в каком году придумали проходной выключатель
Проходные выключатели — история написания книги
Проходные выключатели — история написания книги
Приветствую вас, друзья, на страницах сайта elektrik-sam.info!
Читатели вместе с отзывами о книге «Управление освещением из нескольких мест» часто задают вопрос, как возникла идея ее написания?
В этой статье я расскажу о случае из моей практики, который натолкнул меня на мысль о создании книги по проходным выключателям, где бы этот вопрос был освещен простым языком, со множеством понятных схем. Причем по этим схемам было бы понятно что куда заводить и с чем подключать даже людям, мало знакомым с электрикой.
Вот, собственно, сама история.
В коттедже после «специалистов» необходимо было переделать две группы проходных выключателей. Первая группа (на двухклавишных проходных выключателях) должна была включать центральный свет и подсветку в кухне. Вторая (тоже на двухклавишных проходных) — освещение углового коридора.
Освещение в кухне должно включаться из четырех мест (таково желание заказчика). Одна клавиша включает центральный свет, вторая — подсветку.
Свет в коридоре — из трех мест. Первая клавиша включает освещение прихожей, вторая — освещение другой части коридора, за углом.
Предшественники от каждого проходного выключателя кухни завели по нескольку кабелей к большой прямоугольной ответвительной коробке (со стороны это напоминало небольшой электрощит с кучей торчащих проводов) и запутались с расключением проводов. Т.е. схема не работала.
Та же картина с выключателями коридора — большая ответвительная коробка, куча кабелей от выключателей в коробку и ничего не работает.
Спрашиваю заказчика: «А почему не делали на импульсных реле, схема ведь гораздо проще, ушло бы меньше кабеля да и сечение можно было бы использовать поменьше?»
А он вообще про эти реле никогда не слышал.
Вообщем, после непродолжительной дискуссии, было принято решение оставить схему на проходных выключателях, поскольку кабель и проходные выключатели уже куплены, электрощиток установлен и дополнительного места под импульсные реле в нем не было.
Переделки после кого-то — дело очень не благодарное, поэтому все было демонтировано. Были оставлены только в ответвительных коробках по два кабеля от светильников и по питающему кабелю от группы освещения. Огромные «коробки-щитки» были заменены на стандартные круглые ответвительнве коробки диаметром 100 мм. Соответственно одна на освещение кухни и вторая на освещение коридора.
В каждой ответвительной коробке осталось всего пять трехжильных кабелей:
— питание от электрощита;
— центральный свет + подсветка — для кухни (прихожая + коридор за углом — для коридора);
— два кабеля от первого подрозетника с проходным выключателем.
Каждый последующий выключатель был соединен с предыдущим двумя трехжильными кабелями напрямую, минуя ответвительную коробку. Подрозетники были установлены более глубокие — для удобства подключения.
В результате ушло меньше кабеля, чем было до этого, получилось однотипное подключение проводов в подрозетниках. Так же появилась возможность прозвонки проводов в случае необходимости, поскольку они проложены напрямую от подрозетника к подрозетнику, минуя ответвительную коробку.
При построении схем управления освещением на проходных выключателях из трех и более мест используются также перекрестные выключатели, которые устанавливаются в схеме между проходными. Поскольку двухклавишных перекрестных выключателей не бывает, были установлены два перекрестных рядом в двойную рамку.
После выполнения всех этих переделок появилась идея написать книгу, в которой подробно расписать не только принцип действия схем управления из нескольких мест, но и привести универсальные подробные схемы как все это расключить, чтобы все работало. Поскольку именно расключение вызывает у людей больше всего вопросов.
Схемы к этой статье приводить не буду, они подробно изложены в книге. В ней рассмотрены два основных подхода при построении схем управления освещением из нескольких мест: с использованием проходных выключателей и на импульсных реле.
В чем разница между простым, проходным и перекрестным выключателями.
Многие из нас слышали такие термины, как проходной выключатель и перекрестный выключатель. Что это за выключатели и чем они отличаются от обычных, которые стоят в каждом доме? В этой статье мы решим этот вопрос, а заодно выясним, где эти выключатели используются.
Обычный выключатель способен только замкнуть или разомкнуть электрическую цепь. Но этого недостаточно для обустройства управления освещением из двух и более разных точек. Для этих целей используются проходные выключатели, которые еще называют переключателями. С их помощью не только разрывают электрическую цепь, но и переключают потребители тока с одной линии на другую.
Обычный
Для начала вспомним, что такое обычный выключатель. На принципиальной электрической схеме он выглядит примерно так: 
То есть это пара контактов, которые можно замкнуть или разомкнуть. Именно такими устройствами мы пользуемся ежедневно, включая и выключая свет.
Важно! Такие устройства могут быть клавишными, нажимными (кнопка с фиксацией) или поворотными. Но назначение и схема у всех них одинаковая – включил/выключил.
Проходной
Проходной выключатель существенно отличается от обычного. Он не просто подает напряжение на нагрузку или снимает его, а переключает с одной линии на другу. По сути это переключатель.
Где используются такие устройства? Предположим, в нашем доме есть длинный коридор. В темное время суток в нем нужно освещение. Где поставить выключатель? В начале коридора? Включили свет, прошли в другой конец, а как выключить? Или наоборот. Вошли в коридор с другого конца, темно, а выключатель далеко. Постоянно держать свет включенным? Необязательно.
При помощи переходного несложно сделать так, что светом можно будет управлять из двух мест. Зашел в коридор, включил свет. Прошел, выключил с другой стороны. И наоборот. То есть можно зажечь или погасить свет любым из двух выключателей. 
На заметку. Для организации такого управления понадобятся два проходных переключателя и, конечно, двухпроводная линия между ними. Но дополнительные расходы того стоят. Все лучше, чем разбить себе голову в потемках.
Перекрестный
Этот тип устройств немного сложнее предыдущего. Он не просто переключает напряжение с одной линии на другую, а меняет эти линии местами. 
Как видно из схемы, у этого устройства два входа и два выхода. Щелкнули клавишей, линии поменялись местами. Где можно использовать такой хитрый переключатель? Предположим, вы живете в двухэтажном доме на втором этаже. Организовали в подъезде управление светом из двух мест – на входе и у своей входной двери. Но как быть соседям снизу? Пробираться в потемках? Там недалеко, конечно, пол пролета, но на ощупь все равно как-то несерьезно. Да в замочную скважину ключом не попадешь. Тут-то и выручит перекрестный переключатель. Ставим его между двумя проходными и дело сделано.
Теперь включить и выключить свет можно как на входе, так и на любом из этажей. У вас трехэтажка? Тоже не проблема. Добавим в схему еще один «перекрестник».
Пятиэтажка? Добавим еще перекрестников в линию так же, как мы добавили второй. Сколько нужно, столько и добавим – хоть сотню.
Первый и последний выключатель, как можно заметить из схем, в любом случае устанавливается проходной.
Взаимозаменяемость
Итак, мы выяснили, что обычный, проходной и перекрестный выключатели – абсолютно разные устройства и имеют разное назначение. Можно ли устройство одного типа заменить другим? Обычным выключателем ни проходной, ни перекрестный не заменишь. А вот наоборот вполне.
Теперь по проходному и перекрестному. Из перекрестного сделать проходной не проблема, а вот наоборот не получится.
Вот мы и разобрались с нашими выключателями и выяснили, для чего они предназначены. Теперь организовать управление нагрузкой (не обязательно освещением) из произвольного количества мест для вас не проблема.
Необычная история обычного автоматического выключателя
Эволюция защитного устройства: от времен Эдисона до наших дней
Автоматический выключатель настолько привычен для нас, что кажется – в нем нет ничего интересного. Но прежде чем выключатель обрел свой современный облик и поселился в каждом доме, в офисах, школах, торговых центрах и на предприятиях, он прошел долгую эволюцию.
1836–1899 гг.
Первый автомат защиты линии изобрел американец Чарльз Графтон Пейдж. В 1838 г. он создал прерыватель – по сути, ртутный резервуар с контактным стержнем. При увеличении тока появлялось электромагнитное поле, заставляющее стержень подниматься из ртути. Цепь размыкалась, а когда магнитное поле исчезало, все элементы возвращались на свои места.
Позднее появились прообразы плавких предохранителей. Их устройство в 1880 г. запатентовал Томас Эдисон: плавкая вставка из фольги или проволоки помещалась в стеклянную колбу. Внешне предохранитель напоминал привычную нам лампочку, но при кажущейся примитивности обеспечивал разрыв сети при перегрузке: вставка сгорала – цепь размыкалась.
В конце XIX века появились рубильники с автоматической защитой от короткого замыкания. Первую модель создал русский изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Это был аппарат на пружинных контактах, которые во включенном состоянии удерживались защелкой. Под действием электромагнита она открывалась и приводила в действие отключающую пружину. Этот принцип оказался настолько эффективным, что используется в промышленных автоматических выключателях до сих пор.
Автомат Чарльза Графтона Пейджа
1900–1910 гг.
В начале ХХ века в Европе начался настоящий бум автоматических выключателей. На Всемирной выставке в Париже «Электрическое акционерное общество б. Шуккертъ в Нюрберге» представило трехфазный генератор с новым автоматическим выключателем.
Журнал «Электричество» в 1902 г. сообщал: «Вторичное включение выключателя, после того как он выпал из цепи, возможно только тогда, когда причина, произведшая короткое замыкание или другое повреждение, действительно устранена. Прибор очень чувствителен. Он функционирует всегда при одном и том же токе. Посредством особого винта прибор может быть поставлен на любое количество ампер до 2000».
В 1910 г. появился выключатель с двумя реле. Аппарат отключал сеть мгновенно лишь при больших перегрузках. Если же мощность в сети повышалась незначительно, выключатель срабатывал с регулируемой задержкой.
В этот же период изобретатели задумываются о том, как решить проблему электрической дуги, которая образуется при размыкании контактов и разрушает элементы автоматического выключателя. И Михаил Доливо-Добровольский изобретает дугогасительное устройство: металлическая решетка из изоляционного материала с узкими щелями гасит электрическую дугу за счет дробления на мелкие части.
Автоматические выключатели в начале XX века
1911–1920 гг.
В 1911 г. на выставке в Турине был представлен первый масляный автоматический выключатель. Французы продемонстрировали сразу два варианта: трехфазный на 25 кВ и однофазный на 45 кВ мощностью 10 кВА. Вводы, контактная и дугогасительная системы в таком выключателе помещались в заземленный резервуар с маслом, которое находилось под давлением. Емкость с маслом служила не только для гашения дуги, но и для изоляции токоведущих частей.
Простые, надежные и недорогие, эти автоматические выключатели имели и ряд существенных недостатков: могли взорваться, были пожароопасными и обладали весьма внушительными размерами.
В 1914 г. все тот же Доливо-Добровольский изобретает деионную решетку со специальными электромагнитами для втягивания электрической дуги в щель дугогасительной камеры. Технология помогает гасить дугу максимально эффективно. Принцип, примененный 105 лет назад, используется в автоматических выключателях до сих пор.
1921–1945 гг.
Немецкие инженеры Хуго Штоц и Генрих Шахтнер совершили революцию: они объединили тепловой и магнитный расцепители в единый блок многократного использования. В итоге аппараты стали защищать не только от перегрузок (как это делали их предшественники с одним тепловым расцепителем), но и от коротких замыканий. Теперь вставку не надо было менять после каждого срабатывания – достаточно было нажать кнопку и перезапустить выключатель.
Автоматический выключатель Хуго Штоца
Патент на изобретение немцы получили в 1924 г., а через четыре года на рынке появился первый в мире модульный автоматический выключатель, который без конструктивных изменений выпускался потом на протяжении почти 30 лет.
В 1930-е годы также появились дугогасительные камеры для гашения искр, которые возникают при срабатывании устройства, и контактные накладки из серебросодержащих материалов.
Как говорит Денис Никитин, инженер-эксперт IEK GROUP – одного из ведущих производителей и поставщиков электротехники и светотехники, в наше время чистое серебро при производстве автоматических выключателей не применяется из-за низкой температуры плавления и быстрого разрушения при горении дуги.
В современных устройствах используется сплав серебра с тугоплавким веществом (металлическим или неметаллическим) для повышения стойкости контактной группы. Например, в выключателях серии ВА47-29 и ВА47-100 IEK® используются напайки из серебросодержащего материала, который повышает износостойкость контактной группы и снижает переходное сопротивление. Соответственно, увеличивается срок службы автоматического выключателя, повышается его надежность.
Патент, полученный Хуго Штоцем на автоматический выключатель
Реклама выключателей Штоца на почтовых карточках
1946–1975 гг.
В России развитие технологий шло по несколько иному пути. В послевоенное время повсеместно использовались выключатели АБ25. Расцепители в них стояли только тепловые, следовательно, эти аппараты надежно защищали лишь от перегрузок.
Короткие замыкания становились проблемой: электрическую сеть необходимо разомкнуть мгновенно, но биметаллической пластине теплового расцепителя, чтобы нагреться и сработать, нужно время. Ток короткого замыкания автоматический выключатель с таким расцепителем, конечно, отключал, но пожар в проводке мог начаться раньше.
Что касается дугогасительных камер советских выключателей 1950–1960-х гг., то они содержали небольшое количество пластин. Эффективность гашения дуги в таком случае невысока из-за малого дробления.
В дугогасительных камерах современных устройств пластин значительно больше, при этом инженеры стараются найти оптимальный баланс между увеличенным количеством пластин для эффективности дугогашения и компактностью автоматических выключателей.
Автоматические выключатели в первой половине XX века
Автоматический выклбючатель STOTZ-KONTAKT 1952 года выпуска
Автоматический выключатель ABB
Реклама автоматических выключателей в Германии в 70-х годах XX века
1976–1991 гг.
В течение следующих 20 лет вектор развития автоматических выключателей в мире сместился в сторону улучшения характеристик, совершенствования дугогасительных и контактных систем, появления приводов. Но в нашей стране этот период ознаменован распространением выключателей АЕ1031.
Автоматический выключатель АЕ1031
Расцепитель у них был по-прежнему только тепловой, но было и принципиальное отличие – отсутствие дугогасительной камеры.
При срабатывании устройства его контакты расходятся на бо̀льшее расстояние, чем у аппаратов предыдущего поколения, и дуга гаснет. Подобные выключатели справляются со своей задачей и до сих пор встречаются в квартирных щитках жилых домов.
Выключатель АЕ1031 в разобранном виде
«Лучше заменить такой выключатель на современный, оснащенный электромагнитным расцепителем и дугогасительной камерой. Нагрузки значительно выросли и увеличились значения токов короткого замыкания, – поясняет Денис Никитин (IEK GROUP). – Чтобы обеспечить безопасность электрических сетей, от автоматических выключателей требуются надежное срабатывание и быстродействие. Современные аппараты срабатывают при коротком замыкании практически мгновенно – за 0,1 секунды».
Увеличенная дугогасительная камера автоматического выключателя ВА47-60 IEK®
Из 1990-х в наши дни
В 1990-е гг. Россия совершила колоссальный рывок в разработке и производстве автоматических выключателей, перенимая лучший опыт зарубежных компаний и внедряя собственные технологии, отвечающие на запросы внутреннего рынка.
Большинство современных отечественных выключателей имеют и тепловой, и электромагнитный расцепители, защищают сеть одновременно от перегрузок и коротких замыканий.
Для них производители выпускают дополнительные модули, расширяющие функциональные возможности автоматических выключателей.
Например, изобретены расцепители, которыми можно управлять дистанционно. Они позволяют размыкать цепь на расстоянии и незаменимы во время пожара, когда требуется отключить вентиляцию или открыть электромагнитный замок дверей, но доступа к щиту уже нет.
Современный ВА47-60М IEK®
Импульс от системы пожарной охраны поступает на независимый расцепитель, и тот отключает автоматический выключатель. В качестве примера можно привести расцепитель РН47 с безвинтовым креплением с диапазоном рабочего напряжения 161–253 В, который используется для отключения одно-, двух-, трех- или четырехполюсного автоматического выключателя серий ВА47-29 и ВА47-100 IEK®.
Механическая износостойкость современных автоматических выключателей рассчитана не менее, чем на 20 000 циклов, а электрическая – не менее, чем на 6000. Столь внушительных показателей ведущим производителям удалось достичь благодаря специальной конструкции корпуса с улучшенной теплоотдачей и его дополнительной защите от прогорания из-за дуги (отвод тепла осуществляется за счет пластиковой и металлической пластин).
Продолжается и эволюция дугогасительных камер: в них увеличивается количество пластин, на выходе устанавливаются двойные искрогасящие решетки, которые повышают пожарную безопасность аппарата, препятствуя выбрасыванию продуктов горения дуги наружу.
Отдельно стоит сказать о вкладе отечественных производителей: в 2013 году российская компания IEK получила патент № 139886 на дугогасительную систему с увеличенным сроком службы за счет повышенной устойчивости к токам короткого замыкания. Запатентованной технологией оснащены все автоматические выключатели серии ВА47-29 IEK®.
В современные аппараты все активнее внедряются системы автоматического регулирования характеристик (в зависимости от условий работы), прогнозируется все более широкое применение микропроцессоров для моделирования дуги и появление трехфазных автоматов с временем срабатывания 1 мс. Эволюция автоматического выключателя продолжается.
Материал подготовлен пресс-службой IEK GROUP
Что такое переключатель для электричества — отличия от выключателя
Переключатели электрические и выключатели – это технические устройства, позволяющие замыкать и размыкать цепь в нужный момент. Механизмы выполняют похожие функции, хотя имеют существенные отличия. Начинающие монтажники и обычные покупатели часто путают приборы. Чтобы не ошибиться при покупке, необходимо ознакомиться с общими принципами, плюсами, минусами и выяснить, чем отличается выключатель от переключателя.
Главные преимущества
По внешнему виду отличить устройства невозможно, но принцип действия разный. В некоторых помещениях использовать выключатель неудобно (например, в длинных коридорах). Основными плюсами переключателей являются:
По сути прибор постоянно находится в рабочем состоянии – это одно из главных отличий переключателя от выключателя. С помощью перекидных контактов создаются дополнительные электрические цепи в сети.
Принцип действия
Принцип действия переключателя
Чтобы понять, что такое переключатель, требуется рассмотреть принцип его работы и назначение. Устройство служит для перенаправления потока электричества на другую цепь – одна цепь разъединяется и одновременно замыкается другая. Поэтому минимальное количество контактов для такого прибора – три. Для механизмов с двумя и более «клавишами» число удваивается.
Переключатель – это коммутатор между электрическими проводниками реверсного напряжения. Назначение – управление одним источником света из разных мест. В основном используют для помещений со значительной площадью, например, стадионы, производственные цеха или склады.
Разновидности устройств
Существует несколько вариантов переключателей. Чтобы подобрать оптимальный, следует учитывать тип решаемой задачи, необходимый способ управления механизмом, параметры существующей электрической цепи.
По управлению и перемещению тумблера различают следующие виды:
Угловые устройства обоих типов отличаются возможностью тумблера находиться в двух фиксированных положениях. Сдвиг рукоятки позволяет перемещать подвижный контакт от одной цепи к другой. Происходит перенаправление движения постоянного и переменного токов.
Для тумблерных переключателей используют разные схемы подключения. Запретов нет, окончательный вариант зависит от потребностей помещения и фантазии электромонтажника.
Переключатель с двумя клавишами
Максимальная нагрузка – 6 Ампер. При этом наблюдается небольшой уровень сопротивления (не больше 0,02Ом). Надежность такого оборудования определяется числом возможных переключений (среднее количество – 10 000 раз).
Дополнительная классификация – по клавишам. Различают три основных типа:
Большее число клавиш допустимо, но небезопасно. На каждую приходится три контакта. Если «перемычек» окажется слишком много, неизбежно замыкание, перегорание цепи.
По внутреннему строению переключатели бывают:
Разница проходного и перекрестного переключателя в количестве рабочих электродов. В первом случае – три контакта, во втором – по два на вход и выход электрической цепи. Промежуточные используют для управления несколькими источниками света, а не одним.
Бытовое использование
Использование переключателя на лестничных пролетах
Монтаж или перепланировка электропроводки подразумевает функциональность и удобство использования. Поэтому перед установкой составляется план, в котором прописывают общее количество лампочек, выключателей и розеток. Переходные устройства подходят для подключения в следующих ситуациях:
Пере- или выключатель
Разница между проходным переключателем и выключателем
Чтобы сделать окончательный выбор, следует разработать первоначальный план проводки или изучить имеющийся. Обычно он прилагается к технической документации квартиры или здания. Затем нужно определить наиболее длинные участки или комнаты (цеха, коридоры), представить возможные ситуации, исходя из личных предпочтений (как, например, в спальне).
Если необходимо управлять одним источником света с разных сторон, следует устанавливать переключатель. Затем выбирают тип устройства – выключатель проходной и перекрестный. Первый позволяет отключать лампу из двух разных точек, второй – из трех и более. Чтобы установить последний тип и правильно развести провода, лучше пригласить профессионального электрика.
При подключении нескольких переключателей в разных точках квартиры или помещения, следует сохранять план соединения электропроводки. В противном случае, если потребуется ремонт или перепланировка, будет сложно установить все варианты контактов розеток и иных элементов.
Можно ли использовать переключатель как выключатель
В процессе использования возникают разные ситуации. Например, после покупки квартиры выяснилось, что прежние владельцы установили переключатели в нескольких комнатах, а теперь их функционирование не нужно.
Чтобы перенаправить действие устройства, достаточно не использовать третий контакт, который переводит поток электричества в другое русло. В первую очередь определяют полную цепь электросети, замыкающейся данным переключателем. Затем второстепенные контакты изолируются. После этого механизм перестанет перенаправлять ток и начнет работать как обычный выключатель.
Схемы подключения проходного переключателя
Подключение и планировка электросети с переключателями зависит от нескольких факторов: количества управляемых источников света и элементов управления, необходимости устанавливать дополнительные (промежуточные) точки отключения и других. Например, в многоэтажном здании следует просчитать возможность управлением света на всех уровнях, схема будет существенно отличаться от той, что нужна для одной комнаты.
Подключение проходного выключателя в квартире. Расположение на стенах
Для работы с переключателями в проводке используют трехжильные кабели. Если установлены другие (с меньшим числом), для подключения придется штробить стены и закладывать новый участок проводки либо рассматривать иные варианты управления источниками света.
Подключение двух проходных переключателей
Как правило, на последних моделях с внутренней стороны есть схема подключения, которой следует руководствоваться при замыкании цепи. Два проходных устройства позволяют управлять одним источником света, максимум несколькими небольшими лампочками одной сети, например, в коридоре.
При установке следует учитывать тип переключателя – одноклавишный или двухклавишный. Последний представляет собой два механизма одноклавишного вида в одной коробке (используется для удобства и экономии места). Для шестиконтактного переключателя подводят два трехжильных провода.
При подключении важно учитывать количество контактов механизма – три или шесть. Чтобы цепи замыкались в правильном направлении, необходимо внимательно соединять электроды и кабель.
Подключение нескольких параллельных потребителей
Проходные многоконтактные переключатели используют для нескольких пользователей, работающих параллельно. Отличительный момент – подключение к фазам. Клеммы на входе от распределительной коробки необходимо соединить между собой и подключить к одной единственной фазе. Если подключить разные к одному устройству, произойдет замыкание и перегорание всей электрической цепи.
Промежуточная точка управления
Дополнительный элемент управления необходим для переключения с нескольких точек – трех и больше. В этом состоит отличие выключателя проходного от перекрестного – в данном случае используют последние.
Промежуточный механизм меняет направление тока в цепи. Действие зависит от положения переключателя на двух концах проводки – на какую сеть подается напряжение с разных сторон.
Количество промежуточных элементов не должно быть четным. В противном случае переключение цепи не произойдет – направление тока вернется в начальное русло.
Для двух переключателей на один источник света не требуется составлять сложную схему монтажа. Главная особенность – наличие трехжильного кабеля. Чтобы установить промежуточные элементы и большее количество устройств требуется помощь. Важно учитывать допустимое напряжение цепи. При необходимости от щитка протягивают дополнительный провод, устанавливают отдельную распределительную коробку.