Законы срабатывания контактов

Устройства коммутации 1

Обозначения условные графические электрического оборудования

и проводок на планах ГОСТ 21.614-88

 

Буквенные коды, определяющие вид электрических элементов

в соответствии с ГОСТ 2.710-81*

 

Сначала наметим себе план изучения темы.

А. Познакомимся с законами срабатывания контактов

Б. Изучим работу наиболее важных для нас устройств коммутации:

 

1. Кнопочные переключатели

2. Тумблеры

3. Свитчеры

4. Переключатели

5. Электромагнитные реле

6. Герконы

7. Твердотельные реле

8. Разъемы

 

Законы срабатывания контактов

Для пояснения принципа работы коммутационных устройств при необходимости на их контакт-деталях изображают квалифицирующие символы, приведенные в табл.1.

 

Таблица 1

Наименование	Обозначение
1. Функция контактора
	_
3. Функция разъединителя
4. Функция выключателя-разъединителя
5. Автоматическое срабатывание
6. Функция путевого или концевого выключателя
7. Самовозврат
8. Отсутствие самовозврата
9. Дугогашение

Принципы срабатывания контактов в контактных группах весьма разнообразны; для однозначного понимания работы устройства, в котором применяются коммутирующие устройства, необходимо отобразить на схеме контактные группы в соответствии с их условно-графическим обозначением.

 

Таблица 3

Наименование	Обозначение
1. Контакт коммутационного устройства:
1) переключающий без размыкания цепи (мостовой)
2) с двойным замыканием
3) с двойным размыканием
2. Контакт импульсный замыкающий:
1) при срабатывании
2) при возврате
3) при срабатывании и возврате
3. Контакт импульсный размыкающий:
1) при срабатывании
2) при возврате
3) при срабатывании и возврате
4. Контакт в контактной группе, срабатывающий раньше по отношению к другим контактам группы:
1) замыкающий
2) размыкающий
5. Контакт в контактной группе, срабатывающий позже по отношению к другим контактам группы:
1) замыкающий
2) размыкающий
6. Контакт без самовозврата:
1) замыкающий
2) размыкающий
7. Контакт с самовозвратом:
1) замыкающий
2) размыкающий
8. Контакт переключающий с нейтральным центральным положением, с самовозвратом из левого положения и без возврата из правого положения
9. Контакт контактора:
1) замыкающий
2) размыкающий
3) замыкающий дугогасительный
4) размыкающий дугогасительный
5) замыкающий с автоматическим срабатыванием
14. Контакт, чувствительный к температуре (термоконтакт):
1) замыкающий
2) размыкающий
15. Контакт замыкающий с замедлением, действующим:
1) при срабатывании
2) при возврате
3) при срабатывании и возврате
16. Контакт размыкающий с замедлением, действующим:
1) при срабатывании
2) при возврате
3) при срабатывании и возврате
Примечание к пп.15 и 16. Замедление происходит при движении в направлении от дуги к ее центру.

 

Примеры построения обозначений контактов двухпозиционных коммутационных устройств

Примеры построения обозначений контактов двухпозиционных коммутационных устройств приведены в табл.3.

 

Таблица 3

Наименование	Обозначение
3. Контакт замыкающий нажимного кнопочного выключателя без самовозврата, с размыканием и возвратом элемента управления:
1) автоматически
2) посредством вторичного нажатия кнопки
3) посредством вытягивания кнопки
4) посредством отдельного привода (пример нажатия кнопки-сброс)
6. Выключатель ручной
7. Выключатель электромагнитный (реле)
8. Выключатель концевой с двумя отдельными цепями
9. Выключатель термический саморегулирующий
Примечание. Следует делать различие в изображении контакта и контакта термореле, изображаемого следующим образом
10. Выключатель инерционный
11. Переключатель ртутный трехконечный

 

Примеры построения обозначений многопозиционных коммутационных устройств

Примеры построения обозначений многопозиционных коммутационных устройств приведены в табл.4.

 

Таблица 4

Наименование	Обозначение
1. При необходимости указания ограничения движения привода переключателя применяют диаграмму положения, например:
1) привод обеспечивает переход подвижного контакта переключателя от позиции 1 к позиции 4 и обратно
2) привод обеспечивает переход подвижного контакта от позиции 1 к позиции 4 и далее в позицию 1; обратное движение возможно только от позиции 3 к позиции 1
2. Диаграмму положения связывают с подвижным контактом переключателя линией механической связи
3. Переключатель двухполюсный, трехпозиционный с нейтральным положением
4. Переключатель двухполюсный, трехпозиционный с самовозвратом в нейтральное положение

 

Выключатели, переключатели их виды и обозначение

 

Коммутационные устройства — это большая группа элементов электро- и радиоаппаратуры, предназначенных для включения, выключения и переключения различных электрических цепей (выключатели, переключатели, реле и т. п.). Любой из этих элементов содержит одну или несколько групп контактов и механизм, с помощью которого они могут быть замкнуты или разомкнуты.

 

Условные графические обозначения подавляющего большинства выключателей, переключателей и реле построены на основе базовых символов замыкающего, размыкающего и переключающего контактов и их разновидностей.

 

 

Выключатели

 

Выключатели используют для соединения и разъединения электрических

цепей. У этих изделий два рабочих положения: «включено» и «выключено».

Соединение и разъединение цепи (замыкание и размыкание) осуществляется

подвижным контактом, который либо постоянно соединен с одним из

неподвижных контактов, а с другим соединяется при установке ручки

переключателя в положение «включено», либо выполнен в виде перемычки,

соединяющей неподвижные контакты в этом же положении.

 

Однако независимо от конструкции коммутационного узла замыкающий контакт изображают на схемах одинаково — в виде наклонной линии в разрыве линии электрической связи (рис. 1 слева).

 

Рис. 1.

 

 

В отличие от замыкающего контакта, который всегда показывают в разомкнутом положении, размыкающий контакт изображают в замкнутом положении.

 

ГОСТ2.755—74 устанавливает три равноправных символа такого контакта (рис. 1справа), однако в пределах одной схемы рекомендуется пользоваться каким-либо одним из них.

 

Направление движения подвижного контакта (как размыкающего, так и замыкающего) из начального положения в конечное стандарт не устанавливает.

Сложные выключатели, предназначенные для одновременной коммутации нескольких электрических цепей, могут содержать несколько замыкающих или размыкающих контактов или их комбинации.При совмещенном изображении такого выключателя (т. е. в одном месте схемы), линии, обозначающие подвижные контакты, изображают параллельно одна другой и соединяют символом механической связи — двумя сплошными линиями. Символы двух таких выключателей приведены на рис. 2.

Рис. 2. Сложные выключатели.

 

Первый из них (рис. 2,а) содержит два замыкающих контакта.

Им можно включить (замкнуть) две электрические цепи, например оба провода сетевого питания прибора или по одному проводу в цепях питания сразу двух приборов.

С помощью второго выключателя (рис. 2,6) можно, например, включить питание измерительного прибора и одновременно разомкнуть чувствительный стрелочный измеритель тока.

Если контактные группы сложного выключателя приходится изображать в разных частях схемы, каждый из символов подвижных контактов снабжают отрезком штриховой линии механической связи, а принадлежность к одному изделию указывают в позиционном обозначении (рис.2,в, контактные группы SA1.1, SA1.2 и SA1.3 принадлежат выключателю SA1).

 

Говоря о символах замыкающего и размыкающего контактов, мы имели в виду, что их подвижные части могут быть зафиксированы как в замкнутом, так и в разомкнутом положениях. Однако, есть выключатели, у которых в одном из этих положений контакты не фиксируются, т. е. после устранения действующей на них силы они возвращаются в исходное состояние.

 

 

Такие контакты изображают на схемах иначе.

Если хотят показать, что контакт не фиксируется в замкнутом положении, на конце линии электрической связи, символизирующем неподвижный контакт, изображают небольшой треугольник,' вершина которого как бы отталкивает символ подвижного контакта (рис. 3,а). Аналогично поступают и с символом размыкающего контакта, не фиксирующегося в разомкнутом положении (рис. 3,б).

 

Рис. 3 Выключатели с самовозвратом Рис. 4. Сдвоенные выключатели.

 

Среди выключателей есть и такие, у которых один подвижный контакт может одновременно замыкать или размыкать две электрические цепи. Символы такого контакта наглядно передают эту идею (рис. 4,в — контакт с двойным замыканием, рис. 4, б — с двойным размыканием). Стандарт ЕСКД предусматривает обозначение и таких особенностей выключателей, как неодновременность срабатывания контактов в группе, наличие фиксации в замкнутом или разомкнутом положении контактов выключателей, управляемых кнопками (имеется в виду, что в обычном исполнении такие коммутационные изделия не имеют фиксации), чувствительность к воздействию внешних факторов и т. д.

 

 

Отличительным признаком контакта, срабатывающего раньше остальных, является короткая черточка на конце символа подвижного контакт, направленная в сторону его движения при срабатывании. Обозначение срабатывающего с опережением замыкающего контакта показано на рис. 5,а,размыкающего — на рис. 5,б. Если же необходимо указать, что контакт, наоборот, срабатывает позже других в группе, черточку направляют в противоположную сторону (рис. 5,в, г).

 

Рис. 5. Обозначение срабатывающего с опережением замыкающего контакта.

 

Символы контактов без самовозврата после срабатывания используют в обозначениях кнопочных выключателей, поэтому, кроме знака отсутствия самовозврата (небольшой кружок на символе неподвижного контакта) в них вводят и символ ручного привода — кнопки.

 

Рис. 6. Обозначение кнопочных выключателей.

 

Для примера на рис. 6 приведены условные обозначения функций контактов:

 

на рис. 6,а - с возвратом в исходное положение путем вытягивания кнопки,

на рис. 6,б — с возвратом посредством повторного нажатия на кнопку, а

на рис. 6,в — с возвратом посредством отдельного привода, например нажатием специальной кнопки «Сброс».

 

 

Признаком контактов, автоматически возвращающихся в исходное положение при перегрузке цепи или превышении допустимых пределов изменения внешних факторов (например, температуры), является знак в виде небольшого прямоугольника на символе подвижного контакта.

 

Физическую величину, под действием которой контакт возвращается в исходно положение, обозначают общепринятым буквенным символом и математическим знаком «>» (больше) или «<» (меньше). Так, если рядом с обозначением контакта помещена надпись «>» (см. рис. 7,а),то это означает, что он реагирует на превышение напряжения сверх допустимого уровня, а этот же буквенный символ со знаком «<» указывает на чувствительность контакта к уменьшению напряжения ниже установленного значения (рис. 7,6). Аналогично обозначают и свойство контакта срабатывать при превышении максимально допустимой температуры (рис. 7,в).

Рис. 7. Обозначение контактов с реакцией на уровень физического воздействия.

 

 

Буквенный код изделий этой группы (как, впрочем, и переключателей) в позиционном обозначении определяется коммутируемой цепью и конструктивным исполнением выключателя (вернее, способом управления).

 

· латинской буквой S - если выключатель применен в цепи управления, сигнализации, измерения

· буквой Q - если выключатель применен в цепи питания

 

Способ управления находит отражение во второй букве кода:

· кнопочные выключатели и переключатели обозначают буквой В (SB),

· автоматические—буквой F (SF),

· все остальные — буквой A (SA).

 

Переключатели

 

Переключатели — это устройства, коммутирующие одну или несколько цепей на несколько других.

Условное графическое обозначение переключающего контакта, по сути, состоит из комбинации символов замыкающего и размыкающего контактов (рис. 8), при этом также имеется в виду, что подвижный контакт фиксируется в обоих крайних положениях.

Рис. 8. Переключатель и его обозначение на схемах.

 

 

Символ подвижного контакта переключателя с фиксацией не только в крайних, но и в среднем (нейтральном) положении изображают между обозначениями неподвижных контактов (на одинаковом расстоянии от них) и выделяют жирной точкой (рис. 9,а).

 

Если необходимо показать контакт с фиксацией в нейтральном и одном из крайних положений или без фиксации в крайних положениях, один или оба символа неподвижных контактов снабжают треугольниками (рис. 9,б).

 

Рис. 9. Переключатели с фиксацией, обозначение на схемах.

 

 

В некоторых случаях применяют переключатели с безобрывным переключением. При переводе такого переключателя из одного положения в другое подвижный контакт не разрывает цепи, соответствующей предыдущему положению, до тех пор, пока не соединит новую цепь. Контакт с безобрывным переключением изображают с короткой черточкой на конце (рис. 9,в).Другие особенности переключающих контактов (срабатывание с опережением или запаздыванием, отсутствие самовозврата и т. п.) указывают теми же знаками, что и у замыкающих и размыкающих контактов.

 

 

Символы многоконтактных переключателей строят на базе соответствующих переключающих контактов, соединяя их линиями механической связи (рис. 10).

 

Рис. 10. Многоконтактный переключатель и его обозначение на схемах.

 

 

Сложные переключатели характеризуют числом положений и направлений(под последним понимают число независимых коммутируемых цепей, обычно равное числу подвижных контактов). Конструкция таких переключателей может быть самой различной.

 

Например, широко применяемые в радиоприборах галетные переключатели состоят из одной или нескольких галет и фиксирующего механизма. Каждая галета, в свою очередь, состоит из двух частей: неподвижной (статора), закрепленной на основании фиксирующего механизма, и подвижной (ротора). На статоре закреплены 12 пружинящих неподвижных контактов, часть из которых(от одного до четырех) длиннее остальных, а на роторе — в зависимости от числа положений — от одного до четырех контактов в форме кольца или секторов с выступами. Удлиненные контакты статора постоянно соединены с подвижными контактами ротора, остальные соединяются с ними при переводе ротора из одного положения в другое. В зависимости от числа галет и подвижных контактов, переключатель может иметь разное число положений и направлений.

 

На схемах переключатели такого типа изображают, как показано из рис. 11,а. Здесь символ в виде длинной линии с изломом на левом конце обозначает вывод подвижного контакта, перечеркивающая ее короткая линия — сам подвижный контакт, а расположенные напротив нее концы линий электрической связи — неподвижные контакты, число которых равно числу положений переключателя.

 

 

Рис. 11. Галетные переключатели с разным числом положений и направлений.

Если переключатель на несколько направлений, число таких контактных групп соответственно увеличивают, изображая их одну под другой (рис. 11,б) или рядом (рис. 11,в).

При расположении символов контактных групп в разных участках схемы их принадлежность к одному коммутационному устройству, как и в ранее рассмотренных случаях, указывают соответствующей нумерацией в позиционных обозначениях (например, SA1.1, SA1.2 и т. д.).

В положениях, в которых подвижный контакт не должен соединяться ни с какой цепью, символ соответствующего неподвижного контакта укорачивают (рис.11,г). Точно так же поступают и в том случае, если несколько неподвижных контактов соединены вместе (рис. 11,д).

Подвижный контакт с безобрывным переключением цепей выделяют короткой черточкой (рис. 11,е).

 

 

Встречаются переключатели, у которых подвижный контакт соединяется сразу с несколькими неподвижными контактами. Эту особенность коммутации показывают линией на конце символа подвижного контакта, «охватывающей» соответствующее число символов неподвижных контактов. Для примера на рис. 11,ж изображен переключатель, у которого одновременно замыкаются три соседние цепи в каждом положении. Если же подобный переключатель в каждом последующем положении подключает параллельную цепь к цепям, замкнутым в предыдущем положении, символ подвижного контакта видоизменяют, как показано на рис. 11,з.

 

Среди галетных переключателей есть такие, у которых подвижные контакты представляют собой тонкие валики, соединяющие концами пары неподвижных контактов каждый в своей группе (переключатели независимых цепей). Эту особенность конструкции наглядно отражает и условное обозначение такого переключателя, где символ подвижного контакта — короткая черточка —изображен между символами неподвижных контактов (рис. 12).

 

 

Рис. 12. Переключатель независимых цепей.

 

В практике можно встретить переключатели (например, кулачковые), одни и те же контакты которых многократно замыкаются и размыкаются в зависимости от положения ручки управления. Изобразить такой коммутационный узел, пользуясь базовыми символами замыкающего, размыкающего и переключающего контактов, очень трудно, поэтому в подобных случаях ГОСТ 2.755—74 рекомендует иные способы построения обозначений переключателей. Два из них иллюстрируют рис. 13 и 14.

 

Рис. 13. Переключатель на пять положений.

 

На рис. 13. изображен переключатель на пять положений (они обозначены цифрами 1—5; буквы а—д введены только для пояснения описания его работы). В этом переключателе соединение цепей а—д между собой показывают отрезки перпендикулярных им линий с жирными точками На концах(символы электрического соединения).В положении 1 (линии-соединители напротив цепей а, б и г, д) переключатель соединяет цепи а и б, г и д, в положении 2 — цепи б и г, в положении 3 — а и в, г и д, в положении 4 – а и д, в положении 5 — а и б, в и д.

 

 

Рис. 14. Переключатель на пять положений с иным принципом.

 

 

Иной принцип действия у переключателя, обозначение которого приведено на рис. 14. Он также на пять положений, но соединяет цепи а—а, б—б и т. д. (по сути, это переключатель на основе замыкающих контактов, которые при более простой коммутации можно было бы изобразить в разрывах цепей).В его первом положении замыкаются цепи а—а и б—б (об этом говорят изображенные под ними жирные точки, символизирующие электрическое соединение), во втором — цепи в—в и б—б, в третьем — а—а и г—г, в четвертом — б—б, в пятом — все четыре цепи.

 

 

Тумблеры

 

Это выключатели, переключатели, имеющие специальный поводок для ручного управления переключением контактов.

В зависимости от конструкции тумблера, здесь даже в одном устройстве могут применяться различные схемы срабатывания контактов: с фиксацией и без фиксации, коммутация поочередно и попарно, коммутация независимых цепей.

 

 

Свитчеры

Это несколько одноканальных выключателей, объединенных в одном корпусе. Каждый движок – свитчер включает или выключает одну цепь.

Свитчеры сконструированы для замены перемычек на платах в тех случаях, когда регулярно необходима перенастройка функций платы.

 

По первой части темы «Устройства коммутации» вам предлагаются для проверки знаний контрольные вопросы:

1. На основе изученного материала составьте наиболее полную классификацию выключателей, переключателей (устройств коммутации с ручным управлением) по наибольшему количеству отличительных признаков.

2. Объясните и сопроводите примерами применение контактных групп с различными функциональными особенностями.(По пунктам таблиц 2 и 3 с применением таблицы 1).