Для чего нужен выключатель

Немного о выключателях

Выключатель — электрический прибор, предназначенный для соединения и разъединения электрической цепи. Чаще всего выключатели управляют осветительными приборами, реже их используют для включения и выключения вытяжных вентиляторов, кондиционеров и т.д.

По типу установки выключатели разделяются на выключатели скрытой установки и выключатели внешней установки. Первые используются при монтаже скрытой электропроводки, вторые — при прокладке проводки открытым способом.

Виды выключателей

Выключатель — прибор, который больше всего любят совершенствовать и наворачивать дополнительными опциями технические дизайнеры. В зависимости от способов переключения, регулировки, назначения и защитных свойств корпуса выключатели можно поделить на несколько типов.

1. Клавишные

Самый распространенный тип выключателей. Замыкание и размыкание электрической цепи происходит при переключении клавиши из одного положения в другое. Выпускаются одно-, двух- и трехклавишные версии.

Клавишные выключатели недорогие, их удобно использовать и легко ремонтировать. С другой стороны, у них довольно низкий ресурс работы, нельзя регулировать интенсивность освещения, нет режима энергосбережения.

2. Кнопочные

Кнопочные выключатели легко впишутся в интерьер любой комнаты, несмотря на свой слегка нестандартный внешний вид. Стоят они немного дороже клавишных собратьев. Зато будут служить вам верой и правдой в течение долгого времени.

3. Диммеры (выключатели с регулятором)

Представляют собой некое подобие реостата, который знаком большинству из нас по школьным урокам физики. Диммер работает по этому же принципу. Реостат изменяет сопротивление электрической цепи, а значит, и силу тока в ней. Выше сопротивление — меньше сила тока. Чем меньше сила тока, тем тусклее горит лампочка, включенная в электрическую цепь. С помощью таких выключателей можно регулировать интенсивность освещения поворотом управляющего колесика.

Плюс диммеров в экономии энергии (некоторые устройства даже самостоятельно отключаются, когда в комнате никого нет) и простоте использования. Но есть и минус: из-за высокой стоимости не все могут позволить себе такие выключатели. На заметку: диммеры отлично работают с лампами накаливания, но с модными в последнее время светодиодными светильниками и лампами могут конфликтовать и функционировать некорректно.

4. Поворотные

Лет 50 – 60 назад поворотные выключатели ещё активно использовались при строительстве домов, но в последнее время их используют только в дизайн-проектах «под старину» или в создании интерьеров в стиле кантри, лофт, прованс. Как правило, выпускаются только для наружной установки, используются вместе с открытой проводкой. Переключаются поворотом рычага на 90°.

5. Веревочные

Принцип работы этого выключателя аналогичен кнопочному: потянув за веревочку до щелчка, вы замыкаете контакты. Тянете во второй раз и размыкаете. Этот тип выключателя в основном применяется в настенных бра и иногда для включения вытяжных вентиляторов.

Веревочные выключатели используют не только в декоративных целях, у них есть ряд практических преимуществ. Например, свисающий шнур легко найти на ощупь в темноте, а еще такие выключатели подойдут семьям с маленькими детьми, ребенок с легкостью до него дотянется и сможет самостоятельно включить и выключить свет.

6. Сенсорные

Современный тип выключателя, имеющий долгий срок работы благодаря отсутствию механических частей. Срабатывает от касания. Многие модели сенсорных выключателей снабжены дополнительными функциями, вроде плавной регулировки освещенности или автоотключения. Такие выключатели любят использовать в «умных домах».

7. Акустические

Такие выключатели еще называют хлопковыми или звуковыми. Включение происходит от подачи звукового сигнала определенной громкости, например, хлопка в ладоши. Выключатели такого типа с таймером устанавливаются не только в квартирах, но и на лестничных площадках. В некоторых моделях предусмотрена настройка времени, спустя которое выключатель разъединяет цепь. Зачастую акустические выключатели прячутся в распределительных коробках и дублируются обычными клавишными.

Главный плюс этой модели очевиден: с ней вам не придется искать выключатель в темноте наощупь или идти через всю квартиру в грязной обуви, потому что вы забыли выключить свет. Однако такие устройства не всегда реагируют с первого раза и могут срабатывать самопроизвольно, чем иногда вызывают раздражение владельцев.

8. Дистанционные

Это выключатели, которые срабатывают от сигнала пульта дистанционного управления. Встречаются и комбинированные модели: например, сенсорный выключатель с пультом ДУ. Дистанционные выключатели не очень распространены, потому что стоят довольно дорого. К тому же пульты имеют свойство теряться.

Но есть и свои плюсы. Во-первых, с дистанционными выключателями вам не придется портить стены: достаточно будет просто вооружиться саморезами или двухсторонним скотчем и закрепить выключатели в нужных местах. И никаких проблем со стационарной проводкой. Во-вторых, вы сможете включать и выключать лампочки из любой точки квартиры или дома и почувствовать себя повелителем света.

9. Проходные

Внешне проходной выключатель ничем не отличается от обыкновенного, но его внутренняя начинка имеет немного другую схему. Проходные выключатели позволяют управлять одним электроприбором (или группой электроприборов) с разных точек пространства.

Например, у вас двухэтажный дом. Вы подходите к лестнице и включаете светильник, который ее освещает, выключателем, расположенным внизу, на первом этаже. Поднимаетесь на второй этаж. Свет на лестнице уже не нужен. Если бы внизу стоял обычный выключатель, пришлось бы или оставить свет на лестнице включенным, или спуститься, чтобы выключить его. Именно эту проблему решают проходные выключатели: вы ставите их сверху и снизу и управляете одной лампой с разных точек.

К сожалению, чтобы вписать столь удобные проходные выключатели в систему освещения вашего дома или квартиры, придется потратить много денег и сил (по сравнению с классическими вариантами) из-за сложной схемы электропроводки, внушительного количества используемых материалов и высокой стоимости самих механизмов.

10. Герметичные

Особый тип выключаталей — герметичные выключатели, предназначенные для установки в помещениях с повышенной влажностью или запыленностью: в банях, саунах, душевых. Также, как и влагозащищенные розетки, они классифицируются по степени защиты. Так, выключатель, который устанавливается в ванной или душевой, должен иметь класс защиты не менее IP-44. Подробнее о классах защиты читайте в нашей статье.

11. Выключатель со встроенным датчиком движения

Как понятно из названия, выключатель, а точнее, подключенный к нему датчик, реагирует на движения: свет включается, когда в поле зрения сенсора оказывается человек, и выключается, когда тот из него исчезает. Чаще всего принцип работы таких датчиков строится на отслеживании инфракрасного излучения.

Выключатели со встроенными датчиками движения экономят электроэнергию. С помощью них можно также регулировать интенсивность освещения, включать прожекторы, сирену, камеры видеонаблюдения и контролировать прочую полезную технику. К сожалению, цена у этих супермеханизмов соответствующая.

Полезные советы

Источник

Что такое выключатель нагрузки и как он используется?

Разъединение нагруженных электрических цепей всегда сопряжено с риском искрообразования. Особую опасность таит в себе отключение нагрузки на высоковольтных линиях. Мощная электрическая дуга, образующаяся при коммутации незащищённых контактных ножей, может привести к разрушению силовых контактов и к выходу из строя электрических приборов. Обезопасить процесс коммутации цепей способен выключатель нагрузки, оборудованный устройствами для экстренного гашения дуги.

Выключатели нагрузки (ВН) принадлежат к тем видам коммутационных приборов, которые, по уровню допускаемых токов, занимают промежуточное положение между обычными разъединителями и специальными выключателями номинальных токов, способных отсекать сверхтоки в аварийных ситуациях. Несмотря на то, что коммутация номинального тока выключателем нагрузки допускается, однако прибор не рассчитан на отключение токов перегрузок в случае КЗ. Для этих целей предусмотрено применение специальных высоковольтных предохранителей.

Применение

Выключатели нагрузки применяются в распределительных сетях с целью коммутации линий, силовых трансформаторов, работающих при номинальных напряжениях. Устройства могут использоваться для включения/отключения дополнительных нагрузок, но они не предназначены для защиты от коротких замыканий, за исключением тех конструкций, в которых установлены плавкие предохранители (см. рис. 1).

Рис. 1. ВН с предохранителями

Такими разъединителями мощности оборудуются высоковольтные линии на 6 – 10 кВ, для токов, не превышающих 400 – 600 А. Для коммутации и защиты более мощных линий электропередач применяются релейные устройства. В маломощных сетях допускается использование ВН без предохранителей.

Существуют компактные выключатели нагрузок до 100 А, которые легко монтируются в распределительных устройствах. Такие рубильники внешне похожи на конструкцию автоматического выключателя (см. рис. 2) и устанавливаются на входах сетей многоквартирных и частных домов. Они управляются только вручную и не отключаются при достижении тока срабатывания защиты.

Рис. 2. Маломощные выключатели нагрузки

Наличие модульного выключателя мощности не исключает необходимости защиты проводки в аварийных режимах другими способами. В частности, аварийное отключение домашней электрической сети обеспечивают автоматические пакетные выключатели, но использовать их для частого отключения нагрузки не рекомендуется из-за быстрого износа контактов. В этом смысле переключатель нагрузки более надёжен, так как его контакты рассчитаны на такие режимы работы.

Преимущества и недостатки

У рассматриваемых коммутационных аппаратов есть сильные и слабые стороны.

К преимуществам относятся:

Недостатки:

Устройство и принцип работы

Конструкция высоковольтного выключателя нагрузки очень напоминает устройство трехполюсных разъединителей. На раме расположены поворачиваемые в вертикальной плоскости подвижные ножи, имеющие серповидную форму. Они входят в камеру, где расположены неподвижные контакты.

Управление поворотом ножей осуществляется с помощью механизмов, ручных приводов, либо полуавтоматических устройств. Электромагнитный привод, использующий соленоид обеспечивает дистанционное отключение нагрузки высоковольтных приборов, а в отдельных случаях работу в автоматическом управлении.

На рисунке 3 представлен чертёж трёхполюсного ВН с ручным приводом.

Рис. 3. Чертёж выключателя нагрузки ВНА

Обратите внимание (рисунок слева) на то, что в конструкции предусмотрено установку предохранителей, которые не показаны на чертеже. Все токоведущие части отделены от рамы мощными изоляторами (рисунок справа).

Для обеспечения необходимой скорости разъединения контактов применяются пружинные механизмы. При повороте вала пружина накапливает потенциальную энергию, которая в определённый момент высвобождается, направляя накопленную мощь на движение ножей. Пружинный механизм хорошо виден на рисунке 4.

Рис. 4. Выключатель нагрузки ВНА с пружинным механизмом

В комплект выключателя нагрузки могут входить стационарные ножи заземления. Эти элементы дополнительной защиты имеют механизмы блокировки от ошибочных действий персонала.

Главное отличие ВН от разъединителей – это наличие дугогасительных устройств, обеспечивающих сохранность неподвижных и подвижных контактов при коммутации. Гашение электрической дуги, которая неизбежно зажигается при отключении или включении нагруженной цепи, происходит в дугогасительных камерах, оборудованных вкладышами, изготовленных из полимеров. Дуги гасятся потоком продуктов испарения вкладышей, образующихся под действием высоких температур возникающего разряда.

В зависимости от конструкции ВН принцип гашения может отличаться. Следует помнить, что камеры гашения не обеспечивают абсолютного отсутствия дуги, которая, хоть и на очень короткий период времени, всё-таки возникает. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее подавить разрастание разряда, устранив условия для его существования.

Эффект гашения достигается различными способами: путём сдувания ионизированного воздуха с контактов, заполнением камер специальными смесями газов или созданием вакуума. В зависимости от принципа подавления дуги различают разные типы выключателей.

По способу гашения дуги в камерах, ВН подразделяются на следующие виды:

Автогазовый (газогенерирующий) выключатель

Устройство предназначено для оперативной коммутации силового электрооборудования. Подавление дуги происходит под действием газов, генерируемых в камере гашения. Вкладыш из мочевиноформальдегидной смолы или из полиметилметакрилата, расположенный внутри камеры, в момент коммутации дугогасительных контактов молниеносно нагревается. Под действием высокой температуры происходит испарение верхнего слоя полимера, а образовавшийся поток газов интенсивно гасит электрическую дугу.

Условие для испарения вкладыша создают дугогасительные контакты, запуская процесс «продольного дутья». Во включенном состоянии номинальный ток протекает по основным контактам.

Автогазовые ВН активно используются в России и в странах СНГ. Они применяются на подстанциях, устанавливаются в распределительных устройствах электросетей 6 – 10 кВ с изолированной нейтралью. В основном их монтируют там, где экономически не выгодно применять установки другого типа, а использование разъединителей запрещено правилами ПУЭ.

Данный тип выключателей имеет самую низкую стоимость и высокую ремонтопригодность. Эти преимущества способствуют росту популярности газогенерирующих выключателей.

Вакуумный высоковольтный выключатель

При размыкании/замыкании контактов дуга всё-таки возникает (за счёт образования плазмы из паров металла контактов), но она практически мгновенно, гаснет, в момент перехода через ноль. В течение 7 – 10 мк/с пары конденсируются на поверхности контактов и на других деталях камеры.

Существуют разновидности:

Основные достоинства:

Из недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость из-за сложности технологии производства камер.

Элегазовые ВН

В коммутационных аппаратах данного типа для гашения дуги используется элегаз. Работает устройство по принципу автогазовых выключателей, но вместо воздуха для гашения дуги применяется шестифтористая сера (SF₆) с добавками других газов.

В корпус камеры гашения из герметической ёмкости поступает элегаз, который не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Различают колонковые и баковые устройства (см. рис. 5).

Рис. 5. Баковый элегазовый ВН

В конструкциях таких выключателей используется встроенные трансформаторы тока. Современные элегазовые ВН могут работать в распределительных устройствах сверхвысокого напряжения, достигающего 1150 кВ.

Условное обозначение и маркировка

Для маркировки выключателей нагрузки используются буквенные и цифровые символы, сгруппированные по группам:

Заметим, что приведённая структура обозначения может отличаться в маркировках разных типов конструкций.

Рассмотрим один из вариантов.

Буквенное обозначение типов конструкции:

(Элегазовые рубильники имеют свою структуру обозначения).

Буквенное обозначение вариантов исполнения:

Х на третьей позиции может обозначать расположение привода:

На четвёртой позиции (00) цифры, указывающие номинальное напряжение в кВ.

5 позиция (/0) – номинальный ток отключения, в кА.

6 позиция (0) – номинальный (сквозной) ток выключателя.

7 позиция (хх) – расположение заземляющих ножей (иногда климатическое исполнение). п – за предохранителями, в – со стороны контактов заземления.

8 позиция (0) – обозначает тип устройства подающего команды для отключения (при наличии).

9 позиция (Х0) – климатическое исполнение и категория размещения.

Пример: маркировка ВВЭ – 15 – 25/ 680 – УЗ означает: Выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, рассчитанный на напряжение 15 кВ, ток термической стойкости – 25 кА, номинальный ток ВН – 680 А, применяется в условиях умеренного климата, предназначен для внутренней установки.

На рисунке 6 приведён пример обозначения на схеме.

Рис. 6. Обозначение на схемах

Отличие от автоматического выключателя

Основной признак отличия от автоматического выключателя в том, что рассматриваемые устройства не могут работать в автоматическом режиме. Для отключения ВН требуется вмешательство оператора – с помощью ручного привода или дистанционно (в зависимости от конструктивного исполнения). Автоматический выключатель размыкает цепь при достижении тока срабатывания защиты.

Отличить устройства можно по их маркировке и по внешнему виду.

Технические параметры

Выключатели нагрузки характеризуются тремя важными параметрами:

Другие параметры учитываются исходя из условий расположения, желаемого способа коммутации и выбора типа исполнения.

В качестве примера приводим таблицу параметров для ВН:

Технические параметры других типов выключателей нагрузки можно узнать у продавца или из других источников информации.

Подключение

На линиях электропередач ВН размещают перед силовыми трансформаторами. Если техническая документация предусматривает наличие разъединителей – они устанавливаются после ВН.

В многоквартирной электросети ВН устанавливаются в распределительных щитках (если есть доступ) или в другом доступном месте, отдельно на каждую квартиру.

В производственных цехах мини рубильник целесообразно устанавливать возле каждого станка, для обеспечения возможности экстренного его отключения.

В бытовой электросети выключатели нагрузки устанавливаются, как правило, перед счётчиком, хотя могут монтироваться и после прибора учёта. Но обязательно перед защитными устройствами – автоматами, пробками и т. п. В качестве примера приводим схему подключения ВН в однофазной сети.

Рис. 7. Схема подключения ВН в домашней сети

Источник

Для чего нужен выключатель

Часто задают вопрос: «Зачем нужны мини-рубильники и выключатели нагрузки?» Тем более они стоят намного дороже тех же самых автоматических выключателей. Давайте тут попробуем разобраться с этим вопросом.

Что такое выключатель нагрузки?

Это устройство, которое позволяет быстро произвести включение или отключение какой-либо цепи, находящейся под нагрузкой.

Выключатели нагрузки имеют усиленные контакты, срок службы которых намного превышает срок службы контактов простых автоматов. Это необходимо для возможности безопасного обесточивания линии, которая находится под нагрузкой. Если отключать нагрузку обычным автоматическим выключателем, то дуга, которая образуется при разрыве цепи, со временем может спровоцировать слипание контактов. Поэтому обычные автоматы нельзя использовать для включения-отключения нагрузки. Они нужны для защиты электропроводки при возникновении не штатной ситуации в защищаемой ими цепи электропитания.

Также некоторые модели выключателей нагрузки имеют двойной разрыв контакта, что позволяет гарантировать полное обесточивание отключаемой линии.

Для того чтобы можно было убедиться визуально, что контакты мини-рубильника разорвались, на некоторых моделях есть специальное смотровое окошко. Через него видно в каком состоянии (замкнутом или разомкнутом) находятся контакты рубильника.

Примером мини-рубильников в старом исполнении могут служить пакетные выключатели, которые стоят перед электросчетчиками в этажных распределительных щитах.

Какие бывают выключатели нагрузки?

Они бывают 1,2,3 и 4-х полюсные. Выбирать стоит в зависимости однофазная или трехфазная у вас сеть и нужно ли рвать ноль рубильником. Устанавливаются такие выключатели нагрузки на стандартную DIN-рейку. Это очень удобно, так как их можно ставить в любых распределительных щитках.

По номиналу тока мини-рубильники подразделяются так же как и автоматы. Это на 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125А.

Запомните, что выключатель нагрузки не защищает от короткого замыкания и перегрузки. Поэтому линию необходимо защищать автоматическим выключателем. Выбирать их нужно так: номинал рубильника должен превышать на одну или две ступени номинала автомата. Автоматическому выключателю требуется до одного часа, чтобы отключить перегруженную линию на 45%. За это время контакты мини-рубильника того же номинала что и автомата начнут греться. Что не совсем будет хорошо.

Как отличить выключатель нагрузки от автоматического выключателя?

Внешне мини-рубильники похожи на автоматы, поэтому нужно уметь их различать. Обычно выключатель нагрузки маркируется на корпусе буквами «ВН». Также у мини-рубильника более массивная усиленная ручка управления, что сразу бросается в глаза.

Где можно использовать выключатели нагрузки?

Расскажу на простом примере. Допустим стоит главный вводной автомат в вашем распределительном щитке, в который вы имеете доступ. Еще обычно в на первом этаже, в подвале или еще где-нибудь стоит распределительный шкаф, где происходит распределение электропитания на разные стояки или квартиры. Он закрыт на ключ и сюда доступ имеет местный электрик.

Например, произошло короткое замыкание. От КЗ очень часто помимо группового автомата срабатывают и вышестоящие. Если в закрытом щитке распределение происходит с помощью автоматических выключателей, то есть большая вероятность, что здесь его тоже выбьет.

Обратно включить автоматы в своем щитке вы сможете, а вот чтобы включить их в шкафу закрытым на ключ вам придется искать местного электрика, чтобы он открыл шкаф. А что делать если это произошло поздно вечером, в выходные или в праздничные дни? В это время можно не дозвониться до электрика.

Выключатели нагрузки или мини-рубильники нужно ставить там, где происходит распределение электропитания на разные квартиры. Также их стоит устанавливать рядом с промышленным электрооборудованием. Например, около сверлильного станка, наждака, токарного станка и т.д. Мини-рубильник тут нужен для экстренной остановки электрооборудования, например когда вместе со сверлом начнет вращаться заготовка или что-то зажует в станок.

А в вашем доме стоят выключатели нагрузки?

Табличка на двери трансформаторной будки.
“Не влезай! Убью! Электрик”.

Источник