Пакетный выключатель - назначение, схема и устройство

С пакетниками возникают проблемы из-за невозможности автоотключения от сети в случае необходимости. Если нагрузки даже незначительно превышают допустимые, прибор выходит из строя

В подъездах многоэтажек уже давно не ставят пакетные выключатели. Их заменили на современные двухполюсные автоматы, отличающиеся лучшей износостойкостью, долговечностью и большей пропускной способностью тока. Новые приборы подсоединяют к электросети каждой отдельной квартиры, а не подъезда.

Что такое пакетный выключатель: виды, назначение, характеристики, устройство и применение выключателя пакетного типа (115 фото)

Как это неудивительно, но многие люди не имеют представления, как выглядит пакетный выключатель, хотя на самом деле неоднократно на него натыкались. Во времена СССР подобным оборудованием оснащали все здания. Оно выполняло задачу рубильника, включая и отключая при необходимости подачу электрического тока.

Сегодня популярна замена пакетных выключателей на более современные автоматы. Но в некоторых квартирах и домах до сих пор можно встретить пакетники.

Назначение пакетного выключателя

Назначение пакетника:

распределение электрического тока;
полное отключение электроэнергии в квартире или подъезде.

Пакетный выключатель отличается от дифференциального аналога невозможностью его отключения от сети. Небольшие перегрузки могут вывести его из строя.

В былые времена подобными компактными приспособлениями оснащали каждое жильё, поскольку отсутствовали альтернативные способы контролирования поступающего тока.

На сегодняшний день электрики предпочитают использовать двух- или трёхполюсный автомат.

Пакетники разработаны для работы в электросетях, где напряжение невелико (не больше 440 В).

Но существуют экземпляры, которые могут работать и при более высокой нагрузке.

Устройство оборудовано рычагом, который даёт возможность вырубить электричество вручную. Схему пакетного выключателя можно без проблем найти в Интернете.

Особенности конструкции

Основными частями пакетника являются контактная группа и переключающееся устройство. Эти два элемента совместно с подвижными контактами помещены в один корпус. В состав приспособления также входят стационарные контакты, соединение и разъединение которых происходит при помощи специальной пружины, управляемой рубильником.

Принцип работы пакетного выключателя заключается в следующем: при движении рукоятки совершается завод пружины механизма переключения. Посредством этого фигурная шайба вместе с подвижными контактами поворачивается, замыкая или размыкая контакты. Её поворот ограничивает размещённый в крышке упор.

Достоинства пакетников

Пакетные выключатели имеют следующие преимущества:

Небольшие размеры.
Быстрота гашения дуги.
Лёгкость ухода и эксплуатации.
Стойкость к механическим воздействиям.
Широкая область использования.

Пакетные выключатели можно использовать вместо выключателей ввода, для управления двигателями, а также в качестве токораспределяющих устройств. С их помощью можно переключать цепи управления.

Разновидности

В зависимости от уровня защиты от воздействия негативных условий окружающей среды выпускают следующие виды пакетных выключателей:

открытые;
закрытые;
герметичные.

Открытые переключатели являются незащищёнными. Их устанавливают в распределительных щитках. Также местом их крепления могут быть металлические ящики. Недостатки таких приборов – чувствительность к пыли, низкая устойчивость к повышенной влажности.

Закрытый пакетник оснащён спецоболочкой, выполняющей роль корпуса. Подобное конструкционное решение делает возможным установку прибора вне электрического щита. Достоинства – устойчивость к грязи, пыли и влажности, безопасность эксплуатации.

Герметичные выключатели делают из сплава алюминия и поливинилхлорида. Плюсы подобных приспособлений – долговечность, прочность, надёжность, влагостойкость, герметичность.

Нюансы подключения

Как же подключить пакетный выключатель? Его компактность позволяет использовать для закрепления устройства в электрическом щите стандартную DIN-рейку. В качестве крепёжных деталей обычно применяют саморезы.

Устанавливая пакетник, следует ориентироваться на его схему подключения. Вам понадобится подсоединить провода к соответствующим клеммам данного оборудования. Это процедура требует сосредоточенности и внимательности. Помните, что у приспособления, сделанного за рубежом, цветовая маркировка проводов может отличаться.

Перед приобретением пакетного выключателя тщательно изучите информацию о нём, попросите у продавца ознакомиться с прилагающимися к изделию документами. Не пытайтесь сэкономить, выбирая товар низкого качества от непроверенных производителей. Это выйдет вам боком.

Основные типы и виды пакетников

Пакетники классифицируют по разным признакам:

по месту присоединения внешних электрокабелей к панели (переднее, заднее подключение);
по степени защищенности внутренних конструкционных элементов от негативных факторов окружающей среды (различают открытые, защищенные, герметичные приборы);
по особенностям конструкции переключателей (пакетно-кулачковые, барабанные).

Несмотря на большое разнообразие пакетных выключателей и переключателей они имеют общие техническо-эксплуатационные характеристики и схожие недостатки.

Так, ресурс пружинного механизма рассчитан примерно на 103 отключения электроэнергии. Есть износостойкие модели, которые выполняют 203-1000 отключений. Главное условие: частота срабатывания механизма не должна превышать 50 в течение 1 часа.

Галерея изображений

Фото из

Пакетники в незащищенном корпусе прекрасно подходят для монтажа в электрощитках. Главное, чтобы щиты, ниши или ящики располагались в сухих помещениях и были надежно закрыты от пыли, влаги, брызг. Если эти условия не соблюдены, высока вероятность, что прибор быстро выйдет из строя из-за ржавчины, частиц пыли или повреждения контактов

Пакетные устройства выключения и переключения, закрытые корпусом, необязательно устанавливать в нишах и щитах. Их внешняя оболочка служит хорошей защитой от пыли и случайных повреждений. Производители отдельно позаботились о том, чтобы на контакты не попадали частицы грязи, а к токоведущим элементам невозможно было прикоснуться, не разобрав устройство

Это приборы в брызгонепроницаемых и взрывозащищенных корпусах. Внешние оболочки устройств изготовлены из высокопрочного пластика и алюминия. Материалы исключительно долговечны, не поддаются коррозии. Корпуса сконструированы так, чтобы внутрь механизма не попадали капли влаги и частицы пыли. Такие устройства можно монтировать в любых условиях, даже за пределами помещений

Пакетники различаются по способу установки. Они делятся на стационарные и выкатные с втычными контактами. Выбирают устройства в зависимости от удобства и конкретных условий эксплуатации. Главное, чтобы технические характеристики приборов соответствовали напряжению в сети, количеству направлений и полюсов, номинальному току

Открытый пакетный выключатель

Защищенные и незащищенные пакетники

Пакетник в герметизированном корпусе

Современный стационарный пакетный выключатель

Маркировка изделий может включать такие буквенные и цифровые условные обозначения:

«В» – выключатель;
«П» – переключатель;
«П» – пакетный;
«Г» – герметичный;
цифры 1-4 – количество полюсов;
«Н» – направление (2, 3, 4, а также «Р» — реверс).

В маркировке приборов указывают степень защищенности, тип размещения, особенности установки, номинальный ток. Иногда можно встретить пометки-сокращения «сил.» и «пл.». Они используются для обозначения материала корпуса (силуминовый, пластиковый). К примеру, маркировка прибора ГППМ-2-60/Н2 расшифровывается как 2-полюсный 60-амперный герметичный пакетный переключатель на 2 направления.

5 бесспорных преимуществ устройств

Популярность пакетных выключателей в течение многих десятилетий обусловлена неоспоримыми достоинствами этих приборов:

Компактность. Благодаря маленьким размерам устройства просты в установке и удобны в эксплуатации.
Высокая скорость гашения электродуги. Пакетные выключатели рационально сконструированы, поэтому как гашение электрической дуги, так и отключение прибора происходят почти моментально.
Простота обслуживания. Пакетникам не нужен какой-то особый уход или техобслуживание. Главное, чтобы их вовремя осматривали и при необходимости заменяли.
Устойчивость к повреждениям. Устройства трудно сломать. Они хорошо справляются с механическими нагрузками, не страдают от вибрации.
Широкий спектр применения. Пакетные выключатели не боятся высоких и низких температур (от -40 до 70 градусов). Приборы, заключенные в герметичные корпуса, устойчивы к воздействию пыли и влаги.

Срок эксплуатации пакетника напрямую зависит от состояния выступов фиксирующей шайбы.

Если главная рабочая деталь изнашивается, прибор выходит из строя. Именно из-за этой особенности к устройствам есть претензии относительно недолгого срока службы.

Есть множество видов пакетных одно-, двух-, трех-, четырехполюсных приборов для отключения подачи электроэнергии. Их основные технические характеристики указаны в маркировке производителя и обусловлены схемами подключения

Пакетные выключатели не подлежат ремонту. Если они ломаются, их приходится заменять. Зато на протяжении всего срока работы приборы не нужно обслуживать. Достаточно раз в полгода чистить их от загрязнений и проверять функциональность.

Что такое пакетный выключатель и для чего он нужен?

Устаревшим аналогом автоматического выключателя считается так называемый пакетник. Ранее данный аппарат часто использовался для распределения электроэнергии, а в частности полного отключения электричества в квартире.

Из-за своей недолговечности (сгорает при перепадах напряжения), его стали все реже применять для бытовых нужд, однако в производственных целях применение пакетника вполне актуально.

В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы пакетного выключателя.

Конструкция

Данный аппарат получил название из-за особенности своей конструкции. Однотипные коммутационные элементы набраны на одну ось и представляют собой единое устройство. На картинке ниже представлена конструкция дискового выключателя пакетного типа.

Корпус из электроизоляционного материала, с пазами для неподвижных электрических контактов, оснащен камерами дугогашения. В центре подвижная шайба из изоляционного материала, с расположенными на ней ножами электродами. Несколько таких элементов располагаются на одной оси, с помощью которой и приводится аппарат в действие.

Ниже на рисунке представлен еще один тип пакетных переключателей — кулачковый, или как его еще называют галетный. Электроизоляционный корпус с расположенными на нем неподвижными и подвижными контактами, подпираемыми пружинами и располагаемые на направляющих изоляторах, которые упираются в подвижную фигурную шайбу, с углублениями под направляющие штырьки.

Подробнее об устройстве пакетника вы можете узнать из данного видео:

Принцип действия

Рассмотрим, как работает пакетный выключатель. Итак, оператор, поворачивая рукоятку, приводит в действие подвижные шайбы. Они в свою очередь, передают движение на контактную группу, в результате чего происходит переключение, контакты размыкаются или замыкаются, в зависимости от начального положения.

Дисковые пакетные выключатели имеют два положения рубильника: включено и выключено. Кулачковый переключатель возможно «запрограммировать» и переключение контактов будет зависеть от положения самого переключателя.

Назначение

Выключатель нагрузки — он же дисковый рубильник, из-за одновременной работы набранных в один корпус коммутаторов часто используют как силовой элемент для отключения нагрузки, электрических машин, силовых цепей. Также пакетник нужен для переключения нагрузки от одной питающей цепи к другой (аварийный ввод резерва).

Кулачковый пакетник используется как управляющий переключатель оперативных цепей. Он подает питание на цепи управления в зависимости от положения переключателя, включая и отключая элементы управления.

Область применения

На картинке представлены основные типы пакетных выключателей:

Вы их могли видеть в электрических ящиках и подъездных щитах (выключатели нагрузки). Некоторые модели снабжаются прозрачными смотровыми окошками для визуального наблюдения за состоянием контактов, что позволяет удостоверится в правильном расположении устройства.

Пакетники применяются в пультах управления, оперативного переключения, в подстанциях для снятия показаний величин с удаленной линии, оперативным персоналом.

Помимо этого пакетные выключатели используют в кабинах машинистов электросиловых агрегатов: краны, экскаваторы и прочие механизмы.

С помощью такого переключателя машинист устанавливает скорость и направление вращения силового агрегата, выбирает режим работы, с помощью замыкания группы контактов отвечающего за данный параметр, участок схемы.

Часто на линейных схемах механизмов можно увидеть такое обозначение — командоконтролер. Это положение группы контактов в пакетном переключателе, для управления механизмов путем подачи в определенном порядке на схему управления питания. Для наглядности работы разберем схему управления двухскоростным электродвигателем.

На картинке изображена часть схемы переключения обмоток двигателя звезда-треугольник. Кулачковый рубильник — командоконтролер, обозначен буквами SM.

В положении 1 происходит подача питания на схему, реле KV становится на самоподхват, подавая питание в оперативные цепи не зависимо от расположения ключа контролера. В положении 2 происходит подача на катушку пускателя КМ1, который запускает двигатель по схеме треугольник.

Более детальные обзоры пускателей и способов управления мы рассматривали в других наших статьях. Теперь вы наверняка знаете больше о назначении, принципе работы и устройстве пакетного выключателя!

Будет полезно прочитать:

Виды релейной защиты
Как подключить тепловое реле
Проверка чередования фаз

Чем отличается, преимущества и недостатки

Первое, что надо сказать о пакетнике — это ручное устройство, без автоматического срабатывания (отщелкивания с расцеплением контактов при перегрузках, КЗ). Для вкл./выкл. цепи надо вручную поворачивать его рукоять с тугим ходом.

Надо сказать, что конструкция до сих пор остается функциональной, но для жилья она во многом утратила актуальность. С другой стороны, в электроустановках (промышленность, производство, энергетика, станции), где по специфике затребован ручной принцип активации/деактивации оборудования, использование пакетников распространено, является стандартом. В новом жилье такие рубильники не ставят уже давно, вместо них — АВ. Замену, как правило, всегда делают, если проводят ремонт электрокоммуникаций, обновление проводки, щитка.

Отличия пакетника от автоматического выключателя (АВ)

Пакетники заменяют именно автоматическими выключателями. Альтернативы автоматам, как правило, нет. АВ намного современнее с автономным реагированием на перегрузки, а также ими можно управлять вручную: двигать переключатель, смыкая/размыкая цепь, когда нужно, то есть устройство намного универсальнее.

Характеристика	Выключатели
Пакетный	Автоматический
Функции	Только коммутация.	Коммутация и защита от перегрузок и токов КЗ.
Конструкция	Полностью механическая конструкция разъединения/смыкания контактов цепи, требующая только ручного управления. Проще говоря, принцип работы изделия как у обычных бытовых выключателей освещения.	В составе есть два расцепителя: тепловой — отключение при перегрузках, например, если мощности потребителей превышают возможности проводки (ее сечение не соответствует потребляемым кВт); электромагнитный — расцепление (обесточивание) при КЗ на линии, в электроприборах в квартире.
Управление	Все управление только ручное.	Включение только ручное, и это логично, так как пользователь должен иметь возможность сам активировать источник опасности — сеть. Отключение — и ручное, и автоматическое.
Монтаж	К корпусу щитка или к рейке, но обычно только винтами.	На DIN планку защелкиванием, а также есть вспомогательные аксессуары для винтовой и иной фиксации.
Возможность других схем (вариантов) переключения	Есть, возможны вариации между клеммами.	Нет, но этого и не требуется в условиях использования.

Особенности отличий

Главная разница в том, что автомат обладает функцией защиты цепи от КЗ и перегрузок, отключается сам при опасности, а пакетник — это обычный механический выключатель, его принцип ничем не отличается от такового. Ручные рубильники обычно круглые, многогранные, с продольной ручкой, часто имеют ретро дизайн. АВ — это плоская серая пластмассовая коробочка с желтыми, красными, синими и пр. цветов маленькими рычажками (флажками) с ходом вверх/вниз. Старые образцы могут быть кнопочными. Такие коробы удобно размещать модульно — их можно просто и легко добавлять в ряд на DIN-рейку.

При пакетном выключателе, если, например, никого нет дома и некому повернуть рубильник, перегрузка будет действовать, пока окончательно не сгорит проводка, и это может стать причиной пожара всего здания. А при АВ произойдет автоматическое расцепление контактов, разъединение, обесточивание при малейших признаках некорректной работы сети. Максимум, что может произойти — немного перегреется проводка.

Автоматический выключатель защищает проводку от нагрева и плавления, возгорания, под него и сечение жил подбирают следующие ступени защиты в виде автоматики отключения — УЗО, АВДТ. Последние и АВ можно ставить и к пакетнику.

Преимущества и недостатки

Преимущества АВ очевидны — автоматичность, компактность, простота в установке, защита цепи. Минусы пакетника: нет перечисленного, а также рубильники ломаются при частых скачках напряжения, могут выгореть контакты. У АВ такого свойства нет, так как он просто разомкнет цепь, что исключит нагрев аппарата.

Недостатков у АВ по сравнению с пакетниками нет, кроме одного исключения, но оно обусловлено специфичностью среды использования. В электроустановках, на объектах производства и распределения электричества (станции, подстанции) иногда требуется именно ручной способ выкл./вкл. и возможность менять варианты контактов — тогда ручной рубильник незаменим.

Устройство автомата

Чтобы перейти к схемам подключения автомата, необходимо разобраться в первую очередь с его конструкцией. А так как нас интересует именно подключение проводов к нижним или верхним контактам прибора, то надо понимать, что оба контакта (подвижный и неподвижный) изготавливаются из разных металлических сплавов.

https://youtube.com/watch?v=v53UMXSpc5A

Когда дело касается сети переменного тока, то при коммутации автомата его контакты выгорают равномерно, и здесь разницы, куда подключать провода, нет никакой. Если автомат располагается в схеме с постоянным током, то выбор контакта подключения – важная составляющая правильной и долгосрочной работы самого прибора. При высокой величине силы тока наблюдается перенос металлов с одного контакта на другой, поэтому в таких сетях подключение питающих проводов надо производить только сверху, то есть, через неподвижный контакт.

Теперь переходим непосредственно к самому устройству автомата. Чтобы вы поняли, что находится внутри этого прибора, рекомендуем ознакомиться с рисунком ниже.

Два основных элемента, которые выполняют защитные функции автомата – это расцепители электромагнитный и тепловой.

Схемы подключения дифавтомата

Электромагнитный расцепитель

Этот элемент является защитным, который срабатывает в том случае, если в электрической цепи, куда был установлен сам автомат, появилось короткое замыкание. Именно в этот момент в цепи появляются токи огромной величины (практически превышающие номинальное значение тока в тысячи раз). Чтобы не сгорела проводка и бытовые приборы, включенные в розетки, расцепитель мгновенно отключает подающую сеть. Время отключения – это миллисекунды. Кстати, существует определенная маркировка по времятоковым характеристикам. Обозначается она буквами латинского алфавита и наносится на корпус самого автоматического выключателя. В быту чаще используются типы «А», «В», и «С».

Сама конструкция электромагнитного расцепителя – это сердечник (соленоид), вокруг которого расположены витки пружины. Соленоид связан напрямую с подвижным контактом автомата. А вот пружина соединяется последовательно с силовыми контактами и тепловым расцепителем. Номинальный ток слишком мал, чтобы созданный внутри катушки магнитный поток, смог втянуть сердечник и тем самым разомкнуть контакты. Как только в сети возникает короткое замыкание, то есть, появляется тог огромной величины, внутри катушки (пружины) возникают большие магнитные потоки, пружина сжимается и втягивает в себя сердечник, который в свою очередь тут же размыкает силовые контакты. А, значит, сеть будет обесточена.

Тепловой расцепитель

Этот элемент предназначается для защиты электрической цепи, если в ней начинают действовать большие нагрузки, отличные от номинальной. Это расцепитель, так сказать, замедленного действия. Он будет определенное время держать перегруз, и если последний не снизится до номинального значения, то отключит питание. Сразу оговоримся, что тепловой расцепитель не будет реагировать на скачки тока кратковременного действия.

Чисто конструктивно тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая, по сути, является консолью. Ее свободный конец соединен с механизмом, который и будет разъединять контакты. При номинальном токе свободный конец пластины располагается близко к рычагу расцепительного механизма. Как только в цепи начнется перегрузка, пластина начинает нагреваться и изгибаться, тем самым действуя на рычаг, тот в свою очередь на механизм, а последний на контакты, размыкая их.

Вот такое достаточно сложное устройство автоматического выключателя и принцип действия.

Конструкционные особенности пакетника

В конструкцию пакетника входят контактная группа и механизм переключения. Они заключены в оболочку, где также находятся подвижные контакты, зафиксированные на квадратной втулке из электроизоляционного материала.

Устройство снабжено неподвижными контактами, клеммы которых выходят из корпуса и по своей форме напоминают ножи. Контакты соединяются и разъединяются с помощью пружины. Ею управляют посредством рубильника.

Сам корпус прибора сборный: его составляют из электроизоляционных шайб, которые скрепляют специальными шпильками. Клеммами подвижных контактов управляют посредством рукояти, которая задействует пружину переключающего механизма

Поворот рукояти заводит пружину переключающего механизма. Она на четверть оборота поворачивает фигурную шайбу и подвижные контакты. Ход шайбы ограничивается упором, расположенным в крышке.

Подвижные контакты прикреплены к пластинам, сделанным из фибры. Материал, нагреваясь, выделяет газ, который под давлением движется сквозь отверстия пакета. Вместо газа в корпус поступает неионизированный воздух и гасит дугу.

Дисковый пакетный выключатель включается-выключается поворотом рукояти строго на 90 градусов. Рубильник может находиться только в двух положениях, в отличие от кулачкового переключателя, где переключение контактов зависит от расположения ручки

Благодаря простоте конструкции и удобству эксплуатации пакетники широко применяют в таких сферах:

в качестве выключателей ввода;
для переключения цепей управления;
как распределители электротока;
для управления электродвигателями.

Существует множество разнотипных моделей, предназначенных для использования в разных условиях: в сухих и влажных помещениях, для установки в щитках и технологических нишах.