Электрические переключатели на 2 положения — принцип работы и устройство

Использование в быту

Переключатели не так часто используются в быту, как выключатели, но, тем не менее, есть задачи, в которых без них обойтись невозможно. Например, когда необходимо управлять освещением с разных мест. Переключатели могут быть установлены на входе в комнату и возле кровати (чтобы не подниматься выключать свет) или в разных концах длинного коридора.

Реализация такой схемы управления довольно простая, ее изображение показано на рисунке ниже.

Схема включения освещения с двух разных мест

Обозначения на рисунке:

• А, В – переключатели;
• L – осветительный прибор.

При необходимости управлять освещением из большего количества мест, схему можно незначительно усложнить, добавив в нее промежуточный коммутатор.

Управление освещением из трех разных мест

Обозначения на рисунке:

• A,B – двухпозиционные коммутаторы;
• С – промежуточный двойной переключатель двух направлений;
• L1 – осветительный прибор.

Заметим, что взяв данную схему за основу, можно управлять освещением с трех и более мест. Для этого достаточно добавить в нее необходимое количество промежуточных коммутаторов, подключаются они так же, как и устройство «С» на представленной выше схеме.

Трехфазные и двухпозиционные коммутаторы модульного типа

Приборы этого класса устанавливаются в трехфазные сети и позволяют коммутировать подачу питания на мощные асинхронные электродвигатели. В частности, они применяются с целью переключения комплекта из 3-х обмоток с одной схемы включения на другую: с «треугольника» на «звезду» и обратно.

Коммутация режимов подключения статорных обмоток необходима, чтобы снизить величину пусковых токов в цепях питания – «облегчить» запуск.

Двухпозиционные модульные коммутаторы представлены в ассортименте электротехнических изделий пакетными переключателями кулачкового типа. Они широко востребованы в следующих ситуациях:

• при монтаже щитов управления силовым оборудованием переменного и постоянного тока;
• в современных электросетях, оснащенных системами автоматического резервирования;
• для переключения обмоточных схем и режимов работы электродвигателей, а также для управления освещением сразу из нескольких точек;
• для выбора подходящих условий функционирования трансформаторных подстанций (ТП), а также оптимизации работы обслуживающей их коммутационной аппаратуры;
• при выборе нужного режима для отопительного оборудования и сварочных агрегатов.

Одной из разновидностей двухпозиционных коммутаторов являются приборы, у которых помимо двух крайних положений имеется и одно центральное. Формально их относят к трехпозиционным переключателям с одной нейтральной позицией, но в схемах они все равно используются как двухполюсники.

Для удобства выбора требуемого образца коммутирующего изделия, подходящего для конкретных условий, на корпусе указываются основные технические параметры:

• тип коммутирующего устройства;
• номинальный ток, на который рассчитан его рабочие контакты;
• электрическая схема коммутаций (таблица переключений);
• категория защищенности от климатических воздействий.

Техническое обслуживание в период эксплуатации

Нормальные условия действия двухполюсных и трехполюсных автоматических выключателей позволяют выделять время на технический осмотр приборов не чаще одной профилактики за три года работы. Этот факт лишний раз подтверждает высокое качество исполнения практически любых автоматов.

Техническое обслуживание приборов. Эта процедура предусматривает тестирование целостности устройств и надёжности контактных групп. В рамках техобслуживания выполняется чистка приборов и мест их размещения. Проверяется качество работы автоматических механизмов

Между тем, согласно инструкций, технический осмотр обязательно выполняется, если автоматический выключатель срабатывал по причине тока короткого замыкания.

Для любой причины, будь то срабатывание устройства в условиях аварийной ситуации или техобслуживание по графику, технический осмотр устройств выключает в себя:

• диагностирование механизма включения/отключения в ручном режиме без нагрузки;
• проверку затяжки винтов основных и свободных контактов;
• надёжность крепежа прибора к основанию;
• очистку от загрязнений и посторонних предметов;
• имитацию отключения методом механического воздействия на чувствительный элемент;
• проверку работоспособности в рабочем режиме.

Практика пользования электрическими сетями отмечает обращение с приборами разных производителей, включая отечественных и зарубежных.

Большая часть всех эксплуатируемых устройств автоматической защиты характеризуется безупречной работой в плане качества.

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Кулачковые переключатели

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

• коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
• системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
• управление трансформаторными подстанциями и освещением;
• оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
• переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
• выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.

Пакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

• a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
• b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
• c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
• d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
• e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
• f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
• g – пакет;
• h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
• I – ротор;
• J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
• k- соединяющий рукоять с ротором вал;
• l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении

Коммутатор ABB в режиме нулевого положения

Как подключить

Приведем пример реализации схемы управления освещением с двух мест, используя для этого переключатели Легранд (Legrand). Этот производитель выпускает надежные бытовые модели серии Cariva и Valena, цена которых ненамного отличается от стоимости обычных выключателей.

Прежде чем купить переключатели, обратите внимание на различные исполнения, они могут быть как для скрытой, так и открытой проводки, а также с подсветкой и индикацией положения на коробке (корпусе). Напоминаем, что все работы, связанные с подключением электрооборудования необходимо выполнять только при полном обесточивании электрических цепей. Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник)

Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник)

Напоминаем, что все работы, связанные с подключением электрооборудования необходимо выполнять только при полном обесточивании электрических цепей. Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник).

Схематическая реализация поставленной задачи показана на рисунке ниже.

Схематическое изображение установки двойного управления освещением

Синим цветом обозначен нулевой провод, красным – фаза. Заметим, что все коммутации должны выполняться именно с фазой.

Как подключается одноклавишный коммутатор, видно на нижнем рисунке.

Схема монтажа двух одноклавишных переключателей Legrand

Подключение коммутаторов для управления с трех мест выглядит следующим образом.

Подключение для управления освещением из трех разных мест

Как видите, одноклавишный или двухклавишный выключатель на два направления подключить не сложно, при этом он поможет сделать управление освещением в вашей квартире более комфортным.

Принцип работы и особенности перекидных выключателей

Для понимания принципа работы перекидного переключателя перекрестного типа необходимо изучить схему управления точками освещения из 3—5 точек.

Но так как перекрестный выключатель всегда устанавливается между проходными и никогда не используется сам по себе, сначала нужно понять, как работает схема активизации и отключения освещения с обычными и проходными выключателями.

Схемы управления осветительными приборами из трех точек отличаются от схемы на два направления только наличием перекрестного выключателя

Итак, в функции обычного выключателя входит размыкание и замыкание цепи — при нажатии верхней половины клавиши свет включается, нижней — выключается. А вот состояние освещения в схеме с двумя проходными устройствами совершенно не зависит от положения клавиш одного из них.

Нажатие на клавишу лишь переключает соединение с одной цепи на другую. Чтобы цепь сомкнулась, необходимо, чтобы оба устройства замкнули контакт с одним из проводников, проложенных между ними.

Проходной выключатель называют еще переключателем на два направления. Схема наглядно демонстрирует, что пользователь, воспользовавшись любым из них, сможет и включить и выключить свет

Механизм разных типов устройств отличается количеством клемм:

• в обычном их две;
• в переходном их три;
• в перекрестном — четыре клеммы.

Чем сложнее устройство, тем оно требует более качественного изготовления. Поэтому конструкцию перекидных переключателей, которые имеют большое количество клемм, отличает высокая прочность, износостойкость, устойчивость к коррозии.

Большинство моделей имеют высокий уровень защиты (IP) от негативных внешних факторов — пыли, влаги.

Если проходные переключатели используются всегда только в паре, то количество перекидных может быть любым — хоть один, хоть десять

Так же как и проходные, перекрестные выключатели переключают соединения с одного проводника на другой. Но их отличие заключается в том, что входных контактов уже два, а не один, и их переключением также нужно руководить. Принцип работы устройства основан на парном переключении контактов.

Технические характеристики

Купить перекрестный выключатель можно в любом электрическом магазине, цена зависит от модели и фирмы-производителя. Рассмотрим характеристики нескольких известных переключателей.

ABB Basic 55 белый:

Номинальное напряжение сети, В	220-250
Максимально допустимый ток, А	10
Частота, Гц	50
Контакты	Посеребренные, устойчивы к воздействию влаги и пара
Корпус	Из термопласта
Цена	От 10 у. е.

Перекрестный Schneider Electric SDN:

Напряжение, В	250
Ток, А	10
Номинальная мощность, Вт	2300
Защита	IP20
Стоимость, у. е.	От 3

Legrand Valena (его аналог Anam):

Тип	Одноклавишный
Максимальное напряжение в сети переменного тока, в	230
Ток, А	10
Материал	Поликарбонат
Частота, Гц	50–60
Стоимость, у. е.	От 4

Viko Carmen (по характеристикам и цене у Вико есть китайский аналог – Макел):

Переключатели используются для включения и выключения света с двух мест.

Внизу на рисунке схема.

Любой из этих переключателей может включить или выключить лампочку. Когда они оба находятся в одинаковом положении, вверху или внизу — лампочка горит. Если они находятся в противоположных положениях, лампочка не горит. Т.е в отличии от выключателя, у переключателя нет определенного положения, показывающего включен он, или выключен. Он может быть включен и в верхнем положении, и в нижнем.

Несколько примеров подключения переключателей различных производителей.

Однако помимо всех вышеперечисленных преимуществ стоит упомянуть и о недостатках.

Их замыкание и размыкание включает и выключает светильник.

На этом можно считать схему полностью собранной, подавать напряжение и проверять освещение. Вообще механизмы серии Unica можно подобрать как для открытого, так и для скрытого способа монтажа. Подключаем проходной включатель Шнайдер Schne >

Часто бывает, что освещением крыльца можно управлять непосредственно от входа в здание.

Например, если установить подобный прибор у входа в дом, он будет сигнализировать о появлении непрошеных гостей.

Поделиться с друзьями: Вам также может быть интересно.

Схема подключения проходного выключателя с двух мест

Такая схема удобна в двухэтажном доме на лестнице, в проходной комнате, в длинном коридоре. Можно применить ее и в спальне — выключать верхний свет у входа и возле кровати (сколько раз приходилось вставать, чтобы его включить/выключить?).

Электрическая схема включения проходного выключателя с 2 мест

Ноль и земля (если есть) заводятся сразу на светильник. Фаза подается на выход первого переключателя, вход второго заводится на свободный провод светильника, выходы двух устройств соединяются между собой.

Глядя на эту схему, несложно понять, как работает проходной выключатель. В том, положении, что на рисунке, светильник включен. Нажав на клавишу любого из устройств, цепь разрываем. Точно также, при выключенном положении, переведя любой из них в другое положение мы замкнем цепь через одну из перемычек и лампа загорится.

Чтобы было понятнее, что и с чем соединять, как прокладывать провода, приведем несколько изображений.

Расключение проводов на проходном выключателе

Если говорить о помещении, то прокладывать провода нужно примерно так, как на фото ниже. По современным правилам все они должны находится на расстоянии 15 см от потолка. Укладываться они могут в монтажные коробы или лотки, концы проводов заводятся в монтажные коробки. Это удобно: при необходимости можно заменить пробитый провод. Также по последним нормам все соединения происходят только в монтажных коробках и при помощи контакторов. Если же делаете скрутки, то лучше их пропаять, а сверху хорошенько замотать изолентой.

Возвратный провод лампы подсоединяется ко выходу второго выключателя. Белым обозначены провода, соединяющие между собой выходы обоих устройств.

Как разводятся провода по помещению

Как все соединить в клеммной коробке рассказано в видео.

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Кулачковые переключатели

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

• коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
• системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
• управление трансформаторными подстанциями и освещением;
• оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
• переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
• выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.

Обозначения на рисунке:

• a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
• b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
• c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
• d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
• e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
• f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
• g – пакет;
• h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
• I – ротор;
• J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
• k- соединяющий рукоять с ротором вал;
• l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении

Заметим, что все основные характеристики коммутаторов указываются на корпусе устройств, там отображаются:

• тип коммутатора;
• номинальный ток, на который рассчитан переключатель;
• схема и таблица коммутации;
• класс защиты.

Ниже показана схема и таблица коммутации, изображенная на корпусе переключателя направления вращения SPAMEL.

Благодаря такой таблице наглядно видно, в каком положении, какие группы контактов соединяются.

Устройство кулачкового переключателя

Несмотря на большое разнообразие кулачковых выключателей в плане конструкции, сложности и размера у всех из них общее принципиальное устройство и все они состоят из определенных деталей.

Кулачковый переключатель состоит из:

1. Рукояти с валом который служит для выбора режима. Другими словами вы проворачиваете рукоять и перещелкиваете кулачки, которые переходят на другие контакты и меняют режим работы.

2. Передней панели. На ней обычно нанесены положения рукояти для включения того или иного режима.

3. Фиксирующего и коммутирующего пакетов. То есть наборов элементов обеспечивающих прохождение электрического тока по выбранным контактам или системам.

4 Контактов. Элементов при соединении с которыми кулачков возникает новая электропроводящая сеть.

5. Корпуса. Корпус переключателя обеспечивает соединение в единое целое всех элементов.

Корпус переключателя изготавливается из прочного пластика с использованием меламина, что обеспечивает высокую устойчивость устройства к элекродуге и вихревым токам. Соответственно надежность самого переключателя получается очень высокой.

В качестве контактов используют металлы с хорошей проводимости электрического тока, например серебро. Для уменьшения стоимости контактов, серебро обычно наносят только на поверхность контактов методом напыления или гальванопластики.

Конструкции рубильн иков

Перекидные рубильн ики выпускаются в двух основных вариантах.

• Однополюсный рубильн ик. Имеет единственный модуль и подключается с помощью медных проводников. Этот вариант считается наиболее оптимальным для генераторов с рабочим диапазоном частоты не более 20 Гц. У данных приборов есть определенные ограничения, например, величина предельной нагрузки составляет всего 200 ампер. Поэтому установка однополюсных рубильн иков в жилых домах с высоким потреблением электроэнергии нецелесообразно. Другим недостатком является низкое выходное напряжение, составляющее в среднем 200 вольт.
• Двухполюсный рубильн ик. Чаще всего перекидной автоматический выключатель для генератора с двумя полюсами используются в современных электрических схемах. Данные приборы более всего подходят для жилых домов. Они могут эксплуатироваться вместе с устройствами, подключенными к однофазным и двухфазным сетям. Средний показатель отрицательного сопротивления для таких рубильн иков составляет 60 Ом. Выходное напряжение может отличаться, в зависимости от модификации прибора. В настоящее время широкой популярностью пользуются рубильн ики серии РР20 с конденсаторами открытого типа. Вместе с ними в схеме присутствуют блоки питания с рабочим напряжением 300 вольт.

Преимущества применения перед однополюсными автоматами

Рассмотрим ситуацию, когда кто-то перепутал фазу с нулем. Тогда при отключении однополюсного автомата разъединяется линия нуля, а фаза остается в цепи. Человек, думая, что обезопасил себя отключением автомата, начинает работать и получает удар током. Чтобы этого не произошло, нужно после отключения однополюсного автомата проверить отсутствие напряжения в цепи индикатором. Но все же надежнее использовать двухполюсный автомат, который полностью обесточит цепь.

В случае, когда сработало УЗО, необходимо найти неисправность в цепи. В первую очередь выключаются все электроприборы из розеток. Если это не дало результата, последовательно выключаются ветки цепи, но разъединять надо и ноль и фазу. Однополюсный автомат не дает такую возможность. Придется откинуть ноль на шине, что проблематично, так как требует прозвонки для нахождения нужного провода. Двухполюсный автомат отлично справляется с этой задачей.

Таким образом, преимущества:

1. Безопасность — электрическая цепь разрывается целиком.
2. Легкость поиска неисправности.

Полуавтоматический переход на другой источник

Этот метод подразумевает автоматизацию тех или иных (не всех) процессов переключения. Участие человека в таком типе переключения все равно необходимо, но сама коммутация становится намного проще и безопаснее как для человека, так и для оборудования.

Автомат переключения на резерв

Этот узел, который несложно собрать своими руками, предназначен для автоматического переключения нагрузки с основного на резервный источник при пропадании первого и наоборот. Для его реализации понадобится электромагнитный пускатель или реле, срабатывающие от 220 В и с контактами, выдерживающими ток домовых потребителей. В качестве примера взято электромагнитное реле РЭК77/3 с тремя группами переключающих контактов:

Электромагнитное реле РЭК77/3 с обмоткой 220 В / 50 Гц

Устройство выдерживает ток до 10 А, и вполне может использоваться в качестве автоматического переключателя на небольшом объекте или в частном доме. Схема же автомата будет выглядеть следующим образом:

Здесь реле исполняет роль автоматического перекидного выключателя. Одна группа контактов переключает фазу, другая — ноль, третья не используется. Обмотка реле питается от основной сети. В исходном положении в линии «Сеть» присутствует напряжение, реле включено и подает напряжение на нагрузку. При пропадании сети реле отпускает и переключает нагрузку на питание от генератора. При возобновлении электроснабжения реле К1 вновь срабатывает, и схема возвращается к питанию от основного источника.

С запуском бензогенератора

Эта конструкция в состоянии самостоятельно запустить генератор. Единственное условие — сам генератор должен иметь стартер и дистанционную систему пуска хотя бы кнопкой. Для реализации этой идеи понадобится еще одно реле и пусковой таймер произвольной конструкции:

Подключение бензогенератора к сети дома, схема с автостартом

Здесь реле К1 исполняет те же функции — переключает нагрузку при пропадании основного напряжения. Но дополнительно оно своей третьей группой контактов подает напряжение на стартер и реле времени. Реле периодически пытается завести генератор, с его запуском появляется напряжение на резервной линии. При этом срабатывает реле К2 и своими контактами отключает систему автозапуска бензогенератора.

Но и эта конструкция не является полным автоматом. Во-первых, если генератор по каким-либо причинам не запустится (холодно, плохая регулировка пуска, нет топлива и пр.), устройство будет пытаться заводить его до тех пор, пока не сожжет стартер или не посадит пусковой аккумулятор. Во-вторых, при появлении основного напряжения автоматика переключит нагрузку на него, но не заглушит генератор.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип действия перекидного выключателя:

Как работает перекидной выключатель:

Подключение в электросети TN-S (с заземлением, PE):

Монтаж перекидного выключателя — задача не такая сложная, как кажется на первый взгляд. Для упрощения понимания принципа и закономерностей подключения можно разобраться в действии обычного одноклавишного устройства, перейти к изучению работы переходного выключателя, и тогда принципиальная схема управления с помощью перекрестного переключателя покажется довольно простым делом. Главное, при самостоятельном монтаже, выполнять требования по технике безопасности.

Если у вас есть опыт самостоятельного монтажа перекидного выключателя, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями

Расскажите, на какие моменты нужно обязательно обратить внимание. Оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы в блоке под статьей

Выводы и полезное видео по теме

Что такое автоматы и чем они различаются, можно узнать из следующего видеоролика:

О критериях выбора защитных устройств:

Надёжность работы устройств автоматической блокировки часто определяет не бренд, а правильный подбор с учётом рабочей нагрузки. Также значимое влияние на действие приборов оказывает точный расчёт сечения проводников, питающих нагрузку от автомата и расчёт сечения кабеля ввода.

Когда все нюансы монтажа учтены, даже китайские приборы, которые в несколько раз дешевле брендовых, работают достаточно долгий период времени без особых нареканий.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения двухполюсных и трехполюсных выключателей. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.