Что такое пакетный выключатель в электрике
Что такое пакетный выключатель и где он применяется?
Еще в советские времена пакетный выключатель стоял во всех квартирах и на лестничных площадках. Он выполнял функцию рубильника для полного отключения/включения электричества.
Но так как мощность его невелика, на замену ему пришли современные автоматы, тем более что в устройстве пакетного выключателя нет автоматического отключения от сети в случае короткого замыкания или перегрузки. А из-за перепадов напряжения он быстро выходит из строя.
Тем не менее, из-за дешевизны, компактности и большого коммутационного ресурса устройства он все еще в ходу. Сейчас до сих пор используется в распределительных щитках, силовых цепях, кранах, пультах управления, экскаваторах, кабинах машинистов электросиловых агрегатов, в подстанциях (спецперсоналом) для учета показаний.
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.
Принцип работы пакетных выключателей
Он достаточно простой: при повороте рукоятки на 90 градусов происходит натяжение пружины и воздействие на подвижную шайбу. Фиксаторы на крышке помогают ее стабилизировать. Далее шайба передает движение контактной группе, и контакты замыкаются/размыкаются.
Обратите внимание! Если дисковый ПВ работает только в режиме включить/выключить, то существует еще так называемый кулачковый пакетник (галетный). Так вот его можно «запрограммировать». Переключение контактов будет зависеть от изначального положения переключателя.
Какие бывают виды пакетников
Они классифицируются по степени защиты. И от этого зависит назначение того или иного ПВ:
По типу крепления пакетники изготавливаются в 4-х вариантах:
На заметку! В распределительный щиток проще и надежней крепить подключенный пакетник на din-рейку.
Подключение пакетного выключателя к сети
Для наглядного примера рассмотрим схему подключения пакетного выключателя к однофазному счетчику:
Схема подключения пакетного выключателя к сети
Провода зачищаются и крепятся в винтовых зажимах пакетника. Для удобства подключения они специально сдвинуты относительно друг друга. Для некоторых типов ПВ концы проводов нужно скручивать в кольца.
Обратите внимание! Пакетник подсоединяется исключительно в разрыв фазы!
Если на корпусе аппарата есть заземляющий контакт, подключение заземления осуществляется отдельным, не являющимся рабочим нулем кабелем.
Если это трехфазная сеть, то пакетник будет иметь 2 положения: все фазы замкнуты или разомкнуты. Провода подсоединяются к клеммам с одной стороны устройства при соблюдении очередности фаз. Провода нагрузки подсоединяются с другой стороны аппарата в той же очередности при соблюдении диагональной противоположности.
Пакетный выключатель уместно использовать там, где необходимо частое переключение питания. Но их частота не должна быть больше, чем 300 раз за 1 час. Так, при номинальном напряжении и токе, а также коэффициенте мощности 8,0 такие выключатели выдерживают до 20 тысяч переключений.
Каждый пакетник имеет свою маркировку. Она состоит из нескольких условных обозначений. Например, так: П ВX – XXX XX XX XXX X. Эта таблица поможет вам ее расшифровать:
Таблица расшифровки маркировки пакетника
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.
Типы пакетных выключателей: УЗО, контакторы, пакетники
Одним из важнейших электрических устройств являются пакетные выключатели. Пакетники или автоматические выключатели необходимы, чтобы защитить электрическую систему всей квартиры или дома от возможных скачков и перепадов напряжения. Существует несколько видов пакетных выключателей.
Пакетный выключатель
Непосредственно пакетным выключателем называют вот такое устройство, приведённое на фото ниже. Как видите, это довольно устаревший вариант, который в советское время устанавливался на лестничных клетках. Такой пакетный выключатель отключить от сети невозможно, но он обеспечивает прекращение подачи тока в квартиру.
Конструкция пакетного выключателя такого типа приводит к тому, что он получает повреждения даже в случае небольшой нагрузки по току. Получается, что пакетный выключатель становится наиболее уязвимым звеном в электросети, кроме того, он обладает достаточно низкой пропускной способностью и современным требованиям электропотребления не отвечает.
Сегодня пакетные выключатели повсеместно уступают место автоматам, но в старых домах на лестничных клетках они ещё встречаются. По степени защиты пакетные выключатели могут быть открытыми, закрытыми и герметичными.
Устройство защитного отключения (УЗО)
Более современная версия устройства, позволяющая защитить квартиру от утечек тока. УЗО срабатывает, если в электросети появляется ток утечки, то есть дифференциальный ток. Появление такого тока может привести к травмам человека, а также нагреванию электропроводки, что становится причиной возгорания и пожара.
Таким образом, УЗО ставят, чтобы получить защиту от поражения электротоком и пожара. Попросту, устройство защитного отключения — это индикатор, контролирующий утечку тока, который может начать идти мимо таких потребителей, как лампочки и другие электрические приборы. УЗО сразу реагирует отключением сети на повреждение изоляции и появление тока утечки.
Однако устройство защитного отключения не способно защитить от перегрузки. Например, если в квартире включить одновременно все мощные электроприборы, то УЗО не сработает. От короткого замыкания устройство тоже защитить неспособно. Именно поэтому УЗО всегда последовательно подключается с автоматом.
Автоматический выключатель, он же пакетник.
Именно с ним последовательно соединяется описанное нами выше УЗО. Это коммутационный контактный аппарат, который способен проводить токи, включать их и отключать в случае короткого замыкания и появления других ненормальных условий в сети. Удобен тем, что может использоваться многократно, защищая квартиру от коротких замыканий.
По видам пакетники делятся:
Существуют ГОСТы 9098–78 и 14255, которые устанавливают классификацию автоматов и требования к их защите.
Дифференциальный автомат (пакетник)
Электрический комбинированный низковольтный аппарат, который удобно совмещает в себе функции обычного автоматического выключателя и УЗО. То есть это модифицированная, более современная версия пакетника. Дифавтомат достаточно популярен, применяется и на производственных объектах, и в быту. Защищает квартиру от коротких замыканий, утечек тока, а владельцев — от повреждения электричеством.
Основные элементы конструкции:
Количество обмотки дифференциального трансформатора будет зависеть от числа полюсов устройства. Тепловой расцепитель нужен для защиты от перегрузок, а электромагнит электромагнитного расцепителя срабатывает в случае короткого замыкания.
К преимуществам дифавтомата, который заменит сразу и УЗО, и автоматический выключатель, можно отнести его компактность. По характеристикам же двум этим устройствам дифавтомат ничем не уступает.
Контактор
Электромагнитный двухпозиционный аппарат, который предназначается для частого дистанционного выключения и включения электроцепей. Причём выключение происходит при нормальном режиме работы. В целом контактор является разновидностью электромагнитного реле. Широкое распространение получили трёхполюсные контакторы переменного тока, а также одно- и двухполюсные устройства постоянного тока.
К контакторам предъявляются особые требования в части электрической и механической износостойкости, ведь циклы включения и выключения могут повторяться от 30 и 3,6 тысячи раз (в зависимости от категории). Главное отличие контакторов от автоматических выключателей — они коммутируют лишь номинальные токи, в случае короткого замыкания устройство не срабатывает. Контактор включает в себя:
Как правило, контакторы используются с целью коммутации электроцепей промышленного тока, в том числе в управлении мощными электродвигателями, в троллейбусных и трамвайных вагонах, на лифтах, в электро- и тепловозах, электропоездах.
Подведём итоги — сегодня в быту обычно применяются либо дифференциальные автоматы, либо УЗО вместе с автоматическими выключателями (пакетниками). Традиционно эти необходимые в каждом доме устройства устанавливаются на месте ввода электропроводки в квартиру или дом, рядом со счётчиком. Пакетники и дифавтоматы позволяют отключить подачу тока в дом, если это необходимо для проведения каких-либо работ в электрической системе. Но главное их предназначение — защита бытовых электроприборов от скачков напряжения, перегрузок, коротких замыканий.
Что такое пакетный выключатель и для чего он нужен?
В электрических сетях до 660 В переменного тока и цепях напряжением до 440 В под постоянным током, наряду с другими коммутационными устройствами применяются пакетники. В отличие от автоматического выключателя они управляются только с помощью механизма ручного отключения. Хотя пакетный выключатель по некоторым функциям уступает современным автоматам, он не утратил своей актуальности. В отдельных случаях трудно найти полноценную замену использованию коммутационных пакетов.
Назначение
Коммутационные аппараты с ручным управлением предназначены для включения/отключения незначительных нагрузочных токов.
Раньше пакетные выключатели стояли в каждом из распределительных щитов многоквартирного дома. Их назначение – ручные отключения электроэнергии на время выполнении ремонтных работ или при обслуживании линий.
Несмотря на вытеснение пакетных выключателей современными автоматами, их довольно часто можно увидеть в квартирном электрическом щите среди более совершенных коммутационных электрических приборов, используемых для защитного отключения проводов нагрузки. Этому способствует низкая цена выключателей и простота их обслуживания.
Различные модели кулачковых переключателей можно встретить на пультах переключения нагрузки. С их помощью удобно совершать дистанционное управление электрическими механизмами.
Преимущества
Недостатки
Устройства не выдерживают частых коммутаций повышенных нагрузок. В случае выхода из строя они не подлежат ремонту. Пакетники не способны защитить электрическую проводку от коротких замыканий, они не чувствительны к дифференциальным токам, что ограничивает их применение в качестве защитных аппаратов.
Устройство и принцип работы
Конструкция пакетного электрического аппарата проста и надёжна. Пакетный выключатель состоит из следующих деталей заключенных в корпусе прибора (см. рис.1):
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.
Благодаря тому, что контакты укреплены в фибровых пластинах, испаряющихся при искрообразовании, происходит быстрое гашения дуги продуктами испарения. Кроме того, пластины из фибры также выполняют функции направляющих, обеспечивая точную траекторию движения контактов.
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.
Структурное обозначение (маркировка)
Общепринятая маркировка пакетных выключателей выполняется в виде структуры: ПХ X XXX XX XX хххх х. Расшифровывается надпись следующим образом: