Конструкция и характеристики пакетного выключателя (ПВ)
Пакетники могут иметь один, два и три полюса. Работают в электросетях постоянного и переменного тока до 60 А при напряжении 380 В и до 100 А при напряжении 220 В. Частота – 50 Гц и выше.
Внешне выключатель пакетный (ПВ) выглядит как небольшой бочонок с ручкой и выводами электрических клемм. Внутри контактная группа и переключающий механизм. Подвижные контакты (из изолированного материала) установлены на втулке квадратного сечения. Находятся они в корпусе. Сам корпус состоит из изолированных шайб, соединяющихся винтами. С помощью рукоятки через пружинный механизм поворачиваются подвижные контакты. Они закреплены в пластинах из фибры для точного направления и гашения электрической дуги.
Неподвижные контакты внешне напоминают маленькие ножи. Расположены они в пластмассовых шайбах.
Устройство и принцип работы
Основное предназначение пакетн ых выключателей состоит в своевременном включении и выключении электрических контактов при работе на линиях с небольшим напряжением. Переменный ток имеет рабочее напряжение до 380 вольт, а постоянный – до 220 вольт. Значение рабочей частоты составляет 50 Гц и выше. Данные приборы не обеспечивают высокоэффективную защиту, однако из-за низкой стоимости, они пользуются высоким спросом у потребителей.
Пакетн ики оборудуются несколькими рабочими полюсами, которые обеспечивают включение соответствующего количества коммутационных пакетов со стационарными и двигающимися контактами. Стационарные контакты изготавливаются в форме ножей и устанавливаются в пластиковых шайбах. Движущиеся контакты фиксируются на изолированном поворотном штыре. Внешний вид пакетн ика напоминает небольшой бочонок с рукояткой и выводами для проводов. Скорость коммутации регулируется специально установленными пружинами, независимо от того, с какой скоростью вращается рукоятка.
Принцип работы устройства довольно простой. Когда рукоятка устанавливается в нужное положение, происходит натяжение пружины. Созданное усилие оказывает воздействие на пружинную шайбу, которая поворачивается до упора и переходит во включенное состояние. Фиксаторы, установленные на крышке, стабилизируют шайбу в определенном положении. Во время поворота шайбы срабатывают контакты, подключенные к ней, и электрический ток начинает поступать в сеть.
Пакетн ики имеют конструктивную особенность в виде выводов без изоляции, находящихся под напряжением при подключении к сети. Поэтому, до начала электромонтажных работ их нужно отключать, чтобы избежать поражения электротоком.
Что представляет собой пакетный выключатель?
Пакетники – это приборы, предназначенные для коммутации (т.е. включения и выключения) небольших нагрузочных токов. Их подключают к электросетям постоянного и переменного тока 440-660 В.
Приборы трудно назвать удобными, поскольку в их устройстве не предусмотрены системы автоматического обесточивания в случае перегрузок.
Устройства незаменимы на подстанциях. Спецперсонал применяет их, чтобы учитывать показания приборов. Также пакетники устанавливают для удобства работы машинистов электросиловых агрегатов
Помимо отсутствия защитной автоматики, устройства имеют еще один существенный недостаток: они быстро ломаются при частых перепадах напряжения. По этой причине их стали использовать гораздо реже.
Но все-таки рано говорить о неактуальности пакетников, пока они дешевы, а их коммутационный ресурс удовлетворителен. Приборы по-прежнему удобны для применения в распределительных щитках и пультах управления.
С пакетниками возникают проблемы из-за невозможности автоотключения от сети в случае необходимости. Если нагрузки даже незначительно превышают допустимые, прибор выходит из строя
В подъездах многоэтажек уже давно не ставят пакетные выключатели. Их заменили на современные двухполюсные автоматы, отличающиеся лучшей износостойкостью, долговечностью и большей пропускной способностью тока. Новые приборы подсоединяют к электросети каждой отдельной квартиры, а не подъезда.
Полезное видео
Пакетный выключатель: что это такое и для чего нужен
Пакетные выключатели используют для коммутации электрических цепей. При этом они могут использоваться как в цепях постоянного, так и переменного тока, напряжением в 220, 380 В. Однако люди часто путают и по старинке называют «пакетниками» автоматические выключатели, что в корне не верно. Поэтому давайте разбираться что такое и для чего нужны пакетные выключатели, а также чем они отличаются от автоматических выключателей?
Определение
Пакетным выключателем называют коммутационный прибор для включения и выключения электрических цепей, собственно для тех же целей, что и рубильники. Такое название он получил из-за того, что состоит из однотипных элементов (пакетов), собранных на одной оси и закрепленных шпильками. Таким образом на производстве из одинаковых деталей можно собрать коммутационный аппарат с любым количеством полюсов (контактных групп).
Для них характерно поворотное движение устройство рукояти управления и контактов, а не перемещающееся вдоль вертикальной или горизонтальной оси, как в тумблерах, рубильниках и автоматах.
Управление пакетным выключателем осуществляется вручную, то есть он не отключает цепь в случае перегрузки, как это делают автоматические выключатели.
Пакетники бывают разной конструкции и рассчитаны на коммутацию токов различной величины, как вполне бытовые 16А, так и мощные на 200А. При этом срок службы ограничен конструктивными особенностями устройства, так количество циклов включения лежит в пределах 5000-15000 раз.
Устройство
Пакетный выключатель состоит из набора изоляционных пластин и контактных групп, закрепленных на одной оси. Рукоять устанавливается на верхнем конце этой оси и жестко фиксируется в одном из положений. У выключателя обычно два положения («вкл» и «выкл»).
Конструктивно почти аналогичное устройство — это пакетные ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ, как понятно из названия они нужны для переключения цепей. Обычно у них много контактных групп (пакетов), количество может быть от нескольких до 10-12 штук. На рисунке ниже вы видите пакетные выключатели и переключатели с разным числом пакетов и общее устройство современных изделий.
У пакетных переключателей может быть больше положений, чем просто «включено» и «выключено», причем в каждом из положений либо поочередно замыкаются контакты, либо замыкаются в какой-либо последовательности или группами для реализации определенных схем переключений. Пример изображен на рисунке ниже.
При этом в маркировке конкретного прибора указывается его тип (ПВ – выключатель, ПП – переключатель), исполнение, способ монтажа, схема переключения и прочее. Пример расшифровки маркировки изделий отечественного производства (КЭАЗ) приведен ниже.
Сфера применения
Пакетные выключатели активно использовались в электрощитах квартир для отключения или включения напряжения в квартире. И до сих пор в старом жилом фонде нередко они встречаются. Вариант схемы подключения вы видите ниже.
Однако, в настоящее время вместо них на вводе используются автоматические выключатели или выключатели нагрузки (аналог рубильников).
Также могут выступать в роли выключателей отдельных цепей больших электроустановок, например, для коммутации питания цепей релейной защиты и прочего. Но в настоящее время сложно аргументировать использование пакетных выключателей в качестве вводных коммутационных приборов в электрощитах.
В то время как кулачковые пакетные переключатели активно использовались и будут использоваться, чаще не в бытовых электроустановках, а на производстве. С их помощью удобно делать схемы переключения цепей, способов управления чем-либо (местное, дистанционное), осуществления реверсирования двигателя и переключения его обмоток (разные скорости или звезда-треугольник при пуске и т.д.) и ряд других сложных задач.
На рисунке выше приведен пример использования пакетного переключателя для реверсирования трёхфазного асинхронного двигателя — контакты в 1 и 2 положении переключаются так, что изменяется порядок чередования фаз, в положении 0 — все разомкнуты.
Конструкционные особенности пакетника
В конструкцию пакетника входят контактная группа и механизм переключения. Они заключены в оболочку, где также находятся подвижные контакты, зафиксированные на квадратной втулке из электроизоляционного материала.
Устройство снабжено неподвижными контактами, клеммы которых выходят из корпуса и по своей форме напоминают ножи. Контакты соединяются и разъединяются с помощью пружины. Ею управляют посредством рубильника.
Сам корпус прибора сборный: его составляют из электроизоляционных шайб, которые скрепляют специальными шпильками. Клеммами подвижных контактов управляют посредством рукояти, которая задействует пружину переключающего механизма
Поворот рукояти заводит пружину переключающего механизма. Она на четверть оборота поворачивает фигурную шайбу и подвижные контакты. Ход шайбы ограничивается упором, расположенным в крышке.
Подвижные контакты прикреплены к пластинам, сделанным из фибры. Материал, нагреваясь, выделяет газ, который под давлением движется сквозь отверстия пакета. Вместо газа в корпус поступает неионизированный воздух и гасит дугу.
Дисковый пакетный выключатель включается-выключается поворотом рукояти строго на 90 градусов. Рубильник может находиться только в двух положениях, в отличие от кулачкового переключателя, где переключение контактов зависит от расположения ручки
Благодаря простоте конструкции и удобству эксплуатации пакетники широко применяют в таких сферах:
- в качестве выключателей ввода;
- для переключения цепей управления;
- как распределители электротока;
- для управления электродвигателями.
Существует множество разнотипных моделей, предназначенных для использования в разных условиях: в сухих и влажных помещениях, для установки в щитках и технологических нишах.
Виды и назначение пакетн иков
Виды пакетн ых выключателей тесно связаны со степенью их защищенности. От данного фактора зависит и область применения того или иного устройства. Обычно они монтируются в железных щитках, ящиках и других наиболее подходящих местах. Пакетный переключатель совершенно не переносит пыли и отрицательно реагируют на повышенный уровень влажности. Негативное воздействие подобных факторов может привести к повреждению контактов.
Защищенный пакетн ый выключатель заключен в специальную оболочку, выполняющую функции корпуса прибора. В таком исполнении устройство может быть установлено вне электрического щита, поскольку конструкция обеспечивает надежную защиту от воздействия пыли и влаги. Повышается и электробезопасность, поскольку исключается возможность случайного прикосновения к токоведущим частям аппарата.
Существуют герметичные модели, изготовленные из алюминия и пластмассовых материалов. Это придает изделиям высокую прочность и повышает другие технические характеристики. Такие пакетн ики предназначены для эксплуатации даже в очень влажных помещениях. Нередко они используются на открытом воздухе, преимущественно в частных домах.
В зависимости от вида крепления, пакетн ики изготавливаются в нескольких вариантах:
- Вид 1. Крепление прибора находится за 4-х миллиметровой панелью и защелкивается с помощью передней скобки. Подключение внешних проводов осуществляется сзади.
- Вид 2. Размещение крепления выполнено за панелью, толщиной 24 мм. Для защелкивания используется передняя скобка. Соединение внешних проводов производится также с задней стороны.
- Вид 3. Крепление установлено внутри шкафа, фиксация выполняется с помощью задней скобки. Наружные провода подключаются спереди.
- Вид 4. Крепление пакетн ика выполняется непосредственно за корпус.
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.
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.
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
Устройство и принцип работы
Конструкция пакетного электрического аппарата проста и надёжна. Пакетный выключатель состоит из следующих деталей заключенных в корпусе прибора (см. рис.1):
- пружинного механизма переключения, обеспечивающего скачкообразный процесс включения/выключения;
- неподвижных контактов, расположенных по кругу;
- подвижных контактов в форме ножей;
- пакета искрогасительных шайб.
Клеммы неподвижной группы контактов находятся с внешней стороны корпуса. К ним подсоединяются провода. Подвижные контакты расположены на изоляционной втулке квадратного сечения, которая приводится в действие пружинным механизмом, накапливающим энергию от усилия, приложенного к рукоятке.
Рис. 1. Устройство пакетника
Рукоятка выключателя может занимать 4 положения. Два из них соответствуют позиции «Включено», а другая пара – положению «Отключено».
Пакетные переключатели по конструкции очень схожи с выключателями, но в отличие от них имеют только одно положение рукоятки в отключённом состоянии. Все остальные положения (их может быть несколько) соответствуют разным способам коммутации.
Клеммы пакетника, соединённые с неподвижными контактами, расположены на корпусе выключателя так, чтобы удобно было подсоединять провода. Достигается это следующим образом: контакты сдвигаются относительно друг друга, а клеммы от каждого контакта располагаются диаметрально противоположно. Таким образом, провода, идущие от сети, подключаются с одной стороны, а нагрузка – с другой.
Промышленность поставляет на рынок однополюсные, двухполюсные, трёх- и четырёхполюсные пакетные выключатели. Их строение отличается количеством контактов в одной контактной группе и, соответственно, числом искрогасительных шайб.
На рисунке 2 показаны схемы разных типов переключателей.
Рис. 2. Схемы распространённых пакетников
Бывают выключатели открытого и закрытого типа. В открытых пакетных выключателях отсутствует защитный корпус. Такие устройства применяются для коммутации безопасных напряжений и обязательно в помещениях.
Защищённые пакетники закрытого типа оборудованы пластиковым либо алюминиевым корпусом. Устройства хорошо защищены от пыли, а их клеммы прикрыты от прикосновений. Их можно устанавливать в помещениях вне щитовой.
Герметичные модели (см. см. рис. 3) находятся в герметичных корпусах из негорючего, противоударного пластика. Этот класс защиты позволяет монтаж устройств даже на открытом пространстве.
Рис. 3. Внешний вид герметизированного пакетника
Принцип работы
Усилия от рукоятки передаются на пружинный механизм выключателя. Пружина, взаимодействующая с фигурной шайбой, заводится. В определённый момент её энергия высвобождается, резко поворачивая шайбу, увлекающую за собой втулку с подвижными контактами. Сделав четверть оборота, шайба останавливается на одном из упоров, расположенных на верхней крышке. Подвижные контакты, в зависимости от положения рукоятки, замыкают, либо размыкают контакты.
Одно- и двухполюсные пакетные выключатели рассчитаны на напряжения 220 В и нагрузки от 10 до 25 А. Трёхполюсные выключатели выдерживают разницу потенциалов на уровне 380 В, но токовые нагрузки для них снижены – до 6 либо 15 А, в зависимости от модели выключателя.
Срок службы пакетного выключателя зависит от условий его работы. На количество циклов влияют параметры номинальных токов и напряжений. Качественные зарубежные переключатели, работающие в щадящих режимах, достигают предела 20000 коммутаций, при условии, что частота переключений составляет меньше 300 операций в час.
Где сейчас применяется пакетный выключатель
Защитные устройства используются в подстанциях для фиксации показаний работниками. Кроме этого свое применение они нашли в пультах управления оперативного коммутирования. К тому же пакетники используются в механизмах кранов, экскаваторов и других электросиловых оборудованиях.
Пакетный выключатель
При помощи данного устройства специалист может устанавливать скорость агрегата, направленность круговых движений аппарата. Помимо этого машинист подбирает определенный режим производства при помощи соединения группы контактов, регулирующих данный показатель.
Выключатели используются в роли выключателей ввода, распределителей электрического тока, переключателей цепи управления, а также для управления электродвигателями.
Как работает автомат и от чего он защищает
Внешне автоматический выключатель представляет собой пластиковый коробок с клеммами для подсоединения проводки, плюс тумблер. Лезть внутрь не обязательно
Для нас важно, что в нем установлены контакты, тепловой и электромагнитный расцепители, которые отвечают за обесточивание сети при повышенной и экстремальной нагрузке
Как расшифровать маркировку на автоматическом выключателе:
- Буква (A, B, C, D) – это класс автомата, она означает предел тока мгновенного срабатывания, то есть напряжения, когда автомат сразу же обесточивает сеть в квартире. В большинстве случаев в жилых домах будет стоять автомат с буквой C. Он будет моментально срабатывать при 5-10 кратном увеличении силы тока от номинала. То есть автомат с номиналом 10 А вырубит сеть без задержки при значении силы тока 50-100 А. Автомат с B-характеристикой (3-5 кратное превышение) тоже самое сделает при значении 30-50 А.
- Цифра указывает на номинальный ток, то есть значение, до которого автомат будет работать в штатном режиме, ничего не выключая. Тот же автомат на 10 А при превышении силы тока до 11,5 сработает лишь через два часа. При 14,5 подождет минуту, если перенапряжение сети не исчезнет, обесточит квартиру. И так далее, до пиковых значений, обозначенных буквой, когда сеть упадет без задержки.
- Рядом меньшим шрифтом будет стоять другая цифра (в тысячах ампер), обозначающая максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.
|
|
В чем здесь фокус, почему нельзя сразу отключить сеть, если превышено номинальное значение? Автомат учитывает кратковременные токи, возникающие в сети на доли секунды при включении электрооборудования. Когда вы включаете стиральную машину, пусковой ток может быть выше номинального в 2-3 раза.
Основная функция автоматического выключателя – защищать сеть от короткого замыкания и перегрузки. Когда по линии течет слишком большой ток, проводка нагревается. Если это происходит слишком долго – провод может загореться.
Автомату по большому счету все равно на ваши электроприборы, он их, вопреки расхожему мнению, не защищает от скачков напряжения. Но потерять микроволновку или чайник, подключенные к розетке, это одно, а перегоревшая проводка в стене или в люстре – другое.
Важно понимать, что и от удара током человека при случайном касании токоведущих участков и заземленных предметов автомат тоже не убережет. Для этого существуют устройства защитного отключения (УЗО)
Советуют ставить одно общее после вводного автомата и на группы, где есть риск поражения током.
Более современные аналоги прибора
Старые пакетные выключатели почти везде заменили на автоматы. Это логично, ведь изменились требования к энергопотреблению и долговечности приборов. Сейчас широко используют УЗО (устройства защитного отключения), автоматические и дифференциальные автоматы, контакторы.
Вариант #1: устройство защитного отключения
Прибор предназначен для предупреждения утечек тока. Он реагирует на дифференциальный ток, который способствует перегреванию электрических кабелей, что может привести к короткому замыканию, возгоранию проводки. Также утечки могут стать причиной поражения человека током.
Прибор нельзя считать стопроцентным аналогом пакетника, однако в комплекте с автоматическим выключателем он выполняет даже большее количество функций
УЗО необходимо устанавливать, чтобы избежать риска утечки электротока, если он начинает проходить мимо приборов-потребителей. Устройство выполняет функцию индикатора утечки, который просто отключает электричество в случае неполадок.
Само по себе устройство защитного отключения не защищает от перегрузок или короткого замыкания. Это возможно только в случае его подключения в сочетании с автоматическим выключателем.
Вариант #2: автоматический выключатель
Эти приборы пришли на смену пакетным выключателем. Они выполняют те же функции, однако более удобны в эксплуатации, долговечны и износостойки.
Автоматические выключатели также могут быть одно-, двух-, трех-, четырёхполюсными. Они различаются по виду привода (он может быть ручным, пружинным, двигательным), типу присоединения и другим техническо-эксплуатационным характеристикам.
Селективному автоматическому выключателю не нужно дополнительное питание, чтобы замыкать или размыкать контакты. Прибор является электро-механическим и разработан так, что выполняет свои функции наилучшим образом
Предложенные к продаже автоматические выключатели маркируют и классифицируют в соответствии с ГОСТами 9098–78 и 14255. Эти документы устанавливают требования к техническим характеристикам устройств.
Вариант #3: дифференциальный автомат
Это комбинированный автомат, который одновременно выполняет функции двух приборов – УЗО и автоматического выключателя. Дифференциальный автомат прекрасно заменяет пакетник, подходит для бытовых электросетей и успешно применяется на предприятиях.
Дифференциальный автомат – прибор «2 в 1»: автоматический выключатель и УЗО, размещенные в общем корпусе. Он безупречно справляется с задачами обоих устройств и при этом отличается компактностью, удобством в эксплуатации
Функциональные и конструктивные отличия диффавтомата и УЗО приведены здесь, рекомендуем ознакомиться с очень полезной информацией.
Дифференциальный автомат предотвращает утечки, короткие замыкания, минимизирует риски поражения током. В конструкцию прибора входят тепловой и электромагнитный расцепители. Первый предотвращает перегрузки в сети, а второй нужен для отключения электротока при коротком замыкании.
Вариант #4: контактор – вид электромагнитного реле
Прибор необходим для дистанционного управления режимами включения/выключения электроцепей. Электромагнитные реле не срабатывают при коротком замыкании и рассчитаны только на номинальные токи. Это их основное отличие от автоматических выключателей.
Приборы отличаются исключительной электрической и механической износостойкостью. Их устанавливают в механизмах лифтов, транспортных средств, используют на предприятиях
В современных жилых домах редко устанавливают устаревшие пакетные выключатели. Практически повсеместно практикуется установка дифавтоматов или подключение УЗО в сочетании с автоматическим выключателем. Но есть случаи, когда старый добрый пакетник может оказаться незаменимым, например, если нужно отключить подачу тока во время электромонтажных работ.
Какие бывают виды пакетников
Они классифицируются по степени защиты. И от этого зависит назначение того или иного ПВ:
- Открытые. Предназначены для монтажа в сухих, незапыленных и недоступных местах. Не переносят высокий уровень влажности. Как правило, их устанавливают в железных ящиках, щитах и нишах.
- Защищенные. Предотвращают не только случайные прикосновения, но и попадания предметов на оголенные контакты. Корпус сделан из пластмассы, защищает пакетник от пыли и влаги, поэтому разрешается устанавливать его вне электрического щитка.
- Герметичные. Прочный корпус из алюминия обеспечивает лучшую защиту от влаги. Такие пакетники монтируют не только в очень влажных помещениях, но и на открытой территории.
По типу крепления пакетники изготавливаются в 4-х вариантах:
- Крепеж расположен за 4-х миллиметровой панелью. Защелкивается передней скобой. Подвод проводов находится сзади.
- Крепеж находится за 24-х миллиметровой панелью. Также фиксируется передней скобой, а подключение проводов происходит с задней стороны.
- Пакетный выключатель крепится за сам корпус.
- Крепеж находится в шкафу, а защелкивается уже задней скобой. Подвод проводов находится спереди.
На заметку! В распределительный щиток проще и надежней крепить подключенный пакетник на din-рейку.
Когда потребуется замена?
Пакетные выключатели не ремонтируются. При поломке требуется немедленная замена. Зато отлаживать прибор на всем периоде эксплуатации не придется.
Несмотря на снижение популярности таких моделей, производители все же радуют новыми разработками. Каждый раз продукция совершенствуется, устраняются недостатки.
И если в бытовом плане пакетные выключатели встречаются реже, то на производстве без них просто не обойтись. Компактность и простота установки, устойчивость к повреждениям, простота в обслуживании – главные преимущества пакетного выключателя.
Стоит обратить внимание на модели: Legrand (Франция), Iek (Россия), АВВ (Швеция, Швейцария). Продукция этих компаний характеризуется надёжность и качество
Похожие записи:
Двухуровневые потолки в зале: материалы, интересные сочетания, идеи по дизайну (135+ фото)
Инструкция по отделке оконных откосов металлом
Как самостоятельно заменить стеклопакет в пластиковом окне
Чем и как утеплить водопроводную трубу
Как подобрать размер и ширину межкомнатных дверей в доме?
Размеры листа а4 в сантиметрах и других измерениях