Проходные и перекрестные переключатели
Это в общем то уже электроустановочные изделия, внешне ни чем не отличающиеся от обычных выключателей. Проходные и перекрестные переключатели, последние правда реже, присутствуют практически во всех сериях не только ведущих, но и китайских и турецких, и даже российских производителей.
Для наглядности три схемы.
Управление освещением с двух мест, посредством переключателей
Управление освещением с трех и более мест
тут хорошо видно как верхнюю схему разбавил перекрестный переключатель SA2, таких переключателей можно установить столько, сколько вам требуется.
Та же схема построенная только на перекрестных переключателях
На самом деле все эти схемы и переключатели – прошлый век. Более дорогие чем выключатели и уж тем более кнопки, механизмы, целая куча проводов, а главный, просто огромный жирный минус решений на переключателях – это неоднородность среды управления.
Поясню: Допустим в вашей квартире установлены не только переключатели, но и обычные выключатели, которые в верхнем положении включены, в нижнем соответственно – выключены и вы подсознательно понимаете включен ли сейчас свет
Это важно, поскольку ту лампочку, ведь это может быть действительно всего лишь одна лампочка, которую вы включаете, которую может быть не всегда видно, например она находится в другом помещении или, предположим, попросту перегорела
Нажав клавишу и убедившись что она находится в верхнем положении вы точно знаете что напряжение подано, с переключателями же, это совсем не так, положение клавиши переключателя может быть произвольным и зависит только от того в каком положении находятся клавиши, других, следующих за этим, переключателей.
Я неслучайно упомянул кнопки, современная электропроводка и современное управление освещением базируется на импульсах, это и диммеры с импульсным входом и непосредственно сами импульсные реле, но их работы мы рассмотрим чуть позже.
Алексей Пичугин www.masterwire.ru
Схема подключения
Пакетники разрабатывались для использования их в качестве вводных выключателей. Исходя из этого, их целесообразно устанавливать перед электросчётчиком, чтобы в случае необходимости можно было отключить всю квартирную сеть. Эти устройства не защищают электропроводку и оборудование от КЗ. Для этих целей используют защитные автоматы.
На рисунке 4 показан пример схемы электропроводки в однокомнатной квартире, наглядно демонстрирующий принцип подключения пакетного выключателя.
Рис. 4. Подключение пакетного выключателя
Разумеется, вместо пакетного выключателя можно применять вводный автомат, однако это не целесообразно. Во-первых – он дорогой, во-вторых – такие аппараты быстро изнашиваются при частых отключениях нагрузок, а в-третьих – автомат может сработать в том случае, если в одной из цепей появится КЗ. Тогда весь дом или квартира останется без электричества. Проблема решается путём точных расчётов и регулировок уставок вводного автомата.
Что такое пакетный выключатель и для чего он нужен?
Устаревшим аналогом автоматического выключателя считается так называемый пакетник. Ранее данный аппарат часто использовался для распределения электроэнергии, а в частности полного отключения электричества в квартире.
Из-за своей недолговечности (сгорает при перепадах напряжения), его стали все реже применять для бытовых нужд, однако в производственных целях применение пакетника вполне актуально.
В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы пакетного выключателя.
Конструкция
Данный аппарат получил название из-за особенности своей конструкции. Однотипные коммутационные элементы набраны на одну ось и представляют собой единое устройство. На картинке ниже представлена конструкция дискового выключателя пакетного типа.
Корпус из электроизоляционного материала, с пазами для неподвижных электрических контактов, оснащен камерами дугогашения. В центре подвижная шайба из изоляционного материала, с расположенными на ней ножами электродами. Несколько таких элементов располагаются на одной оси, с помощью которой и приводится аппарат в действие.
Ниже на рисунке представлен еще один тип пакетных переключателей — кулачковый, или как его еще называют галетный. Электроизоляционный корпус с расположенными на нем неподвижными и подвижными контактами, подпираемыми пружинами и располагаемые на направляющих изоляторах, которые упираются в подвижную фигурную шайбу, с углублениями под направляющие штырьки.
Подробнее об устройстве пакетника вы можете узнать из данного видео:
Принцип действия
Рассмотрим, как работает пакетный выключатель. Итак, оператор, поворачивая рукоятку, приводит в действие подвижные шайбы. Они в свою очередь, передают движение на контактную группу, в результате чего происходит переключение, контакты размыкаются или замыкаются, в зависимости от начального положения.
Дисковые пакетные выключатели имеют два положения рубильника: включено и выключено. Кулачковый переключатель возможно «запрограммировать» и переключение контактов будет зависеть от положения самого переключателя.
Назначение
Выключатель нагрузки — он же дисковый рубильник, из-за одновременной работы набранных в один корпус коммутаторов часто используют как силовой элемент для отключения нагрузки, электрических машин, силовых цепей. Также пакетник нужен для переключения нагрузки от одной питающей цепи к другой (аварийный ввод резерва).
Кулачковый пакетник используется как управляющий переключатель оперативных цепей. Он подает питание на цепи управления в зависимости от положения переключателя, включая и отключая элементы управления.
Область применения
На картинке представлены основные типы пакетных выключателей:
Вы их могли видеть в электрических ящиках и подъездных щитах (выключатели нагрузки). Некоторые модели снабжаются прозрачными смотровыми окошками для визуального наблюдения за состоянием контактов, что позволяет удостоверится в правильном расположении устройства.
Пакетники применяются в пультах управления, оперативного переключения, в подстанциях для снятия показаний величин с удаленной линии, оперативным персоналом.
Помимо этого пакетные выключатели используют в кабинах машинистов электросиловых агрегатов: краны, экскаваторы и прочие механизмы.
С помощью такого переключателя машинист устанавливает скорость и направление вращения силового агрегата, выбирает режим работы, с помощью замыкания группы контактов отвечающего за данный параметр, участок схемы.
Часто на линейных схемах механизмов можно увидеть такое обозначение — командоконтролер. Это положение группы контактов в пакетном переключателе, для управления механизмов путем подачи в определенном порядке на схему управления питания. Для наглядности работы разберем схему управления двухскоростным электродвигателем.
На картинке изображена часть схемы переключения обмоток двигателя звезда-треугольник. Кулачковый рубильник — командоконтролер, обозначен буквами SM.
В положении 1 происходит подача питания на схему, реле KV становится на самоподхват, подавая питание в оперативные цепи не зависимо от расположения ключа контролера. В положении 2 происходит подача на катушку пускателя КМ1, который запускает двигатель по схеме треугольник.
Более детальные обзоры пускателей и способов управления мы рассматривали в других наших статьях. Теперь вы наверняка знаете больше о назначении, принципе работы и устройстве пакетного выключателя!
Будет полезно прочитать:
- Виды релейной защиты
- Как подключить тепловое реле
- Проверка чередования фаз
Классификация и маркировка пакетных выключателей и переключателей
«Пакетники» выпускаются в довольно большом разнообразии моделей. Об их характеристиках можно судить по нанесенной маркировке.
Принята такая схема маркировки моделей:
ХХ Х – ХХХ ХХ ХХ ХХХХ ХХХХ
ХХ — тип прибора. Возможны два варианта:
ПВ — пакетный выключатель;
ПП — пакетный переключатель.
Х — количество полюсов (то есть коммутирующих пакетов). Указывается цифрой, обычно от 1 до 4.
ХХХ — номинальный ток, например, 25А. как мы помним, для трехфазной сети этот показатель должен уменьшаться на одну ступень.
ХХ — актуально только для переключателей – это количество направлений при коммутации электрических цепей. Возможные значения – от Н2 до Н4. Обозначение Р говорит о предназначении переключателя для реверсивного запуска электродвигателя.
ХХ — обозначение климатического исполнения прибора и категория его допустимого размещения, в соответствии с ГОСТ 15150.
ХХХХ — обозначение степени защищённости корпуса и материала его изготовления:
Отсутствие символов – защиты не предусмотрено, IP00;
кар. 30 — карболитовый корпус, степень защиты IP30;
пл. 56 — корпус из ударопрочного негорючего пластика, степень защиты IP56;
сил. 56 — силуминовый корпус, степень защиты IP56.
ХХХХ — условное обозначение способа крепления пакетного выключателя (переключателя).
исп. 1 – исполнение 1, крепление передней скобой за панелью толщиной до 4 мм;
исп. 2 – исполнение 2, крепление передней скобой за панелью толщиной до 25 мм;
исп. 3 – исполнение 3, крепление задней скобой внутри распределительного шкафа (чаще всего как раз и встречается в подъездных шкафах);
отсутствие символов – исполнение 4, характерное для приборов, обладающих степенью защиты IP30 или IP56. Крепление осуществляется через предусмотренные монтажные отверстия в нижней части корпуса.
Пакетные выключатели с равным количеством полюсов и одинаковым токовым номиналом, но в различном исполнении
Для примера на иллюстрации показано несколько одинаковы по количество полюсов и по номинальному току нагрузки пакетных выключателей в различном исполнении.
- «а» и «б» — выключатели, не имеющие защиты (IP00). Разница между ними – в исполнении: «а» — исполнение 1 с креплением передней скобой, «б» — исполнение 3 с креплением задней скобой.
- «в» — выключатель в карболитовом корпусе, степень защиты IP30, только от попадания твердых предметов, то есть со спрятанными под изолированным корпусом клеммами.
- «в» и «г» — выключатели соответственно в ударопрочном пластиковом и в силуминовом корпусах. Степень защиты IP56, то есть практически полная, в том числе от самой мелкой пыли и от прямого попадания воды. Предусмотрены сальниковые проходы для герметизации подходящей к выключателю проводки.
Все выключатели, имеющие ту или иную степень защиты, имеют исполнение 4, то есть их крепление осуществляется через предусмотренный проушины с монтажными отверстиями.
Чтобы закончить с маркировкой, дадим еще одну таблицу. Это – условные обозначения различных пакетных выключателей и переключателей на электрических схемах.
Обозначение пакетных выключателей и переключателей на электротехнических схемах и принципы коммутации их контактов
Как уже, наверное, становится понятно, в руках настоящего мастера пакетный переключатель становится своеобразным «конструктором». Можно создать различные схемы коммутации электрических цепей.
Конструкция и характеристики пакетного выключателя (ПВ)
Особенности устройство и назначение пакетных выключателей зависят от технических характеристик этих приборов:
- высокая надёжность, связанная с быстродействием при гашении электрической дуги;
- сила тока для однофазного выключателя 10 А и 25 А, для двухфазного – 10 А и 20А при напряжении 220 В;
- для трёхфазных пакетников предусмотрена работа при напряжении 380 В и силе тока 16 А и 6 А;
- кулачковые пакетники выполняют роль не только выключателя, но и переключателя;
- для предприятий с повышенной пожароопасностью и взрывоопасностью подходят выключатели в силуминовой оболочке.
Выпускается достаточно большое количество пакетных устройств для выключения электроэнергии
Чтобы в них ориентироваться и подобрать необходимое следует обратить внимание на заводскую маркировку
В маркировке указывается:
- количество полюсов. Может быть одно- , двух- , трёх- , четырёхполюсные;
- числовое значение силы тока, на которую рассчитан прибор;
- количество рабочих положений от 1;
- тип по климатическому исполнению. Обозначается один из таких видов: открытый, закрытый, герметичный, кулачковый, судовой;
- требования к установке;
- уровень защиты.
Расшифровка маркировочных обозначений обязательно есть в паспорте прибора. В нём так же указывается материал, из которого изготовлен корпус, и параметры для установки.
Главным отличием пакетика от дифавтомата следует назвать отсутствие возможности отключения первого от местной питающей сети. От значительных перепадов напряжения устройство выходит из строя.
Выключатель пакетный марки ПВ 2 16 обладает относительно небольшими размерами
Раньше пакетниками оснащались все квартиры и индивидуальные дома, так как альтернативы им попросту не существовало, равно как и разработанных методик, при помощи которых выполнялось бы контролирование поступающей в жилище электроэнергии. В наши дни приборы все чаще вытесняются двух- или трехполюсными автоматами.
Пакетные выключатели производятся в нескольких исполнениях:
- открытом;
- закрытом;
- герметичном.
Устройства открытого типа ничем не защищены, так как подлежат установке в предварительно организованных местах — металлических ящиках и щитках, иных точках расположения, в которых требуется их монтаж. Такие приборы весьма чувствительны к уровню влажности и пыли, их контакты повреждаются от воздействия твердых частиц.
Защищенные пакетники помещаются в специальную оболочку, служащую также и корпусом устройств. Приборы могут монтироваться вне щитовых ящиков, так как их контакты предохраняются от проникновения грязи и пыли.
Также можно встретить пакетники во взрывозащищенном либо герметичном исполнении. Корпус устройств изготавливается из пластика и алюминия, что обеспечивает долговечную и надежную защиту от воздействия пыли и влаги.
В отличие от приборов в обычном исполнении, герметичные модели могут монтироваться даже снаружи зданий.
Пакетный выключатель в пластиковом корпусе марки ВПКМ 3-40 в герметичном исполнении
Пакетники могут иметь один, два и три полюса. Работают в электросетях постоянного и переменного тока до 60 А при напряжении 380 В и до 100 А при напряжении 220 В. Частота – 50 Гц и выше.
Внешне выключатель пакетный (ПВ) выглядит как небольшой бочонок с ручкой и выводами электрических клемм. Внутри контактная группа и переключающий механизм. Подвижные контакты (из изолированного материала) установлены на втулке квадратного сечения. Находятся они в корпусе. Сам корпус состоит из изолированных шайб, соединяющихся винтами.
Общие сведения
В промышленных, общественных и частных электрических сетях пакетный переключатель может выполнять следующие функциональные задачи:
- Распределение электрической энергии в силовых цепях и схемах управления.
- Организация работы (пуск, реверсирование, остановка) электродвигателей приводов вентиляционных систем, подъемных агрегатов, транспортных конвейеров (ленточных, цепных и пр.).
- Ручное управление коммунальными и промышленными световыми приборами.
В зависимости от вида климатического исполнения коммутирующие устройства можно разделить на несколько категорий. Например:
- УХЛ4, предназначенные для эксплуатации в холодных и умеренных зонах с рабочей температурой от -40С˚ до +40С˚ (предельной ±50С˚) и верхним порогом относительной влажности (без прямого конденсирования) 98 %.
- ТЗ – для жарких и тропических районов.
Условия эксплуатации допускают незначительные ударные воздействия и вибрацию (частота не более 35 Гц).
Устройство и принцип работы
Конструкция пакетного электрического аппарата проста и надёжна. Пакетный выключатель состоит из следующих деталей заключенных в корпусе прибора (см. рис.1):
- пружинного механизма переключения, обеспечивающего скачкообразный процесс включения/выключения;
- неподвижных контактов, расположенных по кругу;
- подвижных контактов в форме ножей;
- пакета искрогасительных шайб.
Клеммы неподвижной группы контактов находятся с внешней стороны корпуса. К ним подсоединяются провода. Подвижные контакты расположены на изоляционной втулке квадратного сечения, которая приводится в действие пружинным механизмом, накапливающим энергию от усилия, приложенного к рукоятке.
Рис. 1. Устройство пакетника
Рукоятка выключателя может занимать 4 положения. Два из них соответствуют позиции «Включено», а другая пара – положению «Отключено».
Пакетные переключатели по конструкции очень схожи с выключателями, но в отличие от них имеют только одно положение рукоятки в отключённом состоянии. Все остальные положения (их может быть несколько) соответствуют разным способам коммутации.
Клеммы пакетника, соединённые с неподвижными контактами, расположены на корпусе выключателя так, чтобы удобно было подсоединять провода. Достигается это следующим образом: контакты сдвигаются относительно друг друга, а клеммы от каждого контакта располагаются диаметрально противоположно. Таким образом, провода, идущие от сети, подключаются с одной стороны, а нагрузка – с другой.
Промышленность поставляет на рынок однополюсные, двухполюсные, трёх- и четырёхполюсные пакетные выключатели. Их строение отличается количеством контактов в одной контактной группе и, соответственно, числом искрогасительных шайб.
На рисунке 2 показаны схемы разных типов переключателей.
Рис. 2. Схемы распространённых пакетников
Бывают выключатели открытого и закрытого типа. В открытых пакетных выключателях отсутствует защитный корпус. Такие устройства применяются для коммутации безопасных напряжений и обязательно в помещениях.
Защищённые пакетники закрытого типа оборудованы пластиковым либо алюминиевым корпусом. Устройства хорошо защищены от пыли, а их клеммы прикрыты от прикосновений. Их можно устанавливать в помещениях вне щитовой.
Герметичные модели (см. см. рис. 3) находятся в герметичных корпусах из негорючего, противоударного пластика. Этот класс защиты позволяет монтаж устройств даже на открытом пространстве.
Рис. 3. Внешний вид герметизированного пакетника
Принцип работы
Усилия от рукоятки передаются на пружинный механизм выключателя. Пружина, взаимодействующая с фигурной шайбой, заводится. В определённый момент её энергия высвобождается, резко поворачивая шайбу, увлекающую за собой втулку с подвижными контактами. Сделав четверть оборота, шайба останавливается на одном из упоров, расположенных на верхней крышке. Подвижные контакты, в зависимости от положения рукоятки, замыкают, либо размыкают контакты.
Одно- и двухполюсные пакетные выключатели рассчитаны на напряжения 220 В и нагрузки от 10 до 25 А. Трёхполюсные выключатели выдерживают разницу потенциалов на уровне 380 В, но токовые нагрузки для них снижены – до 6 либо 15 А, в зависимости от модели выключателя.
Срок службы пакетного выключателя зависит от условий его работы. На количество циклов влияют параметры номинальных токов и напряжений. Качественные зарубежные переключатели, работающие в щадящих режимах, достигают предела 20000 коммутаций, при условии, что частота переключений составляет меньше 300 операций в час.
Современные аналоги
Устаревшие переключатели в большинстве случаев, особенно в быту, заменяют на автоматические защитные устройства. Этими заменителями выступают такие приборы, как:
УЗО и дифавтомат
- УЗО. Приспособление служит для предотвращения утечки тока. Оно способно почувствовать дифференциальный ток, от которого нагреваются электропровода, что способствует короткому замыканию, а вследствие этого и к возгоранию кабелей. Кроме этого сверхтоки могут убить человека. УЗО реагирует на утечку тока и обесточивает электролинию при возникновении аварийной ситуации. Однако данное устройство не способно защитить человека и электрооборудование от короткого замыкания и высоких нагрузок, если с ним вместе не установлен автоматический выключатель.
- Автоматический выключатель. Это настоящий заменитель описываемого устройства. Он способен исполнять те же задачи, но имеет большой срок службы, износоустойчивость, а также удобство при эксплуатации. Автоматы, как и переключатели, имеют полюсность: однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные. Между собой автоматические выключатели подразделяются на ручные, пружинные и двигательные. Кроме этого они отличаются по типу подсоединения и прочим критериям.
- Дифференциальный автомат. Защитное устройство, выполняющее функции двух приборов – УЗО и автомата. Это изобретение получила свою популярность благодаря небольшим размерам, удобству в использовании. Он способен предупредить утечку тока, предотвратить короткое замыкание, а так же снизить риск поражения человека электричеством. Автомат имеет два расцепителя: тепловой – защитит от перегрузок в цепи; электромагнитный – обесточит электрическую сеть при возникновении короткого замыкания.
- Контактор. Устройство служит для отключения и включения электрической сети на расстоянии. Это изобретение работает только при превышении номинального тока. Он не способен оградить электрическую сеть от короткого замыкания. Зачастую приборы устанавливаются на транспорте, в лифтах, а также на производстве.
Основные типы и виды пакетников
Пакетники классифицируют по разным признакам:
- по месту присоединения внешних электрокабелей к панели (переднее, заднее подключение);
- по степени защищенности внутренних конструкционных элементов от негативных факторов окружающей среды (различают открытые, защищенные, герметичные приборы);
- по особенностям конструкции переключателей (пакетно-кулачковые, барабанные).
Несмотря на большое разнообразие пакетных выключателей и переключателей они имеют общие техническо-эксплуатационные характеристики и схожие недостатки.
Так, ресурс пружинного механизма рассчитан примерно на 103 отключения электроэнергии. Есть износостойкие модели, которые выполняют 203-1000 отключений. Главное условие: частота срабатывания механизма не должна превышать 50 в течение 1 часа.
Галерея изображений
Фото из
Пакетники в незащищенном корпусе прекрасно подходят для монтажа в электрощитках. Главное, чтобы щиты, ниши или ящики располагались в сухих помещениях и были надежно закрыты от пыли, влаги, брызг. Если эти условия не соблюдены, высока вероятность, что прибор быстро выйдет из строя из-за ржавчины, частиц пыли или повреждения контактов
Пакетные устройства выключения и переключения, закрытые корпусом, необязательно устанавливать в нишах и щитах. Их внешняя оболочка служит хорошей защитой от пыли и случайных повреждений. Производители отдельно позаботились о том, чтобы на контакты не попадали частицы грязи, а к токоведущим элементам невозможно было прикоснуться, не разобрав устройство
Это приборы в брызгонепроницаемых и взрывозащищенных корпусах. Внешние оболочки устройств изготовлены из высокопрочного пластика и алюминия. Материалы исключительно долговечны, не поддаются коррозии. Корпуса сконструированы так, чтобы внутрь механизма не попадали капли влаги и частицы пыли. Такие устройства можно монтировать в любых условиях, даже за пределами помещений
Пакетники различаются по способу установки. Они делятся на стационарные и выкатные с втычными контактами. Выбирают устройства в зависимости от удобства и конкретных условий эксплуатации. Главное, чтобы технические характеристики приборов соответствовали напряжению в сети, количеству направлений и полюсов, номинальному току
Открытый пакетный выключатель
Защищенные и незащищенные пакетники
Пакетник в герметизированном корпусе
Современный стационарный пакетный выключатель
Маркировка изделий может включать такие буквенные и цифровые условные обозначения:
- «В» – выключатель;
- «П» – переключатель;
- «П» – пакетный;
- «Г» – герметичный;
- цифры 1-4 – количество полюсов;
- «Н» – направление (2, 3, 4, а также «Р» — реверс).
В маркировке приборов указывают степень защищенности, тип размещения, особенности установки, номинальный ток. Иногда можно встретить пометки-сокращения «сил.» и «пл.». Они используются для обозначения материала корпуса (силуминовый, пластиковый). К примеру, маркировка прибора ГППМ-2-60/Н2 расшифровывается как 2-полюсный 60-амперный герметичный пакетный переключатель на 2 направления.
