Interruttore di commutazione: principio di funzionamento e design

Gli interruttori a bilanciere sono dispositivi azionati manualmente che effettuano più commutazioni con un solo movimento. Sono utilizzati nei sistemi di distribuzione per chiudere e aprire un circuito elettrico. L'interruttore a bilanciere è progettato per amperaggio 100-1000 A e tensione fino a 400 V, adatto per locali residenziali e industriali.

Cos'è l'interruttore a bilanciere?

Lo scopo dell'interruttore a levetta è trasferire la tensione tra due linee o collegare più reti. Utilizzando un interruttore automatico, è possibile eliminare la dispersione di corrente in caso di incidenti e passare rapidamente a tutta la linea. La commutazione del dispositivo viene eseguita utilizzando una leva sul pannello frontale, che è impostata su 1-2 posizioni.

L'apparecchiatura è installata nella sala di controllo o vicino al pannello di input.

Specificità del dispositivo

L'interruttore a bilanciere è simile all'interruttore a due posizioni in linea di principio, ma differisce per una maggiore potenza e un azionamento regolare del coltello. La seconda differenza è il processo di commutazione con interruzione della linea e lavoro in tre posizioni:

• appartamento/rete domestica;
• spegnimento;
• alimentazione dal generatore.

Per comprendere il principio di funzionamento dell'interruttore a bilanciere, è necessario comprendere il design. Il contatto centrale è una striscia nel mezzo con coltelli a forma di V. I terminali superiore e inferiore sono utilizzati come laterali. Il contatto centrale si collega solo in alto o solo in basso. I coltelli non hanno acceleratori o molle, quindi il trasferimento dalla rete principale a quella di backup avviene manualmente.

Pro e contro dell'utilizzo di interruttori automatici

Un interruttore elettrico è il dispositivo più semplice con vantaggi e svantaggi. I vantaggi del funzionamento includono:

• Visibilità. Il dispositivo può essere ispezionato visivamente per rilevare eventuali danni. La posizione dei coltelli è chiaramente visibile.
• Costruttivo semplice. Un numero ridotto di componenti semplifica la manutenzione e la riparazione del dispositivo.
• Alta corrente di commutazione. L'interruttore commuta una corrente di 500, 630 o 1000 Ampere.
• A basso costo. È possibile acquistare un interruttore per l'installazione in una casa o appartamento privato.

Nonostante le caratteristiche positive, la macchina presenta diversi svantaggi:

• Tipo di costruzione aperto. Tutti gli elementi sono in bella vista, con un tocco disattento ci sono rischi di scosse elettriche.
• Velocità di commutazione irregolare. Se i coltelli vengono mossi lentamente, si forma un arco ad alta temperatura, che brucia le parti interne dell'apparecchio.
• Possibilità di cortocircuito in caso di arco ad alta temperatura.
• Il verificarsi di correnti di spunto durante la commutazione prima che il carico venga spento.

Per proteggere le parti esposte, il relè a levetta è nascosto in un'apposita scatola.

Tipi di interruttore

Il collegamento di dispositivi secondo schemi diversi e le differenze nei parametri operativi implicano la divisione degli interruttori in tipi.

Interruttori unipolari

I dispositivi hanno un modulo e conduttori in rame. Differisce in bassa, circa 200 V, tensione di uscita. L'applicazione principale dell'interruttore di commutazione è per la manutenzione di un generatore con una frequenza di lavoro fino a 20 Hz.

Il dispositivo modulare non è installato in un edificio residenziale che consuma molta energia. Il carico massimo dell'apparecchio non deve superare i 200 A.

Versioni bipolari

Lo scopo dei commutatori in due direzioni è la manutenzione di grattacieli, apparecchiature collegate a una rete bifase o monofase. Il dispositivo ha una resistenza media negativa di 60 ohm. Il tipo di tensione di uscita dipende dalla modifica dell'interruttore.

L'interruttore è adatto per il collegamento a una rete bifase. Dotato di bloccanti, ha un alto limite di sensibilità. Disponibile con due o tre moduli. Per i generatori sono adatti modelli con una tensione di 350 V, progettati per un carico di 30 A. L'installazione viene eseguita in combinazione con un'alimentazione per 200-300 A con un limite di carico di 3 A.

Reti bipolari popolari - PP20 con condensatori di tipo aperto, che richiedono il collegamento di un alimentatore con una tensione di 300 V.

Interruttori a doppio condensatore

L'interruttore a levetta è progettato solo per circuiti monofase. I dispositivi sono prodotti con due condensatori e due moduli, funzionano in combinazione con alimentatori da 300 V. La tensione media è di 30 A.

I dispositivi sono installati con due ponticelli in rame. I modelli a due condensatori sono compatibili solo con gli interruttori di espansione.

I dispositivi possono essere combinati con i contatori.

Commutatori

L'interruttore elettrico fornisce la disconnessione della rete da una fonte di energia e la connessione a un'altra. La presenza del punto medio spiega il nome “crossover”. I dispositivi sono realizzati con scaricatori d'arco che forniscono la commutazione quando la tensione è collegata. I modelli senza meccanismi ad arco vengono commutati quando il carico è spento. L'interruttore funziona solo in modalità manuale - la commutazione viene eseguita utilizzando una leva di comando isolata.

Il design del dispositivo è presentato:

• corpo sigillato;
• contatti a coltello mobili con due posizioni di lavoro e una intermedia;
• uno scivolo d'arco, ma ci sono interruttori senza di esso;
• terminali per il collegamento alla rete.

Il collegamento a una linea di carico viene effettuato secondo il principio:

1. L'alimentazione principale è collegata al contatto n. 1.
2. Un generatore diesel o elettrico è collegato al contatto n. 2.

Se è necessario entrare in un edificio con una tensione trifase, viene utilizzato un interruttore trifase a 4 poli. Il dispositivo è collegato in questo modo:

1. È necessario accedere alla rete tramite 4 terminali.
2. Il generatore viene lanciato su 4 terminali.
3. Il carico è collegato a 4 terminali.

Lo zero è collegato a un terminale su quattro, la fase è collegata a tre.

Aree di utilizzo

Lo scopo principale dei dispositivi è trasferire il carico tra due o più sorgenti. Sono abituati a:

• commutazione dell'alimentazione di backup;
• trasferimento del carico dall'apparecchiatura principale al backup;
• passaggio da una sorgente alla seconda senza la presenza di un carico.

La velocità di commutazione dell'interruttore non dovrebbe dipendere dall'operatore: ciò impedirà il burnout dei contatti.

Caratteristiche dell'applicazione interruttore a tre posizioni

Un sezionatore tripolare è adatto per collegare un alimentatore di backup alla linea domestica. Viene utilizzato solo dopo aver scollegato il carico. Il generatore dovrà essere attivato e messo in posizione di lavoro. Quindi è necessario collegare la rete domestica ad esso. Quando si eseguono lavori di riparazione, l'interruttore verrà utilizzato come sezionatore.

Installazione di dispositivi

L'apparecchiatura elettrica di commutazione è installata nel quadro elettrico. Per l'installazione interna, sono adatti i modelli con alloggiamento in plastica, per l'installazione esterna - in metallo.All'interno delle scatole è presente una guida DIN speciale per interruttori. L'installazione dei dispositivi viene eseguita come segue:

1. I modelli con esclusione del carico sono installati verticalmente.
2. Il tipo di pneumatici e fili è selezionato. La loro sezione deve corrispondere alla corrente nominale degli interruttori.
3. Le sbarre e i fili sono collegati a contatti fissi.
4. Gli elementi sono strettamente serrati con terminali per contatti affidabili ed eliminando la possibilità di surriscaldamento.
   
5. I fili delle noci sono ricoperti di vaselina.
6. I dadi di contatto si serrano dolcemente. Dopo il primo giro di chiave, il dado viene allentato e poi stretto con cura.
7. L'olio di ricino viene applicato sulla superficie dei coltelli a contatto, che impedirà loro di incastrarsi nei rack.
8. La messa a terra degli elementi metallici non portatori di corrente viene effettuata sulla parte esterna della scatola.

Affinché l'interruttore funzioni senza interruzioni, l'installazione viene eseguita all'interno. Il dispositivo deve essere protetto dall'umidità, quindi verificare la fermezza dell'adattamento sulla guida DIN.

Ordine di inclusione

I dispositivi a tre posizioni o confezionati sono prodotti senza sezionatore. Si collegano in questo modo:

1. Arresto della macchina introduttiva.
2. Installazione della maniglia del dispositivo sulla linea del generatore.
3. Spegnimento dell'interruttore di carico.
4. Collegare il cavo dell'interruttore alla presa del generatore.
5. Avvio del generatore, attesa del riscaldamento (2 minuti).
6. Alimentazione all'interruttore.
7. Accensione macchine automatiche.

Le macchine automatiche sono posizionate su ciascuno degli ingressi.

Schemi di collegamento di base

Lo schema di collegamento dell'interruttore a levetta è determinato dal tipo di alimentazione.

Rete monofase

A questa linea vengono collegate solo versioni bipolari con alimentatori con tensione di esercizio di 300 V. Il collegamento avviene con una resistenza negativa di 50 Ohm. I dispositivi sono posizionati su ponticelli di rame. L'installazione in un edificio residenziale viene eseguita in quadri tipo KK220.

Le unità reversibili per una rete monofase non sono adatte.

Linea bifase

Per una rete bifase, sono adatti solo switch di espansione. A loro dovrai aggiungere un nodo di collegamento - alimentatori per 220 V. La tensione massima dei dispositivi modulari è di 300 V, ma la presenza di due moduli consente un limite di tensione all'uscita di 350 V.

Il processo di connessione degli interruttori ha diverse sfumature:

• il blocco è installato nel quadro elettrico insieme all'unità a tiristori;
• la resistenza negativa è di 40 ohm;
• i sistemi di contatto sono utilizzati solo negli interruttori chiusi;
• se si dispone di due unità di inversione di produttori diversi, sarà necessario un controller.

Il controller viene utilizzato per prevenire la distorsione armonica della rete.

Rete elettrica trifase

L'interruttore è combinato con un alimentatore con una tensione di esercizio nominale di 400 V, trasformatori di impulsi. È possibile accedere al dispositivo tramite l'uscita invertente. Le correnti di uscita saranno alimentate attraverso i condensatori passanti.

Per una rete trifase, è consentito l'uso di dispositivi a due moduli e a un modulo. Quest'ultimo deve avere una tensione di soglia di 350 V e una resistenza negativa di 55 ohm.

Per tre fasi è adatto solo un interruttore con blocco.

Collegamento di un generatore a un commutatore

Per organizzare l'accoppiamento sono necessari due contatti modulari o un commutatore elettrico per 7 contatti. Una coppia dovrebbe essere normalmente chiusa e una coppia dovrebbe essere normalmente aperta. Il collegamento viene effettuato come segue:

1. È necessario inserire il contatto estremo dell'interruttore sulla linea e l'ingresso del cavo della stazione.
2. Il contatto centrale è collegato al consumatore.
3. L'interruttore viene posizionato nella sua posizione originale, collegandosi alla rete principale.
4. Durante il trasferimento, l'alimentazione viene fornita dal generatore.
5. L'interruttore è installato nel pannello di controllo.
6. Per riscaldare il sistema e fornire alimentazione dopo aver attivato il generatore, è installato un relè a tempo.
7. Il contattore di backup è alimentato tramite il comunicatore passante principale tramite un contatto normalmente chiuso.

I processi di commutazione sono implementati dall'utente. Imposta l'interruttore sul neutro in caso di caduta di tensione. Alla ripartenza si attiva il primo contatto, aprendo il circuito di potenza del secondo ingresso.

Autoassemblaggio di un interruttore a levetta per un generatore

Fare un interruttore con le tue mani è fatto passo dopo passo:

1. Selezione delle macchine in base al numero di circuiti di commutazione. Sul bifase sono installati 2 modelli bipolari o 4 unipolari.
2. Installazione di macchine automatiche nello scudo. Uno è posto in una posizione standard, il secondo è capovolto.
3. Nodi di commutazione con fili.
4. Installazione di un fermo in acciaio nello spintore (ci sono spazi vuoti nella macchina). La barra ti permetterà di cambiare tutte le macchine contemporaneamente.
5. Controllo della qualità del sistema: dovresti sentire un clic.

Non puoi creare un interruttore a tre posizioni da solo: ottieni solo un dispositivo a due posizioni.

Consigli pratici per il funzionamento

L'utilizzo dell'interruttore richiede il rispetto delle seguenti regole:

1. Il dispositivo funziona a temperature da -40 a +50 gradi.
2. L'interruttore di inversione è installato solo nella custodia con la piastra di montaggio.
3. È consentito attivare manualmente interruttori automatici con contatti d'arco e di interruzione.
4. Il coltello di contatto bruciato viene pulito con una lima o carta vetrata.
5. Serrare i bulloni di fissaggio per evitare che le gambe si inclinino.
6. Tutte le parti attive del dispositivo sono isolate.
7. Per il trasferimento di fase manuale, è adatto un interruttore di transizione a due vie.
8. È necessario scegliere un interruttore in base alla potenza della corrente trasmessa.

Se non c'è tensione nella rete principale, il generatore viene prima avviato, quindi l'interruttore viene portato in posizione di funzionamento.

I commutatori sono adatti per l'installazione in condomini, in produzione con generatori di backup. I dispositivi semplificano la manutenzione degli alimentatori, monitorano le linee elettriche e proteggono le apparecchiature ad esso collegate.