Kruisschakelaar: functie en opbouw + aansluitschema en installatie

Een elektrische kruisschakelaar is een apparaat dat is ontworpen voor gebruik in elektrische communicatieschema's. In het bijzonder wordt deze klasse apparaten actief gebruikt wanneer er behoefte is aan het organiseren van bediening van lichtbronnen vanuit verschillende punten. In de regel voorziet het schema in de integratie van dit apparaat als een extra component bij reeds bestaande wisselschakelaars.

In dit artikel bekijken we de constructie en het elektrische schema van het apparaat zelf, evenals de bijzonderheden van de aansluiting in verschillende varianten. Het materiaal vullen we aan met duidelijke schema's, foto's en een video over de zelfinstallatie.

Constructie van de kruisschakelaar

Het apparaat zelf voor inversieschakeling van elektriciteitslijnen is eenvoudig. Vanwege de meerpuntschema's die kenmerkend zijn voor dergelijke apparaten, kunnen de moeilijkheden bij de implementatie echter reëel worden. Daarom is het logisch om de constructie van het apparaat en de aansluitschema's te bekijken.

De functie van de schakelaar is duidelijk: het verbinden van elektrische circuits voor huishoudelijk (commercieel) gebruik, waar de spanning niet hoger is dan 250 volt. De standaarduitvoering van de apparaten is bedoeld voor gebruik in droge, warme ruimtes die voldoen aan de vastgestelde norm van beschermingsklasse (IP20).

Uiterlijk verschilt hij niet van de traditionele constructies van schakelapparaten voor verlichting. Het interne systeem van de omkeerschakelaar heeft echter een enigszins andere schematische oplossing.

De montage van kruisschakelaars wordt op de traditionele manier uitgevoerd (vergelijkbaar met de montage van een gewone lichtschakelaar) met bevestiging van de inbouwdoos op schroeven, of er wordt een inbouwmontage gedaan met bevestiging van de basis aan de muur met metalen pootjes.

De behuizing van het apparaat is meestal gemaakt van slagvast, onbrandbaar technopolymeer. Alle constructiedelen voor buitenmontage zijn bestand tegen ultraviolette straling.

Producten van moderne uitvoering onderscheiden zich door het gebruik van hoogwaardige materialen voor de externe afwerking. Technische kunststof is niet gevoelig voor ultraviolette en lichtstralen.

De mechanica van wisselschakelaars voor 10A is uitgerust met snelklem-contactgroepen. De mechanica van toestellen voor 16A heeft schroefaansluitingen. Voor het gemak van aansluiting worden de klemmen (fase en nul) meestal in verschillende kleuren gemarkeerd.

De klemmen van de schakelaars zijn ontworpen voor het aansluiten van geleiders die zijn uitgevoerd volgens de technologie van enkel- of meeraderige trek. Doorsnede van enkeladerige geleiders tot 2,5 mm², meeraderige tot 4 mm² (voor 16A-schakelaars).

Elektrisch schema van het apparaat

Als we de schakeltechniek van kruisschakelaars bekijken, moet worden opgemerkt dat er verschillende constructies zijn wat betreft het aantal contactgroepen. Eenvoudige en veelgebruikte toestellen (eenklaviers) hebben 2 zwevende (beweeglijke) contacten en 4 stabiele (vaste) contacten.

De schakelconfiguratie van een schakelaar met twee toetsen. Fabrikanten brengen de schakelschema's meestal rechtstreeks aan op de achterwand van de plastic basis van het apparaat. De gebruiker hoeft alleen maar alles volgens het schema te doen.

Een meer complexe uitvoering van kruisschakelaars (twee- tot drieklaviers constructies) wordt gekenmerkt door het aantal communicatiegroepen tot 4-6 beweeglijke en tot 8-12 vaste contacten.

Een onderscheidend kenmerk van dit type apparaten is hun 'afhankelijke' installatie. Met andere woorden, schakelaars met kruisfunctionaliteit worden niet geïnstalleerd zonder een paar gewone schakelaars.

Daarom moet bij het kiezen van een tussenschakelaar worden gelet op het aantal werkcontacten. Voor tussenschakelaars is het aantal werkklemmen altijd ten minste vier.

De klemmenstrook van de schakelaar, maar niet van de groep apparaten die bestemd zijn voor schakeling in omschakelmodus. Dit is het uiterlijk van de achterwand van een wisselschakelaar, met niet meer dan 3 werkcontacten.

Dankzij het gebruik van dergelijke apparaten wordt het mogelijk om flexibelere en gebruiksvriendelijkere besturingsschema's voor verlichtingstoestellen te creëren. Met name de toepassing van kruisschakelaars in de infrastructuur van industriële bedrijven lijkt bijzonder relevant.

Analyse van de schematiek van de contactgroepen van het apparaat

Als men een klassieke (eenklavier) constructie van een apparaat neemt, bijvoorbeeld geproduceerd door het bedrijf ABB, en het met de achterzijde naar de gebruiker draait, opent zich ongeveer het volgende beeld.

Op de basisplaat zijn 4 paar klemmen aanwezig, elk gemarkeerd met overeenkomstige symbolen - in dit geval 'pijlen'. Met een dergelijke technische aanduiding geeft de fabrikant de gebruiker informatie over de juiste aansluiting van het apparaat.

Dit is hoe de aansluitverdeling van het apparaat met de functie van reversibele vergrendeling eruitziet. De verschillen met de hierboven getoonde constructie zijn duidelijk. Op basis van deze kenmerken wordt meestal de gewenste configuratie van het apparaat gekozen.

Met de inkomende 'pijlen' wordt de gemeenschappelijke (wissel)contactgroep aangeduid. Met de uitgaande 'pijlen' wordt de vaste contactgroep gemarkeerd.

Schematisch ziet de interactie van de groepen eruit zoals in de volgende afbeelding:

Gekleurde lijnen geven schematisch aan hoe de contactgroepen in het tussenschakelapparaat zijn geplaatst. Elk paar werkende aansluitklemmen is gemarkeerd met symbolen die de ingangs- en uitgangsgroepen aangeven.

Op de klemmen van de gemeenschappelijke (omschakel) groep van de contactor komen geleiders van de eerste wisselschakelaar die in het elektrische schema is gebruikt. Dienovereenkomstig gaan er van de klemmen van de tweede (vaste) groep van de contactor geleiders uit die verbonden worden met de wisselschakelaar nummer twee, die ook voorzichtig in het schema is opgenomen.

Dit is een klassieke variant met het gebruik van twee wisselschakelaars en één omkeerschakelaar.

Schema van de inbouw van één kruisschakelaar in het circuit tussen twee wisselschakelaars. Meestal is deze oplossing typerend voor schematechnieken die in huishoudelijke ruimtes worden toegepast.

Het apparaat dat de rol van omkeerschakelaar moet vervullen, kan feitelijk in een van de twee schakelmodi van het elektrische circuit worden gebruikt:

1. Directe schakeling – analoog aan twee wisselschakelaars.
2. Kruisschakeling – de primaire functie.

De configuratie van de eerste variant wordt in feite vertegenwoordigd door de functionaliteit van directe verbinding met de mogelijkheid tot verbinding of onderbreking.

De tweede configuratiemethode (door het plaatsen van verbindingen) brengt het apparaat in de werkingsmodus van een schakeling met inversie.

Het omkeerschakelapparaat ondersteunt configuratie (met bruggen) voor een van de twee mogelijke modusfuncties. Zo fungeert de kruisschakelaar als een universeel apparaat.

Dus zien de tussenschakelaars er functioneel niet alleen uit als schakelaars voor kunstmatige lichtbronnen, maar als universele schakelaars. Deze factor breidt de functionaliteit van dergelijke apparaten uit en maakt ze geschikt voor toepassing in verschillende montagevarianten.

Installatiebijzonderheden en opname in de keten

Omkeerschakelaars worden gemonteerd met behulp van de standaard methoden en technieken die worden gebruikt in de bouw of in de elektrotechniek. Van tevoren wordt een geschikte locatie voor het apparaat bepaald.

Vervolgens tekent u, met inachtneming van het gekozen montagepunt en de aansluiting op het algemene elektrische schema, het montageschema voor de tussenschakelaar en de daarmee samenwerkende wisselschakelaars.

In het kader van de projectontwikkelingsprocedure wordt de methode van het leggen van geleiders bepaald – oppervlakkig of inwendig.

Een voorbeeld van de installatie van een wisselschakelaar volgens de montagevariant voor interne bedrading. Op dezelfde manier monteert u een kruisschakelaar, met als enige verschil dat u er vier aders naartoe leidt.

Met inachtneming van de gekozen methode wordt de installatie-infrastructuur voorbereid (sleuven, gaten, bevestigingspluggen, verdeeldozen).

Op de voltooide infrastructuur trekt u de elektriciteitslijnen, verdeelt u de draden in de verdeelkasten en leidt u de uiteinden volgens het schema rechtstreeks naar de aansluiting op de wissel- en tussenschakelaars.

Optie #1 – nuances bij de aansluiting van een tussentoestel

De uit de verdeeldoos naar de aansluiting met de tussenschakelaar uitkomende uiteinden van de geleiders (in totaal 4) moeten worden voorbereid. In het bijzonder wordt de isolatie verwijderd over een lengte van ongeveer 10-12 mm vanaf het uiteinde langs de draad.

Trouwens, veel merk schakelaars hebben op het chassis een speciale markering waarmee u eenvoudig de benodigde lengte voor het strippen van de isolatie kunt afmeten.

Chassis van een merkschakelaar waarbij de constructie voorziet in het maken van een speciale meetuitsparing. Dankzij deze markering stript u de draad altijd precies volgens de instructie.

Nu moet u twee geleiders identificeren die afkomstig zijn van de eerste wisselschakelaar die in het schema is geïnstalleerd. Normaal gesproken markeert u alle geleiders al in de fase van het bedraden voor gemakkelijke identificatie.

Deze twee draden sluit u aan op de twee ingangsklemmen (in dit geval van het veertype) van de tussenschakelaar. De overige twee verdeelt u over de uitgangsklemmen.

Markering met pijlen op het chassis van de schakelaar verkleint het risico op verkeerd aansluiten. Hierop leest u ook de nominale stroomwaarde en de toegestane werkspanning.

Het op deze manier voorbereide chassis moet op zijn plaats worden gezet – geïnstalleerd in een bouw-inbouwdoos (voor inbouwmontage) of rechtstreeks op het muuroppervlak worden bevestigd (buitenmontage).

U bevestigt het chassis van de schakelaar door direct inschroeven van schroeven. Inbouwmontage daarentegen vereist vaak bevestiging met metalen zijspreiders.

Bij interne installatie wordt het chassis meestal vastgezet met afstandsklemmen of directe schroefbevestiging. Bij opbouwmontage van schakelaars wordt traditioneel directe schroefbevestiging toegepast. Vervolgens wordt op het chassis een frame geplaatst en op de bedieningshendel van de schakelaar wordt een dekseltoets gemonteerd.

Optie #2 – schema-oplossingen voor meerdere apparaten

Tussenschakelaars zijn een integraal onderdeel van schakeloplossingen waarbij het principe van bediening vanuit meer dan drie van elkaar verwijderde punten wordt toegepast.

Theoretisch kunnen er vele van dergelijke bedieningspunten voor kunstlichtbronnen zijn. In de praktijk worden echter opties van drie tot vier, maximaal vijf posities gerealiseerd, omdat met elke nieuwe toevoeging van een apparaat de totale bedradingsschema complexer wordt.

Schema van de communicatie van het verlichtingscircuit, waarbij twee kruisschakelaars worden gebruikt in combinatie met twee wisselschakelaars. Dit is een optie voor bediening vanuit vier onafhankelijke posities.

Als voorbeeld kan men een vierstandenbedrading bekijken, waarbij van de belangrijkste onderdelen twee wisselschakelaars en twee omkeerschakelaars worden gebruikt. In zo'n schema wordt de fasedraad naar het beweegbare contact van de wisselschakelaar geleid.

Wanneer er stroom in het netwerk wordt gezet, gaat deze door de gesloten contactgroep van het wisselapparaat en wordt toegevoerd aan het beweegbare contact van een van de twee kruisschakelaars.

Vervolgens gaat de stroom van de uitgangsklem van het omschakelapparaat naar een tweede dergelijke schakelaar – naar zijn beweegbare contactgroep en via de uitgangsklem naar de vaste contactor van de tweede wisselschakelaar.

Als de omschakelaar van deze schakelaar het circuit sluit, komt vanaf de uitgang de stroom bij het verlichtingsapparaat. Via de gloeidraad van de lamp wordt het totale circuit gesloten op de nulleider. De lampen branden. Als u nu voor de proef (en ook in de praktijk) achtereenvolgens een van de apparaten in de status 'uit' zet, zullen de lampen in elk van de vier gevallen doven.

Schema van een multischakelaar met deelname van omschakelapparaten. Theoretisch kan bij deze oplossing een onbeperkt aantal apparaten worden gebruikt. Of een aantal dat alleen wordt beperkt door constructieve nuances van de ruimtes.

Maar als u alle vier tegelijk uitschakelt, schakelt deze eigenaardige communicatiegroep eenvoudigweg over op een andere schakellijn en blijven de lampen onder stroom staan – ze blijven branden.

Het experiment met omschakelapparaten toont duidelijk de functionaliteit van het schema van de kruisvierpositieschakelaar. In elk van de vier posities is bediening van het verlichtingsapparaat mogelijk.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Videomateriaal over de praktijk van het bedienen van verlichtingsapparaten met behulp van een kruisschakelaar.

Hoe installeert en verdeelt u de draden van de doorgangsschakelaars naar de kruisschakelaar en hoe voert u de aansluitingen van de apparaten uit:

De voordelen van het gebruik van doorgangsschakelaars zijn duidelijk, zowel vanuit het oogpunt van gebruiksgemak als in termen van energiebesparing. Daarom worden de besproken elektrische apparaten snel populair, zowel in huishoudens als in de industriële en commerciële sector.

Wilt u het bovenstaande materiaal aanvullen met nuttige opmerkingen, aansluitschema's of installatieaanbevelingen? Of heeft u onnauwkeurigheden of inconsistenties in dit artikel opgemerkt? Schrijf dan uw opmerkingen en advies in het commentaarvak.