Выключатели. Основные виды и типы
Бытовые выключатели освещения наряду с розетками — основные виды электроустановочного оборудования.
Принцип работы, устройство, схема. Одноклавишный выключатель света — это коммутационное устройство управления освещением, конструктивно рассчитанное на выполнение двух операций: замыкания и размыкания электрической цепи. Применяется исключительно для работы в цепях освещения напряжением до 1000 В. Имеет ручной привод управления и не обладает функциями защиты от перегрузок и токов короткого замыкания. Не оборудован дугогасительными камерами, вследствие чего не предназначен для больших токовых нагрузок.
Рассмотрим конструкцию одноклавишного выключателя, принцип его работы, а также ознакомимся с его принципиальной схемой подключения.
Внутри механизма выключателя имеется подвижный контакт, который при нажатии на клавишу может принимать одно из двух положений. Первое положение «включено», второе «выключено». При этом подвижный контакт будет либо замыкать цепь, либо размыкать ее.
К контактам выключателя всегда должна подключаться только фаза. В противном случае существенно увеличивается вероятность неправильной работы и преждевременного выхода из строя некоторых видов ламп, а именно компактных энергосберегающих и светодиодных. При их подключении фаза должна обязательно обрываться выключателем, так как лампы имеют в своей конструкции пусковые элементы, которые распознают фазу, даже без нуля. При отсутствии нуля лампа, конечно, должным образом светиться не будет, так как не хватит напряжения, но мигать будет точно.
Устройство одноклавишного выключателя. Выключатель состоит из защитных пластиковых элементов и рабочего механизма. К защитным элементам относятся клавиша и рамка. Клавиша предназначена для переключения режимов выключателя «включено» и «выключено». Рамка может крепиться к механизму двумя способами: посредствам пластиковых защелок или двумя винтами.
Под защитной рамкой располагается механизм розетки. На механизме имеется элемент управления — привод клавиши. Фиксация механизма в подрозетнике осуществляется двумя методами: с помощью распорных лапок или с помощью винтов на подрозетнике (если они предусмотрены в конкретной модели).
Слева и справа механизма розетки предусмотрены две распорные лапки, которые приводятся в движение двумя винтами. При закручивании винтов лапки расширяются в стороны и упираются в стенки подрозетника, закрепляются в нем.
Также для фиксации механизма в подрозетнике используется рамка, или планка каркаса выключателя. Выключатель имеет металлическую планку с отверстиями под крепеж.
На одноклавишном выключателе конструктивно предусмотрено всего два контакта: подходящий и отходящий. К подходящему подключается фаза, приходящая на выключатель. К отходящему — фаза, уходящая на светильник. Как правило, на оборотной стороне механизма большинства выключателей предусматривается обозначение контактов (подходящий и отходящий).
Выключатели различаются по способу коммутации, у них могут быть винтовые или безвинтовые зажимы. В первом случае провода зажимаются между пластинами при помощи винта. Минус такого вида соединения — со временем возможное ослабление контакта, поэтому периодически приходится подкручивать винты. Безвинтовой зажим значительно ускоряет процесс монтажа, и за счет конструкции механизма обеспечивается надежный контакт провода с токопроводящей арматурой.
По способу монтажа выключатели, как и розетки, бывают внешние (накладные) и внутренние (встроенные). Внешние выключатели устанавливают при открытой проводке или в тех случаях, когда отсутствует возможность установки внутренних. У внутренних выключателей механизм утоплен в стену, применяются они при скрытой проводке. В настоящее время это основной тип выключателей, устанавливающихся в домах.
По типу выключения/включения выключатели делятся на следующие виды: поворотные, кнопочные, клавишные, с датчиком движения, веревочные, сенсорные, беспроводные, диммеры, переключатели.
Поворотные выключатели, изобретенные около ста лет назад, и в настоящее время пользуются спросом, в частности у поклонников ретро-стиля.
Кнопочные выключатели служат для управления освещением комнат, используются относительно недавно, поэтому в любом интерьере выглядят оригинально. В эксплуатации очень удобны, но, как и все новое, требуют какого-то времени на привыкание.
Клавишные выключатели наиболее распространены. Ими оборудованы системы освещения подавляющего числа жилых или офисных зданий. Трех- и двухклавишные выключатели позволяют управлять целыми группами осветительных приборов.
Выключатели со встроенным датчиком движения отслеживают передвижения, активируя при появлении человека освещение и, соответственно, отключая в отсутствие любого движения. Как правило, применяются инфракрасные датчики, которые способны различать присутствие человека или, к примеру, домашнего питомца. Принцип работы основан на отслеживании уровня инфракрасного (ИК) излучения в поле зрения датчика (сенсора), чаще всего пироэлектрического. Датчик присутствия, который обладает большим углом обзора, обычно монтируется на потолке комнаты и, кроме отслеживания человеческого присутствия, также позволяет управлять интенсивностью освещения. Чаще всего их используют для временного включения света и для обеспечения безопасности. Например, они могут включать сирены, прожекторы, камеры видеонаблюдения, если в поле действия датчика попадет человек.
Выключатель с датчиком движения можно применить на лестницах в частных домах. При установке их на каждом пролете и соответствующей настройке свет будет включаться в том месте, где находится человек, что позволяет существенно экономить электроэнергию.
Веревочные выключатели (со шнуром) имеют достаточно экзотический вид, но, тем не менее, многие именитые производители электроустановочных устройств производят такие модели. Их, как правило, устанавливают в местах, в которых из-за слишком высокого расположения выключателя неудобно включать/выключать осветительные приборы.
Сенсорные выключатели — инновационное поколение приборов управления светом. В основе принципа их работы — управление током посредством микросхемы, тогда как в обычных выключателях используются традиционные скользящие контакты. Применение микросхемы позволяет полностью исключить возникновение короткого замыкания, что позволяет увеличить срок службы ламп в разы, а также значительно повышает ресурс выключателя вследствие низкого износа. Работают такие выключатели от простого касания, но есть модели, для которых достаточно просто провести рядом рукой.
Дистанционные выключатели — это комплект из небольшого блока управления и пульта (блоков управления, пультов также может быть несколько), внешне напоминающий обычный выключатель.
Принцип работы прост — при нажатии кнопки на пульте посылается радиосигнал, который принимает реле. Оно размыкает или замыкает цепь на фазе, которая идет к источнику света. Радиус действия зависит от особенностей строения вашего жилища и от использованных материалов, обычно он колеблется в диапазоне 20–25 м.
С помощью такой системы можно управлять светом из любого места в доме. Органы управления работают на радиочастоте посредством цифровых сигналов и не создают помех теле- и радиоаппаратуре, в комплекте могут быть мобильные дистанционные пульты. Беспроводной выключатель может являться частью сложной системы управления освещением «умного дома», его можно дополнить различными модулями. Такие системы очень популярны, благодаря простоте монтажа и надежности они часто позволяют разрешить множество проблем со стационарной проводкой.
Диммеры (светорегуляторы) управляют интенсивностью освещения. Как правило, внешняя панель светорегулятора оснащена клавишами, вращаемой кнопкой, реже ИК-датчиком, который принимает сигналы от пульта дистанционного управления. Диммеры, в зависимости от типа осветительных ламп, подразделяются на 3 группы: управляющие лампами накаливания и галогенными лампами; галогенными лампами, которые подключаются через электронные и ферромагнитные трансформаторы; управляющие энергосберегающими светодиодными и люминесцентными лампами, которые оборудованы электромагнитным балластом.
Современные светорегуляторы имеют широкий набор функций, таких как управление яркостью, имитация присутствия, автоматическое отключение, режимы затемнения, плавного включения и отключения, функция дистанционного управления.
Переключатели (перекидной, дублирующий или проходной выключатель) — внешне напоминают обычные клавишные выключатели, но имеют принципиально иную схему работы. Когда обычный выключатель лишь разрывает цепь, переключатель, размыкая одну цепь, перекидывает контакт на другую. Это свойство позволяет использовать переключатели для управления освещением одновременно из двух, трех и даже большего количества мест. При схеме управления, в которой задействовано более 2 переключателей, в схему добавляются так называемые перекрестные переключатели, их можно ставить неограниченное количество, в зависимости от того, из скольких мест вы хотите управлять освещением.
Удобство работы с использованием переключателей высоко оценено потребителями, с каждым годом процент объектов, где используются переключатели, неуклонно растет. Немногочисленные минусы — это более сложная схема электропроводки, большее количество использующихся материалов и более высокая стоимость самих механизмов переключателей.