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:

Назначение выключателя

Допустимые электрические параметры цепи, где могут работать переключатели и выключатели пакетного типа, это переменный ток, напряжением не превышающий 380 вольт с частотой 50, 60 и 400 герц, постоянный ток напряжением 220 вольт. Функции, выполняемые устройствами, следующие:

• В качестве приборов на входе цепей (вводные коммутаторы), которые управляют электрическими установками энергораспределения.
• Аппаратами коммутационного назначения с ручным способом управления в условиях, когда подсоединение и отсоединение цепи будет нечастым.

• Для управления двигателями асинхронниками, работающими от переменного тока, при подключении и отключении ручным режимом.

Устройство и принцип работы

Основное предназначение пакетн ых выключателей состоит в своевременном включении и выключении электрических контактов при работе на линиях с небольшим напряжением. Переменный ток имеет рабочее напряжение до 380 вольт, а постоянный – до 220 вольт. Значение рабочей частоты составляет 50 Гц и выше. Данные приборы не обеспечивают высокоэффективную защиту, однако из-за низкой стоимости, они пользуются высоким спросом у потребителей.

Пакетн ики оборудуются несколькими рабочими полюсами, которые обеспечивают включение соответствующего количества коммутационных пакетов со стационарными и двигающимися контактами. Стационарные контакты изготавливаются в форме ножей и устанавливаются в пластиковых шайбах. Движущиеся контакты фиксируются на изолированном поворотном штыре. Внешний вид пакетн ика напоминает небольшой бочонок с рукояткой и выводами для проводов. Скорость коммутации регулируется специально установленными пружинами, независимо от того, с какой скоростью вращается рукоятка.

Принцип работы устройства довольно простой. Когда рукоятка устанавливается в нужное положение, происходит натяжение пружины. Созданное усилие оказывает воздействие на пружинную шайбу, которая поворачивается до упора и переходит во включенное состояние. Фиксаторы, установленные на крышке, стабилизируют шайбу в определенном положении. Во время поворота шайбы срабатывают контакты, подключенные к ней, и электрический ток начинает поступать в сеть.

Пакетн ики имеют конструктивную особенность в виде выводов без изоляции, находящихся под напряжением при подключении к сети. Поэтому, до начала электромонтажных работ их нужно отключать, чтобы избежать поражения электротоком.

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.

Конструкция и принцип работы

Трехполюсный пакетный переключатель оснащен четырьмя пластмассовыми дисками. У каждого диска есть вырез, в него установлены контакты, эти детали имеют вид, несколько схожий по форме на ножи. Также есть специальный контакт-пружина, который помогает соединять и разъединять отдельные контакты при необходимости. Эта пружина запускается движением рукоятки, которая контролирует работу всей системы. Для соединения всей системы используются шпильки, которые стягивают между собой механизмы.

Конструкция переключателя имеет следующий вид:

Фото – конструкция переключателя

• 1 – подвижный контакт;
• 2 – диск;
• 3 – ножевые вставки в диски;
• 4 – крепежные шпильки;
• 5 – контрольная рукоятка, подключенная к пружинному механизму.

Технические характеристики пакетного выключателя:

Благодаря быстрой работе, выключатель отлично справляется с гашением электрической дуги. Это обеспечивает его высокую износостойкость;
Пружинный механизм обеспечивает мгновенное отключение подачи электричества. В этом соответствие работы данного механизма с УЗО;
Электрические выключатели имеют принцип действия схожий с рубильниками, но при этом значительно меньше в размерах;
Несмотря на быструю реакцию и отличные заводские установки, все пакетные выключатели очень быстро изнашиваются. Из-за резкого реагирования на проблемы в сети и быстродействия, многие подвижные механизмы просто не выдерживают. В среднем, обычный трехфазный переключатель может отключить ток 103 раза. При этом у специализированных автоматов более широкий спектр действия – 203 выключения. В час не должно быть более 50 изменений режима работы;
Однофазный пакетный переключатель в нескольких исполнениях: 10 ампер и 25А, на напряжение 220 Вольт (ПВ 1 16). Двухфазный в 10 и 20 – ВГП 2-10;
Некоторые трехфазные выключатели пакетного типа могут применяться при напряжении 380, но тогда у них соответственно сила тока должна быть 16 и 6 (ПВ 3 16, иногда пишется ВП-16 и ППЗ-10Н2 М1Б);
Существуют также универсальные модели, которые могут выполнять роль выключателя и переключателя тока – ПКП 44-16-27 и ПК-16 (кулачковый);
Взрывозащищенное устройство обязательно находится в силуминовой оболочке (ГВП, ГПП и ГПВ-400). Его монтируют на опасных предприятиях.

Управление режимами происходит в следующей последовательности:

Фото – управление пакетником

После поворота рукоятки меняется направление полюсов. В соответствии с ним, ток либо прекращает свою подачу из-за разъединения контактов, либо наоборот – начинает поступать черед клеммы. Нужно отметить, что ремонт пакетных переключателей чаще всего в себя включает замену пружинного механизма либо рукоятки, как наиболее подвижных деталей.

Фото – выключатель на 16 ампер

Обзор моделей и производителей

Производством пакетников занимаются и отечественные, и иностранные компании. Основные технические характеристики популярных моделей с приведением ориентировочной цены представлены в таблице.

Схема подключения пакетн ого выключателя

Перед подключение провода зачищаются на определенную длину и закрепляются в винтовых зажимах пакетн ого выключателя. Некоторые модели требуют, чтобы концы проводов были скручены в колечки для установки под винт. Непосредственное подключение осуществляется в разрыв только фазного провода.

В зависимости от электрической сети, применяются различные схемы подключения. Если используется трехфазная сеть, провода подключаются к полюсам с одной стороны прибора с соблюдением очередности фаз. С другой стороны выключателя подключаются провода нагрузки в той же очередности, только с соблюдением диагональной противоположности. В этом случае пакетн ый выключатель имеет только два положения: все фазы либо разорваны, либо замкнуты.

Если электрический пакетн ик подключается в двухфазную сеть, в этом случае можно воспользоваться только двумя контактами из имеющихся трех. Столько же контактов задействовано и в однофазной сети. В обоих случаях выполняется подключение фазного и нулевого провода к соответствующим контактам. Пакетн ый выключатель также будет работать только в двух положениях – включенном и выключенном.

При наличии заземляющего контакта, расположенного на корпусе прибора, выполняется устройство заземления отдельным проводом земли или зануления – отдельным нулевым проводом, не являющимся рабочим нулем. Чаще всего подключенный переключатель устанавливается в распределительный щит с использованием DIN-рейки. Надежное крепление гарантирует надежную и долговечную эксплуатацию прибора.

Устройство и принцип работы

Конструкция пакетного электрического аппарата проста и надёжна. Пакетный выключатель состоит из следующих деталей заключенных в корпусе прибора (см. рис.1):

• пружинного механизма переключения, обеспечивающего скачкообразный процесс включения/выключения;
• неподвижных контактов, расположенных по кругу;
• подвижных контактов в форме ножей;
• пакета искрогасительных шайб.

Клеммы неподвижной группы контактов находятся с внешней стороны корпуса. К ним подсоединяются провода. Подвижные контакты расположены на изоляционной втулке квадратного сечения, которая приводится в действие пружинным механизмом, накапливающим энергию от усилия, приложенного к рукоятке.

Рис. 1. Устройство пакетника

Рукоятка выключателя может занимать 4 положения. Два из них соответствуют позиции «Включено», а другая пара – положению «Отключено».

Пакетные переключатели по конструкции очень схожи с выключателями, но в отличие от них имеют только одно положение рукоятки в отключённом состоянии. Все остальные положения (их может быть несколько) соответствуют разным способам коммутации.

Клеммы пакетника, соединённые с неподвижными контактами, расположены на корпусе выключателя так, чтобы удобно было подсоединять провода. Достигается это следующим образом: контакты сдвигаются относительно друг друга, а клеммы от каждого контакта располагаются диаметрально противоположно. Таким образом, провода, идущие от сети, подключаются с одной стороны, а нагрузка – с другой.

Промышленность поставляет на рынок однополюсные, двухполюсные, трёх- и четырёхполюсные пакетные выключатели. Их строение отличается количеством контактов в одной контактной группе и, соответственно, числом искрогасительных шайб.

На рисунке 2 показаны схемы разных типов переключателей.

Рис. 2. Схемы распространённых пакетников

Бывают выключатели открытого и закрытого типа. В открытых пакетных выключателях отсутствует защитный корпус. Такие устройства применяются для коммутации безопасных напряжений и обязательно в помещениях.

Защищённые пакетники закрытого типа оборудованы пластиковым либо алюминиевым корпусом. Устройства хорошо защищены от пыли, а их клеммы прикрыты от прикосновений. Их можно устанавливать в помещениях вне щитовой.

Герметичные модели (см. см. рис. 3) находятся в герметичных корпусах из негорючего, противоударного пластика. Этот класс защиты позволяет монтаж устройств даже на открытом пространстве.

Рис. 3.  Внешний вид герметизированного пакетника

Принцип работы

Усилия от рукоятки передаются на пружинный механизм выключателя. Пружина, взаимодействующая с фигурной шайбой, заводится. В определённый момент её энергия высвобождается, резко поворачивая шайбу, увлекающую за собой втулку с подвижными контактами. Сделав четверть оборота, шайба останавливается на одном из упоров, расположенных на верхней крышке. Подвижные контакты, в зависимости от положения рукоятки, замыкают, либо размыкают контакты.

Одно- и двухполюсные пакетные выключатели рассчитаны на напряжения 220 В и нагрузки от 10 до 25 А. Трёхполюсные выключатели выдерживают разницу потенциалов на уровне 380 В, но токовые нагрузки для них снижены – до 6 либо 15 А, в зависимости от модели выключателя.

Срок службы пакетного выключателя зависит от условий его работы. На количество циклов влияют параметры номинальных токов и напряжений. Качественные зарубежные переключатели, работающие в щадящих режимах,  достигают предела 20000 коммутаций, при условии, что частота переключений составляет меньше 300 операций в час.

Что представляет собой пакетный выключатель?

Пакетники – это приборы, предназначенные для коммутации (т.е. включения и выключения) небольших нагрузочных токов. Их подключают к электросетям постоянного и переменного тока 440-660 В.

Приборы трудно назвать удобными, поскольку в их устройстве не предусмотрены системы автоматического обесточивания в случае перегрузок.

Устройства незаменимы на подстанциях. Спецперсонал применяет их, чтобы учитывать показания приборов. Также пакетники устанавливают для удобства работы машинистов электросиловых агрегатов

Помимо отсутствия защитной автоматики, устройства имеют еще один существенный недостаток: они быстро ломаются при частых перепадах напряжения. По этой причине их стали использовать гораздо реже.

Но все-таки рано говорить о неактуальности пакетников, пока они дешевы, а их коммутационный ресурс удовлетворителен. Приборы по-прежнему удобны для применения в распределительных щитках и пультах управления.

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.

Более современные аналоги прибора

Старые пакетные выключатели почти везде заменили на автоматы. Это логично, ведь изменились требования к энергопотреблению и долговечности приборов. Сейчас широко используют УЗО (устройства защитного отключения), автоматические и дифференциальные автоматы, контакторы.

Вариант #1: устройство защитного отключения

Прибор предназначен для предупреждения утечек тока. Он реагирует на дифференциальный ток, который способствует перегреванию электрических кабелей, что может привести к короткому замыканию, возгоранию проводки. Также утечки могут стать причиной поражения человека током.

Прибор нельзя считать стопроцентным аналогом пакетника, однако в комплекте с автоматическим выключателем он выполняет даже большее количество функций

УЗО необходимо устанавливать, чтобы избежать риска утечки электротока, если он начинает проходить мимо приборов-потребителей. Устройство выполняет функцию индикатора утечки, который просто отключает электричество в случае неполадок.

Само по себе устройство защитного отключения не защищает от перегрузок или короткого замыкания. Это возможно только в случае его подключения в сочетании с автоматическим выключателем.

Вариант #2: автоматический выключатель

Эти приборы пришли на смену пакетным выключателем. Они выполняют те же функции, однако более удобны в эксплуатации, долговечны и износостойки.

Автоматические выключатели также могут быть одно-, двух-, трех-, четырёхполюсными. Они различаются по виду привода (он может быть ручным, пружинным, двигательным), типу присоединения и другим техническо-эксплуатационным характеристикам.

Селективному автоматическому выключателю не нужно дополнительное питание, чтобы замыкать или размыкать контакты. Прибор является электро-механическим и разработан так, что выполняет свои функции наилучшим образом

Предложенные к продаже автоматические выключатели маркируют и классифицируют в соответствии с ГОСТами 9098–78 и 14255. Эти документы устанавливают требования к техническим характеристикам устройств.

Вариант #3: дифференциальный автомат

Это комбинированный автомат, который одновременно выполняет функции двух приборов – УЗО и автоматического выключателя. Дифференциальный автомат прекрасно заменяет пакетник, подходит для бытовых электросетей и успешно применяется на предприятиях.

Дифференциальный автомат – прибор «2 в 1»: автоматический выключатель и УЗО, размещенные в общем корпусе. Он безупречно справляется с задачами обоих устройств и при этом отличается компактностью, удобством в эксплуатации

Функциональные и конструктивные отличия диффавтомата и УЗО приведены здесь, рекомендуем ознакомиться с очень полезной информацией.

Дифференциальный автомат предотвращает утечки, короткие замыкания, минимизирует риски поражения током. В конструкцию прибора входят тепловой и электромагнитный расцепители. Первый предотвращает перегрузки в сети, а второй нужен для отключения электротока при коротком замыкании.

Вариант #4: контактор – вид электромагнитного реле

Прибор необходим для дистанционного управления режимами включения/выключения электроцепей. Электромагнитные реле не срабатывают при коротком замыкании и рассчитаны только на номинальные токи. Это их основное отличие от автоматических выключателей.

Приборы отличаются исключительной электрической и механической износостойкостью. Их устанавливают в механизмах лифтов, транспортных средств, используют на предприятиях

В современных жилых домах редко устанавливают устаревшие пакетные выключатели. Практически повсеместно практикуется установка дифавтоматов или подключение УЗО в сочетании с автоматическим выключателем. Но есть случаи, когда старый добрый пакетник может оказаться незаменимым, например, если нужно отключить подачу тока во время электромонтажных работ.

Описание прибора

Пакетник или пакетный автоматический выключатель типа ПВ 2 16, ПП-10СП 44 МЗБ и ПВ 3 25 – это устройство, предназначенное для распределения электроэнергии и полного отключения электричества в квартире. Его ключевым отличием от автоматического дифференциального выключателя заключается в том, что его нельзя отключить от локальной сети питания. При сильных перепадах напряжения это приспособление может сгореть.

Фото – пакетный выключатель ПВ 2 16

Ранее малогабаритный пакетник монтировался в каждую квартиру и дом, т. к. не было альтернативных методик контроля поступающей энергии, но сейчас его все чаще заменяет двухполюсный или трехполюсный автомат.

В основном, закрытый пакетный переключатель предназначается для работы в электрических системах с небольшим напряжением – до 440 Вольт, реже до 660. Есть также модели, которые могут контролировать нагрузку в более мощных цепях, но они считаются специальными. Как и автоматический выключатель, пакетник имеет рычаг для ручного отключения электроэнергии. Этот ручник переключает клеммы между собой и разъединяет (либо соединяет) контакты.

Фото – двухполюсный ПП

Существуют такие типы выключателей:

Открытые (ПВЗ, ПВМ, ПВП);
Закрытые (ВПЗ-40);
Герметичные (УХЛ4).

Незащищенный открытый переключатель устанавливается в сухих заранее подготовленных местах .Это могут быть железные щитки, ящики и прочие места, где монтируются подобные электрические приборы. Нужно отметить, что данное устройство негативно реагирует на образование пыли или повышение уровня влажности, поэтому его монтируют только в сухих местах. В противном случае контакты могут быть повреждены попаданием на них твердых частиц, в том числе, пыли.

Защищенный выключатель оборудован специальной оболочкой, которая служит корпусом. Такое исполнение позволяет устанавливать устройство вне щитовой, т. к. он предохранен от воздействия влаги и пыли. Помимо того, что контакты защищены от попадания на контакты пыли и грязи, Вы также можете не беспокоиться о случайном прикосновении к токоведущим частям механизма.

Также в продаже есть герметичный или взрывозащищенный пакетник (например, брызгонепроницаемый ВПКМ-3-25). Он изготовлен при помощи сочетания алюминия и пластмассы ПВХ. Это позволяет обеспечить максимально прочное и долговечное покрытие, которое не поддается негативному воздействию влаги и пыли. В отличие от открытой системы, герметичную модель можно устанавливать в любых местах, даже на фасаде здания. Благодаря этому устройство такого типа пользовалось особой популярностью у обладателей частных домов.

Видео: пакетники серии СА25

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.

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.

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.

Тема: Проводники и электрические аппараты

ПРОВОДНИКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

ШИНЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Соединение аппаратов электрической установки между собой осуществляется неизолированными проводниками — шинами и изолированными проводниками — кабелями. В РУ наибольшее распространение получили шины благодаря простоте монтажа и эксплуатации, высокой экономичности и надежности.

В установках генераторного напряжения применяются жесткие алюминиевые шины. При токе до 2000 А применя­ются однополосные шины, при токах 2000— 3000 А — двухполосные шины, при токах до 4000 А — трехполосные шины.

Для установок с током более 2000 А применяются шины коробчатого сечения. В этих шинах лучше про­исходит охлаждение, меньшее влияние оказывают поверхностный эффект и эффект близости.

В открытых распределительных устройствах применя­ются гибкие шины, выполненные из алюминиевых и сталеалюминиевых проводов. В установках 330 кВ и выше каж­дая фаза состоит из двух-трех проводов.

Жесткие шины окрашиваются: фаза А — в желтый цвет; фаза В — в зеленый цвет; фаза С — в красный цвет.

ЗАКРЫТЫЕ ТОКОПРОВОДЫ

Экран выполнен из алюминия во избежание сильного на­грева токами, которые возникают при воздействии магнит­ного потока, созданного токами нагрузки.

Закрытое исполнение токопроводов каждой фазы обес­печивает высокую надежность, так как практически исклю­чаются междуфазные КЗ на участке от генератора до по­вышающего трансформатора.

Закрытые токопроводы состоят из отдельных блоков (секций), куда входят прямолинейные, угловые и ответвительные секции, блоки с трансформаторами тока и напря­жения, с заземлителями и разрядниками, блоки нулевых выводов генераторов, блоки выключателей и разъедини­телей, узлы примыкания к генераторам, трансформаторам и аппаратам, узлы компенсации температурных изменений и др. Все элементы приходят на место монтажа в гото­вом виде, где собираются по схеме, шины свариваются, а экраны соединяются между собой и уплотняются резино­выми прокладками. Чем меньше разъемов в экране, тем меньше загрязнение и увлажнение и тем надежнее работа токопровода.

Рисунок 1. Закрытый токопровод

1 – экран; 2 – токоведущая часть; 3 – изолятор; 4 – станина

ИЗОЛЯТОРЫ

Для крепления шин и изоляции их от заземленных час­тей в распределительном устройстве применяются опорные, проходные и подвесные изоляторы (рис. 2). Жесткие ши­ны в ЗРУ 6—35 кВ крепятся на опорных изоляторах типа ОФ.

Изоляторы для наружной установки имеют ребристую поверхность, благодаря чему сохраняется не­обходимая электрическая прочность в условиях атмосфер­ных осадков и тумана.

Для крепления гибкой ошиновки в ОРУ применяются гирлянды изоляторов, собранные из подвесных фарфоровых, или стеклянных изоляторов. Количество изоляторов в гирляндах для крепления шин в распределительных устройствах: 110 кВ— 8; 220 кВ—16; 330 кВ —22; 500 кВ—32; 750 кВ — 48 шт.

Проходные изоляторы необходимы при прокладке шин через стены, перекрытия и перегородки. Они изготовляются как для внутренней, так и для наружной установки. Проходные изоляторы до 2000 А снабжа­ются токоведущим стержнем; на большие номинальные токи изготовляют шинные изоляторы, через которые при монтаже пропускают шины РУ.

Изоляторы должны выдерживать механические нагруз­ки, возникающие при электродинамическом взаимодейст­вии шин, поэтому выбор изоляторов производится по на­пряжению и допустимой механической нагрузке. Проход­ные изоляторы, кроме того, выбираются потоку нагрузки.

Рисунок 2. Изоляторы

Итоги – в чем разница

Вместо заключения давайте подведем итоги и перечислим в чем разница между пакетником и автоматом. Для этого мы сделали сравнительную таблицу.

Итак, основное отличие этих приборов в том, что автомат защищает цепи и может отключаться сам, а пакетник – это простой выключатель, которым вы по требованию включаете или выключаете что-либо, подобно выключателю света или рубильнику.

Разницей также является и исполнение этих приборов. Пакетники всегда включаются поворотом ручки, корпус их обычно круглого сечения или многогранного, а автоматические выключатели, используемые в быте чаще всего модульные для установки в щит на DIN-рейку, включаются флажком или кнопками (старого образца, производства СССР).

Поэтому нельзя сказать, что лучше, ведь это совершенно разные коммутационные приборы. Чтобы вы знали, как правильно называть тот или иной прибор – запомните приведенные в статье фотографии и основные особенности этих коммутационных аппаратов.

Материалы по теме:

• Чем отличается электронное УЗО от электромеханического
• Разница между контактором и магнитным пускателем
• Отличие провода от кабеля

Опубликовано:
18.02.2019
Обновлено: 18.02.2019