Принцип работы и схема подключения переключателей фаз

Для чего предназначено

Применение реле контроля фазового напряжения

Специальные контроллеры фаз востребованы в местах, где требуется часто подключаться к питающей сети и где важно соблюдать их чередование. В качестве примера обычно рассматривается ситуация, когда подключаемое оборудование постоянно переносится с одного места на другое. В этом случае вероятность перепутать фазы линейных напряжений очень велика

В этом случае вероятность перепутать фазы линейных напряжений очень велика.

В некоторых нагрузках неверное их чередование способно привести к неправильной работе устройства и последующей поломке. Любой агрегат, включенный в такую сеть длительное время, с большой вероятностью выйдет из строя. При эксплуатации такого прибора можно легко ошибиться с оценкой его состояния, считая, что устройство нуждается в ремонте.

Производители

Переключатели «АПАТОР» серии 4G

Российская компания «АПАТОР» производит изделия массового применения и выполненные по специальному заказу. Широкий ассортимент продукции позволяет подобрать подходящую замену изделиям других производителей.

Схемы коммутации предусматривают следующие варианты:

  • наличие или отсутствие нулевого положения переключателя;
  • ускоренная коммутация;
  • многопозиционные переключения при количестве полюсов от 1 до 8;
  • групповые переключения.

Положение кулачкового переключателя, как изображено на рисунке ниже, обеспечивает замыкание электрической цепи верхними подвижными контактами (3) и неподвижными (1). Проводники зажимаются винтами (12).

Схема строения переключателя компании «АПАТОР» на основе кулачкового механизма

При повороте кулачка (2) на 900 против часовой стрелки верхний шток (5) поднимается вверх под действием пружин и размыкает цепь. Нижний шток поднимается вверх вместе с подвижными контактами, замыкая нижнюю электрическую цепь.

Кулачковый механизм имеет следующие достоинства:

  • надежную коммутацию;
  • устойчивость к перегрузкам;
  • малое сопротивление замкнутых контактов;
  • высокую скорость замыкания и размыкания контактов;
  • небольшие усилия переключения;
  • возможность создания многочисленных схем переключений одним и тем же механизмом;
  • длительный срок эксплуатации.

Устройство переключателей позволяет легко производить коммутацию электрических цепей без лишнего давления на ручку. Ее искусственное торможение также делать нецелесообразно.

Фирма «АПАТОР» изготавливает специальные переключатели, рассчитанные на номинальный ток 100 А. Высокая нагрузка обеспечивается за счет дублирования контактов. Устройства можно применять в качестве основных выключателей.

Переключатели «SOCOMEC SCP»

Производитель «SOCOMEC SCP» (основан во Франции) выпускает несколько типов аппаратов. Наиболее популярными являются многополюсные переключатели COMO C (преимущественно трех,- и четырехполюсные). Устройствами можно безопасно переключать и выключать нагрузки от 25 А до 100 А (рис. а). Разрыв контакта – видимый.

Различные типы переключателей фаз от компании «SOCOMEC SCP»

Sirco VM commut – многополюсный ручной переключатель (рис. б) обеспечивает питание нагрузки от двух источников. Номинальный ток составляет 65-125 А. При отключении остается видимый разрыв.

SIRCOVER M (рис. в) является перекидным рубильником с ручным управлением и несколькими полюсами. Устройство обеспечивает отключение или включение источников питания на нагрузку.

Переключатель фаз SPH-41

Устройство обеспечивает подключение однофазного потребителя к трехфазной четырехпроводной сети (производитель ООО «Вектор», Россия). Автоматический прибор устанавливается после счетчика, выбирает самую надежную по параметрам фазу и подключает к ней потребителя. Затем производится контроль за напряжением. Выбор и установка его верхнего и нижнего допустимых пределов делается заранее.

Переключение фаз в автоматическом режиме

Переключатель ПЭФ-301 изображен на рисунке ниже (производитель ООО НПК «Электроэнергетика»). Прибор предназначен для питания однофазной бытовой и промышленной нагрузки от трехфазной сети. Устройство автоматически выбирает фазу с лучшими параметрами и подключает к ней нагрузку. Потребители до 3,5 кВт связаны с сетью через прибор (рис. а). Приоритетной является фаза L1.  При выходе значения напряжения за порог срабатывания, ПЭФ-301 переключает потребителя на другую фазу с помощью контактов (7-8), (9-10), (11-12) на выходе прибора.

При большей мощности нагрузки выходные контакты прибора связаны с катушками магнитных пускателей, которые управляют силовыми контактами подачи напряжения через фазу с лучшими характеристиками (красный, зеленый и черный на рис. б).

Схемы подключения автоматического переключателя фаз

Общее устройство и принцип работы

Принцип действия обычного переключателя связан с распределением контактов между имеющимися фазами. Как правило, выбирается один главный контакт, к которому подключается основная фаза, обеспечивающая питание оборудования. Для нее используется мощный медный провод, позволяющий снизить потери электричества.

Для других линий, имеющих второстепенное значение, может использоваться более простой тонкий алюминиевый провод. В этом случае резервная линия все равно не сразу выйдет из строя и сможет проработать 1-2 часа. Такие вторичные фазы подключаются ко второму и третьему контактам переключателя.

Количество контактов определяется числом фаз в промышленной сети. Обычно используется три фазы, с напряжением между ними в 380 вольт. Между фазами и землей напряжение составляет 220 вольт на каждой из них. Именно таким напряжением запитаны все квартиры и дома, а 380 В вообще не используется.

Если на основной фазе пропадает напряжение, то с различными временными интервалами питание перебрасывается на какой-либо вторичный контакт. При отсутствии электроэнергии во всех трех фазах, переключатель выполняет полное отключение сети. Для таких ситуаций рекомендуется формирование специального сигнала, с помощью которого включается резервный генератор. С этой целью к резервному источнику питания подводится отдельная электрическая цепь.

В каждый переключатель встраивается устройство для гашения искр, образующихся при срабатывании контактов. Это позволяет существенно увеличить срок службы прибора.

Сферы применения

АПФ рассчитан на питание электроприборов на 220 В. Этот прибор имеет одну выходную фазу, поэтому он непригоден для работы с трехфазными потребителями электроэнергии.

Однако это не уменьшает количество сфер, в которых используется АПФ. Среди них выделяются следующие:

  • маломощные холодильники медицинских лабораторий и аптек;
  • системы видеонаблюдения на охраняемых объектах;
  • любая медицинская техника, поддерживающая жизнь человека;
  • автоматика бытовых газовых котлов;
  • системы вытяжки и вентиляции на опасных производствах.

Дополнительная информация. В момент запуска мощных электрических двигателей и блоков питания в электросети происходит кратковременная просадка напряжения. Производители переключающих устройств оснащают свои приборы фильтрами по времени, позволяющими им быть невосприимчивыми к просадкам и пусковым токам от мощного оборудования.

Как выбрать переключатель фаз

Мы рассмотрели, как работает переключатель фаз, теперь давайте узнаем, на что нужно смотреть при выборе автоматических моделей. Кроме силовых параметров в ПФ добавляют функции, которые упрощают процесс настройки и эксплуатации.

Первое и самое главное – это ток. Чтобы переключатель фаз подошёл к вашей системе электроснабжения, главный критерий, на который нужно смотреть при выборе – это допустимый ток. Не стоит покупать аппарат, ток которого превышает номинальный ток вводного автомата. Хотя и селективность защиты должна обеспечить безопасный режим работы, но не будет лишним привести электросеть в соответствие по допустимому току и мощности.

Второй параметр – возможность регулировки. На дешевых переключателях вообще нет возможности выставить величину минимального и максимального напряжения в электропитающей сети, при котором происходит переключение, выбор приоритетной фазы. Минимальный набор регулировок – это установка минимального напряжения, при котором могут работать приборы, максимального. В более совершенных моделях можно отрегулировать время, через которое нужно попытаться перейти на основную фазу и прочие настройки.

Третий параметр – способ отображения и индикации. В более простых моделях имеется светодиодная индикация, обычно по одному светодиоду на фазу и дополнительный индикатор «АВАРИЯ». Когда линия в норме и к ней подключена нагрузка, соответствующий светодиод горит, например, зеленым цветом, когда линия в норме, но она находится в резерве – светодиод мерцает, когда по всем линиям имеются проблемы – горит индикатор «АВАРИЯ». В более продвинутых моделях установлен семисегментный индикатор или LCD дисплей. Назначение индикаторов: отображать величину напряжения, параметры настроек, включенную и приоритетную фазу. Наименее наглядный способ индикации – отдельные светодиоды, а самый очевидный – ЖК-дисплей.

Четвертый параметр – функционал. Простейший ПФ имеет набор предустановленных параметров питающей сети, принятых за норму, и стремится придерживаться их. Но каждый электроприбор требует индивидуальный подход к питанию, обычно это 220 +/- 10% В, а в некоторых случаях допуск может быть увеличен, или наоборот – уменьшен. В более продвинутых моделях эти величины устанавливаются путем поворачивания винтов или ручек в нужное положение, согласно градуировке. Самые функциональные – это модели с дисплеем и сенсорным управлением. При этом не стоит считать, что чем проще – тем хуже, часто не стоит переплачивать деньги за функции, которые не пригодятся.

Если мощности вашего переключателя не хватает для обеспечения нужд, решить эту проблему можно тремя способами:

Купить переключатель, рассчитанный на больший ток.
Установить дополнительный переключатель в параллель первому

Внимание: модели с ручной установкой времени переключений так устанавливать категорически запрещено, чтобы из-за разброса в точности регуляторов не произошло короткого замыкания.
Установка электромеханических коммутаторов так, чтобы к выходным клеммам переключателя фаз была подключена катушка пускателя или контактора. Таким образом, вся нагрузка ляжет на силовые контакты последнего.

Автоматические и ручные переключатели

Как уже отмечалось, в переключателе фаз имеются настройки, возвращающие его в исходное состояние через определенный промежуток времени. Однако эта функция имеется не в каждом устройстве. Например,  автоматический трехфазный переключатель фаз имеет свои специфические особенности. Прежде всего это касается его активного использования в производственной сфере. Ведь перекос фаз может привести к выходу из строя технологического оборудования. Такие же негативные последствия возникают в результате коротких замыканий, аварий на линиях и скачков напряжения.

Следует отметить, что автоматические переключатели не позволяют в полном объеме обеспечить выполнение отмеченных задач. Поэтому на производстве нередко используется пакетный переключатель фаз ручной трехфазный, не требующий приобретения дорогих датчиков и других средств контроля и управления. Например, если об отключении электроэнергии известно заранее, достаточно всего лишь запустить резервный генератор и ожидать, когда включится основное питание. Предварительно переключатель фаз вручную устанавливается на необходимую линию. После возобновления подачи электричества, все установки так же вручную возвращаются на свое место.

Ручной тип управления переключателем не позволяет пользоваться другими видами управлений. Работа осуществляется в основном из трех положений. Первые два положения управляют фазами, а нейтральное положение используется при отсутствии на выходе какого-либо напряжения. В таких случаях ручной трехфазный переключатель фаз работает совместно с контакторами, которые механическим путем исключают одновременную работу линий. Эта мера позволяет предотвратить возникновение различных перегрузок на любой из фаз.

В более продвинутых переключателях все функции выполняются буквально нажатием одной кнопки. Здесь коммутация электрических цепей осуществляется таким образом, чтобы переброс фаз происходил по специальному сигналу. Тип управления прибором следует уточнять еще при его покупке. Еще более сложной схемой является электронное управление, когда по линии в обе стороны проходит разнообразная достаточно сложная информация. В этом случае потребуется совместимый контроллер, обеспечивающий выполнение всех запрограммированных функций.

Часто используется ручной переключатель фаз, как наиболее дешевый вариант. Однако он не обеспечивает постоянного контроля над состоянием линий без участия человека. Поэтому такие переключатели применяются вместе с другими приборами и реле. Именно они отслеживают наличие перекосов фаз и определяют полное исчезновение напряжения. Эти дополнительные устройства встречаются под названиями реверсивного выключателя, реле контроля фаз, реверсивного и перекидного рубильника.

Кулачковый переключатель

Схема соединения источника тока, лампочки и 2-х переключателей

Схема проходного переключателя

Как подключить переключатель света в квартире

Схема подключения переключателей освещения

Схема переключателя елочных гирлянд

Схема подключения пакетника

Благодаря компактности пакетный выключатель можно установить в щитке. Для этого используют дин-рейку. Если выбрана старая модель, нужно учесть, что на ней вряд ли будет защелка, и для монтажа потребуются саморезы. При установке современных пакетников проблем не бывает.

Две входные клеммы пакетника подключают к проводам фазы и нуля, которые идут от электросчетчика. А выходные клеммы подключают к автоматам в щитке.

На представленной схеме видны фазный и нулевой провода. К ним нужно подсоединить клеммы пакетного выключателя. По тому же принципу подключают автомат, если его ставят вместо старого пакетника

На отечественных схемах провода нуля и фазы обозначены синим и красным цветами соответственно.

Если изделие импортного производства, то цвета кабелей могут быть иными, поэтому обязательно ознакомьтесь с технической документацией и рекомендациями изготовителя. Не стоит экспериментировать «вслепую».

Правила выбора оборудования

При выборе автоматического фазового переключателя следует обращать на следующие технические характеристики устройства:

  1. Допустимые параметры тока. Это наиболее важный показатель при выборе фазового переключателя. Не следует выбирать модель, параметры тока которой значительным образом превышают номинал вводного автомата;
  2. Функционал регулировки. Как правило, на бюджетных моделях трёхфазных переключателей данный функционал вообще отсутствует. Это говорит об отсутствии возможности осуществления регулировки порога показателей минимального и максимального напряжения электросети. Помимо этого в современных моделях переключателей производителями предусмотрен таймер, который настраивается пользователем для выполнения попытки перехода на основную фазу через определенный временной интервал;
  3. Индикация и отображение показателей работы и настройки прибора. Простые модели переключателей имеют минимальную световую индикацию. Более современные устройства оснащены не только сегментным индикатором, но также и LCD дисплеем, который отображает основные параметры настроек прибора, величину напряжения, фазу к которой выполнено подключение.

Как сделать диммер для паяльника

Часто так бывает, что уже имеющийся фазовый переключатель не может выполнить поставленные задачи. Данная проблема может быть решена:

  • приобретением фазового переключателя, рассчитанного на большие показатели тока;
  • установкой коммутатора (электромеханический), при этом он должен быть подключен таким образом, чтобы к его выходным клеммам был подсоединен контактор или катушечный пускатель.

Важно! Необходимо внимательно изучить технические показатели оборудования. Существуют большие различия не только между бытовыми и промышленными переключателями, но и у похожих по сфере применения приборов

Виды

На современном рынке представлено множество моделей данного прибора. В зависимости от конструктивных особенностей их можно разделить на две группы: автоматические и ручные.

Выбирая нужный механизм, одни потребители стараются освоить новые технологии и приобрести устройства последних моделей. Другие — привыкли работать с надежными и проверенными временем устройствами.

Автоматический переключатель фаз

В случае если работающая электросеть не обеспечивает нужное питание, прибор автоматически переключает электроприборы на другую линию. При этом переключатель самопроизвольно выбирает подходящую фазу.

Автоматический тип характеризуется точностью и надежностью в использовании. Прибор имеет внутреннюю блокировку, которая исключает слипание контактных соединений.

Для того чтобы установить и настроить такой переключатель необходима предельная точность. В случае безошибочного подключения устройства переключатель будет долгое время поддерживать бесперебойное питание электрических приборов.

Ручной переключатель фаз

Прибор создан для ручного управления сетей с низким напряжением. Он способен создавать регулирующие фазы, включать и отключать трансформаторы, электродвигатели и другое электрооборудование, имеющее небольшую мощность.

Ручной тип устойчив к высоким нагрузкам и прост в эксплуатации. Данный вид обладает небольшими габаритами и стоимостью. Кроме этого прибор можно использовать как выключатель. Ручной переключатель имеет длительный срок службы.

Одновременно с этим прибор требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Во-первых, он должен всегда быть под контролем, а во-вторых, в случае аварии его необходимо будет переключить. Однако ручные переключатели имеют отличную производительность и хорошую переключающуюся способность.

Принцип действия

При помощи данного устройства контролируются высокие и низкие показатели напряжения. Перед использованием переключатель настраивается на нужные параметры

Необходимо заострять внимание на установку верхнего значения напряжения. Если завысить этот показатель, то может перегреться внутренняя проводка. При заниженной величине данного параметра могут быть частые срабатывания прибора

При заниженной величине данного параметра могут быть частые срабатывания прибора.

Переключатель снабжен функцией времени возврата. При этом через установленное время прибор проверяет основной источник напряжения. Если данный показатель имеет нормальное значение, то прибор возвращается в исходную позицию. Если показатель не соответствует норме, то через установленное специалистом время, прибор снова проверяет данный параметр.

Эта проверка осуществляется до тех пор, пока показатель не войдет в норму. В случае если напряжение вообще пропадает в электрической сети, включается формат время включения.

Современные модели переключателей оснащены микроконтроллером, который проводит анализ подаваемого напряжения. При этом он отображает результаты на цифровом табло и ведет управление электромагнитным реле.

Если напряжение на одной из фаз выходит из нормы, индикатор начнет мигать. Если напряжение не соответствует одновременно в трех фазах, прибор отключит нагрузку до возврата к нормальным показаниям.

Ручной вариант переключателя выполняет те же задачи, что и автоматический и представляет трехпозиционный кулачковый переключатель. При этом бывают модели двухпозиционные и четырехпозиционные, смотря какие задачи перед ним поставлены.

Механические экземпляры, имеющие небольшую мощность, предназначены для переключения линии, они не могут коммутировать нагрузку. При этом мощность линии измеряется вольтметром. Более мощные приборы способны переключать нагрузку под напряжением.

Перекидные рубильники

Перекидной рубильник 4-х полюсный 63А АВаТар

Электрорубильник обеспечивает разъединение сети с одним энергоисточником и подключение к другому. Наличие средней точки объясняет название “перекидной”. Приборы выпускаются с дугогасителями, обеспечивающими коммутацию при подключенном напряжении. Модели без дугогасительных механизмов коммутируются при выключении нагрузки. Выключатель работает только в ручном режиме – переключение осуществляется при помощи изолированного рычага управления.

Конструкция устройства представлена:

  • герметичным корпусом;
  • подвижными ножевыми контактами с двумя рабочими положениями и одним промежуточным;
  • дугогасительной камерой, но есть рубильники без нее;
  • клеммами для подключения к сети.

Включение к одной нагрузочной линии осуществляется по принципу:

  1. На контакт № 1 подсоединяется основное энергоснабжение.
  2. На контакт № 2 подключается дизельный или электрический генератор.

Если требуется ввод в строение с трехфазным напряжением, используется рубильник трехфазный с 4-мя полюсами. Устройство подключается так:

  1. Вводить электросеть нужно через 4 клеммы.
  2. На 4 клеммы подкидывается генератор.
  3. На 4 клеммы подсоединяется нагрузка.

Назначение переключателя фаз

Электронный переключатель фаз поможет автоматически перекинуть питание с замешкавшейся линии на другую. Случается, напряжение проваливается, оборудование неспособно нормально работать. Присмотритесь, на большинстве устройств стоят лимиты, в пределах которых изделие дееспособно. Информация указана техническими данными (инструкция, паспорт), стоит минимум два значения:

  1. Минимальное напряжение показывает, как долго устройство еще способно забирать мощность сети для работы.
  2. Максимальное напряжение показывает верхний предел, при котором внутренняя проводка не сгорает.

Фазовый переключатель

Второй лимит важнее, большинство автоматических переключателей фаз остро реагируют именно на него. Подразумевается время срабатывания

Здесь важно правильно выставить показатели, избегая ложной тревоги. Переключатель фаз стандартного исполнения позволит выставить регуляторами ряд параметров

Ниже – некоторые приведены.

Минимальный предел напряжения

Определяют грань, ниже которой начнется поиск решения. Аналогично отдельно выставляется верхняя отметка. Понятно, нижний лимит демонстрирует меньшие значения, области могут взаимно пересекаться на 10–20 вольт. Полагаем, работа переключателя фаз станет нестабильной, избегайте допускать ситуации. Просто внимательно поставьте верхнюю-нижнюю границы работы оборудования согласно инструкции.

Время возврата

Характеризует интервал, спустя который переключатель фаз попытается перекинуть контакты на прежний источник питания. Говорим «попытается», не факт, что напряжение линии вернется норме к этому моменту. Опция помогает экономии. Допустим, работает генератор, гонять дороже, нежели питаться сетью. Хотели бы время сократить. Знаем твердо: отключение планируется на час. Возникла нужда покинуть дом, вырубать генератор нельзя: замерзнет или наоборот перегреется. Определяется временем года. Настраиваем регулятор фаз на автоматический возврат через час, следует создать сигнал, останавливающий двигатель генератора. Выполнение мероприятия – отдельная тема.

Переключатель щитка

Время включения

Задает промежуток времени, спустя который переключатель фаз попытается врубить питание после полного пропадания такового в ветках. Здесь годится предыдущий пример, можно добавить: сформировать сигнал проще простого – используя реле 230 вольт. Появление питания на линии послужит поводом прекратить траты горючего.

Примеров несметное количество, приведем бесконечность. Переключатели фаз неоднородны по предназначению, возможностям, цене, принципу действия.

Параметры установки АПФ

Для моделей этих устройств характерны нижеперечисленные установочные параметры:

Предельное напряжение (верхнее и нижнее)

Показатель максимального напряжения наиболее значим, и важно правильно его подобрать, не ошибившись при настройке. Если он слишком низок, то прибор будет постоянно срабатывать, а если подобранное значение слишком велико – неизбежен перегрев внутренней проводки, что может привести к пожару.
Приоритетная фаза АПФ

Если перепады напряжения на ней отсутствуют, аппарат не будет переключаться на другие линии. При перепадах питание линии будет переключено на другой проводник, но вместе с тем аппарат продолжит контролировать приоритетную жилу. Когда разность потенциалов на ней нормализуется, нагрузка переключится обратно.
Время включения. Этим термином обозначается период задержки после исчезновения напряжения на всех токоведущих проводниках. По истечении его устройство вновь попытается включить питание.

Время возврата. Это интервал после переключения питания с приоритетной жилы на резервную, по истечении которого прибор произведет проверку основной фазы, и если ее параметры будут в норме, переключит снабжение линии электроэнергией на нее. Если приоритетный проводник не готов к подключению нагрузки, повторная проверка будет произведена через тот же временной промежуток.

Особенности применения трехпозиционного переключателя

Трехпозиционный перекидной рубильник

Трехполюсный рубильник подходит для подсоединения резервного питания к домашней линии. Он используется только после отключения нагрузки. Генератор понадобится активировать и выставить в рабочее положение. Затем нужно подсоединить к нему домовую сеть. При проведении ремонтных работ рубильник будет использоваться как разъединитель.

Монтаж устройств

Перекидное электрооборудование устанавливает в распредщите. Для внутреннего монтажа подходят модели с пластиковым корпусом, для наружного – металлический. Внутри коробов есть специальная DIN-рейка для рубильников. Монтаж приборов выполняется следующим образом:

  1. Модели, выключающиеся под воздействием нагрузки, устанавливаются вертикально.
  2. Подбирается тип шин и проводов. Их сечение должно соответствовать токовому номиналу переключателей.
  3. Шины и провода подводятся на неподвижные контакты.
  4. Элементы плотно зажимают клеммами для надежности контактов и устранения возможности перегрева.

  5. Резьбу гаек покрывают вазелином.
  6. Контактные гайки затягиваются плавно. После первого поворота гаечного ключа гайку ослабляют, а потом аккуратно затягивают.
  7. На поверхность контактных ножей наносится касторовое масло, которой предотвратит их заклинивание в стойках.
  8. Производится заземление металлических нетоковедущих элементов на внешней части короба.

Порядок включения

Перед подключением необходимо остановить вводной автомат

Трехпозиционные, или пакетные устройства выпускаются без разъединителя. Они подключаются так:

  1. Остановка вводного автомата.
  2. Установка рукоятки прибора на генераторную линию.
  3. Выключение автомата нагрузки.
  4. Подсоединение кабеля переключателя к генераторной розетке.
  5. Запуск генератора, ожидание прогрева (2 мин).
  6. Подача питания на рубильник.
  7. Включение автоматов нагрузки.

Автоматы ставятся на каждый из вводов.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий