Переключатель трехпозиционный – электромеханическое коммутационное устройство, используемое в электротехнике для переключения питания на другую линию при перегрузке. Также он применяется для проведения электротока в обычном режиме и периодического оперативного включения электроцепи.
Принцип работы
Переключатель на 3 положения имеет рукоятку с тремя позициями для размыкания и замыкания цепочки. Серединная позиция обеспечивает размыкание каждой имеющейся группы контактов. Управление устройством пользователь осуществляет вручную. Верхние контакты применяются обычно для подсоединения вводов, а нижние – нагрузки. Такое устройство не снабжено расцепителями (тепловым либо электромагнитным), так что при его установке на входы ставят выключатели-автоматы, срабатывающие при перегрузке. Данная конфигурация предотвратит инциденты искрения и повреждение целостности изоляционного материала проводки. В прошлом эти приборы применялись в качестве ведущих устройств ввода в распредщитах. Со временем это место заняли выключатели-автоматы, но гибкость и простота конструкции позиционных переключателей, а также их невысокая цена обеспечивают этим изделиям достаточную популярность.
Разновидности трехпозиционных переключателей
Электрические переключатели на 3 положения выпускаются в различных вариантах исполнения. Некоторые модели снабжены опцией фиксации положения переключения. Они оборудованы механизмом запора на ключ, исключающим самопроизвольный переход в другое положение. Другие, этой функции не имеющие, самостоятельно возвращаются в исходную позицию. Конструкция некоторых устройств предусматривает наличие нулевого положения – оно предполагает разъединение всех контактов.
Обычно изделия выпускаются с расчетом на эксплуатацию в электросетях с номинальным показателем силы тока 25, 16 или 10 А. Что касается напряжения, для постоянного тока его показатель может достигать значения 220 В, для переменного – до 500. Аппараты снабжены маркировкой, показывающей уровень мощности и категорию защиты.
Наиболее распространенный вариант исполнения — пакетный механический переключатель на 3 положения. Элементом управления у них является не кнопка, а рукоять. Современные модели оборудованы эргономичными ручками, конструкция которых предотвращает скольжение пальцев. Изделия бывают двух видов – галетные и кулачковые.
Устройство галетного переключателя включает в себя пластиковые пластины (пакеты) с жестко фиксированными на них выводами контактов. Между последними находятся фибровые шайбочки для гашения искр, которые вместе с двойным разрывом электродуги позволяют коммутировать высокие токи. Есть и двигающийся контакт, соединенный с механизмом переключения. Его позиция устанавливается посредством поворота вала, который обеспечивают ручка и специальная пружина, позволяющая моментально размыкать и замыкать контакты. У вала есть 3 установленных положения, каждому из которых соответствует некоторая конфигурация зажатых или открытых пар контактов. Такой прибор можно использовать, в том числе, для подсоединения трехфазного электрического двигателя с опцией реверса – вращения ротора в направлении, отличном от нормального.
Кулачковое устройство тоже включает в себя серию пакетов, но устроенных по-другому. На внешних сторонах пластинок, соединяющихся с корпусом, располагаются двигающиеся контакты, а на внутренних – статичные. Первые из них имеют вид мостов с пружинами. Их позиция регулируется штоковым механизмом, меняющим положение под действием кулачка. У последнего, в свою очередь, позиция меняется посредством рукоятки и вала. Как в случае галетных моделей, так и в устройствах с кулачками у вала может быть разное число позиций (до восьми). В трехпозиционных приборах их число равно трем.
Крепиться выключатель может на дин-рейку, на стену, в шкаф, в зависимости от модели. Выпускаются изделия с защитой от взрывов, используемые на производствах, представляющих опасность для здоровья человека. Большинство трехпозиционных выключателей, тем не менее, восприимчивы к взрывам, температурным перепадам, не терпят попадания влаги. Степень чувствительности прибора к условиям окружающей среды можно определить по внешнему виду: если изделие открытое, лишено защищающего корпуса, оно отличается высокой чувствительностью, устанавливать его надлежит только внутри щита в помещении с сухим воздухом. Переключатели с корпусом из пластика или металла и защищенными от прикосновений зажимами можно ставить и вне щита.
Если корпус герметично запаян, прибор разрешается устанавливать даже на открытом воздухе. При эксплуатации допускаются слабовыраженные механические воздействия и вибрация (не больше 35 Гц).
К плюсам устройств стоит отнести надежность функционирования, стойкость к износам и достаточно низкую цену. Они очень быстро подавляют электрические дуги, но выдерживают ограниченное число коммутаций перегрузок. Слабой стороной этих изделий по сравнению с выключателями-автоматами являются также ограниченные возможности в качестве защитного устройства: они не предохраняют от инцидентов короткого замыкания. Также механические переключатели не подлежат ремонту: если изделие пришло в негодность, его демонтируют с последующей утилизацией, а на его место устанавливают новое. Выходят из строя они относительно быстро, хотя некоторые производители заявляют, что устройство способно выдержать до полумиллиона переключений.
Использование в быту
Есть множество вариантов применения трехпозиционных переключателей на 220в в промышленности и быту:
- управление светом и трансформаторными подстанциями;
- переключение программ функционирования электросварочного, нагревательного и иного производственного оборудования;
- манипуляции с режимами электрических двигателей;
- дистанционное управление асинхронными электромоторами;
- автоматический ввод резерва;
- коммутация в щитковых устройствах.
Также эти изделия используются для электроснабжения подстанций, например, в заземляющих конструкциях, коммутировании измерительных приборов.
Как подключить
В советские времена применение переключателя на три положения для электроснабжения многоквартирных домов было распространено и являлось повсеместным явлением. Тогда их устанавливали в распределительных щитах. Сейчас вместо таких устройств чаще используются автоматические. Если хозяин предпочел использование трехпозиционного трехфазного переключателя, его можно установить перед счетчиком электроэнергии, ведущим к щиту, чтобы можно было выключить квартирную сеть полностью, если возникнет такая необходимость. Также для усиления защиты сети от избыточной нагрузки или короткозамкнутого инцидента можно рекомендовать совмещенное использование обеих устройств.
При установке прибора в частном доме со скромным потреблением электроэнергии, а также на даче может быть применена схема с одной фазой, включающая прибор в домашнюю электросеть запасного источника. Внутри щитка должны помещаться лампы-индикаторы, сигнализирующие о том, что сеть или генератор включены.
Схема подключения
Приобретая кабели для монтажа трехпозиционного устройства, необходимо учитывать максимальные значения рабочего тока в электроцепи. Если диаметр проводников превышает 6 мм2, для них покупают специальные наконечники. Менее толстые провода разрешается подключать напрямую к прибору, используя паяние или кольцевое разделывание.
Типовые схемы, подходящие для того или иного устройства, в том числе схема подключения переключателя с трех разных мест, приводятся в прилагающейся к нему технической документации. Некоторые из трехпозиционных изделий можно подключить не только на 3 полюса, но и на 1, 2 или 4 (возможное количество полюсов указывается в паспорте устройства). На вводе в квартиру устройство ставят в месте отвода от общего фазного проводника и нуля, чтобы отделить квартирную линию от генеральной магистрали. Производить монтаж выключателя и его последующую настройку можно только при выключенном электричестве. Современные изделия, рассчитанные на использование в квартирных щитах, обычно предполагают монтаж на DIN-рейку в 35 мм. Зажимы клемм у них маркируются цифрами, что позволяет избежать путаницы в процессе монтажных работ. После установки прибор, а также прилежащие контактные соединения необходимо чистить сухой ветошью хотя бы раз в 6 месяцев, предварительно обесточив сеть.
Как устройство для коммутации домашней сети позиционные ручные переключатели зачастую считаются устаревшим прибором. Тем не менее, легкость управления и установки, а также цена обеспечивают им некоторую популярность до сих пор.
