Пакетный выключатель — что это такое и для чего нужен схема подключения

 

В электрических сетях до 660 В переменного тока и цепях напряжением до 440 В под постоянным током, наряду с другими коммутационными устройствами применяются пакетники. В отличие от автоматического выключателя они управляются только с помощью механизма ручного отключения. Хотя пакетный выключатель по некоторым функциям уступает современным автоматам, он не утратил своей актуальности. В отдельных случаях трудно найти полноценную замену использованию коммутационных пакетов.

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:

Что такое пакетный выключатель

В советские времена на лестничных клетках для распределения электроэнергии ставились пакетные выключатели. Они обеспечивают возможность полного отключения электричества в квартире.

Тем не менее, сам пакетник отключить от сети невозможно. В то время как ряд недостатков, которые имеет его конструкция, приводят к быстрому повреждению даже при небольших нагрузках по току.

Это делает пакетный выключатель самым уязвимым звеном в цепи. На сегодняшний момент столь низкая износостойкость и небольшая пропускная способность тока являются причинами замены их на двухполюсные автоматы, которые ставятся уже не в подъездных щитках жилых домов, а непосредственно в каждой квартире.

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

Коммутационные аппараты с ручным управлением предназначены для включения/отключения незначительных нагрузочных токов.

Они применяются:

• в сетях переменного и постоянного тока, выполняя функции вводных выключателей;
• в распределительных устройствах с целью распределения электроэнергии в различных электроустановках;
• в качестве ручных переключателей для дистанционного управления работой асинхронных электромоторов.
• Пакетные выключатели незаменимы на подстанциях, где их применяют с целью коммутации измерительных приборов. Они облегчают управление электросиловыми агрегатами в электрических цепях, что упрощает работу машинистам.

Раньше пакетные выключатели стояли в каждом из распределительных щитов многоквартирного дома. Их назначение – ручные отключения электроэнергии на время выполнении ремонтных работ или при обслуживании линий.

Несмотря на вытеснение пакетных выключателей современными автоматами, их довольно часто можно увидеть в квартирном электрическом щите среди более совершенных коммутационных электрических приборов, используемых для защитного отключения проводов нагрузки. Этому способствует низкая цена выключателей и простота их обслуживания.

Различные модели кулачковых переключателей можно встретить на пультах переключения нагрузки. С их помощью удобно совершать дистанционное управление электрическими механизмами.

Преимущества

• К достоинствам пакетников относятся:
• компактность;
• высокая скорость подавления электрической дуги;
• минимальные требования к уходу;
• устойчивость к механическим повреждениям.

Недостатки

Устройства не выдерживают частых коммутаций повышенных нагрузок. В случае выхода из строя они не подлежат ремонту. Пакетники не способны защитить электрическую проводку от коротких замыканий, они не чувствительны к дифференциальным токам, что ограничивает их применение в качестве защитных аппаратов.

Сфера применения

Выключатели-пакетники — электротехнические изделия, использующиеся для соединения клемм, их подключения и вытключения в бытовых маловольтных линиях. Применяются при номинальном рабочем напряжении переменного тока до 380 В и постоянного — до 200 В с рабочей частотой от 50-60 до 400 Гц. Устройство не относят к защитным приборам высокой эффективности, но благодаря низкой стоимости и простоте они заслужили популярность у потребителей.

Пакетные выключатели благодаря простоте конструкции и дешевизне часто используются в бытовых электросетях

Пакетники часто можно увидеть:

• в электрощитках и пультах, эксплуатирующихся в условиях низковольтного тока, как переменного, так и постоянного;
• в бытовых электросетях;
• для редкого применения — в коммутационных агрегатах с ручным приводом;
• для выключения и выключения отдельных электроприборов, за функционированием которых требуется постоянный внешний контроль.

Типы и устройство пакетников

Для контроля поступающей электроэнергии применяют три вида пакетных выключателей:

1. открытый, предназначенный для установки в сухих местах. Очень быстро выходит из строя при попадании пыли и влаги. Поэтому, их монтируют в специальные щитки, ящики;
2. закрытый имеет внешний корпус. Оболочка служит защитой от пыли и влаги и даёт возможность устанавливать такой пакетник не только в защищённых местах;
3. герметичный с композитным противовлажным корпусом, которому не страшны ни снег, ни дождь. Подходит для монтажа со стороны улицы.

Кроме климатического исполнения, существует ещё несколько видов классификации:

• вид крепления. Производители предлагают крепление с помощью скобы (передней, задней), фронтального фланца. А так же за корпус в разных положениях (спереди, сзади);
• способ соединения проводников. Можно выбрать с любой стороны;
• число положений коммутации, варьирующее от 2 до 12;
• способ закрепления механизма в коммутационном положении.

Основные конструктивные части пакетника:

• подвижный контакт;
• диск с вырезом для вставки контактов;
• вставки в диск в виде ножей;
• шпильки для крепления всего устройства;
• пружинный механизм с подвижными контактами из изоляционного материала;
• рукоятка для контроля за работой системы;
• корпус.

С противоположных сторон корпуса располагаются клеммы так, чтобы однофазные находились на разных сторонах. Питающие кабели и провода к потребителю разведены в разные стороны, что облегчает облегчение.

Рукоятка имеет возможность вращаться на 90 градусов.

Структурное обозначение (маркировка)

Общепринятая маркировка пакетных выключателей выполняется в виде структуры: ПХ X XXX XX XX хххх х. Расшифровывается надпись следующим образом:

Таблица 1

№ позиции	структура	Расшифровка
1	ПХ	ПВ – пакетный выключатель; ПП – пакетный переключатель
2	Х	Количество полюсов: 1 – однополюсный; 2 – двухполюсный; 3 – трёхполюсный; 4 – четырёхполюсный.
3	XXX	Условное обозначение параметров номинального тока: 16 – 16 А; 40 – 40 А; 63 – 63 А; 100 – 100 А; 160 – 160 А.
4	XX	Количество направлений (для переключателей) электрических цепей: H2 – два направления; H3 – три направления; H4 – 4 направления; P – для реверса мотора.
5	XX	Шифр климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 16708-84
6	xxxx	Шифр степени защиты и материала корпуса: IP00 – открытый; IP30 – карболитовый корпус; IP56 пл. – пластиковый; IP56 сил. – силуминовый.
7	x	Способ крепления: 1 – передней скобой, за 4 мм панелью; 2 – передней скобой за 25 мм панелью; 3 – крепление задней скобой внутри шкафа; 4 – крепление за корпус (для выключателей со степенью защиты IP30, IP56).

А почему от старого «пакетника» в распределительном щите лучше отказаться?

Однако, хватит теории, перейдем к более «приземленным» вопросам.

Наверное, понятно, что наша статья рассчитана не на профессионалов – они про «пакетники» и без того все знают. Цель – познакомить не особо разбирающегося в электротехнике читателя с этим типом приборов. И сразу – «крутой поворот»: посоветовать избавиться от старого пакетного выключателя в распределительном щите как можно скорее.

Как же так? С одной стороны, можно услышать про их высокую надежность, а с другой – такая неожиданная рекомендация? Объясняем, почему.

Для начала посмотрим, по какой схеме обычно выполнялась коммутация ввода в квартиру от подъездного распределительного щита в многоэтажке.

Примерная схема установки пакетного выключателя на вводе в квартиру

Как правило, в подъезде проложена трехфазная линия (поз. 1). К разным фазам (равномерно, чтобы не вызвать перекоса), но к общему нулю подключены отдельные квартиры.

Вот на этом отводе от общей фазы и нуля и ставится пакетный выключатель (поз. 2). По сути, его предназначение – полное отключение квартирной линии от общей электрической «магистрали», причём, еще до счетчика потребления энергии (поз.3).

После счетчика уже устанавливались один или несколько автоматических выключателей в разрыв фазы, а кое-где еще сохранились и плавкие предохранители – так называемые пробки.

Типичный образец старого щита. Причем, кое-кто из хозяев все же установил автоматы, а один продолжает по старинке пользоваться пробками.

Положа руку на сердце ответьте – часто ли вы пользовались именно «пакетником», когда возникала необходимость обесточить квартиру? Гораздо привычнее для большинства хозяев – перещелкнуть рычажок автомата вниз или выкрутить пробки.  Многие даже и не знают, что такое пакетный выключатель и не прикасаются к нему. Кстати, показанная картина на иллюстрации выше – вовсе не редкость. Имеется в виду отсутствие поворотных рукояток на «пакетниках» — электрики их частенько снимают, памятуя о весьма опасном «норове» этих приборов, просто намеренно не давая жильцам возможности ими пользоваться.

Казалось бы – и что страшного? Стоит себе выключатель во включенном положении уже пару десятков лет – и еще столько же проработает… Возможно, но есть высокая вероятность и другого развития событий.

Главная проблема в том, что трудно предсказать, что же твориться внутри самого «пакетника». А там может быть очень безрадостная картина.

Не секрет, что когда сдавались дома старых серий, потребление электроэнергии средней семьи было значительно ниже, чем в наше время. Быт человека постоянно насыщается новыми полезными приборами, и старые изношенные локальные электросети зачастую с трудом справляются с возросшей нагрузкой.

Хозяева квартир частенько выходили из этого положения обычными известными способами. Чтобы домашнюю сеть не выбивало от большой нагрузки они или завышали токовый номинал на автоматах, или приобретали более мощные пробки. А то и вовсе на пробках ставили толстую перемычку – «жучка». Но при этом, конечно, никто не обращал внимания на то, что пакетный выключатель остается тем же, с его старым номиналом.

Повышение нагрузки, а стало быть – и проходящего через выключатель тока, ведет к нагреву контактов, что нередко приводит к искрению, пригоранию и т.п.. А это еще больше ослабляет качество коммутации, то есть вызывает еще больший нагрев. На одной из иллюстраций выше, когда разбиралось устройство пакетного выключателя, хорошо видны такие подгоревшие контакты.

Кроме того, к нагреву часто ведет некачественное соединение проводов в клеммах «пакетника». И дело не в том, что когда-то мастер не затянул хорошо винты. Просто металл проводника под давящим воздействием клеммы потихоньку «плывет» — это в особой степени качается алюминиевой проводки, распространенной ранее повсеместно. Потемневшая от нагрева или даже подгоревшая изоляция провода у самой клеммы – очень частая картина.

С этим «пакетником» уже явно не всё в порядке – один из контактов сильно перегревался.

А чем опасен нагрев контактов – ведь они сделаны из довольно толстых пластин их электротехнической бронзы? Проблема не столько в нитх, сколько в том, что этот нагрев передается на изоляционные корпуса пакетов. А они изготавливались из карболита. Материал хороший, но вот при сильном нагреве он начинает терять свои качества. Во-первых, нарушается его полимерная структура – он начинает «дуться» и становится очень хрупким. А во-вторых, при этом наблюдается резкое снижение его диэлектрических качеств.

Перегретая карболитов шайба одного из пакетов – такой выключатель уже чрезвычайно опасен в эксплуатации.

А теперь представьте, что такой «пакетник» необходимо, скажем, выключить. Как мы видели, переключение положения контактов производится очень резко, рывком. Где гарантия, что выключатель не разлетится при такой механической ударной нагрузке? И в какую сторону отлетит при этом фазный провод? Не замкнется ли он на стальном корпусе щита?

Если судить по многочисленным комментариям в сети, бывалые электрики терпеть не могут работу со старыми пакетными выключателями. Именно из-за их непредсказуемости – масса случаев, когда они буквально взрывались при попытке переключения, с образованием внутренней электрической дуги между пакетами из-за разрушившейся изоляции. Не зря их частенько именуют «взрывпакетниками». И многие мастера уже зареклись на будущее – касаться пакетного выключателя исключительно при полностью снятом напряжении со всего щита.

Немало описано случаев, когда старые пакетные выключатели разрушаются даже сами по себе, без какого бы то ни было приложения механических усилий. По всей видимости, разложение карболита от перегрева доходит до определённого критического порога, после которого следует мощная электрическая дуга между соседними пакетами. И это – одна из довольно распространенных причин ничем вроде не предвещавшихся крупных аварий с возгоранием распределительных щитов.

Электрическая дуга в коротнувшем «пакетнике» явно вырвалась наружу – даже металлическая крышка выключателя проплавлена насквозь

Вывод – старые пакетные выключатели могут представлять очень серьёзную угрозу и жизни человека, и целостности жилья. Какой выход – менять их на новые?

Вряд ли это оправдано.

Дело еще вот в чем – «пакетники» в щитах играют исключительно коммутирующую роль, но не имеют абсолютно никаких защитных функций. Наоборот, они сами весьма уязвимы к превышению токового номинала.

Поэтому гораздо более разумным будет вообще отказаться от «пакетника». А его место на вводе должен занять двухполюсный автоматический выключатель требуемого номинала.

Щит после модернизации – вместо устаревших «пакетников» на вводе в каждую квартиру установлены двухполюсные автоматические выключатели.

Что мы при этом теряем? Да абсолютно ничего – полное отключение квартиры легко обеспечивается перемещением вниз клавиши автомата. Но зато этот выключатель и намного безопаснее, и кроме того, способен самостоятельно среагировать отключением на непредусмотренное превышение тока. То есть сохранить и себя, и распределительный щит, и всю квартирную проводку в целостности.

И последнее – не вздумайте производить такую замену самостоятельно! Это сопряжено с очень высоким риском для жизни и требует опытных, выверенных действий квалифицированного специалиста.

В завершение публикации – видео, в котором также приводится аргументация об опасности старых пакетных выключателей в распределительных щитах.

Видео: Об устройстве и потенциальной опасности пакетных выключателей

Подключение пакетного выключателя к сети

Для наглядного примера рассмотрим схему подключения пакетного выключателя к однофазному счетчику:

Схема подключения пакетного выключателя к сети

Провода зачищаются и крепятся в винтовых зажимах пакетника. Для удобства подключения они специально сдвинуты относительно друг друга. Для некоторых типов ПВ концы проводов нужно скручивать в кольца.

Обратите внимание! Пакетник подсоединяется исключительно в разрыв фазы!

Если на корпусе аппарата есть заземляющий контакт, подключение заземления осуществляется отдельным, не являющимся рабочим нулем кабелем.

Если это трехфазная сеть, то пакетник будет иметь 2 положения: все фазы замкнуты или разомкнуты. Провода подсоединяются к клеммам с одной стороны устройства при соблюдении очередности фаз. Провода нагрузки подсоединяются с другой стороны аппарата в той же очередности при соблюдении диагональной противоположности.

Пакетный выключатель уместно использовать там, где необходимо частое переключение питания. Но их частота не должна быть больше, чем 300 раз за 1 час. Так, при номинальном напряжении и токе, а также коэффициенте мощности 8,0 такие выключатели выдерживают до 20 тысяч переключений.

Каждый пакетник имеет свою маркировку. Она состоит из нескольких условных обозначений. Например, так: П ВX – XXX XX XX XXX X. Эта таблица поможет вам ее расшифровать:

Таблица расшифровки маркировки пакетника

Классификация и маркировка пакетных выключателей и переключателей

«Пакетники» выпускаются в довольно большом разнообразии моделей. Об их характеристиках можно судить по нанесенной маркировке.

Принята такая схема маркировки моделей:

ХХ Х – ХХХ  ХХ  ХХ  ХХХХ  ХХХХ

ХХ — тип прибора. Возможны два варианта:

ПВ — пакетный выключатель;

ПП — пакетный переключатель.

Х — количество полюсов (то есть коммутирующих пакетов). Указывается цифрой, обычно от 1 до 4.

ХХХ — номинальный ток, например, 25А. как мы помним, для трехфазной сети этот показатель должен уменьшаться на одну ступень.

ХХ — актуально только для переключателей – это количество направлений при коммутации электрических цепей. Возможные значения – от Н2 до Н4. Обозначение Р говорит о предназначении переключателя для реверсивного запуска электродвигателя.

ХХ — обозначение климатического исполнения прибора и категория его допустимого размещения, в соответствии с ГОСТ 15150.

ХХХХ — обозначение степени защищённости корпуса и материала его изготовления:

Отсутствие символов – защиты не предусмотрено, IP00;

кар. 30 — карболитовый корпус, степень защиты IP30;

пл. 56 — корпус из ударопрочного негорючего пластика, степень защиты IP56;

сил. 56 — силуминовый корпус, степень защиты IP56.

ХХХХ — условное обозначение способа крепления пакетного выключателя (переключателя).

исп. 1 – исполнение 1, крепление передней скобой за панелью толщиной до 4 мм;

исп. 2 – исполнение 2, крепление передней скобой за панелью толщиной до 25 мм;

исп. 3 – исполнение 3, крепление задней скобой внутри распределительного шкафа (чаще всего как раз и встречается в подъездных шкафах);

отсутствие символов – исполнение 4, характерное для приборов, обладающих степенью защиты IP30 или IP56. Крепление осуществляется через предусмотренные монтажные отверстия в нижней части корпуса.

Пакетные выключатели с равным количеством полюсов и одинаковым токовым номиналом, но в различном исполнении

Для примера на иллюстрации показано несколько одинаковы по количество полюсов и по номинальному току нагрузки пакетных выключателей в различном исполнении.

• «а» и «б» — выключатели, не имеющие защиты (IP00). Разница между ними – в исполнении: «а» — исполнение 1 с креплением передней скобой, «б» — исполнение 3 с креплением задней скобой.
• «в» — выключатель в карболитовом корпусе, степень защиты IP30, только от попадания твердых предметов, то есть со спрятанными под изолированным корпусом клеммами.
• «в» и «г» — выключатели соответственно в ударопрочном пластиковом и в силуминовом корпусах. Степень защиты IP56, то есть практически полная, в том числе от самой мелкой пыли и от прямого попадания воды. Предусмотрены сальниковые проходы для герметизации подходящей к выключателю проводки.

Все выключатели, имеющие ту или иную степень защиты, имеют исполнение 4, то есть их крепление осуществляется через предусмотренный проушины с монтажными отверстиями.

Чтобы закончить с маркировкой, дадим еще одну таблицу. Это – условные обозначения различных пакетных выключателей и переключателей на электрических схемах.

Обозначение пакетных выключателей и переключателей на электротехнических схемах и принципы коммутации их контактов

Как уже, наверное, становится понятно, в руках настоящего мастера пакетный переключатель становится своеобразным «конструктором». Можно создать различные схемы коммутации электрических цепей.

Пакетник и автомат — в чем разница?

Наиболее часто в качестве вводных элементов используют пакетные выключатели, которые за много лет применения зарекомендовали себя как надёжное устройство. Они имеют насколько сфер применения:

• как выключатель ввода;
• переключатель цепи управления;
• распределитель электроэнергии;
• управляющий элемент электродвигателей.

Применяются вцепи переменного тока с напряжением до 660 В при диапазоне силы тока 6,3-00 А и постоянного с напряжение до 400 В.

Пакетный выключатель снабжается ручным рычагом, с помощью которого осуществляется замыкание и размыкание контактов, а, следовательно, и отключение электроэнергии.

Популярность этого вида коммутационных приборов связана с их достоинствами:

• небольшие габаритные размеры;
• почти мгновенное отключение;
• быстрое гашение дуги;
• устойчивость к механическому воздействию и вибрации;
• надёжность;
• достаточно широкий выбор моделей.

Аналоги

Более современными способами защиты, действующим примерно по той же схеме, что и пакетники, является установка следующих приборов:

• УЗО, предназначенных для недопущения токовых утечек;
• автовыключалетей, являющихся следующим звеном после пакетников в процессе эволюции защитных приборов;
• дифавтоматов, одновременно выполняющих функции УЗО и автовыключателей;
• контакторов — электромагнитных реле особого типа.

Распространенные ошибки при подключении

Наиболее частой ошибкой неопытных электриков является установка пакетного выключателя не в разрыв фазы.

Не менее часто пакетники устанавливаются в пыльных и влажных местах при недостаточном уровне пыле- и влагозащиты.