Typy přepínačů

Jističe jsou základními elektrickými mechanismy v každém rozvodném nebo řídicím systému. Jejich hlavní funkcí je řízeně zavést nebo přerušit průchod elektrického proudu, a tím zajistit provozní bezpečnost a ochranu zařízení a vodičů.

V závislosti na jejich konstrukci a použití lze jističe rozdělit do několika kategorií. V bytové oblasti umožňují jednoduchým způsobem ovládat světelné body nebo elektrická zařízení. V průmyslových nebo komerčních instalacích hrají komplexnější roli při ochraně motorů, elektrických vedení a řídicích obvodů.

Výběr správného typu jističe závisí na faktorech, jako je jmenovité napětí, provozní proud, vypínací schopnost a prostředí instalace.

V následujícím textu se seznámíte s hlavními typy elektrických jističů, principem jejich činnosti, nejčastějšími aplikacemi a jejich schematickým znázorněním. Tyto znalosti jsou nezbytné pro návrh a údržbu bezpečných, účinných a vyhovujících elektrických systémů.

Ruční vypínače

Ruční spínače jsou takové, které vyžadují přímý zásah osoby k otevření nebo uzavření elektrického obvodu a umožňují zapnout nebo vypnout zařízení podle potřeby uživatele. Jsou nejzákladnější a nejrozšířenější, vyskytují se jak v domácnostech, tak v průmyslovém prostředí.

Tyto spínače nemají žádnou vnitřní automatiku. Jejich stav závisí výhradně na ručním nastavení jejich kontaktů.

Hlavní aplikace ručních spínačů

• Použití v obytných budovách: Spínače světla (jednoduché, spínané nebo křížové) nebo bzučáková tlačítka.
• Průmyslové použití: Ovládací tlačítkové panely, voliče a ruční ovladače pro spuštění nebo zastavení specifických funkcí stroje nebo procesu. V těchto případech je lidský zásah nezbytný pro zajištění bezpečnosti a přímé kontroly operací.

Běžné typy ručních spínačů

Přepínače: Fungují tak, že pohybem páčky otevírají nebo zavírají obvod. Jsou běžné v jednoduchých řídicích systémech.

Kolébkové spínače: Přepínají mezi dvěma polohami (zapnuto a vypnuto) kývavým pohybem. Používají se v průmyslovém nebo komerčním prostředí.

Momentová nebo západková tlačítka: Tlačítka jsou aktivní pouze po dobu, kdy je tlačítko drženo stisknuté. Blokovací udržují stav i po uvolnění tlačítka.

Typické schéma

Nejjednodušší schéma je schéma jednoduchého spínače, který zapíná a vypíná žárovku.

Jističe

Jističe jsou opakovaně použitelné ochranné přístroje určené k automatickému přerušení toku proudu při zjištění abnormálních podmínek v obvodu, jako je přetížení, zkrat nebo únik.

Skládají se z vypínacího mechanismu, který rozepíná kontakty bez zásahu člověka. V závislosti na typu může být tento mechanismus založen na magnetických, tepelných nebo jiných čidlech, která monitorují podmínky v obvodu.

Tyto jističe jsou nezbytné pro ochranu osob i domácích a průmyslových elektrických zařízení, zabraňují poškození zařízení a minimalizují nebezpečí požáru. Na rozdíl od pojistek mají jističe tu výhodu, že je lze po odstranění poruchy resetovat.

Hlavní aplikace jističů

• Elektrická bezpečnost v domácích instalacích: V bytových rozváděčích chrání elektrické obvody před nadproudy, čímž zabraňují poškození zařízení a snižují riziko požáru.
• Průmyslová ochrana: V průmyslovém prostředí jsou jističe klíčem k ochraně zařízení s vysokým proudem a k zajištění bezpečnosti instalací, neboť při zjištění problému okamžitě odpojí napájení.

Běžné typy jističů

Do této kategorie patří magnetotermické jističe (pro ochranu před přetížením a zkratem), jističe proti zemnímu svodu (pro ochranu před zemním svodem a úrazem elektrickým proudem) a přístroje pro průmyslové aplikace s vysokým proudem.

Schéma jističů v elektrických rozváděčích

Schéma domovního elektrického rozváděče znázorňující zapojení několika jističů.

Programovatelné jističe

Programovatelné jističe, známé také jako časové spínače, jsou zařízení vybavená časovým nebo elektronickým řídicím mechanismem, který umožňuje aktivaci nebo deaktivaci obvodů podle předem definovaného programu.

Tyto spínače jsou ideální pro automatizaci zapínání a vypínání zařízení bez nutnosti ručního zásahu v určitých časech nebo intervalech.

Hlavní aplikace programovatelných spínačů

• Řízení osvětlení: Používají se k řízení venkovního a vnitřního osvětlení v určitý čas, což je užitečné jak z hlediska bezpečnosti, tak z hlediska energetické účinnosti.
• Plánovaná klimatizace a vytápění: V případě potřeby je možné je použít k řízení topných nebo klimatizačních systémů a zajistit jejich zapnutí nebo vypnutí v přesně stanovenou dobu, například ráno nebo před příchodem domů.
• Automatické zavlažování: Automatické zavlažovací systémy: Jsou ideální pro zavlažovací systémy v zahradách, které aktivují zavlažování v hodinách s nižším výparem.
• Komerční značky: Používají se k zapínání a vypínání osvětlených nápisů v naprogramovaných časech.
• Průmyslová odvětví: V průmyslovém prostředí se uplatňují v procesech, které vyžadují opakované a časově omezené operace, například při řízení strojů v určitých směnách.

Běžným příkladem použití je časový spínač pro zapnutí pouličního osvětlení za soumraku a jeho vypnutí za úsvitu, čímž se optimalizuje spotřeba energie.

Hlavní typy časovačů

Analogové programovatelné spínače jsou jednoduchá zařízení s 24hodinovým voličem, která umožňují nastavit cykly zapnutí/vypnutí, ideální pro základní aplikace, jako je ovládání světel nebo spotřebičů.

Na druhou stranu, digitální programovatelné spínače nabízejí větší flexibilitu, což umožňuje složitější programování, jako jsou týdenní cykly nebo vícenásobné plány.

Bezpečnostní spínače

Bezpečnostní spínače jsou ručně ovládané spínače nebo spínače ovládané bezpečnostními mechanismy, zpravidla s robustní konstrukcí. Jsou určeny k zajištění ochrany osob a zařízení v nebezpečných situacích tím, že v případě potřeby vypnou strojní zařízení nebo přeruší přívod energie. Kromě toho jsou obvykle blokovány, dokud nejsou ručně resetovány.

Hlavní aplikace

• Ochrana obsluhy a zařízení v průmyslu: Spínače nouzového zastavení se umísťují na strojní zařízení, výrobní linky nebo výtahy. Po aktivaci bezpečně zastaví pohyb stroje.
• Bezpečnostní blokády: Tyto spínače, instalované na dveřích klece nebo na nebezpečných skříních strojů, přeruší přívod energie, pokud se dveře otevřou, a zabrání tak nehodám.

Hlavní typy bezpečnostních spínačů

Mezi nejběžnější typy patří tlačítko nouzového zastavení, které jediným dotykem okamžitě zastaví provoz a zablokuje se, dokud není ručně resetováno, a bezpečnostní blokovací spínače, které zastaví stroj při otevření dveří nebo ochranných krytů, čímž zajistí bezpečný přístup do nebezpečných prostor.

Existují také spínače blokování nouzového zastavení, které kombinují obě funkce pro zvýšení bezpečnosti, a bezpečnostní spínače ovládané dveřmi, které deaktivují systém při otevření přístupových dveří do nebezpečných prostor. Všechna tato zařízení jsou nezbytná pro zajištění funkční bezpečnosti v průmyslovém prostředí a pro splnění bezpečnostních předpisů.

Symbol tlačítka stop

Příklad stop tlačítka bez blokování a s blokováním.

Polohové spínače

Polohové spínače, známé také jako koncové spínače, jsou elektromechanická zařízení určená k detekci přítomnosti nebo polohy pohyblivé části stroje. Jsou to zařízení ovládaná pohybem objektu, obvykle pomocí aktuátoru (páky, pístu, válečku), který při pohybu sepne nebo rozepne vnitřní kontakty spínače.

Hlavní aplikace polohových spínačů

Polohové spínače se používají především v průmyslové automatizaci k detekci konce dráhy nebo mezních poloh různých mechanismů. Jsou běžné mimo jiné v obráběcích strojích, výtazích, dopravnících a robotice.

U motorizovaných bran koncový spínač indikuje, zda je brána zcela otevřená nebo zavřená. V lisu se používá k detekci nejnižší polohy pístu. Mají také uplatnění v domácích systémech, například jako detektory otevřených dveří/oken v poplašných systémech. Díky své spolehlivosti a jednoduchosti jsou nezbytné pro řízení procesů a automatizaci.

Typy kontaktů v polohových spínačích

• Normálně otevřené (NO): Spínač zůstává v normálním stavu rozepnutý a při aktivaci sepne, takže proud teče pouze tehdy, když je spínač aktivován.
• Normálně sepnutý (NC): Spínač zůstává v normálním stavu zavřený a při aktivaci se rozepne, čímž se přeruší tok proudu, když je spínač aktivován.
• SPDT (Single Pole Double Throw) (jednopólový dvoupólový spínač): Přepínač s jedním pólem a dvěma výstupy, který umožňuje přepínat mezi dvěma různými stavy.

symbol spínačů nc a no

Izolační spínače

Izolační spínače, známé spíše jako odpojovače, jsou zařízení určená k elektrickému odpojení obvodu, pokud je otevřený, a zajišťují tak bezpečné odpojení při údržbě nebo v nouzových situacích.

Kontakty odpojovače mají vysokou oddělovací vzdálenost nebo blokovací mechanismy, které zajišťují, že po otevření je obvod zcela izolován a práce na něm je bezpečná.

Na rozdíl od jiných jističů nejsou odpojovače určeny ke spínání zátěže pod napětím (mnohé nemají vypínací schopnost).

Hlavní použití odpojovače

Odpojovače se používají především k bezpečnému odpojení obvodů před údržbou. Mezi jejich nejčastější aplikace patří např:

• Odpojování hlavních přívodů v rozváděčích (např. obecný odpojovač hlavic).
• Odpojení rozváděčů středního napětí, transformátorů a bateriových bloků.
• V řídicích centrech motorů odpojovač s přední rukojetí odpojuje napájení celého rozváděče pro účely údržby a pro větší bezpečnost jej lze uzamknout visacím zámkem.
• V domácnostech funguje hlavní vypínač rozváděče jako odpojovač (i když obvykle funguje také jako jistič).

Typy odpojovačů

1. Nožové spínače: Tyto spínače jsou nejstarší a k otevření nebo zavření obvodu se používá kovová čepel. Přestože jsou jednoduché, používají se hlavně ve starých nebo nízkonapěťových instalacích.
2. Izolátory s nožovou čepelí: Jsou podobné nožovým spínačům, ale mají větší kapacitu pro odpojení velkých zátěží. Používají se v nízkonapěťových instalacích střídavého proudu.
3. Rotační odpojovače: Jsou vybaveny otočným mechanismem pro odpojení obvodu. Jsou běžné v průmyslových aplikacích díky své spolehlivosti a snadnému použití.
4. Pojistkový odpínač: Kombinují funkci odpojovače a pojistky a poskytují dodatečnou ochranu proti nadproudům. Jsou ideální v systémech, kde je potřeba bezpečné odpojení a dodatečná ochrana.
5. Odpojovač zátěže: Jsou určeny k odpojení obvodu při zatížení. Jsou robustnější a používají se v aplikacích, kde je odpojení aktivního zařízení nezbytné.

Tlakové spínače

Tlakové spínače nebo tlakové spínače jsou senzory s integrovaným elektrickým kontaktem, které se aktivují, když tlak kapaliny dosáhne určité prahové hodnoty. Tyto spínače jsou ovládány prvkem citlivým na tlak, jako je membrána, píst nebo Bourdonova trubice, který se při působení tlaku deformuje a aktivuje vnitřní mikrospínač.

Tato zařízení jsou nastavena na sepnutí při určitém tlaku, který se nazývá aktivační bod, a obvykle mají hysterezi (rozdíl mezi otevíracím a uzavíracím tlakem). Stručně řečeno, rozepíná nebo spíná své kontakty v závislosti na tlaku v systému.

Hlavní aplikace tlakového spínače

• Řízení čerpadel a kompresorů: V systémech, jako jsou hydrofory nebo vzduchové kompresory, tlakový spínač zapne čerpadlo, když tlak klesne pod nastavenou hodnotu, a vypne ho, když dosáhne nastaveného vysokého tlaku.
• Ochrana hydraulických a pneumatických systémů: Pomáhají zabránit přetlaku tím, že spouštějí alarmy nebo vypínají systém, pokud je překročena nebezpečná prahová hodnota tlaku.
• Kotle a klimatizace: Používají se k ověření přítomnosti tlaku (např. vzduchu, plynu nebo průtoku chladiva) jako bezpečnostní podmínky.
• Kontrola v průmyslových linkách: Aktivují ventilátory, ventily nebo řídicí sekvence při dosažení určitého tlaku v průmyslových procesech.

Typy tlakových spínačů

• Jednočinné tlakové spínače (SPDT): Jedná se o nejběžnější typy s jedním pólem a dvěma spínacími kontakty (rozepnuto/zapnuto). Používají se k ovládání jednoho obvodu a jsou ideální pro jednoduché aplikace, jako je ovládání čerpadel a kompresorů.
• Dvojčinné tlakové spínače (DPDT): Mají dva póly a dvě spínací polohy, což umožňuje ovládat dva nezávislé obvody. Používají se ve složitějších aplikacích, kde je třeba ovládat několik zařízení současně.

Schéma tlakového spínače

Typ elektrického spínače pro každou potřebu

Jak jste viděli, existuje několik typů jističů, z nichž každý je navržen tak, aby vyhovoval specifickým potřebám v průmyslových i bytových elektrických instalacích.

Nezapomeňte, že v naší sekci elektromateriálu najdete kromě vypínačů vše, co potřebujete pro své elektroinstalace.