Křížový vypínač: účel a konstrukce + schéma zapojení a montáž

Elektrický křížový přepínač je zařízení určené k použití v rámci elektrických komunikačních schémat. Konkrétně se tato třída přístrojů aktivně využívá, když vzniká potřeba organizovat ovládání světelných zdrojů z různých míst. Schéma obvykle předpokládá zařazení tohoto zařízení jako doplňkového komponentu ke stávajícím schodišťovým přepínačům.

V tomto článku se podíváme na konstrukci a elektrické schéma samotného přístroje, stejně jako na zvláštnosti zapojení v různých variantách. Materiál doplníme názornými schématy, fotografiemi a videem o samostatné montáži.

Konstrukce křížového přepínače

Samotné zařízení přístroje pro inverzní přepínání elektrických vedení není složité. Avšak vzhledem k vícebodovému schématu, typickému pro taková zařízení, mohou být potíže s implementací reálné. Proto je logické se podívat na konstrukci zařízení a také na schémata zapojení.

Účel komunikátoru je zřejmý – spojení elektrických obvodů pro domácí (komerční) účely, kde úroveň napětí nepřesahuje 250 voltů. Standardní provedení přístrojů je určeno pro provoz v suchých teplých místnostech, které vyhovují stanovené normě třídy krytí (IP20).

Navenek se nijak neliší od tradičních konstrukcí spínacích zařízení světel. Vnitřní systém reverzního přepínače má však poněkud odlišné schématické řešení

Montáž křížových přepínačů se provádí tradičním způsobem (obdobně jako montáž běžného vypínače světla) s upevněním montážní krabice pomocí šroubů, nebo se provádí vnitřní montáž s upevněním základny ke stěně kovovými poutky.

Tělo přístroje je obvykle vyrobeno z nárazuvzdorného nehořlavého technopolymeru. Všechny konstrukční díly pro venkovní instalaci jsou odolné vůči ultrafialovému záření.

Výrobky moderního provedení se vyznačují použitím vysoce kvalitních materiálů pro vnější obložení. Technický plast není ovlivněn ultrafialovými a světelnými paprsky.

Mechanismus křížových vypínačů na proud 10 A je vybaven rychloupínacími kontaktními skupinami. Mechanismus přístrojů na proud 16 A má šroubové svorky. Pro pohodlí připojení jsou svorky (fázová a nulová) obvykle označeny různými barvami.

Klemy přepínačů jsou určeny pro připojení vodičů, které jsou provedeny jako jednožilové nebo vícežilové. Průřez jednožilových vodičů do 2,5 mm², vícežilových do 4 mm² (pro 16A vypínače).

Elektrické schéma přístroje

Pokud se podíváme na obvodové provedení přístrojů pro křížové přepínání, je třeba poznamenat, že existují různé konstrukce přístrojů z hlediska počtu kontaktních skupin. Jednoduché a často používané přístroje (jednotlačítkové) mají 2 plovoucí (pohyblivé) kontakty a 4 stabilní (pevné) kontakty.

Schématická konfigurace přepínače se dvěma klávesami. Výrobci zpravidla umisťují schéma zapojení přímo na zadní stěnu plastového podstavce přístroje. Uživateli pak zbývá pouze vše provést podle schématu.

Složitější provedení křížových elektrických vypínačů (dvou- až tříklávesové konstrukce) se vyznačuje již počtem komunikačních skupin až 4-6 pohyblivých a až 8-12 pevných kontaktů.

Charakteristickým rysem tohoto typu přístrojů je jejich „závislá“ instalace. Jinými slovy, konstrukce vypínačů s křížovou funkcionalitou se neinstalují bez páru běžných přepínačů.

Právě proto je při výběru meziobvodového zařízení třeba věnovat pozornost počtu pracovních kontaktů. U meziobvodových přepínačů je počet pracovních svorek vždy nejméně čtyři.

Svorkovnice vypínače, ale již ne z té skupiny přístrojů, které jsou určeny pro spínání v režimu reverzního přepínání. Jedná se o vzhled zadní stěny prochozího vypínače, kde jsou nejvýše 3 pracovní kontakty.

Díky použití těchto přístrojů se naskýtá možnost vytvářet pružnější a z hlediska provozu pohodlnější schémata ovládání světelných zařízení. Zvláště aktuální se jeví praxe použití křížových zařízení v rámci infrastruktury průmyslových podniků.

Rozbor schématiky kontaktních skupin zařízení

Pokud vezmete klasickou (jednotlačítkovou) konstrukci přístroje, vyrobeného například firmou ABB, a otočíte ji k uživateli zadní stranou, otevře se přibližně následující obraz.

Na základové desce jsou 4 páry svorek, z nichž každá je označena odpovídajícími symboly – v tomto případě „šipkami“. Technickým označením tohoto druhu výrobce poskytuje uživateli informaci o správném připojení zařízení.

Takto vypadá svorkové zapojení zařízení s funkcí reverzní blokace. Rozdíly oproti výše uvedené konstrukci jsou zřejmé. Podle těchto znaků se obvykle vybírá požadovaná konfigurace zařízení.

Příchozími „šipkami” se označuje společná (přepínací) kontaktní skupina. Odchozími „šipkami” se značí stálá kontaktní skupina.

Schematicky vypadá interakce skupin tak, jak je na následujícím obrázku:

Barevné čáry symbolicky ukazují, jak jsou umístěny kontaktní skupiny uvnitř zařízení mezilehlého přepínání. Každá dvojice pracovních svorek je označena symbolikou udávající vstupní a výstupní skupinu.

Na svorky společné (přepínací) skupiny kontaktoru přicházejí vodiče od prvního průchozího vypínače, zapojeného v elektrickém schématu. Vodiče vystupující z konektorů druhé (stálé) skupiny kontaktoru se spojují s průchozím přepínačem číslo dvě, který je rovněž zahrnutý do schématu.

Jedná se o klasickou variantu s použitím dvou průchozích a jednoho reverzního zařízení.

Schéma zapojení jednoho křížového zařízení do obvodu mezi dvě zařízení průchozího působení. Obvykle je takové řešení typické pro schémata používaná v domácích prostorách.

Zařízení, které má plnit roli reverzního přepínače, může být ve skutečnosti použito v jednom ze dvou režimů spínání elektrického obvodu:

1. Přímá komutace – analog dvou průchozích zařízení.
2. Křížová komutace – hlavní účel.

Konfigurace první varianty je v podstatě představována funkcí přímého spojení s možností spojení nebo přerušení.

Druhý způsob konfigurace (pomocí nastavení propojek) převádí zařízení do režimu práce podle schématu spínání s inverzí.

Zařízení reverzního spínání podporuje konfiguraci (propojkami) pro jednu ze dvou možných režimových funkcí. Tím pádem křížový vypínač vystupuje jako druh univerzálního zařízení.

Takto vypadají mezilehlé přepínače funkčně nejen jako spínače umělých světelných zdrojů, ale jako spínače univerzálního působení. Tento faktor rozšiřuje funkčnost podobných zařízení a činí je vhodnými pro použití v různých variantách montáže.

Montážní zvláštnosti a zařazení do obvodu

Montáž přepínačů inverzního působení se provádí standardními způsoby a metodami používanými ve stavebnictví nebo v elektroinstalacích. Předem se určí vhodné umístění zařízení.

Poté, s ohledem na zvolený montážní bod a vazbu na celkové elektrické schéma, se nakreslí montážní schéma pro mezilehlý vypínač a s ním spolupracující průchozí přepínače.

V rámci postupu vývoje projektu se určuje způsob vedení vodičů – povrchový nebo vnitřní.

Příklad instalace průchozího vypínače podle montážního variantu vnitřního vedení. Stejně se montuje křížový přístroj, s tím rozdílem, že k němu přivádějí čtyři žíly kabelu.

S ohledem na zvolený způsob se připravuje instalační infrastruktura (drážky, otvory, upevňovací zátky, rozvodné krabice).

Na hotové infrastruktuře se táhnou linky elektroinstalace, rozvádějí se vodiče v rozvodných krabicích, vyvádějí se podle schématu konce přímo pro připojení k průchozím a mezilehlým spínacím přístrojům.

Varianta #1 – nuance zapojení mezilehlého přístroje

Vyváděné konce vodičů (celkem 4) z rozvodné krabice pro připojení k mezilehlému vypínači je třeba připravit. Konkrétně se odstraní izolace na úseku od konce podél vodiče přibližně na délku 10-12 mm.

Mimochodem, mnohé značkové vypínače mají na šasi speciální značku, podle které lze snadno odměřit potřebnou délku odizolování.

Šasi značkového přístroje, kde konstrukce počítá s vytvořením speciálního měřicího výřezu. Díky této značce uživatel vždy odizoluje vodič přesně podle návodu.

Nyní je třeba určit dva vodiče vycházející z prvního průchozího vypínače, instalovaného ve schématu. Obvykle se všechny vodiče značí pro snadnější identifikaci již ve fázi vedení obvodů.

Tyto dva vodiče se připojují na dvě vstupní svorky (v tomto případě pružinového typu) zařízení mezilehlého spínání. Zbývající dva se rozvádějí na výstupní svorky.

Označení „šipkami“ na těle šasi snižuje riziko nesprávného připojení přístroje. Zde se také uvádí jmenovitý parametr proudu a přípustná úroveň provozního napětí.

Takto připravené šasi je třeba umístit na místo – instalovat dovnitř stavební podomítkové krabice (pro vnitřní montáž) nebo upevnit přímo na povrch stěny (vnější nadložná montáž).

Upevnění šasi přepínače přímým zašroubováním šroubů. Mezitím instalace vnitřního typu častěji počítá s upevněním bočními kovovými rozpěrkami.

Při vnitřní instalaci se šasi obvykle fixuje pomocí rozpěrných spon nebo přímého šroubového upevnění. Při povrchové montáži vypínačů se tradičně používá přímé šroubové upevnění. Dále se na šasi nasadí rámeček a na ovládací páčku vypínače se nasadí klapka-kryt.

Varianta #2 – schématická řešení pro několik přístrojů

Přepínače pro mezilehlou instalaci jsou nedílnou součástí schématických řešení, kde je realizován princip ovládání z více než tří vzájemně vzdálených bodů.

Teoreticky může být takových ovládacích bodů pro zdroje umělého osvětlení mnoho. Prakticky se však realizují varianty na tři až čtyři, maximálně na pět pozic. Protože s každým novým přívodem zařízení se celkové schéma zapojení komplikuje.

Schématika komunikace osvětlovacího obvodu, kde jsou zapojeny dva křížové přepínače v páru se dvěma schodišťovými přepínači. Jedná se o variantu ovládání ze čtyř nezávislých pozic.

Jako příklad lze uvažovat čtyřpolohové zapojení, kdy se z hlavních komponentů používají dva schodišťové a dva reverzní spínací prvky. V takovém schématu se fázový vodič přivádí na pohyblivý kontakt schodišťového přepínače.

Když je do sítě přiváděn proud, prochází uzavřenou kontaktní skupinou zařízení schodišťového typu a je přiveden na pohyblivý kontakt jednoho ze dvou křížových přepínačů.

Dále z výstupní svorky reverzního přístroje proud pokračuje na druhý stejný přepínač – na jeho pohyblivou kontaktní skupinu a přes výstupní svorku přichází na stálý kontakt druhého schodišťového vypínače.

Pokud přepínač tohoto vypínače uzavře obvod, z jeho výstupu proud přichází na světelný přístroj. Přes vlákno žárovky svítidla se celý obvod uzavírá na nulový vodič. Žárovky svítidla svítí. Nyní, pokud pro experiment (i v praxi) postupně nastavíte kterýkoli z přístrojů do stavu „vypnuto“, žárovky svítidla zhasnou v každém ze čtyř případů.

Schématika multispínače s účastí zařízení reverzního působení. Teoreticky může být při takovém řešení použito neomezené množství přístrojů. Nebo množství omezené pouze konstrukčními nuancemi prostor.

Ale pokud vypnete všechny čtyři současně, tato svérázná komunikační skupina se jednoduše přepne na jinou komunikační linii a žárovky svítidla zůstanou pod proudem – budou dále svítit.

Experiment s reverzními přístroji názorně ukazuje funkčnost schématu křížového čtyřpolohového spínače. V kterékoli ze čtyř pozic je dostupné ovládání světelného přístroje.

Závěry a užitečné video k tématu

Videomateriál o praxi ovládání světelných přístrojů pomocí křížového spínače.

Jak nainstalovat a vést vodiče od přepínačů (schodišťových) ke křížovému spínači a jak provést připojení zařízení:

Výhody použití přepínačů jsou zřejmé, a to jak z hlediska pohodlí pro uživatele, tak z hlediska úspory energie. Právě proto si tyto elektrické přístroje rychle získávají oblibu jak v domácnostech, tak v průmyslové a hospodářské sféře.

Chcete doplnit výše uvedený materiál o užitečné poznámky, schémata zapojení nebo montážní doporučení? Nebo jste si všimli nepřesností nebo nesrovnalostí v tomto článku? Pište prosím své poznámky a rady do bloku komentářů.