Перекидной рубильник на два направления ЯРП: как это работает

На сегодняшний день для коммутации электрических цепей существуют самые разнообразные устройства — отключающие, подключающие и переключающие, причем как ручные, так и автоматические. Сложно представить себе прибор, не имеющий в своем составе этого узла.

Сегодня речь пойдет о перекидных рубильниках и переключателях — уникальных по своим свойствам приборах, позволяющих производить сразу несколько коммутаций одним движением. Принцип работы этого электрического узла стоит начать с рассмотрения принципа работы его младшего брата — обычного переключателя.

Оглавление:

Что такое переключатель

В отличие от обычного выключателя, висящего у вас на стене, переключатель позволяет не просто включить или выключить какой-либо потребитель (ту же лампочку), а сделать переключение с одной нагрузки на другую или с одного источника сигнала (тока) на другой. Взгляните на схему:

Электрическая схема двухпозиционного переключателя

Перед вами классический переключатель на два положения, имеющий три контакта. Благодаря специальной конструкции средний контакт такого переключателя может передвигаться от одного бокового контакта к другому, никогда не замыкая их между собой — «или-или». Такие приборы получили название двухпозиционных. Как можно использовать эти устройства на практике?

На рисунке выше в зависимости от положения переключателя (точнее, его среднего контакта) будет светиться либо лампа 1, либо лампа 2, а схема ниже подключает лампу Л1 к любому из источников, но не замыкает эти источники между собой.

От переключателя до рубильника

По сути, перекидной рубильник — тот же двухпозиционный переключатель, но, как правило, большой мощности и с ручным плавным приводом ножей:

Рубильник перекидной на два направления

На фото отлично виден принцип работы этого устройства. Здесь средним контактом служит средняя планка, имеющая V-образные ножи, а боковыми — клеммы, расположенные сверху и снизу. Из конструкции рубильника видно, что средний контакт может соединяться либо с верхними, либо с нижними клеммами, но никогда и с теми, и с другими одновременно. Это главное свойство подобных устройств, позволяющее им выполнять достаточно специфичные задачи. Второе отличие — ручной перевод ножей безо всяких ускорителей и пружин, но об этом позже.

Пока же стоит выяснить, почему у рубильника, изображенного на фото выше, три ножа. Все очень просто — это сразу три переключателя, имеющих общую ручку. Если, к примеру, вам нужно переключить сразу несколько линий, то при помощи такой конструкции это можно сделать одним движением руки. Такие рубильники или переключатели называются многосекционными или многополюсными. В данном конкретном случае рубильник трехполюсный. А точнее — перекидной двухпозиционный трехполюсный.

Преимущества и недостатки

Такой прибор, как и все остальные, имеет свои преимущества и недостатки.

К преимуществам можно отнести:

1. Наглядность. Для того чтобы убедиться в исправности устройства, достаточно одного взгляда. Так же визуально можно узнать, в каком положении он находится — ножи великолепно видно.
2. Исключительно простая конструкция. Благодаря минимуму деталей и простой конструкции ремонтировать и обслуживать такой агрегат легко, а сам ремонт обойдется недорого.
3. Высокие токи коммутации при относительно низкой стоимости. Это, пожалуй, основное достоинство приборов такого типа. Они в состоянии коммутировать исключительно большие токи (500а, 630а и более), но при этом имеют относительно невысокую стоимость.

Недостатки:

1. Открытая конструкция. То, что считалось достоинством, является и недостатком. Все токопроводящие элементы у этого прибора на виду в буквальном смысле. Одно неосторожное движение, и человек может оказаться под опасным для жизни напряжением*.
2. Ненормированное время переключения. Надежность переключения обратно пропорциональна скорости разъединения и соединения контактов переключателя. Скорость переключения же таких конструкций напрямую зависит от оператора. При медленном переводе ножей под напряжением возникает высокотемпературная дуга, способная выжечь «внутренности» рубильника в секунду, да еще и устроить короткое замыкание.

* Частично этот вопрос решается использованием специального ящика, в который и помещается опасное для жизни оборудование, включая и сам рубильник. ЯРП 100А ИЭК, к примеру, «прячет» обычный (не перекидной) рубильник 100а и набор предохранителей, а ЯРПП 250А — не только перекидной рубильник 250а, но и предохранители на тот же рабочий ток.

Такой рубильник имеет выносную ручку, а значит, его можно поместить в шкаф или закрытый ящик

Пару слов по поводу маркировки электрических щитов (ящиков с рубильником). К сожалению, далеко не все производители придерживаются единого стандарта, поэтому купленный вами, к примеру, ЯРП 400а / 380в может оказаться ящиком с обычным трехполюсным рубильником/выключателем на 400 А, но зато с набором предохранителей, или наоборот — перекидной без предохранителей. Поэтому, приобретая подобное оборудование, не поленитесь заглянуть внутрь.

И снова от рубильника к переключателю

Итак, вы выяснили главный недостаток ручных рубильников — переключать их надо умеючи, на «и… раз!». Именно поэтому рубильники рекомендуется переключать после отключения нагрузки, чтобы не было бросков тока. Нет тока — нет дуги. Но что делать, когда переключение нужно произвести под нагрузкой?

Для этого служат переключатели, в том числе и перекидные. В своей конструкции они имеют специальные ускоряющие устройства, которые при переводе рукоятки сначала запасают энергию руки, а потом щелчком переводят ножи устройства в другое положение. Вы постоянно сталкиваетесь с такими приборами, даже не обращая на эту особенность внимания. Обычно это выключатели, коммутирующие высокие напряжения и ток. Нажмите, к примеру, на кнопку питания телевизора. Мягкое нажатие, потом щелчок — устройство сделало переключение с максимальной скоростью независимо от скорости нажатия на кнопку. Точно так же работают и переключатели.

Особый интерес представляют так называемые трехпозиционные конструкции, имеющие промежуточное положение среднего контакта, когда он не соединен ни с правым, ни с левым:

В этом положении ни одна лампа не горит, поскольку переключатель находится в позиции «отключен».

Как и рубильники, переключатели могут быть многополюсные и в состоянии коммутировать достаточно большие токи.

Трехпозиционные трехполюсные перекидные переключатели на номинальный ток в 25а (слева) и 200а.

Как видно из фото, они имеют закрытую конструкцию. К недостаткам таких устройств можно отнести относительно высокую стоимость и сложность конструкции, но это окупается высокой надежностью и простотой работы с ними.

Сферы применения

Основное назначение рубильников и переключателей этого типа — переключение нагрузки между несколькими (обычно двумя) источниками. Такие устройства, к примеру, широко используются для коммутации резервных источников питания:

Здесь при помощи двухполюсного двухпозиционного перекидного переключателя производится переход от питания нагрузки с основного источника на резервный. Если предполагается переключение между источниками без нагрузки (потребители временно отключены или оба напряжения в момент переключения отсутствуют), то можно использовать обычный рубильник. Если же вы собираетесь производить коммутацию под нагрузкой, то лучше использовать переключатели, скорость переключения которых, как говорилось выше, не зависит от оператора — это исключит выжигание контактов дугой при неумелом (медленном) переключении.

Пример использования трехпозиционного коммутатора ОТ25F3С для переключения нагрузки между однофазными источниками

Здесь стоит отметить, что во многих случаях использование трехпозиционного прибора вместо двухпозиционного — не прихоть, а необходимость. Предположим, вы используете коммутатор для подключения резервного генератора к домовой сети. В этом случае вам нужно не просто перекинуть рубильник, а произвести следующие действия:

1. Отключить нагрузку (квартиру или дом) от основной сети.
2. Запустить генератор и вывести его на рабочий режим.
3. Подключить домовую сеть к резервной сети (генератору).

При помощи трехпозиционного перекидного переключателя сделать это легко и просто, а двухпозиционным перекидным — невозможно. Также вы можете использовать такой рубильник как размыкатель, если понадобится временно обесточить домовую сеть для ремонта или техобслуживания.

Как сделать своими руками

Если в вашем распоряжении не окажется перекидного рубильника или переключателя, его можно собрать своими силами из подходящих по мощности обычных автоматов (их в продаже, слава Богу, достаточно). Прежде всего, определитесь с количеством переключающихся цепей и выберите автоматы с нужным количеством полюсов.

Для двухфазной цепи, к примеру, понадобится два двухполюсных автомата (или четыре однополюсных). Устанавливаете на щите один автомат обычным образом, а второй рядом, предварительно перевернув «вверх ногами». Осталось произвести необходимую коммутацию проводом подходящего сечения и, самое главное, вставить фиксирующую стальную планку в толкатели, которая обеспечит одновременное переключение сразу всех автоматов. Отверстия для этой планки обычно предусмотрены конструкцией любого автомата.

Автоматические выключатели, включенные в режиме двухпозиционного перекидного рубильника

Теперь достаточно одного щелчка, чтобы потребитель был переключен с одного источника питания на другой. Обратите внимание, что переключатель получился двухпозиционный. Трехпозиционной конструкции таким образом, увы, не сделать.