Перекидной рубильник: устройство, принцип работы и схемы подключения

Перекидные переключатели — это ручные коммутационные аппараты, которые одним действием осуществляют несколько переключений в электрической цепи. Они широко применяются в распределительных устройствах для замыкания и размыкания цепей. Такие рубильники рассчитаны на рабочие токи от 100 до 1000 Ампер и напряжение до 400 Вольт, что делает их пригодными для использования как в жилых, так и в промышленных электроустановках.

Что такое перекидной переключатель и для чего он нужен

Назначение перекидного переключателя — перераспределение напряжения между двумя линиями или объединение нескольких сетей. С его помощью можно оперативно устранить последствия аварии, исключив токовые утечки, и быстро переключить потребителей на исправную линию. Управление прибором осуществляется с помощью рычага на лицевой панели, который переводится в одно или два фиксированных положения.

Обычно такое оборудование монтируется в специальной щитовой комнате или непосредственно рядом со вводным распределительным щитом.

Конструктивные особенности устройства

По принципу действия рубильник перекидного типа схож с двухпозиционным выключателем, но отличается значительно большей мощностью и плавным ножевым приводом. Ключевое отличие — процесс переключения происходит с разрывом цепи, а сам аппарат может работать в трех положениях:

Новости МирТесен

подключение к основной (домашней) сети;
отключение (нейтральное положение);
питание от резервного источника (например, генератора).

Чтобы понять, как работает перекидной автомат, нужно разобраться в его конструкции. Центральным элементом является средний контакт — это рейка с V-образными ножами. По бокам расположены верхние и нижние клеммы. Средний контакт может соединяться либо с верхними, либо с нижними клеммами. Поскольку в конструкции ножей нет ускорителей или пружинных механизмов, переключение с основной на резервную сеть выполняется исключительно вручную.

Преимущества и недостатки рубильников

Электрорубильник — устройство с простой конструкцией, которое имеет свои сильные и слабые стороны. К основным преимуществам его эксплуатации можно отнести:

Наглядность. Состояние прибора легко оценить визуально, положение контактных ножей хорошо просматривается, что упрощает диагностику.
Простота конструкции. Минимальное количество узлов и деталей делает обслуживание и ремонт аппарата несложными.
Высокая коммутационная способность. Переключатель способен работать с токами силой 500, 630 или 1000 Ампер.
Доступная стоимость. Рубильник — экономичное решение для организации резервного питания в частном доме или квартире.

Несмотря на достоинства, у этого типа аппаратов есть и ряд существенных недостатков:

Открытая конструкция. Токоведущие части часто находятся в открытом доступе, что повышает риск поражения электрическим током при неосторожном обращении.
Ненормированная скорость переключения. Если оператор переводит ножи слишком медленно, между контактами может возникнуть высокотемпературная электрическая дуга, способная повредить внутренние элементы прибора.
Риск короткого замыкания при возникновении интенсивной электрической дуги.
Возможность бросков тока в момент переключения, если нагрузка предварительно не была отключена.

Для повышения безопасности открытые токоведущие части перекидного реле рекомендуется закрывать в специальном защитном корпусе (коробе).

Основные типы рубильников

Разнообразие схем подключения и рабочих параметров обуславливает классификацию рубильников на несколько основных типов.

Однополюсные рубильники

Устройства этого типа состоят из одного модуля и оснащены медными проводниками. Они характеризуются относительно низким выходным напряжением (около 200 В). Основная сфера применения однополюсного перекидного автоматического выключателя — работа с генераторами, имеющими рабочую частоту до 20 Гц.

Модульный прибор не рекомендуется устанавливать в жилых зданиях с высоким энергопотреблением. Максимальная нагрузка на такой аппарат не должна превышать 200 А.

Двухполюсные модификации

Двухполюсные перекидные рубильники предназначены для обслуживания многоэтажных домов и оборудования, подключенного к однофазным или двухфазным сетям. Для них характерен средний номинал отрицательного сопротивления — около 60 Ом. Тип выходного напряжения зависит от конкретной модификации рубильника.

Этот тип рубильника подходит для двухфазных сетей. Он часто оснащается блокираторами и обладает высокой чувствительностью. Выпускается в двух- или трехмодульном исполнении. Для генераторных установок подходят модели с напряжением 350 В, рассчитанные на нагрузку до 30 А. Монтаж обычно производится совместно с блоком питания на 200-300 А, имеющим предел нагрузки 3 А.

Популярным примером двухполюсного рубильника является модель РР20, которая имеет конденсаторы открытого типа и требует подключения к блоку питания с напряжением 300 В.

Двухконденсаторные выключатели

Этот тип перекидного выключателя предназначен исключительно для однофазных цепей. Приборы выпускаются с двумя конденсаторами и двумя модулями, работают в паре с блоками питания на 300 В. Средний показатель рабочего напряжения составляет 30 А.

Установка аппаратов производится с использованием двух медных перемычек. Двухконденсаторные модели совместимы только с расширительными переключателями. Их также можно интегрировать в систему совместно со счетчиками электроэнергии.

Конструкция и принцип действия перекидных рубильников

Основная функция электрорубильника — разъединить сеть от одного источника питания и подключить ее к другому. Наличие среднего положения рукоятки и дало название «перекидной». Некоторые модели оснащаются дугогасительными камерами, что позволяет производить коммутацию под напряжением. Модели без таких камер можно переключать только при отключенной нагрузке. Управление выключателем — исключительно ручное, осуществляемое с помощью изолированного рычага.

Типовая конструкция устройства включает:

герметичный или защищенный корпус;
подвижные ножевые контакты, имеющие два рабочих и одно промежуточное (нейтральное) положение;
дугогасительную камеру (опционально, не во всех моделях);
клеммы для подключения к электрической сети.

Подключение к одной нагрузочной линии осуществляется по следующему принципу:

К контакту №1 подключается основная линия электроснабжения.
К контакту №2 подключается резервный источник (дизельный или электрический генератор).

Для ввода в здание с трехфазным напряжением используется трехфазный рубильник с 4-мя полюсами (три фазы и ноль). Подключение выполняется так:

Основная электросеть подводится через 4 клеммы.
Генератор также подключается на 4 клеммы.
Нагрузка (потребители) подсоединяется к своим 4 клеммам.

При этом на одну из четырех клемм подключается нулевой провод (ноль), а на три остальные — фазные проводники.

Сферы применения перекидных переключателей

Главное назначение этих аппаратов — перераспределение нагрузки между двумя или несколькими источниками питания. Они используются для решения следующих задач:

ввода в работу резервного источника питания при пропадании основного;
перевода потребителей с основного оборудования на резервное;
переключения между источниками в режиме без нагрузки (например, для планового обслуживания).

Важно, чтобы скорость переключения рубильника не зависела от действий оператора — это минимизирует риск подгорания контактов из-за возникновения дуги.

Использование трехпозиционного переключателя

Трехполюсный (трехпозиционный) рубильник идеально подходит для подключения резервного питания к домашней электросети. Важное правило: переключение производится только после отключения нагрузки. Сначала необходимо активировать генератор, вывести его на рабочий режим, и только затем подсоединять к нему домашнюю сеть через рубильник. Во время ремонтных работ такой рубильник может выполнять функцию разъединителя.

Монтаж перекидных устройств

Перекидное электрооборудование монтируется внутри распределительного щита. Для внутренней установки подходят модели с пластиковым корпусом, для наружной — с металлическим, обеспечивающим лучшую защиту. Внутри щитов обычно предусмотрена DIN-рейка для крепления модульных аппаратов. Процесс монтажа включает следующие этапы:

Модели, которые могут отключаться под нагрузкой, рекомендуется устанавливать вертикально.
Подбираются шины и провода. Их сечение должно строго соответствовать номинальному току переключателей.
Шины и провода подводятся к неподвижным контактам рубильника.
Все соединения плотно зажимаются клеммами для обеспечения надежного контакта и исключения перегрева.
Резьбу крепежных гаек рекомендуется покрыть тонким слоем технического вазелина.
Затяжку контактных гаек производят плавно. После первого оборота ключа гайку слегка ослабляют, а затем аккуратно и равномерно затягивают окончательно.
На поверхность контактных ножей наносится небольшое количество касторового масла для предотвращения их заклинивания в стойках.
Все металлические нетоковедущие части на внешней стороне корпуса должны быть надежно заземлены.

Для стабильной работы рубильник следует устанавливать в закрытом, сухом помещении. Устройство необходимо защитить от попадания влаги и пыли, а после монтажа проверить надежность его фиксации на DIN-рейке.

Порядок включения и переключения

Трехпозиционные (пакетные) устройства, как правило, не имеют встроенного разъединителя. Процедура их подключения к резервному питанию выглядит следующим образом:

Отключение вводного автоматического выключателя (основная сеть).
Перевод рукоятки перекидного рубильника в положение, соответствующее линии генератора.
Отключение автоматических выключателей нагрузки (отходящих линий).
Подсоединение кабеля от переключателя к розетке или клеммам генератора.
Запуск генератора и ожидание его выхода на рабочий режим (обычно около 2 минут).
Подача питания от генератора на рубильник.
Последовательное включение автоматов нагрузки.

Для повышения безопасности рекомендуется устанавливать отдельные автоматические выключатели на каждый из вводов (основной и резервный).

Типовые схемы подключения

Выбор схемы подключения перекидного выключателя напрямую зависит от типа электросети.

Подключение в однофазную сеть

К однофазной линии подключаются двухполюсные модификации, работающие совместно с блоками питания на 300 В. Подключение выполняется при номинале отрицательного сопротивления около 50 Ом. Устройства устанавливаются с использованием медных перемычек. В жилых зданиях монтаж чаще всего производится в электрощитах типа КК220. Реверсивные блоки для классической однофазной сети, как правило, не применяются.

Подключение в двухфазную линию

Для двухфазной сети подходят расширительные рубильники. К ним необходимо добавить соединительный узел — блок питания на 220 В. Предельное напряжение модульных устройств составляет 300 В, но наличие двух модулей позволяет получить на выходе напряжение до 350 В.

Процесс подсоединения имеет свои особенности:

блокиратор устанавливается в электрическом щитке вместе с тиристорным блоком;
номинал отрицательного сопротивления цепи должен быть около 40 Ом;
рекомендуется использовать контактные системы только в закрытых (защищенных) рубильниках;
если в системе используются два реверсивных блока от разных производителей, потребуется установка контроллера.

Контроллер необходим для предотвращения нелинейных искажений в сети.

Подключение в трехфазную электросеть

Переключатель для трехфазной сети совмещается с блоком питания, номинальное рабочее напряжение которого составляет 400 В, а также с импульсными трансформаторами. Ввод прибора может осуществляться через инвертирующий выход. Выходные токи подаются через проходные конденсаторы.

Для трехфазной сети допускается использование как двухмодульных, так и одномодульных устройств. Одномодульные должны иметь пороговое напряжение 350 В и отрицательное сопротивление не менее 55 Ом. Обязательным условием для работы в трехфазной сети является наличие у рубильника блокиратора.

Организация подключения генератора через перекидной рубильник

Для организации такой схемы потребуются два модульных контактора или электрическая перекидка на 7 контактов. При этом две пары контактов должны быть нормально замкнутыми, а две другие — нормально разомкнутыми. Алгоритм подключения:

Крайний контакт переключателя подводится к вводу основной линии и кабелю от генераторной станции.
Средний контакт подключается непосредственно к потребителю (нагрузке).
Рубильник устанавливается в исходное положение — подключение к основной сети.
При переключении питание начинает поступать с генератора.
Сам переключатель монтируется в щитке управления системой.
Для обеспечения прогрева генератора и задержки подачи питания после его запуска устанавливается реле времени.
Резервный контактор запитывается через основной коммутатор ввода с использованием нормально замкнутого контакта.

Процессы переключения инициируются пользователем. При падении напряжения в основной сети он переводит рубильник в нейтральное положение. После восстановления напряжения в сети активируется первый контакт, что приводит к размыканию цепи питания второго ввода (генератора).

Изготовление перекидного рубильника для генератора своими руками

Создание простого перекидного устройства в домашних условиях выполняется в несколько этапов:

Подбор автоматических выключателей по количеству цепей, требующих переключения. Для двухфазной сети потребуются 2 двухполюсных или 4 однополюсных автомата.
Установка автоматов в монтажный щит. Один автомат монтируется в стандартном положении, второй — перевернутым (для синхронного движения рукояток).
Соединение узлов между собой перемычками из провода подходящего сечения.
Установка общей стальной фиксирующей планки в толкатели автоматов (для этого в корпусе есть специальные пазы). Эта планка позволит переключать все автоматы одновременно одним движением.
Тестирование работы собранной системы — при переключении должен быть слышен четкий одновременный щелчок всех автоматов.

Важно понимать, что таким способом можно изготовить только двухпозиционное устройство (вкл/выкл). Настоящий трехпозиционный рубильник (с нейтральным положением) в домашних условиях сделать практически невозможно.