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.
Это интересно: Термопот не греет воду: в чем причина?
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.
Основные типы и виды пакетников
Пакетники классифицируют по разным признакам:
- по месту присоединения внешних электрокабелей к панели (переднее, заднее подключение);
- по степени защищенности внутренних конструкционных элементов от негативных факторов окружающей среды (различают открытые, защищенные, герметичные приборы);
- по особенностям конструкции переключателей (пакетно-кулачковые, барабанные).
Несмотря на большое разнообразие пакетных выключателей и переключателей они имеют общие техническо-эксплуатационные характеристики и схожие недостатки.
Так, ресурс пружинного механизма рассчитан примерно на 103 отключения электроэнергии. Есть износостойкие модели, которые выполняют 203-1000 отключений. Главное условие: частота срабатывания механизма не должна превышать 50 в течение 1 часа.
Галерея изображений
Фото из
Пакетники в незащищенном корпусе прекрасно подходят для монтажа в электрощитках. Главное, чтобы щиты, ниши или ящики располагались в сухих помещениях и были надежно закрыты от пыли, влаги, брызг. Если эти условия не соблюдены, высока вероятность, что прибор быстро выйдет из строя из-за ржавчины, частиц пыли или повреждения контактов
Пакетные устройства выключения и переключения, закрытые корпусом, необязательно устанавливать в нишах и щитах. Их внешняя оболочка служит хорошей защитой от пыли и случайных повреждений. Производители отдельно позаботились о том, чтобы на контакты не попадали частицы грязи, а к токоведущим элементам невозможно было прикоснуться, не разобрав устройство
Это приборы в брызгонепроницаемых и взрывозащищенных корпусах. Внешние оболочки устройств изготовлены из высокопрочного пластика и алюминия. Материалы исключительно долговечны, не поддаются коррозии. Корпуса сконструированы так, чтобы внутрь механизма не попадали капли влаги и частицы пыли. Такие устройства можно монтировать в любых условиях, даже за пределами помещений
Пакетники различаются по способу установки. Они делятся на стационарные и выкатные с втычными контактами. Выбирают устройства в зависимости от удобства и конкретных условий эксплуатации. Главное, чтобы технические характеристики приборов соответствовали напряжению в сети, количеству направлений и полюсов, номинальному току
Открытый пакетный выключатель
Защищенные и незащищенные пакетники
Пакетник в герметизированном корпусе
Современный стационарный пакетный выключатель
Маркировка изделий может включать такие буквенные и цифровые условные обозначения:
- «В» – выключатель;
- «П» – переключатель;
- «П» – пакетный;
- «Г» – герметичный;
- цифры 1-4 – количество полюсов;
- «Н» – направление (2, 3, 4, а также «Р» — реверс).
В маркировке приборов указывают степень защищенности, тип размещения, особенности установки, номинальный ток. Иногда можно встретить пометки-сокращения «сил.» и «пл.». Они используются для обозначения материала корпуса (силуминовый, пластиковый). К примеру, маркировка прибора ГППМ-2-60/Н2 расшифровывается как 2-полюсный 60-амперный герметичный пакетный переключатель на 2 направления.
Автомат дублер
Иногда ставят автомат-дублер, но это не обязательно, особенно когда линия дальше защищена УЗО+АВ или АВДТ. Если решено монтировать такое устройство, то руководствуются стандартным правилом: оптимально номинал меньше, чем у основного аппарата и больше, чем у групповых выключателей дальше по линии (например, если есть связки УЗО+АВ для защиты бойлера и прочее). Пример: главный аппарат на 32 А и дублер — на 25 А, если групповые устройства на 20 А. Если такое соотношение невозможное, то, по крайней мере, должно быть значение не ниже, то есть соответствовать вводному АВ. В этом случае у дублера будет роль размыкающего прибора (при ремонте линии), в аварийных условиях он будет отщелкиваться одновременно с главным аппаратом.
Схема подключения пакетного выключателя
Перед подключение провода зачищаются на определенную длину и закрепляются в винтовых зажимах пакетного выключателя. Некоторые модели требуют, чтобы концы проводов были скручены в колечки для установки под винт. Непосредственное подключение осуществляется в разрыв только фазного провода.
В зависимости от электрической сети, применяются различные схемы подключения. Если используется трехфазная сеть, провода подключаются к полюсам с одной стороны прибора с соблюдением очередности фаз. С другой стороны выключателя подключаются провода нагрузки в той же очередности, только с соблюдением диагональной противоположности. В этом случае пакетный выключатель имеет только два положения: все фазы либо разорваны, либо замкнуты.
Если электрический пакетник подключается в двухфазную сеть, в этом случае можно воспользоваться только двумя контактами из имеющихся трех. Столько же контактов задействовано и в однофазной сети. В обоих случаях выполняется подключение фазного и нулевого провода к соответствующим контактам. Пакетный выключатель также будет работать только в двух положениях – включенном и выключенном.
При наличии заземляющего контакта, расположенного на корпусе прибора, выполняется устройство заземления отдельным проводом земли или зануления – отдельным нулевым проводом, не являющимся рабочим нулем. Чаще всего подключенный переключатель устанавливается в распределительный щит с использованием DIN-рейки. Надежное крепление гарантирует надежную и долговечную эксплуатацию прибора.
Как подключить пакетник
Дифференциальный автоматический выключатель
Устройство автоматического выключателя
Высоковольтные выключатели
Сумеречный выключатель
Как выбрать автоматический выключатель
Запуск мотора с реверсным ходом
Для функционирования отдельного оборудование необходимо, чтобы двигатель мог вращаться как влево, так и вправо.
Схема подключения для такого варианта содержит два МП, кнопочный пост либо отдельные три клавиши — две стартовые «Вперед», «Назад» и «Стоп».
Для реализации этого варианта в схему с одним МП добавляют еще одну сигнальную цепь. В нее входит клавиша SB3, МП КМ2. Немного изменена и силовая часть
От к.з. силовую цепь защищают контакты нормально замкнутые КМ1.2, КМ2.2.
Подготовку схемы к работе осуществляют следующим образом:
- Включают АВ QF1.
- На силовые контакты МП КМ1, КМ2 поступают фазы А, В, С.
- Фаза, которая снабжает цепь управления (А) через SF1 (автомат защиты сигнальных цепей) и клавишу SB1 «Стоп» подается на контакт 3 (клавиши SB2, SB3), контакт 13НО (МП КМ1, КМ2).
Далее схема работает по алгоритму, зависящему от направления вращения мотора.
Управление реверсом двигателя
Вращение начинается при задействовании клавиши SB2. При этом фаза А через КМ2.2 подается на катушку МП КМ1. Начинается включение пускателя с замыканием нормально разомкнутых контактов и размыканием нормально замкнутых.
Замыкание КМ1.1 провоцирует самоподхват, а за смыканием контактов КМ1 следует подача фаз А, В, С на идентичные контакты обмоток двигателя и он начинает вращение.
Перед запуском мотора в противоположном направлении необходимо остановить заданное прежде вращение посредством кнопки «Стоп». Для кручения в обратном направлении стоит только при помощи пускателя КМ2 поменять дислокацию каких-то двух питающих фаз
Предпринятое действие разъединит цепь, на дроссель КМ1 перестанет подаваться управляющая фаза А, а сердечник с контактами, посредством возвратной пружины, восстановится в исходном положении.
Контакты разъединятся, на двигатель М прекратится подача напряжения. Схема будет пребывать в ждущем режиме.
Запускают ее путем нажатия на кнопку SB3. Фаза А через КМ1.2 поступит на КМ2, МП, сработает и через КМ2.1 окажется на самоподхвате.
Далее, МП посредством контактов КМ2 поменяет фазы местами. В результате двигатель М изменит направление вращения. В это время соединение КМ2.2, находящееся в цепи, питающей МП КМ1, рассоединится, не допуская включения КМ1 пока функционирует КМ2.
Работа силовой схемы
Ответственность за переключение фаз для перенаправления вращения двигателя возложена на силовую схему.
Провод белого цвета заводит фазу А на левый контакт МП КМ1, затем через перемычку заходит на левый контакт КМ2. Выходы пускателей также объединены перекрестной перемычкой и далее через КМ1 на первую обмотку поступает фаза А двигателя
При срабатывании контактов МП КМ1 на первую обмотку поступает фаза А, на вторую обмотку — фаза В, а на третью — фаза С. При этом мотор вращается влево.
Когда срабатывает КМ2, передислоцируются фазы В и С. Первая попадает на третью обмотку, вторая — на вторую. Изменений по фазе А не происходит. Двигатель начнет вращаться вправо.
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.
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.
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.
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:
- I) крепление пакетника размещается за панелью толщиной до 4 мм и выполняется передней скобкой, внешние провода подсоединяются сзади;
- II) крепление размещается за панелью толщиной до 24 мм и выполняется передней скобкой, внешние провода подсоединяются так же сзади;
- III) крепление размещается внутри шкафа и выполняется задней скобкой, внешние провода подсоединяются спереди;
- 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.
Вряд ли найдется зрелый человек, который не видел бы в своей жизни пакетный выключатель, хотя не все знают, как он называется. Несколько десятилетий назад такие устройства были установлены в каждом подъезде и во всех квартирах.
Их использовали в качестве рубильников, с помощью которых включали и отключали подачу электроэнергии. Со временем пакетники заменили на современные автоматы, но далеко не везде.
Применение пакетных выключателей
Благодаря вышеприведенным преимуществам, пакетные выключатели широко применяют в электроустановках различных промышленных предприятий. Данные аппараты могут применяться для пуска электродвигателей вентиляционных устройств, приводов конвейеров, подъемных устройств и т.п.
Кроме того, данные аппараты часто используют в сетях освещения производственных помещений, в распределительных электрических щитках гражданских сооружений.
Рассматриваемый электрический аппарат не осуществляет защиту цепи от аварийных режимов, поэтому в схеме должен быть предусмотрен автоматический выключатель или предохранитель, который обеспечит защиту от токов перегрузки или короткого замыкания.
Следует отметить, что отдельные типы пакетных выключателей могут использоваться в условиях негативного воздействия влажной среды, пыли и посторонних предметов при условии соответствующей степени защиты корпуса IP.
Пакетные переключатели
Существуют также пакетные переключатели, которые, помимо коммутационных операций, выполняют функции включения электроприемника в различных режимах. Данные электрические аппараты имеют несколько положений, каждому из которых соответствует замкнутое положение той или иной группы контактов.
Пакетные переключатели используются для управления электродвигателями. Например, при помощи данного аппарата можно осуществлять ступенчатый пуск асинхронного двигателя: в первом положении АД будет обесточен, во втором положении обмотка двигателя будет соединена в звезду, в третьем – в треугольник, а в четвертом по схеме двойной звезды.
Пакетные переключатели – это неотъемлемая часть устройств релейной защиты и автоматики электроустановок. При помощи переключающих устройств задаются режимы работы устройств РЗА. Например, в схеме дифференциальной защиты шин, переключающие устройства выполняют функции фиксации токовых цепей присоединений распределительного устройства за той или иной системой шин, выбора режима работы защиты при обесточении системы шин, выбора цепей напряжения для питания защитного устройства.
Приведем еще один пример. В электроустановках напряжением 6-35кВ с изолированной нейтралью осуществляется контроль изоляции путем измерения фазных и линейных напряжений. Для каждой секции (системы) шин предусмотрен киловольтметр контроля изоляции. В данном случае пакетным переключателем осуществляется выбор измеряемого значения напряжения.
