Для чего нужны концевые выключатели и каких видов они бывают

Для чего нужны концевые выключатели и каких видов они бывают?

В состав данного устройства входят следующие компоненты:

• панель;
• корпус;
• контакты;
• головка.

Очень важно, чтобы корпус переключателя имел хорошую прочность, чтобы устройство было устойчиво и выдерживало различные механические влияния на корпус. В качестве материала изготовители применяют алюминиево-кремниевый сплав, а некоторые виды концевых выключателей изготовляют из прочного пластика.

Подробно конструкция путевых выключателей рассмотрена на видео:

Разновидности

Важно знать, какие бывают концевые выключатели, ведь без этих знаний тяжело будет выбрать нужное устройство. Данные коммутационные аппараты делятся на несколько основных типов:

1. Бесконтактные. Это устройство срабатывает в случае приближения любого металлического или другого предмета, на который заранее была сделана коммутация.
2. Механические. Они срабатывают только при механическом воздействии на колесико либо на рычаг. В следствии контакты либо замыкаются, либо размыкаются, тем самым подают управляющий или предупреждающий сигнал.
3. Магнитные. Их еще называют герконами. Исходя из названия можно понять, что устройство срабатывает при приближении к нему магнита на определенном расстоянии.

Бесконтактные концевые выключатели являются более современными по сравнению с механическими. Работают они на специальном транзисторном ключе, который в открытой позиции имеет небольшое сопротивление.

Все бесконтактные выключатели делятся на четыре группы:

1. Индуктивные. Концевой выключатель срабатывает, когда датчик обнаруживает металлический объект. В момент обнаружения металла индуктивное сопротивление возрастает, благодаря этому понижается ток в обмотке, и таким образом происходит размыкание контактов в цепи. Ассортимент данной продукции очень велик и разнообразен, поэтому можно легко подобрать необходимый по размеру.
2. Емкостные, взаимодействуют с человеческим телом. При приближении человека к датчику возникает электрическая емкость, благодаря которой приводится в работу контур мультивибратора, установленного внутри устройства. Чем ближе находится человек, тем ниже становится частота импульса, а емкость становится больше. Главную функцию исполняет пластина, которая присоединена к конденсатору.
3. Ультразвуковые. Используются кварцевые звуковые излучающие элементы. Когда что-то появляется в радиусе действия устройства, меняется амплитуда звукового сигнала, в основном эта чистота неслышна людям.
4. Оптические выключатели имеют специальный транзистор и инфракрасный светодиод. Когда прерывается луч светодиода, фотоэлемент закрывается.

На видео ниже рассмотрены некоторые виды концевых выключателей:

Особенности работы

Концевой выключатель имеет определенный принцип работы, благодаря которому он запускается и приводится в движение. Коммутационный аппарат будет срабатывать в момент соединения с восстановленным ограничителем, в этот момент прекращается подача питания на электрическое оборудование. Очень важно, чтобы все элементы данного устройства работали надежно и правильно, выполняя все необходимые команды. При этом, все должно безупречно работать, не смотря на тип, конфигурацию аппарата и на способ его подключения. Именно поэтому область применения путевого выключателя находится в местах особой опасности.

В момент контакта подвижного механизма с устройством концевого выключателя, он подает сигнал. Это будет говорить о том, что появилась опасность в электрической цепи. Данное устройство является датчиком, оснащенным системой автоматического выключения.

Область применения

Также необходимо знать, где применяются концевые выключатели. Каждый тип исполнения имеет свое определенное назначение, и применяются в разных сферах деятельности. Однако по использованию они делятся на:

1. Функциональные. Они отвечают за регулярное отключение или включение освещения, или какой-то другой электрический прибор. Например, такое устройство находится в холодильнике. При открытии двери механизм включает свет, а при закрытии – отключает, это один из вариантов применения концевого выключателя.
2. Защитные. Они монтируются для того, чтобы защитить как механизм, так и работников от неправильных действий. Например, шахтерский лифт не начнет спускаться до того времени, пока дверцы не закроются, благодаря этому люди могут безопасно пользоваться лифтом.

Если подытожить, то использование данного аппарата зависит от конструкции и возможностей механизма. Зачастую потребители и не знают о том, что им часто приходится использовать данный механизм в жизни:

• в автомобилестроении и в автомобиле;
• в бытовой технике и быту;
• в мебельных изделиях;
• на заводах и производственных предприятиях для осуществления разных задач.

Концевые выключатели являются очень практичными и необходимыми устройствами. Но для подключения таких устройств лучше обратится за помощью к специалистам. Как уже стало понятно, эти устройства во многом упрощают использование многих бытовых предметов. Надеемся, предоставленная статья была для вас полезной и интересной!

Как устроены и работают высоковольтные выключатели

Современная энергетика работает с огромными энергетическими потоками, передаваемыми по высоковольтным линиям электропередач. Транспортируемая в рабочем режиме по проводам ВЛ-330 кВ энергия, показанная на левой картинке, исчисляется мощностью в несколько гигаватт. (1ГВт=1000МВт=109 ватта).

Мощность современного тепловоза, тянущего железнодорожный состав на правой картинке, составляет порядка 6 тысяч лошадиных сил или 4,4 мегаватта, что в 1000 раз меньше значения передаваемой по воздушной ЛЭП электроэнергии.

На практике довольно часто возникают ситуации, когда необходимо прекратить оба этих процесса: отключить поток электричества или внезапно остановить поезд. Сделать это довольно сложно. Кинетическую энергию движущегося железнодорожного состава потребуется погасить торможением всех его колес о рельсы или созданием мощного препятствия на пути, например, в виде встречного поезда.

Другими словами, для быстрой остановки локомотива потребуется отключить работу его двигателя и приложить мощность, направленную противоположно движению по инерции, но эквивалентную по величине.

Аналогичные процессы происходят в энергетике. Только при передаче электричества движутся заряженные частицы — электроны, которые передают энергию по тоководам: проводам ЛЭП. Для прекращения протекания электрического тока создают разрыв в схеме электрической цепи. Но при этом продолжают действовать мощные инерциальные силы, энергии которых необходимо противостоять.

Дело в том, что мгновенно отключить электрическую цепь и отвести ее контакты на безопасное расстояние невозможно даже при мощном взрыве. В момент размыкания цепи поток электронов продолжает движение по инерции, как и поезд.

Электрические процессы, происходящие в выключателе

Специальные технические конструкции, называемые выключателями нагрузки, созданы для прекращения действия инерционных сил электрического поля, ограничения и ликвидации протекания тока. Упрощенно стадии работы такого выключателя показаны на рисунке.

Когда выключатель включен (рис 1), то через него протекает ток.

С началом разъединения контактов (рис 2) между ними появляется электрическая дуга. Причины ее образования не только связаны с силами инерции, но и с выделением значительного количества теплоты, возникающей при разрыве цепи из-за резкого увеличения сопротивления участка отключения. Повышенная температура активизирует движение электронов, способствует их пролету через образовавшийся промежуток.

Разогнавшиеся в электрическом поле металла электроны попадают во встречные атомы воздуха, передавая им свою кинетическую энергию. При этом возникает разделение нейтральных атомов воздуха на положительные и отрицательные ионы, которые начинают двигаться под действием приложенного к сети потенциала, образуют ионизационный канал.

Таким способом образуется ствол дуги и переход молекул воздуха в состояние разогретой плазмы, проводящей ток.

С увеличением дистанции у разводимых контактов (рис 3) дуга растягивается, а ее температура, под влиянием отвода тепла в окружающую среду и начала обратных процессов деионизации, снижается.

В конечном положении выключателя (рис 4) электрическая дуга обрывается и ток прекращается.

Приведенные примеры лишь приблизительно объясняют принципы и этапы работы выключателя нагрузки. На самом деле процессы в нем описываются более сложными технологиями.

Для гашения дуги высоковольтного разряда чаще всего используется способ помещения ее в инертную среду, обладающую изоляционными свойствами. Это резко снижает увеличение ионизационного слоя, препятствует интенсивности дугообразования. В качестве изоляционных веществ используют:

гексафторид серы (элегаз).

Такие конструкции встречаются в высоковольтном оборудовании до 220 кВ включительно, хотя есть модели, рассчитанные на более высокое напряжение.

У них силовые контакты работают в специальной среде из масла с диэлектрическими свойствами. При размыкании цепи возникающая дуга создает интенсивное испарение масла, образование газового пузыря (освобожденный водород и масляные пары) вокруг разряда.

В рабочей области начинается процесс быстрого проникновения и перемешивания холодных и горячих газов в ствол электрической дуги, провоцирующих процесс деионизации образующегося промежутка.

Бурное газовыделение приводит к возрастанию давления внутри рабочей области бака с контактами, которое тоже противодействует развитию дуги, снижает ее интенсивность.

Для повышения эффективности ликвидации дуги применяют дугогасительные камеры, работающие по принципам:

принудительного повышения давления;

воздействия силового магнитного поля.

Они работают в цепях высоковольтного оборудования 110 кВ и выше, относятся к экологическим устройствам.

Сжатый воздух, производимый компрессорными станциями на месте установки выключателей, подается по трубопроводам в их воздушные емкости, давление внутри которых постоянно контролируется.

Возникающая при отключениях дуга ликвидируется действием высокого давления в рабочей полости и сбиванием за счет обдува. Сжатый воздух в этих типах выключателей дополнительно используется для управления исполнительными элементами привода.

Конструкции воздушных выключателей создают с разными:

способами образования межконтактного изоляционного интервала в отключенном положении;

устройствами вдува воздуха внутрь дугогасящих каналов;

количествами шунтирующих элементов.

В энергетике вакуумники работают в высоковольтном оборудовании до 110 кВ включительно.

Принцип гашения дуги основан на применении диэлектрических свойств высокоразреженного газа, откачанного из рабочих полостей выключателя специальными конструкциями вакуумных установок. С началом разведения силовых контактов вакуум мгновенно заполняет пространство между ними. Как только первая гармоника синусоиды тока проходит через нулевое положение, так горение дуги прекращается, и выключатель нагрузки полностью останавливает поступление электроэнергии.

Вакуумные конструкции все больше пользуются популярностью благодаря надежности своей работы.

Эти устройства работают по принципам воздушных выключателей, но с заменой сжатого воздуха на лучший по изоляционным свойствам и электрической прочности элегаз. Их широко внедряют практически для всего класса напряжений высоковольтного оборудования.

Продолжительность времени работы выключателя зависит от конструкции его привода и типа применяемой энергии для отключения.

Выключатели могут использовать энергию:

давления сжатого газа либо воздуха;

или их комбинации.

Современные выключатели полностью выполняют отключение (снимают напряжение со схемы) за время около 0,04 сек с момента получения команды на привод.

Способы управления выключателями нагрузки

Рассмотренные выше конструкции силового оборудования коммутируют мощные потоки электроэнергии, но не могут самостоятельно определить момент времени и очередность выполнения операций по переключениям. Этим целям служат специальные устройства автоматики, которые имеют:

измерительные органы электрических параметров контролируемой сети;

логические аппараты, обрабатывающие поступающую на них информацию от измерительных органов;

средства ручного и автоматического управления, работающие с местных пультов или дистанционно.

Измерительные трансформаторы тока с классом точности 0,5 и выше постоянно отслеживают величину и угол вектора тока в каждой фазе схемы.

Контролем напряжения занимаются измерительные ТН с такими же метрологическими характеристиками точности.

ТТ и ТН переводят первичные величины во вторичные вектора с номинальными значениями тока в 1 или 5 ампер и напряжения в 100 вольт для линейных величин (у фазных снижаются в 1,73 раза).

Эти вектора токов и напряжений передаются на измерительные приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики, фиксаторы, регистраторы, самописцы и т п) и в цепи защит линии и выключателей для контроля состояния параметров проходящей электроэнергии.

Силовой высоковольтный выключатель нагрузки, который подключен к автоматике со схемами управления, защит, блокировок называют автоматическим выключателем.

Им электротехнический персонал может управлять с местных пультов, расположенных около выключателя и дистанционно разными способами.

Местное управление предназначено для настройки рабочих органов, проверок функционирования систем при наладке и периодическом обслуживании ремонтным персоналом на выведенном из работы оборудовании.

Переключения высоковольтного выключателя под напряжением выполняются оперативным персоналом только дистанционными методами.

В качестве защит выключателя и его линии, снимающих напряжение с защищаемой зоны в случаях возникновения на ней аварийных процессов, могут выступать:

дифференциально-фазная защита, обладающая высоким быстродействием и реагирующая на все типы повреждений без выдержек времени;

токовая отсечка, реагирующая на междуфазные замыкания без выдержек времени;

дистанционная многоступенчатая защита, реагирующая на междуфазные замыкания;

направленная многоступенчатая токовая защита нулевой последовательности, реагирующая на двухфазные и однофазные замыкания на землю;

суммарная защита от неполнофазного режима;

индивидуальная защита от непереключения фаз;

автоматическое ускорение защит при подаче напряжения на линию;

оперативное ускорение резервных защит и многие другие устройства.

К средствам автоматики, воздействующим на высоковольтный выключатель, могут относиться:

устройства ОАПВ — однофазного автоматического повторного включения, которые самостоятельно определяют поврежденную фазу и отключают ее на время уставки с последующим повторным включением, контролируя восстановление параметров линии. В случае неуспешного включения поврежденной фазы передается команда на работу трехфазного АПВ;

устройства ТАПВ, запускаемые в работу при трехфазном отключении.

Состояние высоковольтного выключателя постоянно контролируется схемой сигнализации, которая подключается к дополнительным блок-контактам КСА, повторяющим через рычажную систему действия силовых контактов. От них загораются сигнальные лампы и световые табло для предоставления информации оперативным работникам.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Принцип работы выключателя с веревкой

Иногда начинающие электромонтажники путаются в терминологии, в схемах и принципах работы этих двух, а точнее трех механизмов (т.к. переключатели тоже бывают двух видов), не говоря уже о простых покупателях, которые сами пытаются смонтировать, либо купить для дальнейшего монтажа нужные устройства. В этой статье мы постараемся пролить свет на разницу между выключателем и переключателем.

Итак, выключатели и переключатели служат для коммутации электрических цепей освещения и бытовых приборов, внешне также они выглядят одинаково, разница лишь в количестве контактов с тыльной стороны. Но выключатель предназначен для разрыва одной цепи, а переключатель для переключения между цепями. Выключатель применяется для управления светом из одного места, переключатели же служат для управления светом из двух и более мест, при чем для реализации управления с трех мест и более используются «проходные» переключатели. Ниже мы рассмотрим на схемах как это работает:

1. Выключатель одно клавишный — коммутирует фазу приходящую на него и отходящую к светильнику.

Как мы видим на схеме, на выключателе достаточно только двух контактов, один для приходящей фазы, второй для отходящей.

2. Переключатель одно клавишный — коммутирует фазу с одной из двух цепей проходящих между двумя переключателями.

Такую схему используют например в коридоре, установив один переключатель при входе в квартиру мы можем включить свет, а пройдя по коридору, установив переключатель в конце коридора — выключить свет. Как видно из схемы на одно клавишном переключателе должно быть три контакта, один — для приходящей (или отходящей фазы) , второй и третий — для двух цепей между переключателями. Важно отметить что переключатели всегда используются парами, а также, что переключатель вполне можно установить вместо выключателя и он будет работать как выключатель, но выключатель не справится с функциями переключателя.

3. Если же нам хочется включать один и тот же светильник с трех мест и более, например на лестнице, чтобы можно было включать и выключать лестничное освещение на любом этаже, тогда в кроме обычных переключателей используются «проходные».

В двух местах ставятся обычные переключатели, а между ними ставят последовательно сколь угодно проходных переключателей. Как видно из схемы у проходного одно клавишного переключателя целых четыре контакта — два на две цепи между первым переключателем и два на цепи между вторым.

Надеемся, что мы прояснили разницу между выключателем и переключателем. А если у нас две группы света (например светильники с одной и другой стороны коридора) и мы хотим тоже их включать и выключать в разных местах, да еще либо одни либо другие, либо все вместе? Если мест включения/выключения нужно не более двух, то не беда — во первых, можно установить несколько одно клавишных переключателей, во вторых, у большинства производителей есть двух клавишные переключатели, в этом случае количество проводов и контактов увеличивается вдвое. Если же необходимо управлять светом с трех мест и более, то осуществив монтаж под двух клавишный проходной переключатель, вы столкнетесь с проблемой его покупки, т. к. на таком переключателе необходимо !восемь контактов, далеко не все производители ЭУИ предлагают такие изделия, но все же они есть, как правило в модульных сериях, например ABB Zenit.

Проходной выключатель: принцип работы и подключение

Проходной выключатель существенно расширяет возможности пользователей в управление осветительными приборами. Конструкция и схема подключения проходного выключателя позволяют управлять одним осветительным прибором или группой светильников из нескольких мест. Это широко используется в зданиях, отдельных помещениях и сооружениях различного назначения с большими площадями.

Использование проходных выключателей в доме

Имея проходные выключатели на разных концах стадиона, концертного зала или других обширных объектах, можно включить все освещение на входе. При необходимости выйти из сооружения на противоположной стороне не требуется возвращаться к выключателю, которым свет был включен – на другом выходе стоит такой же проходной выключатель. Электрические схемы с проходными переключателями позволяют управлять освещением из нескольких разных мест.

Очень удобно применение таких электросхем в подземных переходах, туннелях, все чаще схемы с проходными выключателями используют в частных домах и на лестничных маршах в подъездах многоэтажных домов.

Конструкция и принцип работы

Проходной выключатель по внешнему виду ничем не отличается от обычных изделий. Существенная разница – в конструкции контактной группы, которая скрыта внутри корпуса. Простой выключатель замыкает и размыкает электрическую цепь на одном проводе. Схема подключения проходного выключателя при изменении положения клавиш размыкает одну цепь и сразу замыкает другую. Принцип перекидывания контактов схемы обеспечивает работу выключателей в паре для управления одним и тем же источником света. По техническому решению такой элемент в схеме правильно бы было назвать не проходной выключатель, а переключатель. Профессиональная терминология уже сформировалась, и изменения могут внести только больше путаницы, поэтому все остается как есть.

При перекидывании контактов проходного выключателя размыкается один участок цепи освещения, и замыкается другой. Схема подключения проходного выключателя изменяется так, что любой из выключателей находится в готовности включить или выключить свет. Проходной выключатель можно использовать только в паре с другим. Практически есть возможность подключения в схему проходного выключателя так, чтобы он работал как простой, но тогда теряется смысл всех элементов его конструкции.

Как и обычные выключатели, проходные разделяются в зависимости от вида проводки: для внешней проводки, для скрытой проводки.

По конструктивному исполнению контактных клемм: клеммы с винтовыми зажимами, клеммы зажимные пружинные.

По количеству клавиш:

• одноклавишные;
• двухклавишные;
• трехклавишные.

У них все как у обычных выключателей, отличие – в конструкции и работе контактной группы. Принципом одноклавишного проходного выключателя является перекидывание входного контакта на один из двух выходных. Двухклавишные проходные выключатели, как и трехклавишные, в своем корпусе содержат 2 или 3 конструкции контактной группы одноклавишного выключателя.

Подключение проходного выключателя несложное, все можно сделать своими руками. Меняются количество контактов, клавиш, размеры выключателей, принцип работы остается одним.

Схема строения одно-, двух-, и трехклавишного выключателей

• одноклавишный выключатель имеет одну вводную клемму и две выходных;
• двухклавишный выключатель – две входных клеммы и четыре выходных;
• трехклавишный выключатель – три входные клеммы и шесть выходных.

Управление освещением с 2х мест

Одним осветительным прибором или группой светильников можно управлять с двух мест: это могут быть бра в коридоре или фонарные столбы вдоль садовой дорожки. Потребуется обычная схема подключения проходного выключателя, точнее с двумя проходными одноклавишными выключателями, потому что они работают только парами. На таком примере легче всего понять, как работают проходные выключатели. На рисунке ниже показывается, как подключить проходной выключатель в схему.

Схема включения проходных выключателей

Фаза от сети 220 В подключается к входной клемме одного из проходных выключателей, его клеммы на выходе соединяются с выходными второго. Остается свободная входная клемма второго выключателя, его подключают к осветительному прибору. Второй контакт осветительного прибора соединяется к нулевому проводу сети. По схеме видно, что лампа находится в выключенном состоянии, при изменении положения группы контактов любого переключателя на нее подается ток. Следующее переключение на одном из двух переключателей обрывает цепь, лампа погаснет.

Ближе к реальным условиям схему монтажа показывает картинка расключения кабелей и проводов в распределительной коробке. По требованиям ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) в данном случае используется кабель с тремя медными жилами:

• красный – фаза;
• синий – 0;
• желто-зеленый – заземляющий провод.

Расключение кабелей и проводов в распределительной коробке

Схема разделяется на четыре участка цепи:

1. кабель от сети питания 220 В: с защитного автомата в распределительном щите до коробки;
2. кабель от одного проходного выключателя до расключающей коробки;
3. кабель от другого проходного выключателя до коробки расключения;
4. кабель от осветительного прибора до распределительной коробки.

В коробку заводится четыре кабеля.

Требования к цвету проводов по функциональному назначению выполнимы в полной мере только на двух участках. От распределительного щита и светильника до коробки при расключении контактов проходных выключателей они выполняются частично. Допускается использовать провода любого цвета. Если запутались, проверьте мультиметром в режиме прозвонки или другим измерительным прибором. На входные контакты переключателей обязательно подключается фаза (красный) провод.

Для управления двумя группами освещения применяется схема подключения двухклавишного проходного выключателя. Если человек понял, как подключаются одноклавишные проходные выключатели, он разберется, как подключить тройной выключатель.

Схема подключения двухклавишного проходного выключателя

Управление освещением из 3х мест

Для управления освещением из трех мест потребуется перекрестный проходной выключатель. Установить его можно в любом удобном для использования месте. В схеме перекрестный выключатель подключается между обычными проходными выключателями. Использоваться они могут на лестничных маршах, для освещения дворов и других объектах, по желанию заказчика.

Перекрестный выключатель несложно сделать своими руками, для этого нужно немного переделать двухклавишный проходной выключатель. На выходные контакты ставятся две перемычки, а две клавиши объединяют в одну, можно просто приклеить одну к другой. Клеить надо так, чтобы крепежные отверстия на клавишах совпадали со штырьками на выключателе. Зазор между клавишами можно компенсировать прокладкой из картона, к которой с двух сторон нужно приклеить пластиковые планки.

В магазинах есть готовые изделия, можно не изобретать велосипед, просто купить и поставить.

Схема управления освещением из 3х мест

На схемах А1 и А2 (ниже) показываются разные варианты подключения, но функциональное назначение остается прежним – соблюдается принцип парности перекидывания контактов.

Варианты подключения перекрестного выключателя

В случаях, когда элементом освещения являются большая люстра с двумя группами лампочек или просто два ряда бра вдоль длинного коридора, надо применять двухклавишные проходные и перекрестные выключатели. Схема немного сложнее, но видно, что работает тот же принцип перекидывания контактов. При выключении источника света одним выключателей контакты замыкают цепи других выключателей.

Схема находится в таком состоянии, что при нажатии любой клавиши этой группы светильников ток проходит на контакты ламп. На основе этих схем можно сделать управление освещением с четырех и более мест, вставляя дополнительные перекрестные выключатели.

Схема подключения четырех переключателей

Пример использования

К ситуации, когда по темному двору нужно пройти к дому, идеально подходит схема с проходными выключателями в двух местах. В частном доме легко реализовать этот проект своими руками. В прихожей рядом с распределительным щитом нужно установить распределительную коробку и один проходной выключатель. Второй – необходимо поставить с внутренней стороны на заборе возле калитки, в качестве осветительных приборов можно использовать фонарные столбы, установленные вдоль дорожки. В крупных магазинах электротоваров есть много вариантов с оригинальной декоративной отделкой.

Подключение следует сделать по вышеописанной схеме. Кабеля от уличного выключателя и между столбами рекомендуется прокладывать под землей в пластиковых трубах. Зарывать глубоко не надо, 30-40 см для защиты от механических повреждений будет достаточно. Учитывать глубину промерзания в каждом регионе нет смысла, это не водопровод, медные провода не промерзнут.

Как подключить. Видео

Как подключить проходной переключатель по всем правилам можно узнать из этого видео.

Изучив принципы работы схемы с двумя одноклавишными выключателями и собрав ее своими руками, можно без посторонней помощи начинать монтаж более сложных схем с двухклавишными выключателями в трех местах или трехклавишными – в двух местах, если в этом есть необходимость.