В наше время для соединения электрических цепей применяются разнообразные устройства — размыкатели, соединители и переключатели, встречаются как ручной, так и автоматический режим. Трудно представить прибор без этого элемента.
Сегодня речь пойдет о перекидных рубильниках и переключателях — уникальных по своим свойствам приборах, позволяющих выполнить несколько коммутаций одним движением. Принцип их работы удобнее рассмотреть, сравнив с принципом действия младшего узла — обычного переключателя.
Что представляет собой переключатель
В отличие от стандартного выключателя, который висит на стене и лишь включает или выключает устройство, переключатель способен переводить цепь с одной нагрузки на другую или с одного источника тока на другой. Обратим внимание на схему:
Схема двухпозиционного переключателя
Это стандартный переключатель с двумя положениями и тремя контактами. Специальная сборка обеспечивает, что средний контакт перемещается между боковыми, не соединяя их вместе — «или-или». Такие приборы называют двухпозиционными. Где они применяются на практике?
На изображении видно: в зависимости от положения среднего контакта будет загораться либо лампа 1, либо лампа 2; нижняя схема соединяет лампу Л1 с любым источником, но не соединяет источники между собой.
От переключателя к рубильнику
По сути перекидной рубильник — это тот же двухпозиционный переключатель, однако обычно рассчитан на большую мощность и оснащен ручным плавным приводом ножей:
Рубильник перекидной на два направления
На снимке хорошо видно принцип работы этого устройства. Центральный контакт представляет собой планку с V-образными лезвиями, а боковые — верхние и нижние клеммы. Конструкция позволяет соединять центральный контакт либо с верхними, либо с нижними клеммами, но не с теми и другими одновременно. Это основное свойство, делающее устройство пригодным для узких задач. Второе различие — ручной перевод ножей без ускорителей и пружин, но об этом позже.
Зачем на изображении три ножа? Потому что здесь объединены три переключателя общей рукояткой. При необходимости переключения нескольких линий такая конструкция позволяет выполнить операцию одним движением. Эти устройства называют многосекционными или многополюсными. В этом примере — трехполюсный рубильник, точнее — перекидной двухпозиционный трехполюсный.
Плюсы и минусы
У такого прибора, как и у аналогичных, присутствуют преимущества и недостатки.
К числу достоинств относятся:
- Ясность визуального контроля. Чтобы проверить работоспособность устройства, достаточно взглянуть на него. Также по внешнему виду легко определить положение ножей — они хорошо заметны.
- Ультра простая конструкция. Из-за минимального набора элементов обслуживание и ремонт осуществляются без труда и недороги.
- Способность коммутировать большие токи по разумной цене. Это, пожалуй, главное достоинство таких устройств: они способны коммутировать большие токи (500 A, 630 A и выше) при умеренной цене.
- Открытое исполнение. То, что плюс, может стать минусом: все токопроводящие части видны глазом. Одна неосторожная оплошность — и можно оказаться под опасным напряжением.
- Непредсказуемость времени переключения. Надежность и время переключения зависят от скорости разъединения и соединения контактов. Момент переключения напрямую зависит от человека-оператора. При медленном движении ножей, находящихся под напряжением, образуется дуга, которая может повредить содержимое рубильника за доли секунды и вызвать короткое замыкание.
* Частично проблему решают размещением в специальном шкафу, куда помещают опасное оборудование, включая рубильник. Например, ЯРП 100А ИЭК «скрывает» стандартный (не перекидной) рубильник на 100A и набор предохранителей, а ЯРПП 250А — не только перекидной рубильник на 250A, но и предохранители на той же рабочий ток.
У такого рубильника имеется выносная рукоятка, позволяющая разместить его в шкафу или закрытом ящике
Несколько слов о маркировке щитков: увы, не все производители придерживаются единого стандарта. Так что купленный, например, ЯРП 400а / 380в может оказаться шкафчиком с обычным трехполюсным рубильником/выключателем на 400 А вместе со встроенным набором предохранителей, или наоборот — перекидной без предохранителей. При покупке подобного оборудования обязательно загляните внутрь.
И снова о переключателях
Итак, вы выяснили главный недостаток ручных рубильников — переключать их надо умеючи, на «и… раз!». Именно поэтому рубильники рекомендуется переключать после отключения нагрузки, чтобы не было бросков тока. Нет тока — нет дуги. Но что делать, когда переключение нужно произвести под нагрузкой?
Для этого существуют переключатели, в том числе и перекидные. В своей конструкции они имеют специальные ускоряющие устройства, которые при переводе рукоятки сначала запасают энергию руки, а потом щелчком переводят ножи устройства в другое положение. Вы постоянно сталкиваетесь с такими приборами, даже не обращая на эту особенность внимания. Обычно это выключатели, переключающие высокие напряжения и ток. Нажмите, к примеру, на кнопку питания телевизора. Мягкое нажатие, потом щелчок — устройство сделало переключение с максимальной скоростью независимо от скорости нажатия на кнопку. Точно так же работают и переключатели.
Особый интерес представляют так называемые трехпозиционные конструкции, имеющие промежуточное положение среднего контакта, когда он не соединен ни с правым, ни с левым:
В этом положении ни одна лампа не горит, поскольку переключатель находится в позиции «отключен».
Как и рубильники, переключатели могут быть многополюсные и в состоянии коммутировать достаточно большие токи.
Трехпозиционные трехполюсные перекидные переключатели на номинальный ток в 25а (слева) и 200а.
Как видно из фото, они имеют закрытую конструкцию. К недостаткам таких устройств можно отнести относительно высокую стоимость и сложность конструкции, но это окупается высокой надежностью и простотой работы с ними.
Области применения
Главная функция подобных рубильников и переключателей — раздача нагрузки между несколькими источниками питания (обычно двумя). Например, они широко применяются для переключения между основным и резервным источником питания:
Здесь с помощью двухполюсного двухпозиционного перекидного переключателя осуществляется переход нагрузки от основного источника к резервному. Если переключение планируется без нагрузки (потребители отключены или оба напряжения отсутствуют во время переключения), применяют обычный рубильник. При коммутации под нагрузкой предпочтительнее применять переключатели, где скорость переключения не зависит от оператора — это исключит дуговое выгорание контактов при медленном переключении.
Пример применения трехпозиционного коммутатора ОТ25F3С для переключения нагрузки между однофазными источниками
Здесь следует отметить, что во многих случаях применение трехпозиционного прибора вместо двупозиционного — не прихоть, а необходимость. Допустим, вы подключаете резервный генератор к домашней сети: под такой сценарий требуется не просто перекинуть рубильник, а выполнить следующие шаги:
- Отключить потребителя от основной сети.
- Запустить генератор и привести его в рабочее состояние.
- Подсоединить домовую сеть к резервной сети (генератору).
С помощью трехпозиционного перекидного переключателя эти действия выполняются легко; двухпозиционный не позволяет. Такой же рубильник можно использовать как размыкатель для временного отключения домашней сети во время ремонта или обслуживания.
Как сделать своими руками
Если под рукой не окажется перекидного рубильника или переключателя, можно собрать аналог из подходящих по мощности обычных автоматов (их в продаже достаточно). Прежде всего определитесь с числом переключаемых цепей и подберите автоматы с нужным количеством полюсов.
К примеру, для двухфазной цепи потребуются два двухполюсных автомата (или четыре однополюсных). Установите первый автомат обычным способом на щит, второй разместите рядом, предварительно повернув его «верх дном». Осталось выполнить требуемую коммутацию проводом подходящего сечения и вставить фиксирующую стальную планку в толкатели, что обеспечит одновременное переключение всех автоматов. Обычно отверстия под такую планку предусмотрены конструкцией любого автомата.
Автоматические выключатели, подключенные в режиме двухпозиционного перекидного рубильника
Теперь достаточно одного щелчка, чтобы нагрузка перешла с одного источника питания на другой. Обратите внимание: это двухпозиционная конструкция. Трехпозиционной конструкции таким способом создать нельзя.
