Перекидной автоматический выключатель: принцип действия и конструкция

Работа приборов в различных ситуациях

Обычный рубильник отличается от выключателя только своими размерами и мощностью. Основные функции обоих устройств совершенно одинаковы. В одном положении рукоятки цепь становится замкнутой, а в другой – разомкнутой. Для коммутации одной линии применяется работающее однополюсное устройство, а для одновременного переключения нескольких цепей потребуется многополюсный прибор – разъединитель.

Перекидной рубильник на 2 ввода существенно отличается от обычного наличием дополнительных контактов. Именно они дают возможность помимо основных действий, выполнять различные переключения, изменяя, тем самым, рабочие режимы оборудования. В разных положениях рукоятки происходит соединение средней шины рубильника с нижней или верхней контактной группой. При таких переключениях верхние и нижние контакты никогда не соединятся друг с другом.

Если использовать обычный переключатель, то из-за невнимательности оператора, может произойти короткое замыкание. Перекидной рубильник полностью исключает такую возможность, благодаря своей конструкции.

Трехпозиционные переключающие рубильники обладают более широким набором функций. Они могут не только выполнять необходимые переключения, но и отключать оборудование, если это необходимо. Для этого в приборах существует так называемое промежуточное положение, когда нагрузка с обеих сторон оказывается отключенной. Дальнейшие действия будут зависеть от положения рукоятки, движением которой выполняется подключение нагрузки к источнику электроэнергии.

Оборудование для монтажа

Для подключения электрогенератора к электросети дома не потребуется много оборудования. Достаточно определить место расположения агрегата, обеспечить шумоизоляцию и вентиляцию в соответствии с нормами. Скорее всего, в помещении придется сделать цементно-песчаную стяжку для снижения вибрации.

Рассматривать монтаж мобильных генераторов до 2 кВт не имеет смысла. Они не могут полноценно обеспечить дом электричеством. К тому же они мобильны и не требует специальных условий месторасположения.

Опишем установку электрогенератора с мощностью от 2 кВт. Для организации резервной сети электропитания потребуется:

• Медный кабель с сечением от 4 кв. мм для организации отдельного ввода. Длина должна соответствовать расстоянию между вводным устройством и месторасположением генераторного агрегата.
• Модульный перекидной рубильник, который можно зафиксировать на DIN-рейке 35 мм. Среди недорогих моделей хорошо зарекомендовал TDM-63, а более надежными являются ABB, Hager.

Уделить внимание следует заземлению, так как подсоединение должно соответствовать ПУЭ. Другими словами перед подключением резерва необходимо организовать систему заземления TN-C-S или ТТ

Сеть трехфазного типа

Рубильник должен монтироваться посредством задействования блоков питания, обладающих параметрами напряжения в 400 В. Трансформаторы, которые применяются, являются импульсными. Чтобы подключить, нужно обеспечение инвертирующего входа. Ток выхода идет через переходные конденсаторные элементы. Требуется применение двухмодульных разновидностей реверсивного рубильника.

Одномодульные модели характеризуются ограничением по предельному напряжению в 350 В. Отрицательное сопротивление равно 55 Ом. Наличие блокиратора обязательно. В жилых домах требуется обустройство электрощитов. Предпочтительна модификация КК22. В блоках управления ставят как тиристоры, а также допустимы варианты с динисторами.

Виды генераторов

Бытовыми источниками энергии могут быть различные типы генераторов, но наиболее востребованными являются бензиновые. Они обладают следующими особенностями:

• широкий диапазон цен;
• мощность 0,8-12 кВт;
• небольшие размеры;
• существуют стационарные и мобильные модели;
• существуют однофазные и трехфазные;
• используется четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

При выборе схемы подключения необходимо учитывать способ охлаждения ДВС, что в свою очередь зависит от времени и частоты работы. Наиболее часто модели оснащены воздушными радиаторами. Промышленные модели способны работать длительное время, так как в них предусмотрено жидкостное охлаждение. Это увеличивает габаритные размеры, но повышает экономичность.

Дизель-генераторы используются реже в домашних сетях, так как их стоимость выше. Однако их использование обосновано большим ресурсом.

Типы электрогенераторов

Существует несколько типов электрогенераторов:

• Асинхронные. Имеют простую и надежную конструкцию. Все узлы полностью защищены от влаги и пыли. Устройства лучше использовать для активных нагрузок. Асинхронные генераторы не рекомендуют использовать для питания электродвигателя.
• Синхронные. Они не содержат перечисленных недостатков асинхронных генераторов. Также они способны более точно поддерживать напряжение. Отдавать предпочтение следует бесщеточную конструкцию с лучшими характеристиками тока и меньшими радиопомехами. У инвентарных моделей меньшая мощность и выше стоимость. Однофазные имеют хуже характеристики, особенно недорогие. Немного лучше трехфазные генераторы. Вторым недостатком считается высокая стоимость и более низкая надежность.

Однофазные и трехфазные

Если в доме нет трехфазных потребителей, то лучше установить более простую модель для рационального использования мощности. Подключить самостоятельно однофазный генератор намного проще. Стоимость трехфазных агрегатов выше, а сам генератор должен быть равномерно нагружен по трем нагрузкам равномерно. Выход из строя происходит при превышении разницы на 25%. В качестве резервного источника однофазный генератор предпочтительнее при любых выходах.

Выбор электрогенератора

Внутренняя электростанция — двигатель внутреннего сгорания и вращающийся генератор, который генерирует электроэнергию. Наиболее распространенные четырехтактные модели с максимальной частотой 3 тысячи.

революции. Объем топливного бака в отечественных моделях составляет 10-15 литров. Основным критерием отбора должен быть масштаб. Генераторы могут выступать в качестве основного источника энергии, но чаще резерв находится в аварийной ситуации.

При выборе, стоит выделить некоторые параметры:

• источник двигателя;
• мощность;
• экономика;
• комфорт.

При подключении важно обеспечить бесперебойную работу трех элементов:

• домашняя сеть — потребитель;
• централизованная цепочка поставок;
• кабель из резерва.

Перед связыванием оно определяется следующими моментами:

• безопасное и экономичное расположение генератора;
• частота ошибок в подаче электроэнергии в общей сети, необходимость автоматизации;
• расчетное потребление энергии в отношении запасов и потерь.

Необходима соответствующая ссылка.

Автоматизация электрификации требует больших финансовых вложений и регулярных квалифицированных услуг.

Для дома режим сохранения — это ручное подключение. Существует ощущение использования частичной автоматизации в виде полуавтоматических машин — их стоимость невысока.

Однако при каждом выборе система должна регулярно контролироваться.

Бесперебойное энергоснабжение довольно дорогое, но частный дом редко нуждается в таком предложении. Важные потребители энергии, такие как компьютер, могут подключать источники бесперебойного питания.

Во-первых, необходимо вычислить мощность используемой энергии.

Это сумма нагрузки, которая должна быть связана. Кроме того, добавьте маржу в размере 30% от общей стоимости. Это необходимо учитывать при запуске двигателей бытовой техники, которые в 2-3 раза превышают допустимые. Для рассчитанной емкости вы можете выбрать устройство.

Пример расчета. В доме есть стиральная машина мощностью 2 кВт, холодильник — 0,5 кВт, электрическая плита — 3 кВт, общее освещение — 0,5 кВт, ТВ-компьютер — 0,5 кВт.

Общая мощность составляет 6,5 кВт, но если учитывать запасы, оценочная стоимость увеличится до 8,5 кВт.

Генератор реагирует отрицательно на отсутствие нагрузки. Последовательно потребление должно составлять менее 30% от максимальной номинальной стоимости. При минимальной потребляемой мощности следует использовать компактные модели мощностью 2-3 кВт при отсутствии электричества в основной сети.

Самой простой является схема подключения к сети внутреннего бензинового генератора.

Главное, что он должен быть правильным и позволить устройству получать требуемую нагрузку.

Основные ошибки

Существует ряд ошибок, которые допускают неопытные «электрики».

Нельзя подключать мини-электростанцию к домашней розетке, когда автоматы в щитке  ввода отключены. При редких перебоях в электроэнергии становится традицией «подкидывать» кабель бензогенератора к ближайшему разъему через штепсель. Большинство рассуждают: зачем обустраивать резервный ввод, если свет пропадает 2-3 раза за год. Русский человек живет по принципу: мужик не перекреститься пока гром не грянет. Электрики не рекомендуют даже задумываться о подключении генератора через розетку по следующим причинам:

• В линии отсутствует отдельный автомат.
• Розеточная группа не способна принять магистральную нагрузку.
• Срабатывает человеческий фактор: владельцы забывают отключить вводной автомат, что приводит к перегрузкам, срабатыванию защиты.
• Существует вероятность «встречки»: электричество начинает поступать с общей сети при работающем генераторе. Агрегат выходит из строя.
• Не стоит пренебрегать комфортной и надежной системой эксплуатации узла. Лучше изучить схемы подключения генератора к домашней сети и подобрать оптимальный вариант. Это позволит сохранить оборудование и электросеть.

Генератор должен иметь мощность несколько раз меньше пропускной способности проводки. К примеру, значение для розетки – 3,5 кВт. В противном случае возникает перегрев, короткое замыкание и пожар. При включении автомата возобновиться питание, а резервный источник сломается.

Однако в некоторых случаях подключение генератора через розетку возможно. Если мини-станция соответствует по мощности, то ее можно подключить к распределительному щитку к контактам рубильника, но со стороны генератора. Лучшим вариантом будет, если к нему подключить сперва удлинитель, а только потом нужные приборы. Это исключит связь резервного источника с домашней сетью.

На даче и в загородном доме при постоянных отключениях основного источника резерв подключают через перекидной рубильник, системы автоматического запуска или реверсивный переключатель.

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.

Бытовое применение

Применение переключателя на два положения на лестничном пролете

В бытовых условиях переключатель на 2 положения применяется не настолько часто, как его однополюсные аналоги. Но при использовании эффективных систем освещения встречаются случаи, в которых обойтись без этих коммутирующих элементов практически невозможно. Речь идет об организации управления общим источником света сразу из двух или даже трех мест в доме. Такая потребность возникает в ситуации, когда на входе в длинный коридор свет включается, а на выходе из него – выключается. При установке на обоих его концах переключателей перекидного типа реализовать такую схему совсем не сложно.

Другой пример важности управления осветительным прибором их двух точек – когда при входе в спальную комнату установлен включатель света, а около прикроватной тумбочки – выключатель. При нажатии на кнопку прибора на входе в помещение группа контактов перекидывается на линию питания расположенного по его центру осветителя (люстры например)

При коммутации второго прибора, размещенного у кровати, другие групповые контакты срабатывают на ее отключение.

Важно отметить одну особенность такого включения: порядок использования каждого из переключателей не имеет принципиального значения. В коридор можно входить с любого из двух концов, а свет в спальной включать как от двери (при входе в нее), так и от прикроватной тумбочки

Выключать его соответственно можно как при укладывании в кровать, так и при выходе из комнаты.

Возможен еще один вариант бытового применения двухпозиционных переключающих элементов, состоящий в установке их в схемы управления домашним освещением из трех мест. В этом случае потребуется еще один переключатель, монтируемый посредине обслуживаемого пространства или в любом другом функционально удобном месте.

Дополнительный прибор включается по так называемой «перекрестной» схеме, но по сути представляет собой все тот же двухполюсный элемент. С его помощью удается перекидывать групповые управляющие контакты с одного направления на другое.

Разновидности трехпозиционных переключателей

Трехпозиционный пакетный переключатель

Электрические переключатели на 3 положения выпускаются в различных вариантах исполнения. Некоторые модели снабжены опцией фиксации положения переключения. Они оборудованы механизмом запора на ключ,  исключающим самопроизвольный переход в другое положение. Другие, этой функции не имеющие, самостоятельно возвращаются в исходную позицию. Конструкция некоторых устройств предусматривает наличие нулевого положения – оно предполагает разъединение всех контактов.

Обычно изделия выпускаются с расчетом на эксплуатацию в электросетях с номинальным показателем силы тока 25, 16 или 10 А. Что касается напряжения, для постоянного тока его показатель может достигать значения 220 В, для  переменного – до 500. Аппараты снабжены маркировкой, показывающей уровень мощности и категорию защиты.

Наиболее распространенный вариант исполнения – пакетный механический переключатель на 3 положения. Элементом управления у них является не кнопка, а рукоять. Современные модели оборудованы эргономичными ручками, конструкция которых предотвращает скольжение пальцев. Изделия бывают двух видов – галетные и кулачковые.

Устройство галетного переключателя включает в себя пластиковые пластины (пакеты) с жестко фиксированными на них выводами контактов. Между последними находятся фибровые шайбочки для гашения искр, которые вместе с двойным разрывом электродуги позволяют коммутировать высокие токи. Есть и двигающийся контакт, соединенный с механизмом переключения. Его позиция устанавливается посредством поворота вала, который обеспечивают ручка и специальная пружина, позволяющая моментально размыкать и замыкать контакты. У вала есть 3 установленных положения, каждому из которых соответствует некоторая конфигурация зажатых или открытых пар контактов. Такой прибор можно использовать, в том числе, для подсоединения трехфазного электрического двигателя с опцией реверса – вращения ротора в направлении, отличном от нормального.

Работа автоматического трехфазного переключателя

Кулачковое устройство тоже включает в себя серию пакетов, но устроенных по-другому. На внешних сторонах пластинок, соединяющихся с корпусом, располагаются двигающиеся контакты, а на внутренних – статичные. Первые из них имеют вид мостов с пружинами. Их позиция регулируется штоковым механизмом, меняющим положение под действием кулачка. У последнего, в  свою очередь, позиция меняется посредством рукоятки и вала. Как в случае галетных моделей, так и в устройствах с кулачками у вала может быть разное число позиций (до восьми). В трехпозиционных приборах их число равно трем.

Крепиться выключатель может на дин-рейку, на стену, в шкаф, в зависимости от модели. Выпускаются изделия с защитой от взрывов, используемые на производствах, представляющих опасность для здоровья человека. Большинство трехпозиционных выключателей, тем не менее, восприимчивы к взрывам, температурным перепадам, не терпят попадания влаги. Степень чувствительности прибора к условиям окружающей среды можно определить по внешнему виду: если изделие открытое, лишено защищающего корпуса, оно отличается высокой чувствительностью, устанавливать его надлежит только внутри щита в помещении с сухим воздухом. Переключатели с корпусом из пластика или металла и защищенными от прикосновений зажимами можно ставить и вне щита.

К плюсам устройств стоит отнести надежность функционирования, стойкость к износам и достаточно низкую цену. Они очень быстро подавляют электрические дуги, но выдерживают ограниченное число коммутаций перегрузок. Слабой стороной этих изделий по сравнению с выключателями-автоматами являются также ограниченные возможности в качестве защитного устройства: они не предохраняют от инцидентов короткого замыкания. Также механические переключатели не подлежат ремонту: если изделие пришло в негодность, его демонтируют с последующей утилизацией, а на его место устанавливают новое. Выходят из строя они относительно быстро, хотя некоторые производители заявляют, что устройство способно выдержать до полумиллиона переключений.

Назначение перекидного рубильника

Основная функция перекидных рубильников заключается в переключении электроэнергии к требуемым устройствам ручным способом. Данные приборы представлены разнообразными моделями, отличающимися своими электротехническими показателями. Их подключение может выполняться разнообразными методами, с учетом от индивидуальных особенностей данной цепи.

В большинстве случаев перекидной рубильник на схеме монтируется в многоквартирных зданиях. Однако, они прекрасно зарекомендовали себя и в производственной сфере, особенно подключённые для совместного использования с резервными генераторными установками. При возникновении необходимости рабочие характеристики рубильников легко изменяются при помощи управляющих блоков.

В коттеджах и на дачных участках, расположенных за городом, нередко возникают проблемы с электроснабжением. Здесь также применяются генераторы, выполняющие функции резервного электроснабжения. Вместе с ними устанавливаются и подключающие перекидные рубильники, способные переключать с одного источника электроэнергии на другой и обратно.

Выбирая коммутационное устройство, следует внимательно проверять его комплектацию, а также учесть особенности действующей системы заземления, особенно, когда задействована однолинейная схема. От этого будет зависеть выбор способа установки рубильника, в особенности, когда имеют место три фазы.