Способы применения и меры предосторожности
Ручные и автоматические переключатели несколько отличаются по своему назначению. Если в доме электроприборы защищены от сильных скачков напряжения, а исчезновение тока не приведет к серьезным последствиям, то можно смело использовать ручной ПФ.
Такое устройство намного дешевле. Оно более надежно, потому что гарантированно не сможет подключить сразу две фазы. По конструкции может быть замкнута только одна пара контактов. Видимый разрыв контактов также способствует однофазному подключению. Фиксаторы не позволят произойти самопроизвольному переключению. Может переключать довольно мощную нагрузку.
Недостатком является то, что для переключения необходим сам человек. Но хуже всего то, что нагрузка не имеет никакой защиты от перенапряжения. Даже если в доме находятся люди, они не смогут достаточно быстро обесточить дом или квартиру, а результатом может стать сгоревший электроприбор.
Автоматический переключатель полностью берет на себя контроль и решение по переключению
. Человек не всегда может заметить перенапряжение, автомат же делает это молниеносно. Переключает он тоже намного быстрее человека.
К недостаткам можно отнести дороговизну. Впрочем, более серьезным недостатком является то, что во время грозы прибор может выйти из строя. Полупроводниковые детали, входящие в электронную схему, очень подвержены электромагнитному влиянию. Это может привести к нарушению работы всей конструкции.
Напряжение питающей сети не всегда соответствует требованиям потребителей. Если происходит его скачок с 220 В до 250 В, это может вывести из строя чувствительные электроприборы. В качестве защиты здесь можно применять переключатель фаз.
Разнообразие типов переключателей фаз
Ручные переключатели фаз
Цели применения устройств следующие:
- переключение питающей сети;
- запуск и остановка электродвигателей, включение трансформаторов и других приборов.
Главная цель механического переключателя – создание бесперебойного питания однофазной нагрузки и защита потребителей от скачков напряжений в сети.
На рисунке ниже изображена схема перекидного переключателя на 3 положения. К контактам (2), (4), (6) подключены 3 фазы, а к неподвижному контакту – нагрузка.
Схематичный вид 3х положений перекидного переключателя
Ручные кулачковые переключатели служат для коммутации цепей под напряжением до 380 В. Их используют при включении и выключении электроприборов, а также для создания главных и управляющих цепей. Устройства имеют небольшие габариты, выдерживают кратковременные перегрузки и обладают высокой коммутационной способностью
Когда производится выбор прибора, важно обращать внимание на номинальный ток
Во многих конструкциях ручных переключателей предусмотрено нулевое положение, в котором электрические цепи остаются разомкнутыми. Это позволяет использовать их в качестве выключателей.
Электронные переключатели фаз
Для защиты однофазных потребителей от скачков напряжения в сети лучше подходит электронный прибор. Он автоматически переходит на другую линию, когда действующая линия не может нормально работать. Оборудование служит для питания бытовой и промышленной нагрузки.
Автоматический прибор большинства типов имеет следующие параметры установки:
Минимальный и максимальный пределы напряжения. Особенно важен верхний предел, который следует правильно выставлять. Если его сделать слишком низким, начнутся частые срабатывания. При высоких значениях начнет перегреваться внутренняя проводка. Выбирается приоритетная фаза (L1) устройства переключения. Если на ней нет скачков напряжения, переход на линии (L2) или (L3) может не произойти. Если такое переключение будет иметь место, прибор продолжит слежение за приоритетной линией и при восстановлении необходимого уровня напряжения произойдет обратное переключение нагрузки. Если нижний и верхний пределы напряжения пересекаются в диапазоне отклонений на 10-20 В, прибор будет нестабильно работать
Поэтому важно сделать правильный выбор установок.
Время возврата – интервал, в течение которого переключатель должен автоматически проверять состояние прежнего источника питания, чтобы вернуться в исходное состояние. Если оно в норме, происходит обратный переход
В противном случае следующая проверка произойдет через тот же промежуток времени. Выбор времени возврата делает пользователь, исходя из опыта, потребностей и особенностей работы электросети.
Время включения – пауза, после которой прибор делает попытку включить питание нагрузки после того, как напряжение пропало на всех фазах.
Устройство переключателя фаз
Переключатель фаз – это устройство, используемое в электрических схемах для изменения фазы переменного тока. Оно имеет ключевое значение в системах электропитания и часто используется в промышленности и бытовой технике.
Основными компонентами переключателя фаз являются:
- Переключающий механизм – обеспечивает возможность переключения фазы;
- Электрические контакты – позволяют пропустить или перекрыть поток электричества;
- Командный элемент – используется для управления процессом переключения фазы;
- Дополнительные элементы – предохранители, кабельные соединения и другие, необходимые для корректного функционирования.
В зависимости от типа переключателя фаза может быть изменена вручную или автоматически. Ручные переключатели фаз обычно представляют собой рычаги или кнопки, позволяющие пользователю изменять положение контактов. Автоматический переключатель фаз функционирует на основе таймеров и сигналов с внешних устройств.
Переключатель фаз может иметь различные варианты конструкции, включая однофазные и трехфазные модели. Также могут быть использованы различные типы контактов, включая нормально разомкнутые (NO), нормально замкнутые (NC) и перекидные контакты.
Важным аспектом работы переключателя фаз является его эффективность и надежность. Устройство должно обеспечивать точное переключение фазы в соответствии с требуемыми параметрами. Насколько качественное и надежное будет функционирование данного устройства, зависит от его конструкции и качества исполнения.
В заключение, переключатель фаз – это устройство, позволяющее изменять фазу переменного тока в электрической схеме. Оно широко используется в различных областях, где требуется точное и надежное переключение фазы электричества.
Основные виды АПФ
В современных сетях нашей страны наиболее распространены модели переключателей PF 431 и PF 451. Рассмотрим их более подробно.
PF 431
Этот прибор обеспечивает надежную защиту бытовой аппаратуры от скачков напряжения на фазных жилах. Он может устанавливаться вместе с кондиционерами, холодильниками и морозильными камерами, компьютерами, системами сигнализации и видеонаблюдения и другой аппаратурой, которая должна непрерывно снабжаться электроэнергией.
Устройство работает по следующему принципу. Ко входу АПФ подключается трехфазное напряжение, к выходу – однофазная сеть с параметрами 220В, 50Гц. Прибор осуществляет контроль выходной разности потенциалов, и если она выходит за установленные пределы, подключает линию к фазной жиле, параметры которой соответствуют норме. При этом контроль за приоритетным проводником, которым для этой модели является L3, не прекращается.
Когда напряжение на ней нормализуется, происходит обратное подключение. Если разность потенциалов на L3 стабильна, переподключения питания на резервные фазы происходить не будет.
PF 451
Это устройство предназначено для обеспечения стабильности питания однофазных линий. Оно используется с различной бытовой аппаратурой, как и PF 431, и работает по аналогичному принципу, который незачем описывать повторно. Основная разница между ними заключается в том, что у PF 451 приоритетная фаза отсутствует. Поэтому для подключения всегда выбирается линия с оптимальными показателями напряжения.
Принцип работы и монтаж электроцепи на основе переключателя фаз на видео:
Область применения
Повторимся, что прежде чем заказать переключатель, вы должны знать – для его работы нужно 3 фазы. Резервные линии берутся именно с дополнительных фаз. Между фазами напряжение 380 Вольт, его называют «линейное», а между фазой и нулем 220 Вольт, его называют «фазным». Они связаны между собой, но в пределах этой статьи мы не будем углубляться в основы электротехники. Главное чтобы вы поняли, что для подключения к электросетям нужно наличие трёхфазной сети именно 380 Вольт.
Как уже было сказано, применяется этот прибор для подключения резервной линии. Это работает только в том случае, если одна из фаз трансформатора перегружена или произошел перекос. В случаях, когда на ввод трансформатор поступает «плохое» напряжение нужен автоматический ввод резерва с другой линии, переключатель фаз в этой ситуации не поможет.
Питание установок с непрерывным режимом работы осуществляется от переключателя фаз. Предлагаю рассмотреть область применения в наглядных примерах.
В медицине:
- аппараты жизнеобеспечения;
- холодильники с лекарствами в аптеках;
На производстве и в офисах:
- средства автоматизации;
- управляющая и аппаратура отслеживающая, записывающая сигналы;
- средства связи, стационарные радиостанции, диспетчерское оборудование;
- системы вентиляции;
В доме:
- газовый котел;
- система охраны;
- видеонаблюдение;
- система «умный дом»;
Система АВР
Организация автоматического запуска стоит значительно больше ручного. Однако внешний контроль она не отменяет – запуск ДВС подразумевает управление дроссельной заслонкой. Как и ранее отмечалось, двигатель после пуска необходимо прогреть. Некоторые хозяева используют частичную автоматизацию – основное питание подключено через контактор. При отключении входа он размыкается. На следующем этапе требуется запустить вручную генератор. В нем встроено реле для прогрева и автоматического перехода домашней сети на резервный источник. При появлении электричества в основной сети контактор отключается, а нагрузка идет на общую сеть. При полной автоматизации электроснабжения резерв имеет микропроцессорное регулирование работы генератора.
Подключение генератора
Генератор должен быть хорошо защищен от влаги. Для этого используют отдельное помещение или навес. При монтаже в помещении обязательно предусматривают отвод выхлопа газа. Электрогенератор устанавливают после счетчика, в противном случае придется платить за выработанную самостоятельно энергию. Резервный источник может быть подпиткой во время пиковых нагрузок. Необходимо правильно подобрать схему монтажа, чтобы исключить необоснованных трат.
Нестабильная подача электроэнергии приводит к проблеме – как подключить генератор к домашней сети. Выбирать следует простые и безопасные схемы. Удобным источником энергии станет генератор с ДВС. Оборудование легко перевозить и использовать, его стоимость не высока. Для правильного подбора оптимальной схемы потребуется узнать особенности устройства, переключающего оборудования.
Схема подключения переключателя фаз
Вот мы и подобрались к практической стороне вопроса.
Схема базовая, без контакторов
Производитель предлагает такую базовую схему включения:
Базовая схема включения ПФ-431
Рассмотрим её подробно.
На входной контакт 1 подключена нейтраль N. Она внутри никак не коммутируется, и используется только для питания внутренней схемы. Это применяется повсеместно в любых реле (например, реле напряжения, в реле контроля фаз, и т.п) и в датчиках (движения, освещенности)
То есть, нейтральный провод, подключенный к клемме 1, может иметь сечение 2,5 или 1,5 мм2, не важно. Важно – как подключить силовой ноль. Считаю, что он не должен проходить через этот контакт, иначе обязательно выгорит, особенно при использовании схемы с контакторами
Подключать провод, идущий к контакту 1, лучше всего через шину или клемму вводного автоматического выключателя
Считаю, что он не должен проходить через этот контакт, иначе обязательно выгорит, особенно при использовании схемы с контакторами. Подключать провод, идущий к контакту 1, лучше всего через шину или клемму вводного автоматического выключателя.
Фазы L1, L2, L3, которые резервируют друг друга, подключаются через клеммы 2, 3, 4. Стоит сказать, что квартира может питаться через реле выбора фаз не польностью, а только отдельные однофазные потребители. Видимо, поэтому фазы на схеме уходят ещё куда-то вправо – на трехфазную нагрузку, либо на нагрузку мощную, но не критичную к качеству и наличию напряжения. А в случае пропадания одной из фаз или большого перекоса нет смысла питать сауну с трехфазным нагревателем или насос бассейна с асинхронным двигателем.
Фазные силовые выходы – клеммы 7, 9, 11. Эти выходы соединяются вместе и идут к нагрузке. Например, к вводному щитку с групповыми автоматами.
Очень важно, чтобы была блокировка одновременного включения контактов внутренних реле, как это делается, например, при реверсивном включении электродвигателя. Иначе в случае залипания контактов реле, или пробое ключевого транзистора, или программном сбое произойдёт межфазное замыкание, и последствия могут быть очень серьезные, вплоть до пожара. Чтобы этого не произошло, предусмотрен контрольный вход на контакте 6
Он работает таким образом. Например, входная фаза L1 (клемма 2) была рабочей, но стала “плохой”, и выключается внутренним реле. Напряжение на клемме 7, а значит и клемме 6 должно пропасть. Если это так, то включается следующая фаза. Если напряжение при выключенном реле напряжение не пропадает (по аварийным причинам, которые я описал выше), то Аларм – начитает моргать индикатор AL, а аварийная фаза объявляется неисправной. После этого нужно перезагрузить переключатель фаз, либо ремонтировать…
Чтобы этого не произошло, предусмотрен контрольный вход на контакте 6. Он работает таким образом. Например, входная фаза L1 (клемма 2) была рабочей, но стала “плохой”, и выключается внутренним реле. Напряжение на клемме 7, а значит и клемме 6 должно пропасть. Если это так, то включается следующая фаза. Если напряжение при выключенном реле напряжение не пропадает (по аварийным причинам, которые я описал выше), то Аларм – начитает моргать индикатор AL, а аварийная фаза объявляется неисправной. После этого нужно перезагрузить переключатель фаз, либо ремонтировать…
Ниже – схема подключения реле выбора фаз в виде монтажной картинки:
Базовая схема ПФ-431 рисунок вида монтажа
На этой картинке я постарался символически изобразить силовые и слаботочные провода.
Схема с повышенным током, на контакторах
Понятно, что 16А активной нагрузки для современной квартиры – это очень мало. Хотя, можно через переключатель фаз подключить только важную нагрузку – котёл, интернет, освещение. А всё остальное питать с других фаз, либо с этой же, но подключиться до переключателя фаз.
Но это полумеры, поэтому существует схема с контакторами, и ток нагрузки теперь может не зависеть от тока внутренних реле переключателя фаз. Вот эта схема:
Схема с контакторами для усиления тока
Так же, как и в схеме для реле напряжения, внутренние реле теперь питают только катушки контакторов, через контакты которых уже и питается нагрузка
Важно, что в любой момент времени может быть включено не более 1 контактора!. Схема-картинка для монтажа:. Схема-картинка для монтажа:
Схема-картинка для монтажа:
Схема с модульными контакторами, рисунок для монтажа
На этой схеме показаны три модульных контактора, их катушки питаются как нагрузка переключателя фаз. Переключатель фаз теперь работает в облегченном режиме, что существенно повышает ресурс его работы.
Особенности подключения
Источники питания 24 и 12 Вольт
После того, как необходимый фазовый переключатель куплен, его следует подключить.
Обратите внимание! Работы по подключению и вводу в строй подобного оборудования должен выполнять специалист, имеющий опыт и разрешение для работы с электричеством и высоким напряжением. Неточности в подключении и, соответственно, некорректная эксплуатация прибора может не только вызывать замыкание между фазами, но и привести к аварийной ситуации, угрожающей здоровью и жизни человека
Сам по себе фазовый переключатель является модульным устройством, устанавливаемым на необходимом объекте в специально предназначенный щиток посредством дин-рейки. Перед переключателем необходима установка трехфазного выключателя (автоматика). Подключение вторичных цепей прямо зависит от выбранной модели переключателя и его технических параметров. Как правило, соответствующая схема указывается в сопровождающей его документации.
В качестве примера рассмотрим алгоритм подключения переключателя DigiTOP PS-63A, который используется для однофазной нагрузки на 220 Вт или одной фазы в трехфазной сети для промышленности и в быту. Для регулировки напряжения в приборе используется микроконтроллер. Этот элемент отражает показатели напряжения на цифровых индикаторах оборудования для каждой фазы. Выход на нагрузку идет через реле.
Переключатель работает за счет контролируемых фаз. Нажимая на кнопку, можно увидеть верхний предел напряжения, при котором срабатывают выключатели, и заведенная на прибор сеть обесточивается. Заданные значения меняются с помощью кнопок вверх и вниз. Далее при нажатии на кнопку показываются нижние параметры отключения. Для работы надо:
- выбрать приоритетную фазу;
- установить время для задержки первого включения (отсчет идет в секундах);
- обозначить период задержки для возврата на требуемую фазу;
- задать период задержки по нижнему значению.
При необходимости можно сбросить показатели до заводских путем нажатия на определенную кнопку.
Внимание! Функциональность оборудования зависит от заданных показателей для автоматического выбора фаз. Итак, фазовый переключатель – это функциональное и высокоэкономичное решение, способное действенно улучшить стабильность электропитания
Это особенно актуально для владельцев загородной недвижимости, где скачки напряжения и просто перебои с электричеством – не редкость
Итак, фазовый переключатель – это функциональное и высокоэкономичное решение, способное действенно улучшить стабильность электропитания. Это особенно актуально для владельцев загородной недвижимости, где скачки напряжения и просто перебои с электричеством – не редкость.
Особенности выбора
В первую очередь следует уяснить функциональные требования на конкретном объекте и место предполагаемой установки. Огромная разница заключается в специфике эксплуатации на производстве, и работе в домашних условиях.
Наличие микропроцессоров в электронном автомате означает отдельное управление с помощью герметичного реле. Выпуск такого переключателя фаз с мощностью от 40 до 80 А производится в диапазоне от недорогих приборов с минимальным набором возможностей ПФ-40А до современных модификаций DigiTOP.
На потребительском рынке одинаково востребованы, как проверенные на практике надежные и простые образцы, так и суперсовременные модели.
Виды
На современном рынке представлено множество моделей данного прибора. В зависимости от конструктивных особенностей их можно разделить на две группы: автоматические и ручные.
Устройство ПЭФ
Выбирая нужный механизм, одни потребители стараются освоить новые технологии и приобрести устройства последних моделей. Другие — привыкли работать с надежными и проверенными временем устройствами.
Автоматический переключатель фаз
В случае если работающая электросеть не обеспечивает нужное питание, прибор автоматически переключает электроприборы на другую линию. При этом переключатель самопроизвольно выбирает подходящую фазу.
Автоматический тип характеризуется точностью и надежностью в использовании. Прибор имеет внутреннюю блокировку, которая исключает слипание контактных соединений.
Для того чтобы установить и настроить такой переключатель необходима предельная точность. В случае безошибочного подключения устройства переключатель будет долгое время поддерживать бесперебойное питание электрических приборов.
Ручной переключатель фаз
Прибор создан для ручного управления сетей с низким напряжением. Он способен создавать регулирующие фазы, включать и отключать трансформаторы, электродвигатели и другое электрооборудование, имеющее небольшую мощность.
Ручной тип устойчив к высоким нагрузкам и прост в эксплуатации. Данный вид обладает небольшими габаритами и стоимостью. Кроме этого прибор можно использовать как выключатель. Ручной переключатель имеет длительный срок службы.
Одновременно с этим прибор требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Во-первых, он должен всегда быть под контролем, а во-вторых, в случае аварии его необходимо будет переключить. Однако ручные переключатели имеют отличную производительность и хорошую переключающуюся способность.
Принцип действия
При помощи данного устройства контролируются высокие и низкие показатели напряжения. Перед использованием переключатель настраивается на нужные параметры
Необходимо заострять внимание на установку верхнего значения напряжения. Если завысить этот показатель, то может перегреться внутренняя проводка. При заниженной величине данного параметра могут быть частые срабатывания прибора
При заниженной величине данного параметра могут быть частые срабатывания прибора.
Современный переключатель фаз
Переключатель снабжен функцией времени возврата. При этом через установленное время прибор проверяет основной источник напряжения. Если данный показатель имеет нормальное значение, то прибор возвращается в исходную позицию. Если показатель не соответствует норме, то через установленное специалистом время, прибор снова проверяет данный параметр.
Эта проверка осуществляется до тех пор, пока показатель не войдет в норму. В случае если напряжение вообще пропадает в электрической сети, включается формат время включения.
Современные модели переключателей оснащены микроконтроллером, который проводит анализ подаваемого напряжения. При этом он отображает результаты на цифровом табло и ведет управление электромагнитным реле.
Если напряжение на одной из фаз выходит из нормы, индикатор начнет мигать. Если напряжение не соответствует одновременно в трех фазах, прибор отключит нагрузку до возврата к нормальным показаниям.
Ручной вариант переключателя выполняет те же задачи, что и автоматический и представляет трехпозиционный кулачковый переключатель. При этом бывают модели двухпозиционные и четырехпозиционные, смотря какие задачи перед ним поставлены.
Механические экземпляры, имеющие небольшую мощность, предназначены для переключения линии, они не могут коммутировать нагрузку. При этом мощность линии измеряется вольтметром. Более мощные приборы способны переключать нагрузку под напряжением.
Как настраиваются параметры
Узнать показатели отключения по верхнему пределу можно нажатием кнопки. Изменить данный параметр очень легко – с использованием кнопок «вниз» и «вверх». Следующее за первым нажатие отображает нижнюю границу отключения. Для корректировки данной характеристики выполняем следующее:
- выбор режима приоритетной фазы;
- определение периода задержки в секундах стартового включения;
- установка времени возврата к фазе, выбранной в качестве приоритетной;
- настройка по минимальному пределу в 120 V времени задержки переключения.
Грамотное выполнение всех процессов будет залогом стабильной работы прибора. Специальная кнопка предназначена для сброса всех значений с автоматическим выбором заводских установок.
Две основные группы различают среди множества предлагаемых производителями моделей.
