Interruptor de cruzamento: finalidade e funcionamento + esquema de conexão e instalação

O interruptor cruzado elétrico é um dispositivo criado para uso em esquemas elétricos de comunicações. Em particular, esta classe de dispositivos é ativamente utilizada quando surge a necessidade de organizar o controle de fontes de luz de diferentes pontos. Via de regra, o esquema prevê a inserção deste dispositivo como um componente adicional aos interruptores de passagem já existentes.

Neste artigo, veremos a estrutura e o esquema elétrico do próprio dispositivo, bem como as características de ligação em várias opções. O material será complementado com esquemas ilustrativos, fotos e um vídeo sobre a instalação por conta própria.

Estrutura do interruptor cruzado

Por si só, o dispositivo de comutação inversa das linhas de transmissão de energia não é complicado. No entanto, devido ao esquema multiponto característico de tais dispositivos, as dificuldades de implementação podem se tornar reais. Portanto, é lógico considerar a estrutura do dispositivo, bem como os esquemas de ligação.

A finalidade do comutador é óbvia – conectar circuitos elétricos de uso doméstico (comercial), onde o nível de tensão não excede 250 volts. O padrão dos dispositivos é projetado para operação em ambientes internos secos e aquecidos, adequados ao padrão estabelecido de classe de proteção (IP20).

Externamente, ele não se diferencia das construções tradicionais dos dispositivos de comutação de luz. No entanto, o sistema interno do interruptor reversível possui uma solução esquemática um pouco diferente.

A instalação dos interruptores cruzados é feita da forma tradicional (semelhante à instalação de um interruptor comum de luz) com fixação da caixa de montagem em parafusos, ou é feita uma montagem interna com fixação da base à parede por meio de patas metálicas.

O corpo do dispositivo geralmente é feito de tecnopolímero resistente a impactos e não inflamável. Todas as peças da estrutura para instalação externa possuem resistência à radiação ultravioleta.

Os produtos de fabricação moderna se distinguem pelo uso de materiais de alta qualidade no revestimento externo. O plástico técnico não é suscetível à influência dos raios ultravioleta e luminosos.

A mecânica dos interruptores cruzados para corrente de 10A é equipada com grupos de contatos de fixação rápida. A mecânica dos aparelhos para corrente de 16A possui grampos de parafuso nos terminais. Para facilitar a conexão, os terminais (fase e neutro) geralmente são marcados com cores diferentes.

Os terminais dos comutadores são projetados para a conexão de condutores feitos com tecnologia de fio sólido ou trançado. A seção transversal dos condutores de fio sólido é de até 2,5 mm², e dos condutores trançados até 4 mm² (para interruptores de 16A).

Esquema elétrico do dispositivo

Ao considerar o design de circuitos dos dispositivos de comutação cruzada, deve-se notar a existência de diferentes construções de dispositivos em termos de número de grupos de contatos. Dispositivos simples e frequentemente usados (de um botão) possuem 2 contatos móveis (flutuantes) e 4 contatos fixos (estáveis).

Configuração do circuito do interruptor com dois botões. Os fabricantes geralmente aplicam o esquema de comutação diretamente na parte traseira da base de plástico do dispositivo. Resta ao usuário apenas seguir o esquema.

Uma execução mais complexa dos interruptores elétricos cruzados (construções de dois ou três botões) é caracterizada pelo número de grupos de comunicação de até 4-6 contatos móveis e até 8-12 contatos fixos.

Uma característica distintiva deste tipo de dispositivo é sua instalação "dependente". Em outras palavras, as construções de interruptores com funcionalidade cruzada não são instaladas sem um par de comutadores comuns.

Por isso, ao escolher um dispositivo de ação intermediária, deve-se prestar atenção ao número de contatos de trabalho. Para comutadores intermediários, o número de terminais de trabalho é sempre de pelo menos quatro.

O bloco de terminais do interruptor, mas não do grupo de dispositivos destinados à comutação no modo reversível. Esta é a aparência da parte traseira de um interruptor de passagem, onde há no máximo 3 contatos de trabalho.

Graças ao uso de tais dispositivos, torna-se possível criar esquemas de controle de iluminação mais flexíveis e convenientes em termos de operação. A prática de usar dispositivos cruzados como parte da infraestrutura de empresas industriais é especialmente relevante.

Análise do esquema dos grupos de contatos do dispositivo

Se pegarmos uma construção clássica (de um botão) de um dispositivo fabricado, por exemplo, pela empresa ABB, e virá-lo com a parte traseira voltada para o usuário, veremos aproximadamente a seguinte imagem.

Na placa de base, existem 4 pares de terminais, cada um marcado com símbolos correspondentes – neste caso, "setas". Com essa designação técnica, o fabricante fornece ao usuário informações sobre a conexão correta do dispositivo.

Assim é a disposição dos terminais do dispositivo com função de bloqueio reversível. As diferenças em relação à construção mostrada acima são evidentes. Com base nessas características, geralmente se escolhe a configuração desejada do dispositivo.

As setas de entrada indicam o grupo de contatos comum (comutável). As setas de saída marcam o grupo de contatos fixo.

Esquematicamente, a interação dos grupos aparece da seguinte forma na próxima figura:

As linhas coloridas mostram condicionalmente como os grupos de contatos estão dispostos dentro do dispositivo de comutação intermediária. Cada par de terminais de trabalho é marcado com simbologia indicando os grupos de entrada e saída.

Nos terminais do grupo comum (comutável) do contator, chegam os condutores do primeiro interruptor de passagem, utilizado no esquema elétrico. Respectivamente, dos terminais do segundo grupo (fixo) do contator saem os condutores que se conectam ao comutador de passagem número dois, também cuidadosamente incluído no esquema.

Esta é uma variação clássica utilizando dois interruptores de passagem e um dispositivo reversível.

Esquema de inserção de um dispositivo cruzado no circuito entre dois dispositivos de ação de passagem. Normalmente, essa solução é característica da esquematização aplicada em ambientes residenciais.

O dispositivo destinado a desempenhar o papel de comutador reversível pode, na prática, ser usado em um dos dois modos de comutação do circuito elétrico:

1. Comutação direta – análogo a dois dispositivos de passagem.
2. Comutação cruzada – a finalidade principal.

A configuração da primeira variante, em essência, é representada pela funcionalidade de conexão direta com possibilidade de ligação ou interrupção.

A segunda forma de configuração (com a instalação de jumpers) coloca o dispositivo em modo de operação conforme esquema de comutação com inversão.

O dispositivo de comutação reversível suporta a configuração (com jumpers) para uma das duas funções modais possíveis. Assim, o interruptor de tipo cruzado atua como uma espécie de dispositivo universal.

Assim, os interruptores intermediários se apresentam funcionalmente não apenas como comutadores de fontes de luz artificial, mas como comutadores de ação universal. Esse fator amplia a funcionalidade de tais dispositivos, tornando-os convenientes para uso em diferentes opções de montagem.

Características de instalação e inclusão no circuito

Os comutadores de ação por inversão são montados utilizando métodos e técnicas padrão empregados na construção civil ou na eletricidade. Preliminarmente, define-se uma localização conveniente para o dispositivo.

Em seguida, levando em conta o ponto de montagem selecionado e a ligação ao esquema elétrico geral, você desenha o diagrama de montagem para o interruptor intermediário e os comutadores de passagem que trabalham em par com ele.

Dentro do procedimento de desenvolvimento do projeto, você determina o método de passagem dos condutores – superficial ou interno.

Exemplo de instalação do interruptor de passagem no modo de montagem de fiação interna. Exatamente da mesma forma é montado o dispositivo de cruzamento, com a única diferença de que a ele são conduzidos quatro condutores do cabo.

Considerando o método escolhido, a infraestrutura de instalação é preparada (rasgos, furos, buchas de fixação, caixas de distribuição).

Na infraestrutura pronta, puxam-se as linhas de fiação elétrica, distribuem-se os fios nas caixas de distribuição, e as pontas são levadas conforme o esquema diretamente para a conexão aos dispositivos de comutação de passagem e intermediários.

Opção #1 — nuances da ligação do dispositivo intermediário

As pontas dos condutores (4 no total) que saem da caixa de distribuição para a conexão com o interruptor intermediário devem ser preparadas. Em particular, remove-se o isolamento na seção desde a extremidade ao longo do fio por aproximadamente 10-12 mm.

Aliás, muitos interruptores de marca possuem no chassis um marcador especial pelo qual é fácil medir o comprimento necessário de decapagem do isolamento.

Chassis de um dispositivo de marca, onde a construção prevê a fabricação de um recorte de medição especial. Graças a este marcador, o usuário sempre decapará o fio estritamente de acordo com as instruções.

Agora é necessário identificar dois condutores que saem do primeiro interruptor de passagem instalado no esquema. Normalmente, todos os condutores são marcados para facilitar a identificação ainda na fase de distribuição dos circuitos.

Estes dois fios são conectados nos dois terminais de entrada (neste caso, do tipo mola) do dispositivo de comutação intermediário. Os dois restantes são distribuídos pelos terminais de saída.

A marcação com 'setas' no corpo do chassis reduz os riscos de conexão incorreta do dispositivo. Aqui também são indicados o parâmetro nominal de corrente e o nível admissível de tensão de operação.

O chassis preparado dessa forma deve ser colocado no lugar – instalado dentro do suporte de tomada de construção (para montagem interna) ou fixado diretamente na superfície da parede (montagem externa sobreposta).

Fixação do chassis do comutador por aperto direto de parafusos. Enquanto isso, a instalação do tipo interno geralmente prevê a fixação com espaçadores laterais metálicos.

Em condições de instalação interna, o chassi geralmente é fixado com grampos espaçadores ou parafusos diretos. Na montagem de superfície de interruptores, tradicionalmente utiliza-se fixação direta com parafusos. Em seguida, uma moldura é colocada no chassi e uma tampa de tecla é colocada na alavanca de controle do interruptor.

Opção #2 — soluções esquemáticas para vários dispositivos

Interruptores de instalação intermediária são um componente essencial das soluções esquemáticas onde se implementa o princípio de controle a partir de mais de três pontos distantes entre si.

Teoricamente, pode haver muitos pontos de controle para fontes de luz artificial. No entanto, na prática, as variantes implementadas são de três a quatro, no máximo cinco posições. Pois a cada nova inserção de um dispositivo, o esquema geral de fiação se torna mais complexo.

Esquemática de comunicação do circuito de iluminação, onde são usados dois interruptores cruzados em par com dois comutadores de passagem. Esta é uma variante de controle a partir de quatro posições independentes

Como exemplo, pode-se considerar uma fiação de quatro posições, onde os principais componentes usados são dois dispositivos de comutação de passagem e dois reversíveis. Nesse esquema, o fio de fase é levado ao contato móvel do comutador de passagem.

Quando a corrente é fornecida à rede, ela passa pelo grupo de contatos fechados do dispositivo do tipo de passagem e é fornecida ao contato móvel de um dos dois interruptores cruzados.

Em seguida, do terminal de saída do dispositivo reversível, a corrente segue para o segundo interruptor semelhante – para seu grupo de contatos móveis e, através do terminal de saída, chega ao contator permanente do segundo interruptor de passagem.

Se o comutador basculante deste interruptor fecha o circuito, a corrente de sua saída chega ao dispositivo de luz. Através do filamento da luminária, o circuito geral é fechado no barramento neutro. As lâmpadas da luminária acendem. Agora, se para fins de experimento (e também na prática) qualquer um dos dispositivos for colocado no estado 'desligado', as lâmpadas da luminária se apagarão em cada um dos quatro casos.

Esquemática de um multicomutador com a participação de dispositivos de ação reversível. Teoricamente, com esta solução, pode-se usar um número ilimitado de dispositivos. Ou um número limitado apenas por nuances construtivas dos ambientes.

Mas se desligar todos os quatro simultaneamente, esse grupo de comunicação peculiar simplesmente mudará para outra linha de comutação e as lâmpadas da luminária permanecerão energizadas – continuarão acesas.

O experimento com dispositivos reversíveis mostra claramente a funcionalidade do esquema do comutador cruzado de quatro posições. Em qualquer uma das quatro posições, o controle do dispositivo de luz está disponível.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Material em vídeo sobre a prática de controle de dispositivos de luz usando um comutador cruzado.

Como instalar e distribuir os fios dos interruptores de passagem para o interruptor cruzado e como realizar as conexões dos dispositivos:

As vantagens da aplicação dos interruptores de passagem são evidentes, tanto do ponto de vista da comodidade para o usuário quanto da economia de recursos energéticos. É por isso que os dispositivos elétricos considerados estão rapidamente ganhando popularidade tanto no uso doméstico quanto no setor industrial e comercial.

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