Как подключить трехпозиционный переключатель

Электрические трехпозиционные переключатели — схема подключения

Переключатель трехпозиционный – электромеханическое коммутационное устройство, используемое в электротехнике для переключения питания на другую линию при перегрузке. Также он применяется для проведения электротока в обычном режиме и периодического оперативного включения электроцепи.

Принцип работы

Переключатель на 3 положения имеет рукоятку с тремя позициями для размыкания и замыкания цепочки. Серединная позиция обеспечивает размыкание каждой имеющейся группы контактов. Управление устройством пользователь осуществляет вручную. Верхние контакты применяются обычно для подсоединения вводов, а нижние – нагрузки. Такое устройство не снабжено расцепителями (тепловым либо электромагнитным), так что при его установке на входы ставят выключатели-автоматы, срабатывающие при перегрузке. Данная конфигурация предотвратит инциденты искрения и повреждение целостности изоляционного материала проводки. В прошлом эти приборы применялись в качестве ведущих устройств ввода в распредщитах. Со временем это место заняли выключатели-автоматы, но гибкость и простота конструкции позиционных переключателей, а также их невысокая цена обеспечивают этим изделиям достаточную популярность.

Разновидности трехпозиционных переключателей

Электрические переключатели на 3 положения выпускаются в различных вариантах исполнения. Некоторые модели снабжены опцией фиксации положения переключения. Они оборудованы механизмом запора на ключ, исключающим самопроизвольный переход в другое положение. Другие, этой функции не имеющие, самостоятельно возвращаются в исходную позицию. Конструкция некоторых устройств предусматривает наличие нулевого положения – оно предполагает разъединение всех контактов.

Обычно изделия выпускаются с расчетом на эксплуатацию в электросетях с номинальным показателем силы тока 25, 16 или 10 А. Что касается напряжения, для постоянного тока его показатель может достигать значения 220 В, для переменного – до 500. Аппараты снабжены маркировкой, показывающей уровень мощности и категорию защиты.

Наиболее распространенный вариант исполнения — пакетный механический переключатель на 3 положения. Элементом управления у них является не кнопка, а рукоять. Современные модели оборудованы эргономичными ручками, конструкция которых предотвращает скольжение пальцев. Изделия бывают двух видов – галетные и кулачковые.

Устройство галетного переключателя включает в себя пластиковые пластины (пакеты) с жестко фиксированными на них выводами контактов. Между последними находятся фибровые шайбочки для гашения искр, которые вместе с двойным разрывом электродуги позволяют коммутировать высокие токи. Есть и двигающийся контакт, соединенный с механизмом переключения. Его позиция устанавливается посредством поворота вала, который обеспечивают ручка и специальная пружина, позволяющая моментально размыкать и замыкать контакты. У вала есть 3 установленных положения, каждому из которых соответствует некоторая конфигурация зажатых или открытых пар контактов. Такой прибор можно использовать, в том числе, для подсоединения трехфазного электрического двигателя с опцией реверса – вращения ротора в направлении, отличном от нормального.

Кулачковое устройство тоже включает в себя серию пакетов, но устроенных по-другому. На внешних сторонах пластинок, соединяющихся с корпусом, располагаются двигающиеся контакты, а на внутренних – статичные. Первые из них имеют вид мостов с пружинами. Их позиция регулируется штоковым механизмом, меняющим положение под действием кулачка. У последнего, в свою очередь, позиция меняется посредством рукоятки и вала. Как в случае галетных моделей, так и в устройствах с кулачками у вала может быть разное число позиций (до восьми). В трехпозиционных приборах их число равно трем.

Крепиться выключатель может на дин-рейку, на стену, в шкаф, в зависимости от модели. Выпускаются изделия с защитой от взрывов, используемые на производствах, представляющих опасность для здоровья человека. Большинство трехпозиционных выключателей, тем не менее, восприимчивы к взрывам, температурным перепадам, не терпят попадания влаги. Степень чувствительности прибора к условиям окружающей среды можно определить по внешнему виду: если изделие открытое, лишено защищающего корпуса, оно отличается высокой чувствительностью, устанавливать его надлежит только внутри щита в помещении с сухим воздухом. Переключатели с корпусом из пластика или металла и защищенными от прикосновений зажимами можно ставить и вне щита.

Если корпус герметично запаян, прибор разрешается устанавливать даже на открытом воздухе. При эксплуатации допускаются слабовыраженные механические воздействия и вибрация (не больше 35 Гц).

К плюсам устройств стоит отнести надежность функционирования, стойкость к износам и достаточно низкую цену. Они очень быстро подавляют электрические дуги, но выдерживают ограниченное число коммутаций перегрузок. Слабой стороной этих изделий по сравнению с выключателями-автоматами являются также ограниченные возможности в качестве защитного устройства: они не предохраняют от инцидентов короткого замыкания. Также механические переключатели не подлежат ремонту: если изделие пришло в негодность, его демонтируют с последующей утилизацией, а на его место устанавливают новое. Выходят из строя они относительно быстро, хотя некоторые производители заявляют, что устройство способно выдержать до полумиллиона переключений.

Использование в быту

Есть множество вариантов применения трехпозиционных переключателей на 220в в промышленности и быту:

• управление светом и трансформаторными подстанциями;
• переключение программ функционирования электросварочного, нагревательного и иного производственного оборудования;
• манипуляции с режимами электрических двигателей;
• дистанционное управление асинхронными электромоторами;
• автоматический ввод резерва;
• коммутация в щитковых устройствах.

Также эти изделия используются для электроснабжения подстанций, например, в заземляющих конструкциях, коммутировании измерительных приборов.

Как подключить

В советские времена применение переключателя на три положения для электроснабжения многоквартирных домов было распространено и являлось повсеместным явлением. Тогда их устанавливали в распределительных щитах. Сейчас вместо таких устройств чаще используются автоматические. Если хозяин предпочел использование трехпозиционного трехфазного переключателя, его можно установить перед счетчиком электроэнергии, ведущим к щиту, чтобы можно было выключить квартирную сеть полностью, если возникнет такая необходимость. Также для усиления защиты сети от избыточной нагрузки или короткозамкнутого инцидента можно рекомендовать совмещенное использование обеих устройств.

При установке прибора в частном доме со скромным потреблением электроэнергии, а также на даче может быть применена схема с одной фазой, включающая прибор в домашнюю электросеть запасного источника. Внутри щитка должны помещаться лампы-индикаторы, сигнализирующие о том, что сеть или генератор включены.

Схема подключения

Приобретая кабели для монтажа трехпозиционного устройства, необходимо учитывать максимальные значения рабочего тока в электроцепи. Если диаметр проводников превышает 6 мм2, для них покупают специальные наконечники. Менее толстые провода разрешается подключать напрямую к прибору, используя паяние или кольцевое разделывание.

Типовые схемы, подходящие для того или иного устройства, в том числе схема подключения переключателя с трех разных мест, приводятся в прилагающейся к нему технической документации. Некоторые из трехпозиционных изделий можно подключить не только на 3 полюса, но и на 1, 2 или 4 (возможное количество полюсов указывается в паспорте устройства). На вводе в квартиру устройство ставят в месте отвода от общего фазного проводника и нуля, чтобы отделить квартирную линию от генеральной магистрали. Производить монтаж выключателя и его последующую настройку можно только при выключенном электричестве. Современные изделия, рассчитанные на использование в квартирных щитах, обычно предполагают монтаж на DIN-рейку в 35 мм. Зажимы клемм у них маркируются цифрами, что позволяет избежать путаницы в процессе монтажных работ. После установки прибор, а также прилежащие контактные соединения необходимо чистить сухой ветошью хотя бы раз в 6 месяцев, предварительно обесточив сеть.

Как устройство для коммутации домашней сети позиционные ручные переключатели зачастую считаются устаревшим прибором. Тем не менее, легкость управления и установки, а также цена обеспечивают им некоторую популярность до сих пор.

Как подключить трехпозиционный переключатель как один полюс

Для домовладельцев типично иметь ящик, полный шансов, таких как винты, запасные части сантехники, скотч и кто знает, что еще. У вас может быть новый переключатель в этом ящике, и оказывается, что он вам нужен для замены старого переключателя в гостиной, который не работает. Кажется, есть только одна проблема: переключатель в вашем ящике является трехпозиционным, а заменяемый — однополюсным. Но на самом деле это не проблема, потому что вы можете использовать для этой цели трехпозиционный переключатель. Это немного расточительно, потому что трехсторонние коммутаторы дороже, но если это спасет вас от поездки в магазин бытовой техники, это, вероятно, того стоит.

кредит: PavelRodimov / iStock / GettyImagesКак подключить трехпозиционный переключатель в качестве одного полюса

Какая разница?

Однополюсный переключатель легко понять. Он имеет две латунные клеммы, одна для горячего провода от источника питания и одна для горячего провода к устройству. Когда переключатель выключен, соединение между этими двумя проводами разрывается, и прибор не получает электричества. Включите переключатель, и электричество начнет течь.

Трехпозиционный переключатель предназначен для работы в тандеме с другим трехпозиционным переключателем, что позволяет управлять устройством из двух разных мест. По этой причине он не имеет маркировки вкл / выкл, потому что он может отключить питание, когда он и вверх, и вниз, в зависимости от ориентации другого переключателя. Два переключателя должны быть подключены друг к другу, а также к источнику питания и устройству, поэтому каждый из них имеет три клеммы вместо двух. Два из терминалов, называемых путниками, окрашены в медный цвет, а один, называемый общим, является черным или каким-либо другим цветом, чтобы отличать его от двух других.

При обычной трехсторонней проводке вы используете клеммы путешественника для подключения переключателей и общих клемм для источника питания и устройства. Обычно вы подключаете источник питания к общему на одном переключателе, а прибор к общему — к другому.

Адаптация трехсторонней связи для однополюсного обслуживания

Вам не нужны все три клеммы на трехпозиционном переключателе, когда вы используете его в качестве однополюсного переключателя. Если вы посмотрите на коммутатор, то увидите, что два путешественника расположены друг на друге на корпусе коммутатора, а общее находится либо под, либо над одним из них. Двумя терминалами, которые вы должны использовать, являются общий и передвижной на одной стороне корпуса выключателя. Возможно, вы захотите закрыть другого путешественника изолентой, чтобы не запутать тех, кто обслуживает коммутатор в будущем.

Теперь, когда вы знаете, какие клеммы использовать, вы можете подключить коммутатор, следуя той же процедуре, что и для любого однополюсного коммутатора. Подсоедините горячий провод от источника питания к общей клемме, а горячий провод, идущий к устройству, — к непокрытому путешественнику. Сложите белые обратные провода вместе и закройте их, затем зажмите или скрутите оголенные провода заземления вместе и подключите их к зеленой клемме заземления.

Переключатели на два направления: однополюсные, двухполюсные, одноклавишные

Переключатель на два направления (двухполюсный) также относится к электрическим коммутационным устройствам, как и обычный (однополюсный) выключатель. Но если последний позволяет только разорвать или соединить электрическую цепь, то переключатели могут оперировать несколькими соединениями. На рисунке ниже наглядно показаны их основные отличия.

Схематическое изображение различных коммутационных устройств

На рисунке показано:

1. обычный выключатель и вариант его подключения;
2. пример использования сдвоенного выключателя;
3. подключение двухполюсного выключателя;
4. коммутатор.

Заметим, что переключатели могут быть на два и более направлений, например, четырехполюсный или силовой трехфазный. О последних имеет смысл рассказать более подробно.

Трехфазные коммутаторы

Трехфазные силовые переключатели широко применяются в схемах управления мощными асинхронными электродвигателями, их назначение – переключение обмотки со «звезды» на «треугольник». Такая реализация позволяет существенно снизить пусковой ток. На рисунке показана схема такого подключения.

Схема переключения обмоток электродвигателя

Обозначения на схеме:

• А, В, С – фазы питания;
• С1, С2, С3, С4, С5, С6 – выходы обмоток электродвигателя;
• SA – трехполюсный силовой коммутатор.

Запуск электродвигателя происходит, когда его обмотки соединены «звездой», при входе в штатный режим, осуществляется переключение на «треугольник».

Многопозиционные коммутаторы модульного типа

Кулачковый пакетный переключатель — наиболее распространенный тип данных устройств, как и другие коммутаторы, он применяется для управления различными видами электрических нагрузок.

Кулачковые переключатели

Сфера применения кулачковых коммутаторов довольно обширна, приведем несколько примеров их использования:

• коммутационные щиты управления переменным и постоянным током;
• системы аварийного выключения, автоматического ввода резерва, переключения режимов работы электродвигателей;
• управление трансформаторными подстанциями и освещением;
• оборудование для подстанций (управление заземлителями, секционными выключателями, разъединителями и т.д.);
• переключение режимов нагревательного оборудования (включение, выключение, переключение электронагревательных элементов нагрузки);
• выбор режима работы электросварочного оборудования и т.д.

Кулачковые переключатели состоят из нескольких пакетов (каждый из которых отвечает за коммутацию одной линии), помещенных в один корпус. На нижнем рисунке показано устройство такого пакета.

Пакет кулачкового коммутатора

Обозначения на рисунке:

• a — зафиксированные контакты (4 шт.), к которым подключаются провода;
• b – специальный выступ «кулачек», который позволяет удерживать и перемещать шток;
• c – группа передвижных контактов (в данном типе их две);
• d – два направляющих паза (позволяют штоку совершать поступательные движения);
• e – покрытые изолирующей оболочкой два штока;
• f – контакты (8 шт.), как правило, изготовленные из сплава, содержащего серебро;
• g – пакет;
• h – две резьбовых шпильки (фиксируют пакет и крышку);
• I – ротор;
• J – четыре пружины (возвращают шток в замкнутое положение);
• k- соединяющий рукоять с ротором вал;
• l – четыре винта для зажима проводов кабеля.

Заметим, что пакетный рубильник (кулачковый коммутатор) может быть на несколько положений, включая нулевое, то есть когда контакты разъединены. На рисунке показано состояние коммутатора в нейтральном положении.

Схематическое изображение переключателя в нулевом положении Коммутатор ABB в режиме нулевого положения

Заметим, что все основные характеристики коммутаторов указываются на корпусе устройств, там отображаются:

• тип коммутатора;
• номинальный ток, на который рассчитан переключатель;
• схема и таблица коммутации;
• класс защиты.

Ниже показана схема и таблица коммутации, изображенная на корпусе переключателя направления вращения SPAMEL.

Схема и таблица коммутации переключателя SPAMEL

Благодаря такой таблице наглядно видно, в каком положении, какие группы контактов соединяются.

Использование в быту

Переключатели не так часто используются в быту, как выключатели, но, тем не менее, есть задачи, в которых без них обойтись невозможно. Например, когда необходимо управлять освещением с разных мест. Переключатели могут быть установлены на входе в комнату и возле кровати (чтобы не подниматься выключать свет) или в разных концах длинного коридора.

Реализация такой схемы управления довольно простая, ее изображение показано на рисунке ниже.

Схема включения освещения с двух разных мест

Обозначения на рисунке:

• А, В – переключатели;
• L – осветительный прибор.

При необходимости управлять освещением из большего количества мест, схему можно незначительно усложнить, добавив в нее промежуточный коммутатор.

Управление освещением из трех разных мест

Обозначения на рисунке:

• A,B – двухпозиционные коммутаторы;
• С – промежуточный двойной переключатель двух направлений;
• L1 – осветительный прибор.

Заметим, что взяв данную схему за основу, можно управлять освещением с трех и более мест. Для этого достаточно добавить в нее необходимое количество промежуточных коммутаторов, подключаются они так же, как и устройство «С» на представленной выше схеме.

Как подключить

Приведем пример реализации схемы управления освещением с двух мест, используя для этого переключатели Легранд (Legrand). Этот производитель выпускает надежные бытовые модели серии Cariva и Valena, цена которых ненамного отличается от стоимости обычных выключателей.

Прежде чем купить переключатели, обратите внимание на различные исполнения, они могут быть как для скрытой, так и открытой проводки, а также с подсветкой и индикацией положения на коробке (корпусе).

Напоминаем, что все работы, связанные с подключением электрооборудования необходимо выполнять только при полном обесточивании электрических цепей. Поэтому прежде, чем приступать к действиям, убедитесь в том, что электричество выключено, желательно для этого использовать специальный прибор (пробник).

Схематическая реализация поставленной задачи показана на рисунке ниже.

Схематическое изображение установки двойного управления освещением

Синим цветом обозначен нулевой провод, красным – фаза. Заметим, что все коммутации должны выполняться именно с фазой.

Как подключается одноклавишный коммутатор, видно на нижнем рисунке.

Схема монтажа двух одноклавишных переключателей Legrand

Подключение коммутаторов для управления с трех мест выглядит следующим образом.

Подключение для управления освещением из трех разных мест

Как видите, одноклавишный или двухклавишный выключатель на два направления подключить не сложно, при этом он поможет сделать управление освещением в вашей квартире более комфортным.