Порядок подключения импульсного выключателя света

Вопросы экономии электроэнергии не становятся менее актуальными со дня возникновения коммерческой электрогенерации. С первых лет использования электрического освещения возникают идеи ручного и автоматического управления включением потребителей на нужный период и отключением на время неиспользования. Одним из элементов таких систем служит импульсное реле.

Назначение, принцип работы и применение

Классическое импульсное реле, как и обычное, состоит из катушки с сердечником, подвижной системы и контактной группы. Такой прибор часто называют бистабильным – потому что он имеет два стабильных состояния: с отключенными контактами и с включенными. Состояние реле сохраняется при снятом напряжении, и это является главным отличием от традиционной системы.

У реальных конструкций длительное присутствие напряжения на катушке считается ненужным и даже вредным – обмотка может перегреться. Поэтому управляется такой прибор короткими импульсами:

• первый импульс замыкает контакты;
• второй размыкает;
• третий замыкает снова и так далее.

Каждый импульс перебрасывает контакты в противоположное состояние. Формируются импульсы выключателями. Логично коммутационный прибор выполнить в виде кнопки без фиксации в нажатом положении.

Обычный клавишный аппарат здесь малопригоден – его легко забыть во включенном положении, и через некоторое время катушка выйдет из строя. Вместо выключателей можно использовать кнопки для дверных звонков.

Типовое реле имеет входы:

• А1 и А2 – для подключения питания 220 вольт;
• S – управляющий вход;
• NO, C, NC – клеммы контактной системы.

На самом деле переключение происходит не синхронно нажатием на кнопку – система ждет ближайшего перехода синусоиды через нулевое значение. Это сделано, чтобы ток при коммутации был равен нулю, что продлевает срок жизни контактной группы. Но подобный переход происходит дважды за период, максимальная задержка составит 0,01 секунды, поэтому короткая пауза незаметна.

Многие импульсные реле для управления электрическим освещением имеют дополнительные входы включения и отключения. Они имеют приоритет над входом S – при подаче на них напряжения можно принудительно включить или выключить реле, независимо от состояния на клемме S.

Импульсный выключатель можно использовать для создания систем управления освещением, в которых включать и выключать свет можно из нескольких мест независимо от других коммутационных аппаратов. Классически такие схемы строят на проходных и перекрестных выключателях, но применение импульсных переключающих аппаратов имеет свои преимущества.

Основные технические характеристики

При приобретении прибора надо обращать внимание на основные параметры:

• мощность контактной группы;
• напряжение питания;
• ток срабатывания катушки;
• исполнение контактной группы (замыкание-размыкание или перекидные);
• дополнительные сервисные функции.

Также надо обратить внимание на такой (нелогичный на первый взгляд) параметр, как количество подключаемых выключателей. Казалось бы, характеристика абсурдная, но надо учесть широкое распространение аппаратов с цепочками подсветки. Если их будет много, то сложившегося общего тока через эти цепи станет достаточно для срабатывания реле.

Управляющее напряжение у большинства приборов составляет 220 вольт, но существуют и реле с низковольтным управлением (12..36 вольт). Такие приборы имеют огромное преимущество по безопасности, но требуют дополнительного источника питания. Поэтому в быту (в отличие от производства) подобные аппараты широкого распространения не получили.

Разновидности импульсных реле их недостатки и достоинства

Бистабильные коммутаторы могут выпускаться в двух исполнениях:

• классическом электромеханическом (выпускается в корпусе для крепления на стандартную DIN-рейку);
• современном электронном.

Второй вариант позволяет снизить габариты, повысить надежность аппарата, а также дает разработчикам реализовывать практически неограниченные сервисные функции (таймеры задержки отключения, управление по WI-Fi и т.д.). К недостаткам импульсных электронных выключателей света можно отнести низкую помехозащищенность.

Классическое электромеханическое реле к помехам и наводкам малочувствительно, но работает шумно – постоянное громкое клацанье может раздражать.

Различные схемы подключения импульсного реле

Самая простая схема системы освещения на бистабильном аппарате выглядит так:

Если выключатели без подсветки, то их количество может быть бесконечным. Фактически есть ограничение по дальности установки – при определенной длине кабеля сопротивление проводников может ограничить ток, необходимый для включения реле. Но для разумных дистанций это ограничение носит теоретический характер. Количество параллельно соединенных ламп ограничено нагрузочной способностью выходной контактной группы.

Название реле	Тип	Нагрузочная способность контактов, А
МРП-2-1	Электромагнитное	8
МРП-1	Электромагнитное	16
BIS-410	Электронное	16
РИО-1М	Электромагнитное	16
BIS-410	Электронное	16

Из таблицы видно, что многие реле допускают нагрузку от 1760 до 3520 Вт. Этого хватает, чтобы закрыть практически все разумные потребности в освещении (особенно, учитывая распространение светодиодного оборудования) без применения промежуточных реле.

Другой вариант схемы – с использованием приоритетных входов для включения или отключения. Такой принцип используется, когда надо обеспечить централизованное управление освещением нескольких комнат или зон. При манипуляциях кнопками центрального управления состояние ламп не будет зависеть от предыдущего положения – все светильники можно включить или выключить одновременно. Подобное двухканальное включение позволяет с одного места включить или отключить свет сразу во всех помещениях, а в дальнейшем управлять светом с локальных кнопок.

Установка импульсного прибора электромеханического типа осуществляется в распредщит – там удобнее всего монтировать ДИН-рейку. Топология прокладки кабельной продукции рассмотрена на примере простой схемы, и выглядит она так:

Часть соединений выполняется проводами в распределительном щите. Также понадобится:

• пятижильный кабель для прокладки от щита до распаечной коробки (в отсутствие проводника PE – четырехжильный);
• трехжильный до светильника или группы (двухжильный если нет PE);
• кнопочные выключатели подключаются шлейфом двухжильным кабелем.

Если применяется реле в электронном исполнении, его можно установить в распредкоробку. Тогда кабели прокладываются так:

Отличие от предыдущего варианта в том, что часть соединений делается в распредкоробке, а также отсутствует необходимость вести цепь от выключателей обратно в распределительный щит. Сокращается количество жил в кабеле от коробки до щита: в отсутствие проводника PE хватит и двух проводов. Поэтому такая схема в общем случае более оправдана экономически.

Импульсное реле или перекрестный выключатель

Схему управления из трех и более мест можно организовать также с помощью двух проходных и нескольких (по числу необходимых постов) перекрестных приборов.

Прокладка кабелей в этом случае выглядит так (проводник PE не показан). Очевидно, что в этом случае все выключатели между собой соединяются кабелем в три жилы против двух.

Можно обойтись и без распределительной коробки и выполнить соединения шлейфом. В этом случае с учетом защитной жилы количество проводников в кабелях связи возрастает до 4. Другой недостаток такой прокладки – жилы N и PE имеют много точек соединения, что снижает надежность и безопасность схемы.

Поэтому схема с импульсным реле более выгодна в экономическом плане, хотя и не очень привычна. И чем больше расстояние между выключателями, тем выгода больше. К тому же через проходной выключатель идет полный ток нагрузки потребителей, а при реализации схемы на импульсниках коммутируется только небольшой ток управления – долговечность кнопок будет явно выше. При проектировании системы освещения надо обратить внимание на этот вариант.

Работа в нестандартных ситуациях

К таким ситуациям, в первую очередь, надо отнести моменты, когда в квартире полностью отключается электричество. При его восстановлении реле ведут себя по разному:

• у приборов электромеханической системы снятие напряжения питания не приводит к переключению, поэтому при появлении электроснабжения освещение будет находиться в том состоянии, в каком их застигло исчезновение питания. Если свет был включен, он включится вновь, если выключен – останется выключенным;
• электронные аппараты с энергонезависимой памятью будут вести себя таким же образом;
• простая электроника без памяти сбросит состояние до положения, предусмотренного разработчиками – обычно, в выключенное положение (но бывает, что и во включенное).

Другая возможная коллизия – одновременное нажатие двух кнопок в разных местах. Система воспримет это как одно нажатие, независимо от исполнения реле, и перебросит контактную группу в противоположное положение.

Применение импульсных приборов позволяет строить удобные схемы управления освещением, позволяющие включать свет только при нахождении людей на объекте. Это дает заметную экономию на электроэнергии. Также такие схемы позволяют повысить комфорт эксплуатации инженерных сетей. Во многих случаях их применение оправдано и с эстетической точки зрения.