Автоматические выключатели - конструкция и принцип работы

Автоматические выключатели

Конструкция

Пакетные выключатели могут иметь несколько рабочих полюсов (до 4 штук). В зависимости от их количества включает соответствующее число коммутационных пакетов, которые имеют контакты двигающиеся и стационарные.

Контакты, находящиеся в движении, зафиксированы на заизолированном подвижном поворотном штыре (один поворот выполняется на 90°).

Стационарные контакты имеют форму ножей и установлены в пластиковых шайбах.

Пакетный выключатель ПВ внешне похож на маленькую бочку с выводами и рукояткой.

Подвижные и неподвижные контакты имеют фибровые шайбы. В конструкцию входят пружины, которые позволяют производить коммутацию с одной и той же скоростью, независимо от скорости вращения рукоятки.

Автоматические выключатели

Корпус представляет собой комплект деталей, включающий шайбы, шпильки и другие мелкие комплектующие.

Принцип работы прост. При повороте рукоятки в необходимое положение натягивается пружина, и под давлением происходит поворот пружинной шайбы до упорного состояния включения. Крышка имеет фиксаторы, которые стабилизируют положение шайбы. При повороте шайбы осуществляется срабатывание подключенных к ней контактов, что приводит к поступлению электричества в сеть.

Особенность конструкции – это неизолированные вывода, которые при подключенном к сети приборе находятся под напряжением. Перед выполнением работ для предотвращения несчастного случая пакетные выключатели необходимо отключать от сети.

Особенности подключения

Пакетные выключатели имеют неподвижные контакты, которые смещены друг относительно друга, что позволяет выполнять удобное подключение к ним. Клеммы расположены в разных частях корпуса, благодаря чему питающие входящие кабеля располагаются с одной стороны от стягивающих шпилек, а в противоположной — провода, идущие от потребителей. Включение/выключение происходит при изменении положения рукоятки на 90°.

Основные сферы использования

Автоматические выключателиПакетный переключатель — это прибор, управляемый вручную. Он предназначен для включения и выключения (коммутации) нагрузочного тока небольшого напряжения. В современном мире пакетники широко применяются на различных электрических установках промышленных предприятий. Они могут использоваться для запуска электродвигателей подъёмных и вентиляционных устройств, привода конвейера и тому подобного.

Нередко приборы применяются в качестве силового элемента для отключения нагрузки силовых цепей, а также в распределительных щитках производственных помещений и на пультах управления. Нужен пакетный переключатель и для аварийного ввода резервного напряжения, то есть при переключении нагрузки одной питающей цепи на другую.

Популярность пакетников постепенно снижается, но выпуск этих приборов не прекращён. Быстрота срабатывания и надёжность помогают пакетным переключателям оставаться востребованными и на современном рынке электротоваров.

Область применения

На картинке представлены основные типы пакетных выключателей:

Вы их могли видеть в электрических ящиках и подъездных щитах (выключатели нагрузки). Некоторые модели снабжаются прозрачными смотровыми окошками для визуального наблюдения за состоянием контактов, что позволяет удостоверится в правильном расположении устройства. Пакетники применяются в пультах управления, оперативного переключения, в подстанциях для снятия показаний величин с удаленной линии, оперативным персоналом. Помимо этого пакетные выключатели используют в кабинах машинистов электросиловых агрегатов: краны, экскаваторы и прочие механизмы.

С помощью такого переключателя машинист устанавливает скорость и направление вращения силового агрегата, выбирает режим работы, с помощью замыкания группы контактов отвечающего за данный параметр, участок схемы.

Автоматические выключатели

Часто на линейных схемах механизмов можно увидеть такое обозначение — командоконтролер. Это положение группы контактов в пакетном переключателе, для управления механизмов путем подачи в определенном порядке на схему управления питания. Для наглядности работы разберем схему управления двухскоростным электродвигателем.

Автоматические выключатели

На картинке изображена часть схемы переключения обмоток двигателя звезда-треугольник. Кулачковый рубильник — командоконтролер, обозначен буквами SM. В положении 1 происходит подача питания на схему, реле KV становится на самоподхват, подавая питание в оперативные цепи не зависимо от расположения ключа контролера. В положении 2 происходит подача на катушку пускателя КМ1, который запускает двигатель по схеме треугольник. При переключении аппарата в положение 3, катушка пускателя КМ1 обесточивается, и подается на пускатели КМ2 и КМ3, которые включают двигатель в сеть по схеме двойная звезда.

Более детальные обзоры пускателей и способов управления мы рассматривали в других наших статьях. Теперь вы наверняка знаете больше о назначении, принципе работы и устройстве пакетного выключателя!

Будет полезно прочитать:

  • Виды релейной защиты
  • Как подключить тепловое реле
  • Проверка чередования фаз

Правила и специфика подключения

Хотя сами по себе концевые выключатели устроены довольно просто, используют их в оборудовании со сложными электрическими цепями. Следовательно, их подключение должно осуществляться специалистами и строго по принципиальным схемам, основываясь на особенностях техники.

Рассмотрим пример подключения простого механического переключателя в 3D принтере. Это нужно для того, чтобы задать крайние координаты для его каретки. У подключаемого концевика в наличии 3 контакта — COM, NO, NC. При разомкнутом состоянии датчика первый и последний контакт пребывают под напряжением +5V. Второй контакт (NO) заземлен.

Автоматические выключатели
На схеме контакты COM (1) и NО (2) находятся в замкнутом состоянии, а COM и NC (3) разомкнуты. При достижении кареткой принтера крайней позиции контакты COM и NC соединяются и происходит ее отскок на 2 мм

Подключают датчик с помощью двух проводов — красного и черного цвета. Когда прибор срабатывает, должен раздаться типичный щелчок. Индикаторный выключатель подключают по той же схеме, но есть у него и третий провод — зеленый.

О его срабатывании сигнализирует загоревшийся светодиод и щелчок. У его разъемов на плате есть обозначения: для красного провода V (+5 В), для черного — G (земля), для зеленого — S (сигнал).

Такими же буквами обозначены разъемы и у оптического выключателя. Он более точно будет контролировать работу каретки, но может давать сбои при запыленности и солнечном свете. Срабатывание оптической пары сопровождается включением светоизлучающего диода и происходит совершенно бесшумно.

Концевые выключатели широко применяют мебельщики, устанавливая их в шкафах-купе. Подключение выполняют по инструкции, прилагаемой к каждой модели. На схеме указывают место крепления пластиковой конструкции с клавишей. Для средней двери установить ее нужно так, чтобы она не являлась помехой для корректного передвижения другой двери секции по направляющим.

Автоматические выключателиНа схемах изображен порядок подключения концевиков для дверей раздвижных в шкафах-купе (вариант б) и для распашных (вариант а)

В случае установки концевого выключателя для распашной двери, его фиксируют при помощи саморезов внутри шкафа. В закрытом состоянии дверь прижимает кнопку, размыкает цепь и освещение не работает. В открытом — дверь отпускает кнопку и включается освещение.

Классификация и маркировка пакетных выключателей и переключателей

«Пакетники» выпускаются в довольно большом разнообразии моделей. Об их характеристиках можно судить по нанесенной маркировке.

Принята такая схема маркировки моделей:

ХХ Х – ХХХ  ХХ  ХХ  ХХХХ  ХХХХ

ХХ — тип прибора. Возможны два варианта:

ПВ — пакетный выключатель;

ПП — пакетный переключатель.

Х — количество полюсов (то есть коммутирующих пакетов). Указывается цифрой, обычно от 1 до 4.

ХХХ — номинальный ток, например, 25А. как мы помним, для трехфазной сети этот показатель должен уменьшаться на одну ступень.

ХХ — актуально только для переключателей – это количество направлений при коммутации электрических цепей. Возможные значения – от Н2 до Н4. Обозначение Р говорит о предназначении переключателя для реверсивного запуска электродвигателя.

ХХ — обозначение климатического исполнения прибора и категория его допустимого размещения, в соответствии с ГОСТ 15150.

ХХХХ — обозначение степени защищённости корпуса и материала его изготовления:

Отсутствие символов – защиты не предусмотрено, IP00;

кар. 30 — карболитовый корпус, степень защиты IP30;

пл. 56 — корпус из ударопрочного негорючего пластика, степень защиты IP56;

сил. 56 — силуминовый корпус, степень защиты IP56.

ХХХХ — условное обозначение способа крепления пакетного выключателя (переключателя).

исп. 1 – исполнение 1, крепление передней скобой за панелью толщиной до 4 мм;

исп. 2 – исполнение 2, крепление передней скобой за панелью толщиной до 25 мм;

исп. 3 – исполнение 3, крепление задней скобой внутри распределительного шкафа (чаще всего как раз и встречается в подъездных шкафах);

отсутствие символов – исполнение 4, характерное для приборов, обладающих степенью защиты IP30 или IP56. Крепление осуществляется через предусмотренные монтажные отверстия в нижней части корпуса.

Автоматические выключатели

Пакетные выключатели с равным количеством полюсов и одинаковым токовым номиналом, но в различном исполнении

Для примера на иллюстрации показано несколько одинаковы по количество полюсов и по номинальному току нагрузки пакетных выключателей в различном исполнении.

  • «а» и «б» — выключатели, не имеющие защиты (IP00). Разница между ними – в исполнении: «а» — исполнение 1 с креплением передней скобой, «б» — исполнение 3 с креплением задней скобой.
  • «в» — выключатель в карболитовом корпусе, степень защиты IP30, только от попадания твердых предметов, то есть со спрятанными под изолированным корпусом клеммами.
  • «в» и «г» — выключатели соответственно в ударопрочном пластиковом и в силуминовом корпусах. Степень защиты IP56, то есть практически полная, в том числе от самой мелкой пыли и от прямого попадания воды. Предусмотрены сальниковые проходы для герметизации подходящей к выключателю проводки.

Все выключатели, имеющие ту или иную степень защиты, имеют исполнение 4, то есть их крепление осуществляется через предусмотренный проушины с монтажными отверстиями.

Чтобы закончить с маркировкой, дадим еще одну таблицу. Это – условные обозначения различных пакетных выключателей и переключателей на электрических схемах.

Автоматические выключатели

Обозначение пакетных выключателей и переключателей на электротехнических схемах и принципы коммутации их контактов

Как уже, наверное, становится понятно, в руках настоящего мастера пакетный переключатель становится своеобразным «конструктором». Можно создать различные схемы коммутации электрических цепей.

Где применяются проходные выключатели

В процессе монтажа или реконструкции электропроводки необходимым условием проектирования является не только надежность, но и удобство использования и расположения ее элементов управления (розеток и выключателей).

1) Проходные выключатели актуальны для применения в многоэтажных помещениях. К примеру установив в доме проходной выключатель на первом и втором этаже можно управлять освещением (включать/отключать свет) с того этажа на котором вы находитесь.

2) Применение проходных выключателей в коридорах также очень удобно. Установив их на разных концах коридора можно включить освещение вначале коридора, а выключить в конце.

3) Наверняка многие сталкивались с необходимостью вставать в спальне с кровати, чтобы выключить свет, когда выключатель располагался у входа в спальню. Установив два проходных выключателя один возле входа в комнату, второй возле кровати, вы избавитесь от этого неудобства.

Подключаем провода к автомату – кабель с монолитной жилой

Как выполняет подключение автоматов в щитке большинство пользователей? Какие ошибки можно при этом допустить? Давайте разберем здесь ошибки, которые наиболее часто встречаются.

Ошибка – 1. Попадание изоляции под контакт.

Все знают, что перед тем как подключить автомат в щитке нужно снять изоляцию с подключаемых проводов. Казалось бы, здесь нет ничего сложного, зачистил жилу на нужную длину, затем вставляем ее в зажимную клемму автомата и затягиваем ее винтом, обеспечивая тем самым надежный контакт.

Но встречаются случаи, когда люди в недоумении, почему выгорает автомат, когда все правильно подключено. Или почему периодически пропадает питание в квартире, когда проводка и начинка в щитке абсолютно новые.

Одна из причин вышеописанного попадание изоляции провода под контактный зажим автоматического выключателя. Такая опасность в виде плохого контакта несет в себе угрозу оплавления изоляции, не только провода, но и самого автомата, что может привести к пожару.

Чтобы этого исключить нужно, следить и проверять, как затянут провод в гнезде. Правильное подключение автоматов в распределительном щите должно исключать такие ошибки.

Ошибка — 2. Нельзя подключать несколько жил разных сечений на одну клемму АВ.

Если возникла необходимость подключить несколько автоматов стоящих в одном ряду от одного источника (провода) для этой цели как невозможно лучше подойдет гребенчатая шина. Но такие шины не всегда есть под рукой. Как объединить несколько групповых автоматов в таком случае? Любой электрик, отвечая на этот вопрос, скажет сделать самодельные перемычки из жил кабеля.

Чтобы сделать такую перемычку используйте куски провода одинакового сечения, а лучше вообще не разрывайте его по всей длине. Как это сделать? Не снимая с провода изоляцию, формируете перемычку нужной формы и размеров (по количеству ответвлений). Затем зачищаем изоляцию с провода в месте перегиба на нужную длину, и у нас получается неразрывная перемычка из цельного куска провода.

Никогда не объединяйте автоматы перемычками кабелем разного сечения. Почему? При затягивании контакта хорошо зажмется жила с большим сечением, а та жила, у которой сечение меньше будет иметь плохой контакт. Как следствие оплавление изоляции не только на проводе, но и на самом автомата, что несомненно приведет к пожару.

Пример подключения автоматических выключателей перемычками из разных сечений кабеля. На первый автомат приходит «фаза» проводом 4 мм2, а на другие автоматы уже идут перемычки проводом 2.5 мм2. На фото видно, что перемычка из проводов разного сечения. Как следствие плохой контакт, повышение температуры, оплавление изоляции не только на проводах, но и на самом автомате.

Для примера попробуем затянуть в клемме автоматического выключателя две жили с сечением 2.5 мм2 и 1.5 мм2. Как бы я не старался обеспечить надежный контакт в этом случае, у меня ничего не получалось. Провод сечением 1.5 мм2 свободно болтался.

Еще один пример на фото дифавтомат, в клемму которого воткнули два провода разного сечения и попытались все это дело надежно затянуть. В результате чего провод с меньшим сечением болтается и искрит.

Ошибка – 3. Формирование концов жил проводов и кабелей.

Этот пункт, скорее всего, относится не к ошибке, а к рекомендации. Для подключения жил отходящих проводов и кабелей к автоматам мы снимаем с них изоляцию примерно на 1 см, вставляем оголенную часть в контакт и затягиваем винтом. По статистике 80 % электриков именно так и подключают.

Контакт в месте соединения получается надежный, но его дополнительно можно улучшить без лишних затрат времени и средств. При подключении к автоматам кабелей с монолитной жилой сделайте на концах U-образный загиб.

Такое формирование концов увеличит площадь соприкосновения провода с поверхностью зажима, а значит контакт будет лучше. P.S. Внутренние стенки контактных площадок АВ имеют специальные насечки. При затягивании винта эти насечки врезаются в жилу, благодаря чему надежность контакта увеличивается.

Одноклавишный выключатель

К выключателю всегда подходит один провод, который замыкается и размыкается внутри выключателя. Порой со стороны кажется, что провода два. Объяснить это достаточно просто. Фазный проводник образует петлю, которая опускается или поднимается к выключателю. На вершине петля режется, и концы разъединенного провода соединяются с контактами выключателя. Изображение этого выключателя было представлено выше.

Подключение этого вида выключателей осуществить достаточно просто:

Одноклавишный выключатель.

  1. Очистите от защитной оболочки примерно около 10 см провода.
  2. Зачистите концы жил до 12 мм.
  3. Если вы используете трехжильный провод, то желто-зеленую жилу изолируйте при помощи клеммы или изоленты.
  4. Подключите черную фазную жилу к клемме Р или L (это вход). Голубой провод следует использовать как обратный для соединения выключателя с лампой, подключите его к клемме, обозначенной стрелкой (выход). На наших фотографиях обратная жила использована голубого цвета. Вам, чтобы в дальнейшем не запутаться в соединительной коробке, лучше эту жилу с двух сторон обмотать, например, коричневой изолентой (со стороны коммутационной и установочной коробки). Само подключение будет выглядеть следующим образом.
  5. Вставьте выключатель в установочную коробку. Выровняйте и закрепите винтами, которые у вас имеются в установочной коробке, или распорными лапками (но здесь будьте внимательны и не защемите жилы). Еще раз проверьте установку при помощи уровня.
  6. Установите декоративную рамку и клавишу. Еще раз проверьте установку уровнем.
  7. Теперь можно перейти непосредственно к сборке схемы в коммутационной коробке.

Схема подключения датчика освещенности.

Для начала, чтобы вам было проще, пометьте все провода, которые там находятся, но сделайте это только после того, как вы зачистите все ваши проводники. Например, на проводе питания поставьте букву П, на проводе выключателя – букву В, на проводе лампы – букву Л. Так вам будет легче, и вы не запутаетесь.

Итак, в коммутационной коробке зачищенные от изоляции концы жил соединяются следующим образом: голубой нулевой провод от вводного щитка (помеченный в вашей коробке буквой П) с голубой жилой, идущей к лампе. Черный питающий фазный провод соедините с черным проводом, идущим к выключателю. Обратный голубой провод (в вашем случае это коричневый), идущий от выключателя, соедините с черной жилой, идущей к лампе.

На этом изображении, если смотреть слева, находится провод питания, справа – провод, идущий к лампе, в нижней части коробки – провод, идущий к выключателю.

Вот и вся установка. Согласитесь, что весь процесс не так уж и сложен, но требует внимательности.

Схематичный рисунок подключения линии освещения от щита.

Примечание. На рисунке использованы двухсекционные АВ. А разъем на светильник использован типа DCL.

Конструкция

Из чего состоит одноклавишный проходной переключатель и устройство с несколькими клавишами? Приспособление с одной клавишей состоит из трех контактов; в его состав входит одна вводная клемма и две выходные.

Устройство дублирующего переключателя уже с двумя клавишами следующее: шесть контактов, то есть две входные клеммы и шесть выходных; с тремя – девять: три входные и шесть выходных клемм, и так далее.

Автоматические выключатели

Условное обозначение на схеме обычного выключателя представляет собой окружность, из которой выходит ответвление Г-образной или Т-образной формы. Г-образное ответвление означает, что выключать в открытом исполнении, Т-образное – в скрытом исполнении. Число ответвлений означает число клавиш.

Дублирующие переключатели изображаются с помощью тех же фигур, однако, для отличия их от стандартных устройств, ответвления Г-образной и Т-образной формы наносят с двух противоположных сторон окружности.

Автоматические выключатели

Возможно применение проходного выключателя в электрических схемах в качестве обычного. Как известно, по своей задумке эти переключатели должны использоваться в паре. Если же начать эксплуатировать его без пары, то он может служить как обычный выключатель, просто прерывая цепь и отключая свет. Однако, в таком случае, теряется целесообразность и сама суть применения именно данного типа исполнения, ведь главной особенностью проходных выключателей является сам их принцип работы, основанный на переключении.

Существует и такой способ управления источниками освещения, как беспроводное переключение света. Чтобы управлять светом используют специальный пульт. Пульт позволяет осуществлять выключение/включение при помощи радиосигнала, направляя его на реле управления, соединенное с осветительным устройством. Это мероприятие требует установки силового блока, на который и поступает команда управления. Блок размещают рядом с источником света, либо в местах, где к нему подходят провода.

Также рекомендуем просмотреть полезное видео по теме, благодаря которому вы узнаете, как работает проходной выключатель и как его правильно подключить к сети:

https://youtube.com/watch?v=9cG_VmdR4uk

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип работы и назначение проходных выключателей света. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Рекомендуем прочитать:

  • Что такое импульсное реле
  • Как сделать освещение в коридоре квартиры
  • Схема подключения проходного одноклавишного выключателя

Принцип работы автоматического выключателя во время короткого замыкания

Устройство автоматических выключателей позволяет защищать электрическую цепь не только от перегруза, но и от коротких замыканий. Во время таких аварийных ситуаций ток повышается настолько, что может расплавиться изоляция проводки. Для предотвращения такой неприятности следует моментально отключить сеть. Эта задача возложена на электромагнитный расцепитель.

Данный элемент состоит из катушки соленоида и стального сердечника, который фиксируется специальной пружиной. Моментальный скачок силы тока в обмотке катушки ведет к пропорциональному повышению магнитной индукции, вследствие чего сердечник плотнее прилегает к пружине. По мере нарастания магнитной индукции стальной сердечник преодолевает воздействие пружины и прижимает выключатель.

После этого моментально размыкаются контакты, и подача электричества в защищаемый участок прекращается. Электромагнитный элемент включается моментально и предотвращает воспламенение изоляции.

Во время отключения контактов при аварийной ситуации между ним возникает так называемая дуга, максимальная температура которой составляет 3000 градусов. Само собой разумеется, что элементы защитного электрооборудования следует защитить от настолько высоких температур. Для этих целей автоматы оснащаются специальными системами гашения дуги. Это устройство внешне похоже на коробку, которая состоит из нескольких пластинок из металла.

Автоматические выключатели

Разные дугогасительные камеры

Высокотемпературная дуга появляется в месте отключения контактов. После этого один край дуги движется по динамичному контакту, а другой проходит по статичному элементу, переходит на металлический проводник, а затем доходит до задней грани системы гашения дуги. Попадая на решетку из пластинок, дуга делится на части, теряет температуру и в итоге гаснет. Снизу автоматического выключателя находятся специальные отверстия для вывода образующихся в момент гашения дуги газов.

Если защитное электрооборудование сработало из-за короткого замыкания, то у вас не получится включить электричество, пока вы не обнаружите саму причину возникновения поломки. В большинстве случаев проблема кроется в выходе из строя какого-либо электрооборудования.

Для повторного запуска устройства следует отсоединить электрооборудование и попытаться запустить выключатель. Если сделать это получилось и оборудование не выбило в ближайшее время, значит, проблема заключается в поломке техники. Останется только опытным путем выяснить, какое именно устройство вышло из строя. Если автоматический выключатель срабатывает после отключения всех приборов, значит, проблема в нарушении изоляции проводки. Для устранения подобной неисправности придется вызывать специалистов, которые смогут обнаружить и устранить поломку.

Если вы столкнулись с такой проблемой, как постоянные отключения защитного электрооборудования, то не стоит устанавливать новое устройство с более высоким номинальным значением силы тока – эти действия проблему не разрешат. Данное оборудование монтируется с учетом площади поперечного сечения провода, а значит, слишком высокий ток попросту не сможет возникнуть в проводке. Выяснить причину неисправности и устранить ее помогут соответствующие специалисты, самостоятельные действия крайне рискованны.

Конструкция и типы пакетных выключателей

Своё название прибор получил благодаря особенностям конструкции, в основе которой стоит определённый набор пакетов, то есть отдельных секций. Пакетные выключатели и переключатели делятся на несколько типов:

  • Дисковый. Коммутационные диски насажены на одну ось и являются единым устройством. Корпус изготавливается из электроизоляционных материалов, имеет пазы для контактов и оснащён дугогасительной камерой. В центре располагается шайба, сделанная также из электроизоляционного материала, на которой размещены ножи электроды. Несколько этих элементов находится на оси из металла, с помощью которой пакетник и приводится в действие.
  • Кулачковый. На корпусе из электроизоляционного материала располагаются подвижные и неподвижные контакты, которые подпираются пружинками и находятся на направляющих штырях (изоляторах). Они упираются в подвижную шайбу, на которой проделаны углубления для этих изоляторов.

В обоих типах выключателей ось снабжена пластмассовой рукояткой, которая позволяет поворачивать ось, приводя аппарат в действие. Классифицируют выключатели и по таким признакам:

  • Степень защиты внутренней конструкции от воздействий окружающей среды. Существуют герметичные пакетники, защищённые и открытые.
  • Место соединения панели и внешних кабелей прибора. Различают переднее и заднее подключение.

Автоматические выключатели

Adblock
detector