Переключатели фаз

Принцип действия DigiTOP PS-40A

При подаче напряжения на прибор, индикаторы покажут действующие значения напряжения в сети по каждой фазе. Если напряжение в сети находится в установленном диапазоне (заводские установки — 170-250В), то произойдет подключение нагрузки к приоритетной фазе или, если приоритет не установлен, к фазе “L1”. Выбор режима работы описан в разделе Последовательность установки параметров.

Если выбран приоритет работы от одной из фаз (“L1”, “L2” или “L3”), то выход на нагрузку будет подаваться от приоритетной фазы. Если напряжение на приоритетной фазе вышло за установленный диапазон, то прибор переключит выход на нагрузку на следующую фазу. После возврата напряжения на приоритетной фазе в установленные пределы, через заданное время задержки возврата (заводские установки – 5 секунд) прибор переключит выход на нагрузку на приоритетную фазу.

Если режим работы от приоритетной фазы выключен, то выход на нагрузку подается от фазы “L1”. Если напряжение текущей используемой фазы выйдет за установленный диапазон, то прибор переключит выход на нагрузку на следующую фазу, напряжение на которой в установленных пределах, и останется на ней до следующей аварийной ситуации.

Во избежание переключений/отключений от пусковых кратковременных просадок, если напряжение текущей фазы вышло за нижний установленный предел переключения/отключения, но остается больше 120В, то переключение происходит с временной задержкой. Для этого выставляется Время задержки переключения по нижнему пределу.

Прибор комплектуется двумя перемычками сечением 10 мм2. При использовании кабелей другого сечения необходимо применять перемычки с сечением равным сечению используемого кабеля.

Использование перекидных устройств в разных сетях

Каждый перекидной рубильник того или иного типа может применяться лишь в электрической цепи с определенными параметрами.


В однофазном варианте устанавливаются, преимущественно, коммутаторы двухполюсного исполнения. Во время подключения к генераторной установке потребуется блок питания с установленным рабочим напряжением триста вольт. Устройства обладают отрицательным сопротивлением порядка 50 Ом.

Для создания качественного контакта, рекомендуется использовать медные перемычки. В самом начале установки следует выяснить наличие электрощита. Может использоваться серия КК220 или аналогичная модификация. В цепях с одной фазой не рекомендуется использование реверсных устройств по причине возможного несоответствия их рабочих показателей и сетевых параметров.

Для проложенных линий с двумя фазами наилучшим образом подходит расширительный вариант переключающих устройств. В этом случае рубильниками приобретаются универсальные качества и они свободно используются в однофазных сетях, без ограничений. Предельное значение напряжения для работы достигает 300 вольт. В виде элемента, соединяющего все имеющиеся части, используется блок питания номиналом 200 В.

Классификация фазоуказателей

Независимо от сферы применения для проверки правильности подключения бытовых или промышленных электроустройств наибольшее распространение получили фазоуказатели следующих типов:

  • Индукционные — представлены главным образом устаревшими моделями типа И517, ФУ-2 и более современными модификациями. По сути представляют собой упрощённую модель асинхронного двигателя, в качестве ротора у которых выполнен обычный диск из лёгких металлов. При прямом подключении к питающей сети этот диск-индикатор начинает вращаться по часовой стрелке, в противном случае направление вращения меняется на противоположное. Приборы этого типа отличаются большим рабочим ресурсом, простотой применения. Отдельные модификации применяют для работы с трёхфазными сетями с частотой до 1 тысячи Герц.

    Индукционный фазоуказатель

  • Более современными считаются устройства, обеспечивающие индикацию правильности включения при помощи обычных ламп накаливания или светодиодов. Они меньше по габаритам, поэтому более просты в применении, особенно в бытовых условиях. Отметим несовершенство отдельных моделей, которые требуют подключения только к двум фазам и нейтральному проводу, это несколько усложняет выполнение работ по определению очерёдности фаз.

    Фазоуказатель с индикаторного типа

  • Заслуживают внимания и приборы микроконтроллерного типа. Они вполне подходят для выполнения работ в быту и на производстве, правильность фазировки показывают при помощи всё тех же световых индикаторов.

    Фазоуказатель микроконтроллерного типа

И517М:

ФУ-2:

Принцип действия всё приборов, кроме индукционного, основан на эффекте перекоса фаз, при котором по различным цепям появляется различное активное и реактивное сопротивление. В результате это и приводит к изменению интенсивности свечения отдельных индикаторов или полному отказу от включения.

Виды и типы перекидных коммутационных устройств

Основным признаком перекидных коммутаторов служит количество полюсов. Вследствие этого, каждое устройство используется с конкретным числом подключенных приборов и самих электрических сетей. Каждый из этих рубильников бывает одно-, двух- и трехполюсный, а некоторые модели представляют собой четырехполюсные конструкции.

Рубильники с одним и двумя полюсами предназначены для однофазных сетей, а все остальные устанавливаются в трехфазных сетях. Широкое распространение получили однополюсные приборы, направляющие поток электроэнергии при помощи одного модуля. Они используются для реверсивных переключений и лучше всего подходят для совместной работы с генераторами, частотой до 20 Гц.

В жилых зданиях с высоким энергопотреблением рубильник реверсивный не столь эффективен из-за ограниченной нагрузки в 200 А. Кроме того, такие устройства отличаются низким выходным напряжением, составляющим для большинства моделей всего 200 вольт.

Более подходящим вариантом для многоквартирных домов считается двухполюсный прибор или перекидной рубильник на два направления. Это устройство также работают с однофазной сетью и обладают сопротивлением порядка 60 Ом. Данный показатель в разных моделях может отличаться, поэтому каждый прибор выбирается под конкретные параметры сети.

Устройства реверсивного типа на 2 направления применяются для переключения подачи электроэнергии от генератора или общей сети и обратно. Во всех случаях задействованы разные схемы соединений, в соответствии с нагрузкой и параметрами сети, в том числе и крестообразного подключения. В эту цепочку могут быть включены приборы учета электроэнергии.

Трехходовые или 3-хполюсные рубильники предназначены в основном для промышленных электросетей

Они требуют дополнительных мер предосторожности, поэтому для их установки и подключения обязательно используются электрощиты. Приборы на три фазы отличаются высоким порогом чувствительности и применяются вместе с системами, защищающими от перегрузок

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.

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.

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 двумя способами:

  1. Купить переключатель, рассчитанный на больший ток.
  2. Установить электромеханический коммутатор так, чтобы к выходным клеммам переключателя фаз была подключена катушка пускателя или контактора. Таким образом, вся нагрузка ляжет на силовые контакты последнего.

Уникальность использования

Бывают такие моменты, когда подключение трехфазной электросети должно производиться в режиме строгой последовательности фаз. Вся проблема заключается в том, что нет никакой гарантии правильно обозначить сторону вращения ротора в процессе присоединения к сети двигателя, если не выполняется проверка этапов фазировки.

В процессе эксплуатации механизма системы важно четко соблюдать направление вращения, потому что так выполняется обеспечение технологического цикла. Следовательно главным пунктом стабильной работы является абсолютное соблюдение последовательности соединения.

В данном случае правильное решение проблемы заключается в использовании уникального прибора – фазоуказателя, что дает ясное понимание области его применения.

Для примера, в случае, когда провода, питающие обмотки имеют верный порядок присоединения, то работа ротора двигателя определяется условным вращением по ходу стрелки на часах, но при малейшем изменении порядка последовательности фаз направление вращение будет изменено.

В следствие тех-процесс, где главным элементом является двигатель, будет грубо изменен с последующим нарушением, что несомненно приведет к остановке и выходу из строя оборудования. Однако при изменении последовательности фаз в правильном чередовании, порядок эксплуатации двигателя будет приведен в обычному и процесс вновь станет корректным.

Назначение фазного переключателя

Фазный переключатель — это электротехническое устройство, предназначенное для подключения ответственных потребителей электроэнергии. Под ответственными потребителями подразумеваются приборы, которые должны непрерывно работать 24 часа в сутки. Например, оборудование серверных, автоматика газовых котлов или системы видеонаблюдения на охраняемых объектах.

Подключение оборудования через переключатель фаз

Существует 2 основные категории переключателей фаз:

  • ручные (механические);
  • автоматические.

Ручной переключатель фаз представляет собой многопозиционный кулачковый коммутатор. Он может устанавливаться не только на дин рейку, но и на дверцу шкафа управления. По сути это кнопка, позволяющая усилием руки самостоятельно переключить питание потребителя с одной линии на другую. Такие приборы дешевые и простые в понимании. Но они не способны работать без человека.

Ручной модульный переключатель

Автоматические модели в присутствии человека не нуждаются. В них установлен микроконтроллер, отслеживающий напряжения входных фаз. На верхние клеммы прибора подключается 4 провода: 3 фазы и ноль. Снизу снимается 2 провода: 1 фаза и ноль.

Во время работы прибор подключает одну из входящих фаз (например, L1) на выходную клемму. Если напряжение в фазе L1 по каким-либо причинам выходит за допустимые пределы, то к выходу подсоединяется фаза L2. Если напряжение выходит за пределы и в L2, то подключается L3.

Особенности устройств

Электрический переключатель ПЭФ-301 производит выбор оптимальной фазы в зависимости от качества напряжения в сети. Непосредственное питание от прибора осуществляется при мощности нагрузки до 3,5 кВт       (16 А). Если мощность нагрузки превышает 3,5 кВт, прибор управляет катушками магнитных пускателей.

Параметры качества напряжения (минимальное и максимальное значения) задаются Пользователем. Для этого предназначены специальные регуляторы на лицевой панели корпуса.

Преимущества устройства переключения питания данного типа:

фиксированная задержка на 12 секунд во избежание ложного перехода на резервную фазу, в период понижения напряжения в сети ниже заданного минимального значения;

возможность исключения возврата к приоритетной фазе, когда прибор используется для питания малых по мощности потребителей, где не желательны частые переключения;

устройство прибора позволяет избежать межфазного замыкания из-за залипания контактов благодаря специальной схеме включения трех встроенных реле.

Электронный переключатель фаз ПЭФ-319, в отличие от предыдущей модели прибора, осуществляет питание нагрузки при мощности нагрузки до 6,6 кВт (30 А). Если мощность нагрузки превышает 6,6 кВт, прибор управляет катушками магнитных пускателей.

В целом, переключатели нагрузки схожи по рабочим параметрам.

Ключевыми особенностями прибора ПФЭ-319, являются:

возможность перехода на приоритетную фазу с резервной, после восстановления параметров приоритетной фазы, через время возврата, заданное Пользователем – от 5 до 200 с;


наличие цифрового индикатора, который отображает значение напряжения фазы от которой питается нагрузка. При отключенной нагрузке на цифровом индикаторе отображается значение напряжения фазы, наиболее близкой по напряжению к установленному диапазону напряжений;

свечение одного из зеленых светодиодов на лицевой панели прибора указывает фазу, к которой подключена нагрузка, а также мигание красного светодиода для отслеживания аварийной ситуации.

Если напряжение на всех трех фазах не соответствует заданным параметрам качества – нагрузка отключается. После восстановления параметров напряжения на одной из фаз в допустимых пределах устройство переключения фаз подключит нагрузку к этой фазе.

Необходимость применения

Существуют такие ситуации, во время которых подключение сети трехфазного типа должно выполнятся в порядке чередования фаз. Дело состоит в том, что направление, по которому вращается ротор во время подключения к сети асинхронного двигателя нет гарантии точно указать, если не выполняем в строгости процедуру фазировки.

К примеру, когда это касается эксплуатации вентилятора для соответствующей системы или привода для работы насоса, то необходимо чётко знать направление вращения. Это обеспечивает выполнение технологического цикла. Поэтому соблюсти последовательно соединения в таком случае есть важным. Для того чтобы решать данную проблему следует прибегать к помощи специального прибора, который называется фазоуказателем. Это позволяет понять, для чего он нужен. Область применения фазоуказателя довольно широка и постоянно растёт.

Если фазировка выставлена правильно, то порядок следования фаз происходит от А далее к В и оканчивается С. Таким же порядком определяется и направление по вращению двигателя. К примеру, если провода, которые питают обмотки, подсоединены в правильном порядке, то происходит эксплуатация ротора двигателя условно по направлению часовой стрелки. Однако в ситуации, когда две из данных фаз будут поменяны, произойдёт нарушение направления вращения ротора. Тогда технологический процесс, в котором задействован двигатель, будет просто нарушен. Это приведёт к тому, что оборудование, которое используется в приводе, будет нарушено и выйдет из строя. После этого, если произвести обратную процедуру с фазами, то порядок работы двигателя войдёт в норму и процесс будет корректным.

Настройки прибора

Простые модели имеют минимальный набор настроек. Они не поддаются регулировке покупателем. Алгоритм их работы установлен производителем и не подлежит изменению. Сложные дорогие модели, напротив, имеют множество настраиваемых параметров.

Нижний предел напряжения

Этот параметр определяет, при какой величине входного напряжения произойдет переключение на запасную фазу. Например, если напряжение в фазе A больше 180 В, то потребитель подключен к фазе A. Если меньше, то происходит переход на фазу B.

В простых моделях переключателей значение 180 В установлено по умолчанию. В моделях посерьезнее оно поддается регулировке, и минимальный предел напряжения можно установить на 120-200 В.

Настройка прибора обычно осуществляется с помощью регуляторов под крестовую отвертку. Их достаточно просто покрутить. Отсюда народное название подобных регуляторов «крутилка». В других образцах переключателей используются кнопки. Принципиальной разницы в работе этих регуляторов нет. Поэтому выбор — это вопрос удобства использования.

Верхний предел напряжения

Настройка верхнего предела напряжения необходима для той же задачи, что и нижнего. Но в случае с верхним пределом осуществляется защита потребителей от перенапряжения.

Если напряжение в текущей фазе становится больше допустимого, то прибор автоматически переходит на другую фазу. Например, если напряжение в фазе A превысило значение 250 В, то АПФ переключится на фазу B с нормальным напряжением 230 В.

Время возврата

Время возврата на приоритетную (основную) фазу также поддается настройке с помощью регуляторов или кнопок. Этот параметр определяет, через сколько секунд после нормализации напряжения в основной фазе АПФ снова вернется на нее.

Например, в сети по какой-то причине происходит длительная просадка напряжения в одной из фаз. АПФ переходит на запасную. Через некоторое время вольтаж в основной фазе принимает допустимое значение. Но переключающее устройство выжидает. И только после времени возврата снова возвращается на нормализовавшуюся основную фазу.

Время возврата необходимо, чтобы исключить постоянные ложные переключения устройства. Тем самым увеличивается срок эксплуатации внутренних реле и уменьшается риск повреждения нагрузки.

Эта настройка сильно варьируется от типа потребителя. Например, для холодильников рекомендуется устанавливать время возврата порядка 3-10 мин. Для ламп накаливания достаточно 1-2 мин.

Время включения

Нередко напряжение пропадает одновременно в 3 питающих фазах. В таком случае прибор переходит в выключенное состояние и не реагирует на внешние факторы.

Включение АПФ произойдет после появления напряжения хотя бы в одном питающем проводе. Однако на выходе электричество появится не сразу. АПФ выждет некоторое время автоматического повторного включения и только после этого снова замкнет контакты внутренних реле и запитает потребителей.

Время АПВ настраивается с передней панели устройства. Эта функция по принципу действия похожа на время возврата.


С этим читают