Oncool.ru

Строй журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема работы электрического выключателя

Выключатель света. Их виды и типы. Советы при выборе.

На сегодняшний день для контроля и регулировки освещения используется выключатель света. Различают несколько видов: таймеры, диммеры, дистанционные и клавишные выключатели. Все они отличаются между собой конструкцией, возможностями и различной степенью защищенности. Но устройство выключателя света по своей сути и принципу работы одинаково для всех видов. Все они относятся к коммутационным аппаратам с двумя позициями рабочего органа, определяющими следующие пограничные состояния:

  • размыкания электрической цепи
  • подачи напряжения на светильник

Управление освещением в большинстве случаев выполняется вручную. Квартирные выключатели сконструированы для работы в домашней электропроводке при номинальных параметрах сети и не предназначены для отключения токов сверхнормативных нагрузок и коротких замыканий. Эту защитную функцию выполняют автоматические выключатели квартирного щитка, которые оборудованы расцепителями тока, механизмами отсечки и системами гашения электрической дуги. Любая модель выключателя света создается под определенные технические задачи: рабочий ток; напряжение сети; климатическое исполнение; степень пыле- влагозащищенности (IP-код); способ установки; крепление проводов; метод коммутации; вид управления и другие цели.

В подавляющем большинстве конструкций провода подключаются к клеммам разнообразными винтовыми зажимами. Этот способ прошел проверку временем. Сейчас для облегчения монтажа стали пользоваться популярностью подпружиненные клеммники, которые позволяют быстрее выполнять монтаж вставкой наконечника проводника в зажимное устройство.

Способы переключения света

Квартирные выключатели могут управляться:

  • нажатием на клавишу
  • переключением тумблера
  • натяжением или отпусканием шнура (цепочки)
  • перемещением ползунка
  • включением кнопки
  • встроенным датчиком движения
  • сенсорной панелью
  • интенсивностью падающего светового потока
  • дистанционным пультом

Они чаще всего устанавливаются на стене для наружного или внутреннего монтажа электропроводки. При скрытом способе размещения выключатель прячется в гнезде внутри стены, а провода подключаются к клеммам после закрепления корпуса. Для открытой проводки используют подрозетник. К нему шурупами крепят основание.

1. Клавишные конструкции

Клавишные выключатели освещения являются классикой жанра. Такой вид лидирует на рынке электротехнических изделий и чаще всего используется для подключения светильников . Принцип работы довольно простой – цепь замыкается при нажатии перекидной клавиши. Существуют одно-, двух- и трехклавишные модели. Конструктивно выключатель света, управляемый нажатием на клавишу, состоит из стационарно закрепленных в корпусе контактов и подвижного качающегося механизма, поджимаемого пружиной, работающей на:

В первом случае усилие надавливания на клавишу передается шарику, сжимающему пружину. Он проскальзывает по оси качания коромысла, перекатывается по его плечу и перемещает подвижный механизм с контактами в противоположную сторону.

При втором способе на клавише выключателя закреплена рамка, прижимаемая пружиной к основанию. Она качается вокруг оси и своим движением создает или разрывает электрический контакт.

В обоих случаях подвижная часть под действием пружины переключает выключатель из одного состояния в другое в зависимости от места нажатия на нижнюю или верхнюю часть клавиши. При правильно подобранных электрических параметрах и соблюдении режима эксплуатации выключатель может безотказно работать многие десятилетия. Бытовые выключатели имеют небольшую нагрузочную способность, рассчитанные на включение от одного до нескольких единиц источников света одновременно. Рассчитаны на ток нагрузки до 10-15 А. Более мощную нагрузку такими устройствами в чистом виде коммутировать уже нельзя.

Преимущество такого вида выключателей:

  • невысокая цена
  • удобное пользование
  • легкий ремонт, установка и замена

Особых недостатков нет.

2. Перекидные и проходные выключатели

Они являются разновидностью клавишных конструкций перекидного типа. При манипуляции клавишей загорается одна из двух подключенных к ним ламп. Чаще всего такие модели применяют для управления светом из нескольких удаленных мест. В момент размыкания цепи — обычный выключатель (не важно, сколько у него клавиш) только разрывает цепь, переключатель также разрывает цепь, но при этом тут же происходит замыкание другой цепи.

Проходными выключателями называют устройства, предназначенные для обеспечения управления одним источником света из двух или более различных мест. Схемы с их использованием несколько сложнее, чем традиционные, поскольку подразумевают установку нескольких коммутационных аппаратов. Освещение с использованием проходных выключателей обычно обустраивают в длинных коридорах, на лестницах, садовых дорожках, в спальнях. Такая схема позволяет, включив свет в одном конце помещения, выключить его в другом, не возвращаясь к первому выключателю. Подробнее про проходные выключатели, читайте в нашей статье.

3. Шнуровые выключатели

Такие модели массово устанавливались внутри панельных многоэтажных зданий в 70 — 80 годы. Они, при правильной эксплуатации, продолжают работать и сейчас. Особенность их устройства — свисающий вниз от корпуса капроновый шнур, который привязан к поворотному рычагу, скрепленному с подвижной контактной колодкой. Возврат колодки обеспечивается за счет энергии сжатия пружины после отпускания шнура. Среди подобных моделей существуют конструкции, которые посредством натяжения шнура (поворота рычага), осуществляют управление двумя группами светильников для люстры: при первом натяжении включается один блок ламп, при втором — другой, а затем они последовательно отключаются.

Торшеры, настенные бра и настольные лампы достаточно часто снабжаются именно таким типом выключателя: свисающим из-под плафона шнурком с изящной гильзой-рукоятью. К слову, в современной Великобритании до сих пор это устройство является единственным разрешенным для установки в ванных комнатах: считается, что отсутствие возможности даже случайно прикоснуться к электрической начинке устройства или его находящимся под напряжением частям, обеспечивает безопасность.

Из соображений эстетики выключатели такого типа устанавливают в интерьерах в стиле ретро, классицизме, барокко и модерне. И если еще несколько десятилетий назад электрики получали заказы на переоборудование квартир старой постройки выключателями кнопочными взамен «устаревших» веревочных, то последние модные веяния повернули тенденцию вспять. Стильные интерьеры снова оборудуют веревочками и цепочками.

4. Кнопочные устройства

Кнопочные выключатели бывают двух видов:

Их можно встретить в основании настольной лампы, над которым возвышается кнопка с обоймой. Цилиндрическая часть выключателя снизу панели выведена через технологическое отверстие. Подготовленные концы электрических проводов заводятся в гнезда и зажимаются винтами с торцов корпуса. Кнопочные выключатели работают по принципу ключа, когда при первом нажатии они зажигают свет и оставляют его гореть, а при повтором — гасят его.

На практике часто встречаются кнопки с пружиной самовозврата, которые создают импульс тока (работа в режиме кнопки без удержания). Для управления светом с помощью таких устройств необходимо подключать дополнительно релейную схему. По сути такой вид выключателей – это просто кнопки. Такие же кнопки как например используются в дверных звонках. Эта кнопка подключается к импульсному реле, которое уже и проводит включение и отключение света по нажатию кнопки.

5. Ползунковые переключатели- выключатели

В закрытом корпусе со стационарно закрепленными контактами перемещается подвижный механизм с контактным мостиком. Пружина сжатия обеспечивает улучшенную фиксацию и ужим сдвинутых площадок для создания хороших условий прохождения электрического тока. В таких выключателях подвижный элемент размещен над центральной частью. Такое устройство обеспечивает четкий ужим для создания хорошего электрического контакта с минимальной вероятностью возникновения искрения. Это является условием обеспечения длительной и надежной работы.

6. Сенсорные выключатели

Такие конструкции не нуждаются в механическом воздействии: они имеют на внешней стороне специальную панель, управляемую простым касанием пальца. Подобные модели могут быть настроены для работы в режиме ключа либо кнопки. По своему устройству сенсорные выключатели состоят из:

  • чувствительного элемента, реагирующего на прикосновение и отправляющего команду на обработку
  • электронной схемы с полупроводниковыми элементами, которая воспринимает сигнал-команду и преобразует его для восприятия исполнительным органом
  • коммутационной части, обеспечивающей силовые переключения

Благодаря электронной начинке они могут управляться дистанционно и оснащаться дополнительными функциями датчиков:

7. Выключатели с датчиком движения

В их конструкцию входят электронные компоненты, осуществляющие постоянный анализ:

  • уровня освещенности контролируемого пространства
  • наличия (или отсутствия) движения человека в зоне чувствительности датчика

При соблюдении необходимых условий для включения света датчик срабатывает.

8. Сумеречные выключатели

В основу этой конструкции положен принцип фотореле, которое реагирует на изменение освещенности специальным датчиком. При уменьшении светового потока такой выключатель самостоятельно включает светильник, который будет гореть до тех пор, пока наружное освещение не увеличится. Для экономной работы светильника сумеречные выключатели дополняют датчиками движения или присутствия.

9. Выключатели с дистанционным управлением

Они позволяют управлять светильником на расстоянии посредством небольшого пульта-брелка, являющегося передатчиком, излучающего команды по радиоканалу. Сам выключатель — это приемник, который собственными коммутационными контактами врезается в провод питания светильника. Его можно устанавливать непосредственно около крепления люстры либо вместо старого клавишного выключателя или даже внутри квартирного щитка. Для управления энергосберегающими люминесцентными или светодиодными лампами 12 В, на выключатель придется подавать фазу и ноль для блока питания.

Читать еще:  Монтаж автоматических выключателей гост

В зависимости от передаваемой команды с пульта происходит включение или отключение света. Дальность действия передатчика зависит от конструкции и материалов здания, а средняя мощность излучения достаточна для преодоления расстояния порядка 20 — 25 метров. Для питания брелка достаточно использовать обычные батарейки. Учитывая экономный режим эксплуатации, срок их работы будет довольно продолжительным. Использование в схеме управления микропроцессорных контроллеров позволяет расширить функциональные возможности светильников, осуществлять их плавный запуск, регулировать силу света, использовать таймер и другие механизмы.

Какой выключатель света выбрать для квартиры?

По количеству каналов или клавиш могут быть: одно, двух или трех клавишными (могут и больше, но это большая редкость, да и не к чему это). Если лампочка у вас одна или все лампочки в люстре запараллелены, то и выключатель вам потребуется с одной клавишей. А вот если ваша люстра разделена на несколько отдельных каналов или у вас есть еще дополнительные источники света (точечные светильники, например) и плюс ко всему позволяет проводка (должно быть не 2 провода, а 3 и более) , то тут уже считайте сами — 2 или 3 клавиши вам потребуется. В современном выключателе может присутствовать подсветка. Это очень удобно, в темное время суток, находить его по горящему глазку. Когда такого еще не было на наших прилавках, народные умельцы сами устанавливали светодиоды для подсветки.

К современным выключателям можно отнести такой тип, как диммеры, ну или по простому светорегуляторы. В его задачу входит помимо включения света еще и его регулировка. Так что вы легким поворотом колесика можете установить нужную вам освещенность. При его выборе стоит помнить, что они рассчитаны на определенную мощность, которая указывается в его характеристиках (на корпусе с обратной стороны или в инструкции). Сложите мощность всех включаемых лампочек диммером – это и будет та минимальная мощность ниже, которой устанавливать не стоит. А лучше конечно взять с небольшим запасом.

Ну раз уж заговорили о новинках – не стоит забывать о сенсорных выключателях. Здесь все как в сказке – стоит только поднести руку и нежно прикоснуться, как загорится свет. Преимущества сами понимаете – никаких щелчков, включается абсолютно тихо. Ну а если «тихо вам не нужно», то есть еще такой тип, как акустический выключатель. Здесь вы тоже выступаете в роли волшебника и по вашему хлопку или даже голосовой команде зажигается свет! А теперь новинка для «ленивых» — выключатель с дистанционным пультом управления. Его начинка просто напичкана электроникой и как в компьютере, всем управляет настоящий микропроцессор! Помимо простого управления с пульта, у него огромное количество функции – регулировка освещенности, несколько отдельных каналов включения, каждый канал можно запрограммировать на определенное время включения выключения ну и так далее.

По какой причине могут выходить из строя эти столь полезные устройства?

Прежде всего некачественный монтаж – если электрик или вы плохо затянули место соединения провода с клеммами, в этом месте будет происходить искрение и соответственно нагрев, что может привести к выходу его из строя или даже к пожару. Еще одна из причин — не правильный подбор коммутируемого тока. Смотрите, на какое напряжение и ток рассчитан устанавливаемый выключатель, при не правильном подборе будут подгорать контакты, а если начинка электронная, то она, скорее всего, просто сгорит. Ну и не стоит «долбить» по нему при включении и выключении – корпус то в основном пластиковый.

Советы при выборе выключателя.

Конечно же, покупать стоит только в специализированных магазинах, торгующих электроприборами. Там вы найдете огромный выбор различных устройств, как по функциональности, так и по дизайнерским решениям. Потребуйте от консультанта-продавца объяснить вам все технические возможности и характеристики данной модели, а так же сами убедитесь, на какое напряжение и ток он рассчитан (указывается на корпусе с обратной стороны). Обязательно должен присутствовать знак качества той страны, где он произведен. С таким знаком, государство вам дает гарантию от всяких неприятностей. Произведите несколько включений выключений – клавиши должны работать мягко, ничего не должно цепляться и скрипеть. Ну и конечно смотрите на качество сборки – обычно некачественную сборку видно не вооружённым взглядом.

Сенсорные выключатели света: устройство, принцип работы, виды, как подключить

Механические системы управления электроосвещением постепенно вытесняют новые электронно-технические устройства, срабатывающие при легком прикосновении к ним. Чувствительные элементы – сенсоры, стали не столько модным и стильным решением, сколько технической необходимостью, которая многократно повышает эффективность и безопасность эксплуатации выключателей.

Устройство и принцип работы сенсорного выключателя

Электронный механизм предназначен, как и его предшественник – клавишный выключатель, для включения и выключения освещения. На внешний вид – это панель из кристаллического стекла с нанесенной разметкой. Дизайн изделия может быть разным и зависит от фирмы-производителя, типа конструкции. Но технологическая начинка у всех моделей одинакова и представляет собой полупроводниковую схему.

В состав коммутационного электронного устройства входят три основных элемента:
• блок управления;
• диодный преобразователь;
• коммутатор.

Контролер, он же управляющий механизм, находится за панелью, сделанной из электрохромного вещества. Это чувствительная деталь настроена на разные типы воздействия – механический (касание пальцем или движение), акустический (например, хлопки или звук приближения), фотоэффект (реакция на свет), инфакрасный (тепловой).

Как работает сенсорный выключатель света?

Все виды управляющих сигналов поступают в электронный трансформатор, преобразующий разные формы колебаний в электрический импульс. На коммутационном участке происходит мгновенное изменение параметров, заключающееся в замыкании, размыкании цепи. Но возможно и плавное регулирование нагрузки, поступаемой к потребителю. Так работают сенсорные выключатели света с диммером.

Ток в приборе регулируется управляющей микросхемой, в отличие от механических конструкций. В них для переключения используются движущиеся контакты. В электронике применяется способ каскадного расположения усилителей. После сенсорного приемника размещается транзистор с высоким уровнем чувствительности, но небольшой мощностью. Следующий полупроводник имеет мощность, достаточную для создания повышенной нагрузки. Кроме механического способа передачи нагрузки, применяется оптическая оптопара или беспроводные технологии в радиодиапазоне типа BlueTooth или Wi-Fi.

Заметка! Сила тока чувствительного элемента составляет всего лишь несколько миллиампер, что недостаточно даже для проведения импульса к полупроводнику. Поэтому устанавливают усилители, которые и формируют более мощный сигнал. Их питание осуществляется от общей электросети или батареек. В первом случае схема подключения сенсорного выключателя света от 220 В усложняется. Здесь требуется установка выпрямителей переменного тока, преобразующих его в постоянный. С этой задачей справляется диод Зенера, который пропускает напряжение только в одной фазе. Импульсные блоки питания встречаются редко.

Положительные и отрицательные стороны полупроводниковых выключателей

Основные плюсы конструкции:
• снижение вероятности короткого замыкания;
• повышение срока эксплуатации;
• удобство в пользовании;
• сглаживание пиковых нагрузок в момент замыкания или размыкания цепи.

Важно! Устройство позволяет работать не только с выключателями иллюминации, но и с электросхемами (по типу «умный дом») приборов отопления, открытия дверей, поднятия или опускания роллетов.

К недостаткам полупроводниковых электронных схем относится их высокая чувствительность к колебаниям сетевого напряжения. Тогда как их устаревший механический аналог совершенно к этому равнодушен. Иногда, в зимнее время, в некоторых районах страны возможна нестабильная работа распределительных электросетей. Поэтому для подстраховки нужно подключать все электронные приборы через стабилизатор напряжения.

Коммутационный элемент светильников с сенсорным выключателем света может быть представлен электромагнитным реле или симистором. Первый вариант является устаревшим, поскольку использует механические контакты. Они склоны к подгоранию при пиковых нагрузках или при работе с люминесцентными светильниками, которые развивают приличную реактивную мощность. Она приводит к появлению разности фаз между значениями тока и напряжения в домашней сети. Фазовый сдвиг вызывает проскок электроискры между проводниками с постепенным их разрушением.

Внедрение симисторов устранило эту проблему. Но при использовании дешевых газоразрядных устройств и сенсорных выключателей от ненадежных производителей не исключается появление отказов в форме:
• самопроизвольного включения;
• неполного затухания светильников;
• вероятного пробоя электротоком при касании лампы в выключенном положении.

Важно! При покупке таких устройств нужно обращать внимание на наличие сертификатов качества.

Виды электронных устройств иллюминации

Эра развития сенсорных конструкций началась с емкостных приборов, управление которыми осуществлялось легким прикосновением руки. В результате изменялся электрический потенциал датчика с последующим формированием управляющего импульса на исполнительный механизм.
Со временем, кроме емкостных, появились и другие формы сенсоров, реагирующих на свет, звук, инфракрасное излучение, движение. Датчики могут программироваться и на любой временной промежуток. Данные устройства относятся к классу беспроводных сенсорных выключателей света.

Читать еще:  Автоматические выключатели для сечения 35мм2

Интересный момент состоит в том, что все они, независимо от вида приемника, называются сенсорными, т.е. реагирующими на прикосновение руки. По числу коммутируемых устройств выключатели делятся на:
• одинарные;
• двойные;
• тройные.
В зависимости от питающего напряжения выключатели бывают двух видов – сенсорные выключатели света на 220 В и 12 В.

Область применения сенсоров

Самым распространенным прибором в быту стал сенсорный настенный выключатель света. Их устанавливают вместо привычных клавишных изделий, они обладают высокой степенью надежности при эксплуатации в нормальных условиях. Отсутствие механических трущихся контактов делает их долговечными. Кроме настенных устройств, спросом у покупателей пользуются сенсорные выключатели света для настольной лампы, мебели, зеркал. Такая система освещения удобна для регулировки подсветки в интерьере ванной и туалетной комнат, в гардеробных, спальнях.

Не считая функции выключателя, электронные коммутаторы способны выполнять роль диммера, таймера. Они поддерживают опции сенсорного дистанционного выключателя света, wifi, светодиодной подсветки. Датчики плавной регулировки напряжения и движения совместимы с лампами накаливания и галогенными светильниками. Поэтому при проектировании освещения нужно иметь в виду этот фактор.

Проходной сенсорный выключатель света монтируют в коридорах, на лестничных площадках, входе в подъезды многоэтажных домов. Они автоматически срабатывают при прохождении человеком лестничного марша, подсвечивая ступеньки. Отключаются приборы после покидания зоны, чувствительной для датчика.

Как подключить сенсорный выключатель света?

Подключение изделия начинается с выбора места монтажа. Но в основном прибор ставят на том же месте, где находился старый клавишный выключатель. Главное требование – это удобство и электробезопасность, которые должны с особой тщательностью обеспечиваться во влажных помещениях – ванных комнатах, на кухне, в туалете. Для современных систем с гальванической развязкой датчика от домашней сети влажность уже не помеха. Но лучше подстраховаться, соблюдая меры безопасности.

Для сенсорного выключателя света с пультом дистанционного управления место установки вообще не имеет значения. В этом случае следует учитывать такой момент – инфракрасный управляющий сигнал должен быть на прямой видимости с датчиком приемника коммутатора. Его закрытие любым предметом приведет к неустойчивой работе системы «включение – выключение».

Установка сенсорного выключателя света

Сам процесс монтажа не является сложной задачей. Устройства снабжены передней панелью. Перед тем, как установить сенсорный выключатель света, её нужно снять. Деталь управления с коммутатором фиксируется в обычном подрозетнике, скрытом в капитальной или гипсокартонной стене. Провода подсоединяются к соответствующим клеммам и плотно зажимаются для надежного контакта, чтобы не допустить их нагрева. Заканчивается монтаж надеванием электрохромной панели.

Заметка! При установке конструкции недопустимо увеличивать мощность потребителей больше, чем предписано в инструкции выключателя. Это же касается и напряжения питания. Если устройство рассчитано на коммутирование от 12 В, то подключение сенсорного выключателя света к домашней сети в 220 В может привести к возгоранию. Также и наоборот – сетевой прибор не будет работать от постоянного источника тока.

Основные производители сенсорных регуляторов комнатной иллюминации

При покупке современных электронных выключателей нужно проверять корректность их работы с разными осветительными приборами. Если коммутационный блок справляется со светодиодами и люминесцентными конструкциями, то лампы накаливания и галогенные будут свободно им управляться.

Фирма Suntruth Electrical из Китая выпускает устройства, которые предназначены для замены и установки их на место устаревших контактных выключателей. Они удобны для женщин на кухне в виде дополнительного освещения. Удобство заключается в том, что управление блоком осуществляется движением пальца руки, которая может быть влажной или запачканной в процессе приготовления еды.

На фото сенсорных выключателей большинства компаний, таких как Berker, Jung, Livolo, Steinel, видно, что они отказались от производства емкостных приборов. Переориентация произошла на отдельно стоящие коммутаторы с инфракрасными датчиками, работающими на тепловом излучении с длиной волны до 9 нм.

Выключатели модели Delta reflex фирмы Siemens относятся к универсальным конструкциям, которые можно монтировать на стене, потолке и даже на улице. Высокочувствительный пироэлемент, поделенный на сегменты, воспринимает фотоны посредством оптической линзы. Как только движущийся человек попадает в область действия лучей, срабатывает пиродетектор, который формирует электрический сигнал. Он усиливается, и коммутатор включает светильник.

Популярные немецкие электрокомпании Steinel и Osram выпускают детекторы для замены старых систем и самостоятельные изделия. Принцип работы датчика имеет оригинальную конструкцию на основе сканирования предметов излучением в оптическом диапазоне. При вхождении в зону действия объекта включается свет и наоборот.

На примере изделия компании Livolo можно рассмотреть маркировку сенсорных приборов серии VL C701R. VL – название фирмы. Латинские буквы с первым цифрами С6 или С7 обозначают модель. Двузначное число – 01, 02, 03, указывает на количество осветительных групп. Радиоуправляемая модель значится под буквой R; диммер – D; проходной выключатель – S; таймер – Т.

Купить сенсорный выключатель света можно в специализированных магазинах.

Отзывы о сенсорных выключателях света

Иванов Григорий из Брянска: «Качественная вещь и по разумной цене. Работа с низкой нагрузкой адекватная. Недостатки – нет распорных лапок для крепления в подрозетнике».

Станислав Викторович из Новороссийска: «Стекло крепкое. Изделие срабатывает быстро, без сильного надавливания. Минусы отсутствуют».

Влад из Екатеринбурга: «Товар из Китая. Светится в темноте. Хорошо и удобно включать. Все домашние в восторге от дизайна и работы».

Степан из Белоруссии: «В квартире установлено несколько типов сенсоров – одно-, двух- и трехклавишные. Принцип работы, как на смартфоне. Зона чувствительности немного ограничена. Товар из Китая сделан качественно. Дизайн превосходный».

Особенности работы и применения воздушных высоковольтных выключателей

Воздушный выключатель — это особый коммутационный аппарат, который применяется только в высоковольтных цепях. Гашение дуги, перемещение контактной силовой группы выполняется сильным потоком сжатого воздуха, нагнетаемого отдельным механизмом. Так как этот аппарат должен выполнять операции с высоким напряжением, то его надёжность и изоляционные свойства должны быть всегда на высоком уровне. Конструкция его выполняется согласно ГОСТа Р52565–2006. В мировой практике они используются в основном в постсоветском пространстве в цепях от 35 кВ и выше. После того как были изобретены элегазовые и вакуумные выключатели высокого напряжения, презентация и внедрение которых, состоялись ещё в 60-е годы прошлого века, этот тип выключателей начал исчезать постепенно с распределительных устройств самых развитых стран.

В современной электротехнике применяется на данный момент только воздушный автоматический выключатель способный производить действия по коммутации, а также надёжно защищать электроприёмники от аварийных режимов короткого замыкания или же перегрузок. В принципе это тот же обычный автомат, только очень редко выпускается он на напряжение выше 1000 Вольт.

Принцип действия

Принцип действия воздушных выключателей основан на гашении электрической дуги, появляющейся при разрыве нагрузки. Этот процесс может происходить двумя типа движения воздуха:

  1. Продольный;
  2. Поперечный.

Воздушный выключатель может иметь несколько контактных разрывов, и это зависит от номинального напряжения, на которое он рассчитан. Для облегчения гашения особо больших типов дуги к дугогасящим контактам подключается шунтирующее сопротивление. Автоматические воздушные выключатели, работающие по принципу гашения дуги в обычных камерах, без наличия сжатого воздуха не имеют таких элементов. Камера гашения дуги у них состоит из перегородок, которые разбивают дугу на мелкие части, и она поэтому не разгорается и быстро тухнет. В этой статье речь пойдёт больше о работе высоковольтных (выше 1000 Вольт) выключателей, не оснащённых встроенной, а имеют управление в схему которой заведены релейные защиты.

Принцип работы высоковольтного выключателя со сжатым воздухом отличается друг от друга конструктивными особенностями, а в частности, с отделителем и без него.

В выключателях, которые оснащены отделителями силовые контакты соединены с специальными поршнями и составляют один контактно-поршневой механизм. Отделитель же включен последовательно к контактам дугогашения. То есть отделитель с дугогасящими контактами образует один полюс выключателя. При замкнутом положении и дугогасящие контакты и отделитель находятся в одном замкнутом состоянии. Во время подачи отключающего сигнала, срабатывает механический пневмоклапан, который в свою очередь открывает пневмопривод, при этом воздух с расширителя воздействует на контакты дугогашения. Расширитель, кстати, также специалисты называют ресивером. При этом силовые контакты размыкаются, а возникшая вследствие этого дуга гасится потоком сжатого воздуха. После чего отключается и сам разделитель, разрывая ток, который остался. Подача воздуха должна быть чётко отрегулирована, чтобы её хватило на уверенное гашение дуги. После прекращения подачи воздуха дугогасительные контакты принимают включенное положение, а разрыв цепи обеспечивается только разомкнутым выключателем. Поэтому при работе на электроустановках, которые питаются от таких выключателей обязательно необходимо выполнять размыкание разъединителей для безопасного проведения работ. Одного отключения пневмовыключателя мало! Чаще всего в цепях до 35 кВ применяется конструкция с открытыми отделителями, а если напряжение, при котором, работает выключатель выше то отделители уже изготавливаются в виде специальных воздухонаполненных камер. Выключатели с отделителем, например, выпускались в советском союзе под маркой ВВГ-20.

Читать еще:  Выключатель рычажный t85 indesit

Если выключатель воздушный высоковольтный не имеет отделителя, то дугогосящие контакты его выполняют также роль и разрывания цепи и гашения возникшей дуги. Привод в них отделён от среды, в которой происходит гашение, а контакты могут иметь одну или даже две ступени работы.

Классификация устройств

Все воздушные высоковольтные выключатели, кроме как, по конструкции (с отделителем и без) отличаются, также и по назначению:

  • Сетевые. Они рассчитаны на напряжение 6000 вольт и выше и используются в цепях переменного тока для включения и выключения потребителей в нормальных неаварийных режимах работы, а также отключение при возникших коротких замыканиях;
  • Генераторные. Применяются в сетях с рабочим напряжением от 6 до 24 тысяч Вольт, для подключения в эти цепи генераторов. Выдерживают пусковые токи, а также режимы К.З.;
  • Для электротермических установок. Рабочее напряжение, при котором возможна нормальная коммутация, составляет 6–220 кВ. Может работать также и в аварийных режимах.
  • Специального назначения. Они выпускаются не серийно, а под заказ и изготавливаются с учётом местных условий эксплуатации.

И также выключатели, имеющие пневмоустановку для работы, разделяются по виду и расположению этого механизма, нагнетающего воздух аппарата:

  1. Опорные;
  2. Подвесные. Имеют подвешивающую к порталу, установленному на ОРУ, конструкцию;
  3. Выкатные. Оснащены механизмом для выкатывания из распредустройства;
  4. Встраиваемые в КРУ (комплектные распределительные устройства).

Преимущества и недостатки

Преимуществ таких устаревших устройств немного вот основные из них:

  1. В связи с давним применением имеется большой опыт как эксплуатации, так и ремонта;
  2. В отличие от других более современных собратьев (особенно элегазовых) данные выключатели поддаются ремонту.

Из недостатков хотелось бы выделить следующие:

  1. Наличие для работы дополнительной пневмоаппаратуры или же компрессоров;
  2. Повышенный шум при отключении, особенно при аварийных режимах короткого замыкания;
  3. Крупные несовременные габариты, что вызывает увеличение территории выделяемой для ОРУ;
  4. Боятся влажного воздуха и запылённости. Поэтому для воздушных систем применяются дополнительные меры, устанавливается направленное на уменьшение этих вредных факторов оборудование.

Дополнительные элементы для воздушных выключателей

Сам выключатель не может создавать поток сжатого воздуха, на котором основана его работа, поэтому для его эксплуатации необходимы следующие основные компоненты:

  1. Компрессор для создания сжатого воздуха;
  2. Герметичную систему пневматических приводов;
  3. Ресивер для хранения уже готового сжатого воздуха.

В связи с применением этих компонентов также согласно ГОСТа необходимы:

  • Манометры. Они показывают реальное давление в резервуаре выключателя;
  • Реле минимального давления контакты которого обеспечат подачу сигнала в случае снижения определённого давления которое нормируется. Эту же роль может играть и манометр, содержащий электроконтактную часть;
  • Запорный общий клапан, который устанавливается на воздухопроводе;
  • Обратный клапан, обеспечивающий надёжное перекрывание выхода сжатого воздуха с резервуара при понижении давления в подводящем воздухопроводе;
  • Фильтр очищающий воздух от различной, токопроводящей и не только, пыли;
  • Устройство для спускания воздуха или воды из самой нижней точки резервуара.

Подготовка воздуха

Если распределительная подстанция оборудован этим типом выключатели то к воздуху, подаваемому в них тоже предъявляться ряд требований, направленных на подготовку воздуха его очистку и удаление влаги. Пыль, имеющаяся в воздухе, даже очень мелкая снижает разрядное напряжение, а также засоряет клапаны. Особую опасность вызывает влажность, которая при изменениях в окружающей среде может конденсироваться в воздуховоде. Из-за этого зимой, возможно, обледенение клапанов и труб, и нарушение проходимости воздуха под давлением. Стальные же элементы быстро ржавеют и изнашиваются. Появление конденсата на внутренней поверхности изоляторов, приводит к ухудшению электрической прочности и даже к пробоям.
Для очистки воздуха используются масляные фильтры, которые установлены на всасывающих патрубках. Чистка их должна быть регулярной, и чем выше запыленность тем меньше период между ними. Уменьшение влаги в воздухе производится путём подвергания его сжатию выше номинального давления в два раза. Влага, улавливаемая в змеевике, спускается, а сжатый воздух проходит через редуктор, который и снижает его давление. Дополнительная осушка выполнятся может с помощью абсорбентов, улавливающих воду из воздуха. Эти две беспрецедентные меры позволяют добиться значительного снижения влаги почти до нулевого значения.

Типы выпускаемых высоковольтных воздушных выключателей

Выключатели серии ВВБ

Они выпускаются ПО «Электроаппарат», рассчитаны на работы с U от 110 до 750 кВ. Их ключевые элементы устанавливаются на колонны, сделанные из фарфоровых надёжных изоляторов. Рабочее давление, которое должен создать компрессор от 2 до 2, 6 МПа этот фактор зависит от того на какое напряжение будет эксплуатироваться аппарат.

Выключатели серии ВВБК

Они предназначены для работы в сетях с напряжением 110–500 Кв. В их системах давление сжатого воздуха не должно быть меньше 4 МПа. Для улучшения гашения дуги при таких напряжениях применяется двухсторонняя подача очищенного воздуха. Простая пневматическая система, была заменена более усовершенствованной пневмомеханической, именно это позволило значительно уменьшить время срабатывания при отключениях, что важно в таких цепях.

Выключатели серии ВВГ-20

Они исключительно используются для генераторов. Они разработаны для работы с номинальным напряжением 20 кВ и номинальный ток 20 кА, а ток отключения составляет 160 кА. Давление воздуха в районе 2 МПа. При включении коммутатора сначала происходит срабатывание отделителя, а затем уже и сам дугогасящий механизм. Они предназначены только для внутренней установки.

При работе со сжатым воздухом и опасным высоким напряжением стоит быть особо осторожным, так как эти два вида энергии могут привести не только к травмам, но и к лишению жизни.

Видео об устройстве и назначении частей выключателя

«Умный» переключатель света по хлопку

В сети представлено очень много различных схем акустический выключателей — принцип работы заключается в переключении нагрузки при возникновении акустического сигнала, превышающего определённый порог (например, хлопка в ладоши). Акустические выключатели очень удобны — кому бы не хотелось включать и выключать, например, ночник не вставая с кровати. Однако у всех у них имеется главный и очень очевидный недостаток — срабатывание будет происходить не только от хлопка в ладоши, но и, например, от случайного топота ног, музыки, телевизора, и просто случайных звуков с улицы или от самих жильцов. Этот недостаток сводит на нет всю прелесть акустических выключателей, и решить его можно весьма кардинальным способом — использовать систему распознавания голоса. Такие системы в последнее время находят применение в «умных домах» и позволяют реализовывать не только банальное включение/выключение света, но и управлять многими опциями с помощью различных команд. Такой вариант решения проблемы интересен, но на практике очень сложно реализуется и так же не обладает идеальной надёжностью.

Ниже представленная электрическая принципиальная схема выключателя.

Собирается вся схема на печатной плате.

Обратите внимание, что микроконтроллер требует для себя отдельного стабильного питания 5В, взять которое можно, например, от USB выхода любой ненужной телефонной зарядки. На печатной плате имеется клеммная колодка на 4 контакта — на два их них подаётся сетевое напряжение, к двум другим подключается подсветка. Также на плате присутствуют два отдельных контакта для подачи на схему питания 5В (Vcc и GND). Микрофон можно установить прямо на плате или вывести с неё для обеспечения наилучшей чувствительности, провода с платы до микрофона при этом должны быть экранированы. Процесс сборки платы показан ниже.





Так как на схеме присутствует сетевое напряжение, выполнять её следует максимально качественно, чтобы никакой случайно отпавший контакт или дорожка не привёл к короткому замыканию. Микроконтроллер устанавливается в панельку — его можно легко достать, например, для того, чтобы поменять прошивку.

Чувствительность схемы с микрофоном без усилителя едва ли получится достаточной — для повышения акустической чувствительности автор предлагает использовать микрофонный усилитель, схема которого показана ниже.

С использованием усилителя чувствительности должно оказаться достаточно для того, чтобы управлять светом получалось из любой части комнаты, но во многом это будет зависеть также и от места расположения микрофона. Удачной сборки!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector