Что такое пакетный выключатель и где он применяется?

Особенности конструкции и принцип действия

Пакетные трехполюсные выключатели оснащаются пластиковыми дисками в количестве четырех штук. Каждый из этих диск имеет вырез, в который установлены клеммы. Эти детали внешне похожи на ножи. Также имеется и специальный пружинный контакт, осуществляющий соединение и разъединение отдельных клемм.

Запуск пружины осуществляется перемещением рычага, контролирующего функционирование всей системы, механизмы которой стягиваются один с другим посредством шпилечного соединения.

Конструкция пакетного выключателя с указанием основных элементов, помеченными номерными позициями

Конструкция выключателя состоит из таких элементов:

1. перемещающегося контакта;
2. диска;
3. ножевых вставок для дисков;
4. шпилек, использующихся для присоединения;
5. контролирующей работы прибора рукоятки, подсоединенной к пружинному механизму.

Благодаря высокой скорости реагирования, устройства эффективно погашают образующуюся  электрическую дугу.

Сходство с работой УЗО: пружинный механизм выполняет мгновенное отключение подачи электрической энергии. Принцип работы выключателей во многом идентичен с функционированием рубильников, однако при этом устройства обладают существенно меньшими габаритами.

Несмотря на высокую скорость реагирования, выключатели-пакетники слишком быстро изнашиваются. По причине оперативного реагирования на возникшие сетевые неисправности, большинство имеющихся в конструкции механизмов не могут выдержать темп работы.

Обычный выключатель в среднем способен перенести выключение тока порядка 100 раз. У узкоспециализированных автоматов срок действия в 2 раза больший — около 200 раз. При этом в течение часа должно происходить не более 50 циклов смены режима функционирования.

Пакетные выключатели однофазные изготавливаются в нескольких вариантах исполнения: 10 и 25 А с напряжением 220 В. Двухфазные — на 10 и 20 А.

Пакетники трехфазные некоторых моделей могут устанавливаться для сетей 380 В, но сила тока при этом у них должна быть равна 16 и 6 А.

Нередко встречаются универсальные пакетники, выполняющие одновременно функции выключения и переключения тока.

Пакетный выключатель на 16 А модели ВП 2-16 отличается небольшими габаритами

Управление режимами функционирования пакетников осуществляется в такой последовательности.

После изменения положения рычага изменяется направленность полюсов. Ориентируясь на него, подача тока либо прекращается (при разъединении клемм), либо начинает поступать через контакты при их соединении.

Принцип работы

Структурная схема пакетного переключателя определяет основные принципы его работы. Изделие, имеющее всего два положения и использующееся для включения и выключения потребителя, часто называют просто выключателем (ПВ). Пакетный переключатель (ПП) может иметь несколько промежуточных фиксированных положений для осуществления различных функций (реверс электродвигателя, изменение схемы соединения обмоток “звезда-треугольник” и т. д.).

Для исключения образования дугового разряда между контактами предусмотрен механизм быстрого переключения. Поворачивая рукоятку, оператор взводит пружину, но устройство пока находится в фиксированном положении. При превышении определенного усилия механизм быстро поворачивает подвижную контактную группу на определенный угол до следующей фиксации упоров в верхней крышке и замыкания очередных коммутируемых пар.

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.

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.

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.

Трехфазные и двухпозиционные коммутаторы модульного типа

Устройство пакетного переключателя

Приборы этого класса устанавливаются в трехфазные сети и позволяют коммутировать подачу питания на мощные асинхронные электродвигатели. В частности, они применяются с целью переключения комплекта из 3-х обмоток с одной схемы включения на другую: с «треугольника» на «звезду» и обратно.

Коммутация режимов подключения статорных обмоток необходима, чтобы снизить величину пусковых токов в цепях питания – «облегчить» запуск.

Двухпозиционные модульные коммутаторы представлены в ассортименте электротехнических изделий пакетными переключателями кулачкового типа. Они широко востребованы в следующих ситуациях:

• при монтаже щитов управления силовым оборудованием переменного и постоянного тока;
• в современных электросетях, оснащенных системами автоматического резервирования;
• для переключения обмоточных схем и режимов работы электродвигателей, а также для управления освещением сразу из нескольких точек;
• для выбора подходящих условий функционирования трансформаторных подстанций (ТП), а также оптимизации работы обслуживающей их коммутационной аппаратуры;
• при выборе нужного режима для отопительного оборудования и сварочных агрегатов.

Трехпозиционный пакетный переключатель

Одной из разновидностей двухпозиционных коммутаторов являются приборы, у которых помимо двух крайних положений имеется и одно центральное. Формально их относят к трехпозиционным переключателям с одной нейтральной позицией, но в схемах они все равно используются как двухполюсники.

Для удобства выбора требуемого образца коммутирующего изделия, подходящего для конкретных условий, на корпусе указываются основные технические параметры:

• тип коммутирующего устройства;
• номинальный ток, на который рассчитан его рабочие контакты;
• электрическая схема коммутаций (таблица переключений);
• категория защищенности от климатических воздействий.

Устройство одноклавишного выключателя

Выключатель – это электрическое устройство, которое может создавать или разрывать электрическую цепь, прерывая ток или отводя его от одного проводника к другому. Механизм выключателя во время работы удаляет или восстанавливает проводящий путь в цепи. Он может управляться вручную, например, клавишей, кнопкой или же сенсором. Коммутатор будет иметь один или несколько наборов контактов. Они могут работать одновременно, последовательно или поочередно.

Выключатели в цепях высокой мощности должны работать быстро, чтобы предотвратить опасное искрение, и могут включать специальные функции, помогающие быстро прерывать сильный поток тока. Множество выключателей используются для ручного управления или для определения положения, уровня и даже температуры. Распространенным применением является управление освещением, когда несколько выключателей, в том числе и одноклавишных, могут быть соединены в одну цепь для обеспечения удобного управления светильниками.

Пока контакты разъединяются, любая электрическая энергия, которая есть в запасе в индуктивности отключаемой цепи, рассеивается в виде дуги внутри переключателя. Он также продлевает переход и уменьшает эффект нагрева на контактах. Коммутаторы обычно рассчитываются по току, для которого они предназначены для размыкания, при определенных условиях напряжения и коэффициентах мощности, так как это наиболее строгое ограничение.

Назначение пакетных выключателей

Пакетный выключатель это ручной аппарат, который предназначен для коммутации (включения/отключения) небольших нагрузочных токов. Пакетники применяются в электрических сетях переменного тока до 660 В и постоянного – до 440 В.

Устанавливают их на панелях распределительных щитов, а также в шкафах как вводные выключатели.

Пакетный выключатель представляет собой приспособление для коммутации электрического тока в сетях. Он имеет ручной привод с переключающим устройством в виде изоляционной платы, на которой закреплены изолированные друг от друга подвижные контакты и неподвижные контакты с клеммами.

Для того чтобы включить или отключить пакетный выключатель необходимо повернуть его рукоятку на 90°. Данная манипуляция фиксирует подвижные контакты в нужном положении с помощью пружинного механизма.

Благодаря наличию фиксирующих выступов, ограничивающих разворот пружинного механизма и вместе с ним подвижных контактов, пакетный выключатель имеет четкую фиксацию положений при повороте рукоятки на 90°.

В зависимости от степени защиты, пакетные выключатели классифицируют на три типа изготовления:

Пакетный выключатель открытого исполнения предназначен исключительно для установки в сухих не запыленных помещениях с отсутствием вероятности пожара и других защищенных местах (щиты, ящики, ниши), препятствующих случайному прикосновению к неподвижным контактам.

Защищенное исполнение пакетного выключателя подразумевает наличие пластмассовой оболочки. Она защищает пакетник не только от случайного прикосновения, но и от попадания посторонних предметов на токоведущие части.

Герметическое исполнение пакетника реализовано путем его защиты алюминиевым или пластмассовым корпусом, который препятствует попаданию влаги внутрь него.

Структурное обозначение пакетников

Сокращенно пакетные выключатели обозначаются буквами ПВ, а переключатели – ПП. Цифра, следующая за сокращением – число полюсов, а после дефиса – отключаемый ток в амперах при напряжении 220 В.

По виду крепления пакетные выключатели выпускаются в следующих исполнениях:

1. I) крепление пакетника размещается за панелью толщиной до 4 мм и выполняется передней скобкой, внешние провода подсоединяются сзади;
2. II) крепление размещается за панелью толщиной до 24 мм и выполняется передней скобкой, внешние провода подсоединяются так же сзади;
3. III) крепление размещается внутри шкафа и выполняется задней скобкой, внешние провода подсоединяются спереди;
4. IV) крепление осуществляется за корпус.

Конструкция пакетного выключателя состоит из двух главных узлов: механизма переключения и контактной системы. В зависимости от числа рабочих полюсов (1-4) он имеет в своем составе несколько коммутационных пакетов.

Отдельный пакет содержит подвижные и неподвижные соединения с фибровыми шайбами, которые способствуют гашению дуги. Подвижные пружинящие контакты расположены на поворотном штыре.

Он в свою очередь выполнен из изолирующего материала, при повороте которого происходит фиксация по 90 градусов за каждый оборот. Неподвижные контакты, имеющие вид ножей, расположены в пластмассовых шайбах.

Похожие материалы на сайте:

Типы выключателей для дома (бытового применения)

Применяемые в быту различные виды выключателей должны быть удобными, безопасными, имеющими привлекательный дизайн. Они отличаются друг от друга по видам и типам. По способу установки включатель может быть встроенным или устанавливаться снаружи. В наше время чаще всего используют в качестве органов управления поворотную клавишу, такие выключатели распространены в Европе.

Типы выключателей для дома

В США предпочитают пользоваться выключателями рычажкового типа (тумблеры), видимо, не желая уходить от традиций. Но это сейчас, а в былые времена, когда еще Томас Эдисон только сделал свое изобретение использовались поворотные выключатели. Они были известны во всем мире в первой половине XX века и коммутировали до нескольких цепей в 3–4 положениях (пакетный выключатель). Пакетные выключатели используются до сих пор во многих старых щитках коммунального хозяйства.

Чтобы включить светильник, используют выключатель одноклавишный, для люстр применяют двухклавишный или даже трехклавишный выключатель. Для таких помещений, как туалет и ванная используют двойной выключатель света. Добавим, что в наш век продвинутых технологий появилось много выключателей с дополнительными функциями. Вот эти функции:

• выключатель с подсветкой для ночного времени
• выключатель с таймером отключения.
• Выключатели с регулятором яркости.

Если с первым типом функций все понятно, то второй используется, чтобы сэкономить свет в маленьких помещениях (кладовках, ванных комнатах) куда заходят на короткое время и забывают выключать свет. А третий может использоваться вместе с теми светильниками, которые поддерживают функцию диммера (регулятора освещенности, англ.). Иногда они идут в комплекте, так как такой вид приборов еще не стандартизован.

Непривычные типы выключателей

Выключатель света с датчиком движения – еще один способ экономии электричества, очень удобный. Свет включается, если инфракрасный датчик обнаруживает движение человека в поле зрения датчика. Повторное движение может отключать свет или это может сделать таймер, после того, как движение было обнаружено. Выключатель с датчиком движения не требует никаких действий от человека, достаточно его присутствия.

Есть один, так называемый умный выключатель, это – выключатель по хлопку. Так, как он реагирует на шум, может включится и непроизвольно. Внутри него стоит микрофон, он же усилитель и микропроцессорное устройство для того, чтобы распознать характер звука. С первого раза он может не сработать, так как запоминает звук от пользователя в памяти для последующего сравнения.

И такие бывают

Напольный выключатель выполняется в виде кнопки с фиксацией. Его можно включать нажатием ноги с небольшим усилием, а конструкция выполнена таким образом, чтобы вес ноги его не повредил.

Выключатель потолочный также является кнопкой с фиксатором, на которую усилие передается от рычага, с привязанным к нему шнуром. Механика скрывается за декоративной крышкой. Чтобы включить или выключить его, требуется слегка потянуть за шнур.

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

Пакетные выключатели и переключатели

Пакетные выключатели

Пакетные выключатели (рис. 16) служат для включения и отключения электрических цепей постоянного и переменного тока до 100 А при напряжении 220 В и до 60 А — при напряжении 380 В.

Пакетные выключатели и переключатели значительно компактнее рубильников. Пакетные выключатели монтируются с выводом на панель только рукоятки, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала.

Пакетный выключатель состоит из переключающего механизма и контактной группы; клеммы, несколько неподвижных контактов выступают из корпуса. Подвижные контакты находятся внутри корпуса на втулке квадратного сечения, выполненной из изоляционного материала. Корпус набирается из изоляционных шайб, соединенных между собой стягивающими шпильками. Подвижные контакты поворачиваются рукояткой через пружинный механизм быстрого переключения.

При повороте рукоятки вначале заводится пружина механизма быстрого переключения. Когда усилие, действующее от рукоятки на фигурную шайбу, возрастает до определенной величины, шайба очень быстро поворачивается на четверть оборота до следующего упора в верхней крышке.

Упоры в крышке расположены под углом °. Втулка квадратного сечения, на которой укреплены подвижные контакты, соединена с фигурной шайбой. Одновременно с быстрым поворотом фигурной шайбы происходит поворот подвижных контактов. Последние укреплены в пластинах из фибры, которые выполняют функцию направляющих и обеспечивают быстрое гашение возникающей дуги.

Рис. 16.Устройство пакетного выключателя Фибра под воздействием высокой температуры выделяет большое количество газов. Давление их увеличивается, в результате чего происходит движение газов через щели пакета. Свежий, неионизированный воздух, поступающий внутрь выключателя, способствует быстрому гашению дуги.

Пакетные выключатели

выпускают на токи 10 и 25 А при напряжении 220 В в одно-, двухи трехполюсном исполнениях. Последние применяют для включения трехфазных асинхронных двигателей (например, в универсальных приводах).

В трехполюсном пакетном выключателе

три подвижных контакта расположены между четырьмя изоляционными шайбами. Эти же пакетные выключатели могут применяться и при напряжении 380 В, но допустимая величина тока для них снижается соответственно до 6 и 15 А.

При номинальных величинах тока и напряжения и коэффициенте мощности 8,0 пакетные выключатели выдерживают 20 тысяч переключений. Частота переключений не должна превышать 300 в час.

Для удобства подключения проводов неподвижные контакты расположены не по образующей, а сдвинуты относительно друг друга. Клеммы одного контакта расположены между одними и теми же шайбами диаметрально противоположно. Провода от приемника принято подключать к клеммам, расположенным по разные стороны шпилек.

Поворачивая рукоятку пакетного выключателя на °, можно включать и отключать приемник. Из четырех положений рукоятки пакетного выключателя два соответствуют включенному и два отключенному состоянию приемника.

Виды и назначение пакетников

Виды пакетных 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 пакетный 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 пакетники предназначены для эксплуатации даже в очень влажных помещениях. Нередко они используются на открытом воздухе, преимущественно в частных домах.

В зависимости от вида крепления, пакетники изготавливаются в нескольких вариантах:

1. Вид 1. Крепление прибора находится за 4-х миллиметровой панелью и защелкивается с помощью передней скобки. Подключение внешних проводов осуществляется сзади.
2. Вид 2. Размещение крепления выполнено за панелью, толщиной 24 мм. Для защелкивания используется передняя скобка. Соединение внешних проводов производится также с задней стороны.
3. Вид 3. Крепление установлено внутри шкафа, фиксация выполняется с помощью задней скобки. Наружные провода подключаются спереди.
4. Вид 4. Крепление пакетника выполняется непосредственно за корпус.

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.