Пакетные выключатели низкого напряжения

Что такое пакетный выключатель

В советские времена на лестничных клетках для распределения электроэнергии ставились пакетные выключатели. Они обеспечивают возможность полного отключения электричества в квартире.

Тем не менее, сам пакетник отключить от сети невозможно. В то время как ряд недостатков, которые имеет его конструкция, приводят к быстрому повреждению даже при небольших нагрузках по току.

Это делает пакетный выключатель самым уязвимым звеном в цепи. На сегодняшний момент столь низкая износостойкость и небольшая пропускная способность тока являются причинами замены их на двухполюсные автоматы, которые ставятся уже не в подъездных щитках жилых домов, а непосредственно в каждой квартире.

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:

• 1) открытое;
• 2) защитное;
• 3) герметичное.

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.

Типы современных пакетных выключателей. Обзор

Пакетный выключатель

Непосредственно, пакетным выключателем называют вот такое устройство, приведённое на фото в заголовке нашего материала. 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 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:

• на одно-, двух-, трёх- и четырёхполюсные;
• воздушные автоматические выключатели, устройства в литом корпусе, модульные;
• по роду тока в главной сети;
• токоограничивающие и нетокоограничивающие;
• по видам расцепителей;
• селективные и неселективные (по виду исполнения отсечки);
• с ручным, пружинным и двигательным приводом;
• с контактами и без них;
• с выдержкой времени и без неё. Выдержка времени также может зависеть от тока или не зависеть;
• выкатные, имеющие втычные контакты, и стационарные;
• по наличию защиты от окружающей среды, а также соприкосновения с частями выключателя, которые находятся под напряжением, и её степени;
• с передним, задним, универсальным и комбинированным присоединением внешних проводников.

Существуют определенные нормативные документы, 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 дифавтомата:

• дифференциальный трансформатор;
• тепловой расцепитель;
• электромагнитный расцепитель.

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:

• контактную систему;
• электромагнитную систему;
• систему блок-контактов;
• дугогасящую систему.

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.

Назначение электрического пакетного переключателя

Удобный электрический выключатель-автомат, знакомый современным людям, существовал не всегда. Ещё несколько десятков лет назад его заменял пакетный переключатель. Этот прибор использовали для распределения энергии. Однако, имея относительно недолгий срок службы, пакетник постепенно перестали применять в бытовых целях. Но на производстве его использование актуально и до настоящего времени.

• Конструкция и типы пакетных выключателей
• Преимущества и недостатки устройства
• Принцип работы прибора
• Основные сферы использования

Конструкция и типы пакетных выключателей

Своё название прибор получил благодаря особенностям конструкции, в основе которой стоит определённый набор пакетов, то есть отдельных секций. Пакетные выключатели и переключатели делятся на несколько типов:

• Дисковый. Коммутационные диски насажены на одну ось и являются единым устройством. Корпус изготавливается из электроизоляционных материалов, имеет пазы для контактов и оснащён дугогасительной камерой. В центре располагается шайба, сделанная также из электроизоляционного материала, на которой размещены ножи электроды. Несколько этих элементов находится на оси из металла, с помощью которой пакетник и приводится в действие.
• Кулачковый. На корпусе из электроизоляционного материала располагаются подвижные и неподвижные контакты, которые подпираются пружинками и находятся на направляющих штырях (изоляторах). Они упираются в подвижную шайбу, на которой проделаны углубления для этих изоляторов.

В обоих типах выключателей ось снабжена пластмассовой рукояткой, которая позволяет поворачивать ось, приводя аппарат в действие. Классифицируют выключатели и по таким признакам:

• Степень защиты внутренней конструкции от воздействий окружающей среды. Существуют герметичные пакетники, защищённые и открытые.
• Место соединения панели и внешних кабелей прибора. Различают переднее и заднее подключение.

До настоящего времени в производстве используются все виды пакетников. Но, несмотря на разнообразие, все они обладают общими техническо-эксплуатационными характеристиками и похожими недостатками.

Преимущества и недостатки устройства

Электрические пакетные выключатели популярны уже долгие годы. Это обусловлено рядом неоспоримых преимуществ:

• Размер. Благодаря компактности, прибор прост в установке и удобен в эксплуатации.
• Скорость погашения электрической дуги. Пакетник сконструирован весьма рационально, поэтому и его отключение, и погашение дуги осуществляется практически моментально.
• Устойчивость к механическим повреждениям. Прибор трудно сломать, он не страдает от вибрации и отлично выдерживает механические нагрузки.
• Простое обслуживание. Выключатель не нуждается в каком-либо особом техобслуживании. Достаточно лишь его своевременно осматривать, очищать от грязи и заменять при необходимости.
• Широкая область применения. Приборы могут применяться в различных условиях. Они работают при температуре от 40 градусов мороза до 60 градусов тепла. Пакетники, снабжённые герметичным корпусом, устойчивы к повышенной влажности и пыли.

К недостаткам можно отнести сравнительно короткий срок службы. Он во многом зависит от того, в каком состоянии находятся выступы фиксирующей шайбы. Когда главная деталь изнашивается, пакетник выходит из строя.

Кроме того, в устройстве электрического пакетника не предусмотрена система автоматического обесточивания при перегрузках. Ремонту эти приборы не подлежат.

Принцип работы прибора

Принцип работы пакетника довольно прост: во время поворота ручки на 90 градусов натягивается пружина, которая оказывает воздействие на шайбу. Фиксаторы корпуса помогают в её стабилизации. Затем движение передаётся на контакты и они, в зависимости от изначального положения, замыкаются (ток начинает поступать) либо размыкаются (ток прекращает поступать). Дисковый пакетный переключатель работает только в режиме включить либо выключить. Кулачковый прибор можно программировать, переключение контактов при этом зависит от положения самого пакетника.

Особенность конструкции состоит в том, что вывод выключателя обычно не изолирован, поэтому при подключении он находится под напряжением. При замене прибора необходимо полностью отключить ток.

Основные сферы использования

Пакетный переключатель — это прибор, управляемый вручную. Он предназначен для включения и выключения (коммутации) нагрузочного тока небольшого напряжения. В современном мире пакетники широко применяются на различных электрических установках промышленных предприятий. Они могут использоваться для запуска электродвигателей подъёмных и вентиляционных устройств, привода конвейера и тому подобного.

Нередко приборы применяются в качестве силового элемента для отключения нагрузки силовых цепей, а также в распределительных щитках производственных помещений и на пультах управления. Нужен пакетный переключатель и для аварийного ввода резервного напряжения, то есть при переключении нагрузки одной питающей цепи на другую.

Популярность пакетников постепенно снижается, но выпуск этих приборов не прекращён. Быстрота срабатывания и надёжность помогают пакетным переключателям оставаться востребованными и на современном рынке электротоваров.

Низковольтные коммутирующие устройства

Электрические аппараты делятся по назначению:

• Аппараты управления электрическими цепями: рубильники, выключатели, кнопки, реле и т.д.
  Они включают или выключают электрическую цепь или отдельные её части
• Аппараты регулирования параметров электрических цепей: регуляторы напряжения, реостаты, резисторы и т.д.
• Аппараты защиты: предохранители, автоматические воздушные выключатели и реле защиты.
• Аппараты контроля параметров: реле давления, скорости, уровня жидкости, тепловые и датчики.
• Аппараты усиления: магнитные, полупроводниковые, ионные усилители.
• Аппараты перемещения: электромагниты, электрогидротолкатели, электромагнитные тормоза.
• Аппараты распределения электрического тока: зажимы, штепсельные разъёмы, токосъёмники.
• Аппараты логических функций: логические элементы, микромодули и интегральные схемы.

Рубильник — это аппарат ручного действия, с рубящим типом контактов, предназначенный для включения электрических цепей.

Рубильники бывают перекидными (ВР 32-31, ВР 32-35) — для размыкания и замыкания двух электрических цепей: в крайних положениях они замкнуты, а в среднем положении — разомкнуты.

Маркировка неперекидных рубильников — ЯР 32. Маркировка рубильников в сборе — ЯРП 11 (состоят из самого рубильника, предохранителей к нему и располагаются в ящике).

Пакетные выключатели и переключатели применяются в качестве вводных выключателей и переключателей цепей управления электроустановок; для распределения электроэнергии и ручного управления асинхронными двигателями. Состоят из контактной системы и переключающего механизма.

Маркировка пакетных переключателей: ПВП 14-27. А, ПКП 25. А, ПКТП 25, ПКУ 3. А.

Кнопки управления — это аппараты ручного действия с поступательно двигающейся головкой. Предназначены для управления электромагнитными аппаратами.

Маркировка следующая: ПКЕ 222/1,2,3; ВК 14-21; КЕ 171;КУ 123 взрывоз; ПКТ 40 (60).

Реле — это аппарат, в котором при плавном изменении входной величины выходная изменяется скачкообразно.

Тепловые реле — это аппараты, коммутирующие электрическую цепь в зависимости от температуры чувствительного органа. Наиболее распространены реле ТРН-10 (25). А в магнитных пускателях.

Предохранители — это аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от коротких замыканий и больших перегрузок. Бывают разборными и неразборными.

Маркировка следующая: ПАР-10 (16,25) пробка-автомат; ПНП 2; ПН-100 (250,400).

Автоматические воздушные выключатели — это аппараты, предназначенные для защиты электрических установок от перегрузок, коротких замыканий, повышенного и пониженного напряжения, от токов утечки и других аварийных режимов. У этих выключателей дуга горит в воздухе.

В жилых зданиях применяются автоматы марки А 3700 промыш., А 3114/1, А 3161, АЕ 1031. Трёхфазные: АП-50. А, АЕ 3163, АЕ 2016-2026, АЕ 2046, АЕ 2056, АЕ 2066, АК ВА5125, А3 716, А3726, А3786, «ДЕК» на дин- планку. Однофазные: АЕ 1031, АЕ 2044, А 3161.

Контакторы — это низковольтные аппараты, предназначенные для дистанционного оперативного управления приёмниками электрической энергии. Могут быть постоянного и переменного тока. По числу контактов их делят на одно-, двух- и трёхполюсные.

Маркировка: КТ 6023 и КТ 6033.

Магнитные пускатели — это аппараты, предназначенные для дистанционного оперативного управления и защиты от перегрузок асинхронных двигателей и других приёмников электрической энергии. Они состоят из контактора и теплового реле, размещённых в одном металлическом корпусе. Управляются кнопочным постом. Для возврата контактов теплового реле в нормальное состояние на крышке пускателя имеется кнопка. Бывают нереверсивные и реверсивные пускатели.

Применяются пускатели типа: ПНВ-30, ПНВС-10, ПМЛ-1100 (2, 3, 4) без реле, откр., 2500 (2100*2) без реле, 3102 (4) с реле, откр., 1210 (20, 30), 2210 (20, 30) с реле, закр., 2611, 3210 (20), 4210 (20) реверс., с реле, закр., ПМЕ 072, 111 без реле, откр., 112 с реле, откр., 113 реверс., без реле, откр., 114 реверс., с реле, откр., П-6 откр., с реле, П-6-121 закр., без реле, 211 откр., без реле, 212 откр., с реле, 214 реверс., откр., с реле, 222 закр., с реле, 224 реверс., с реле, откр., ПМА 310 (4100, 5102) откр., без реле, 3102 (4200, 5202, 6102) откр., с реле, 314 реверс., с реле, откр., 3222 (.12, 4210, 5212) с реле, закр., 3412 реверс., закр., 5112 без реле, закр.

Путевые (конечные) выключатели и переключатели предназначены для переключения командных цепей с помощью управляемых механизмов. Их применяют для ограничения движения суппорта станков, подъёмных кранов, лифтовых кабин, блокировки дверей и т.д. Бывают рычажного, нажимного, вращающегося действия, а также с использованием индукционных и магнитных датчиков.

Маркировка: ВК-200(300), ВП-15(16), ВПК-2110(11, 12).

Резисторы — это аппараты, обладающие активным сопротивлением и предназначенные для ограничения электрического тока. В зависимости от назначения их делят на пусковые, регулировочные, пускорегулировочные, тормозные, нагрузочные, разрядные, экономические, нагревательные, добавочные, шунтирующие.

Реостаты — это аппараты, сочетающие в себе и резисторы, и переключающее устройство. Некоторые из них содержат реле защиты.

Электромагниты — это аппараты, предназначенные для создания перемещений механизмов или их рабочих органов. Они могут быть составной частью реле, контакторов, автоматов.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели служат для защиты кабелей и проводов от термической перегрузки изоляции вследствие токов перегрузки и короткого замыкания.

Устройства защитного отключения

Устройства защитного отключения служат для: защиты человека от поражения электрическим током при прямом или косвенном прикосновении к токопроводящим частям, которые оказались под напряжением в результате повреждения изоляции, защиты от возникновения пожара, вызванного электрической искрой вследствие повреждения изоляции.

Устройства защитного отключения с встроенной защитой от сверхтока служат также для защиты кабелей и проводов от перегрузки и короткого замыкания.