В электропроводке зданий многопозиционное переключение представляет собой соединение двух или более электрических переключателей для управления электрической нагрузкой из более чем одного места . Распространенное применение — освещение, где оно позволяет управлять лампами из нескольких мест, например, в коридоре, на лестничной клетке или в большой комнате.
В отличие от простого выключателя света , который является однополюсным однопозиционным (SPST) переключателем, многопозиционное переключение использует переключатели с одним или несколькими дополнительными контактами, и между переключателями проложены два или более проводов. Когда нагрузка управляется только из двух точек, используются однополюсные двухпозиционные (SPDT) переключатели. Двухполюсные двухпозиционные (DPDT) переключатели позволяют управлять из трех или более мест.
В альтернативных конструкциях для переключения электрических нагрузок могут использоваться низковольтные реле или электронные элементы управления, иногда без дополнительных силовых проводов.
Управляемой нагрузкой часто является лампа, но многопозиционное переключение используется для управления другими электрическими нагрузками, такими как электрическая розетка, вентиляторы, насосы, нагреватели или другие приборы. Электрическая нагрузка может быть постоянно жестко подключена или подключена к коммутируемой розетке .
Трех- и четырехпозиционные переключатели позволяют управлять светом из нескольких мест, например, сверху и снизу лестницы, в любом конце длинного коридора или из нескольких дверных проемов в большую комнату. Внешне эти переключатели похожи на однополюсные переключатели на одно направление (SPST), но имеют дополнительные соединения, которые позволяют управлять цепью из нескольких мест. Переключение переключателя отключает один «путешественник» и подключает другой.
С точки зрения электричества типичный "3-позиционный" переключатель представляет собой однополюсный двухпозиционный переключатель (SPDT) . При правильном соединении двух таких переключателей переключение любого переключателя изменяет состояние нагрузки с выключенного на включенное или наоборот. Переключатели могут быть расположены так, чтобы они находились в одинаковой ориентации для выключенного состояния и в противоположных ориентациях для включенного состояния. [1]
"4-позиционный" (промежуточный) переключатель - это специально разработанный двухполюсный переключатель на два направления (DPDT), имеющий внутреннюю проводку на заводе для изменения соединений между входом и выходом и имеющий только четыре внешних клеммы. Этот переключатель имеет две пары "путешествующих" клемм, которые он подключает либо напрямую, либо перекрестно (транспонированно или поменяно местами). Однако промежуточный переключатель можно реализовать, добавив соответствующую внешнюю проводку к обычному (шестиконтактному) переключателю DPDT или используя отдельное реле DPDT.
Подключив один или несколько 4-позиционных (промежуточных) переключателей в линию с 3-позиционными переключателями на каждом конце, можно управлять нагрузкой из трех или более мест. Переключение любого переключателя изменяет состояние нагрузки с выключенного на включенное или с включенного на выключенное.
Включение или выключение нагрузки из двух мест (например, включение или выключение света с любого конца лестничного пролета) требует двух SPDT-переключателей. Для этого существует несколько вариантов схем электропроводки.
В системе traveler, также называемой «общей» системой, линия питания (горячая, показана красным) подается в общую клемму одного из переключателей. Затем переключатели соединяются друг с другом парой проводов, называемых «travelers» (или «strappers» в Великобритании), а лампа подключается к общей клемме второго переключателя, как показано.
При использовании системы бегунка возможны четыре варианта положений переключателя: два с включенным светом и два с выключенным светом.
Альтернативная система, известная как «California 3-way» или «coast 3-way» система соединения позволяет подключать как коммутируемую, так и некоммутируемую нагрузку около обоих выключателей без прокладки слишком большого количества дополнительных проводов. Это полезно в длинных коридорах, где может потребоваться более одного освещения, управляемого двумя выключателями, и где также могут быть розетки, требующие некоммутируемого питания, как и коммутируемые лампы. Если включается только одна лампа и некоммутируемое соединение не требуется, эта система использует более длинные провода, чем стандартная система (четыре вместо трех), но если коммутируемый свет находится близко к выключателю около коробки предохранителей, а розетка должна быть запитана около дальнего выключателя, она будет использовать меньше длинных проводов (четыре вместо пяти).
Система Картера , также известная как Чикагская система, была методом электропроводки трехпозиционных переключателей в эпоху ранней проводки с ручкой и трубкой . Этот ныне устаревший метод электропроводки был запрещен Национальным электротехническим кодексом США с 1923 года [2] даже в новых установках с ручкой и трубкой, которые все еще разрешены при определенных обстоятельствах. Эта система электропроводки все еще может встречаться в старых «дедушкиных» электроустановках.
В системе Картера входящие фазные (запитанные) и нейтральные провода были подключены к винтам-переключателям обоих трехпозиционных переключателей, а лампа была подключена между общими винтами двух переключателей. Если оба переключателя были переведены в положение «горячий» или оба были переведены в положение «нейтраль», свет оставался выключенным; но если они были переведены в противоположные положения, свет загорался. Преимущество этого метода заключалось в том, что он использовал только один провод к свету от каждого переключателя, имея «горячий» и «нейтральный» в обоих переключателях.
Основная проблема этого метода заключается в том, что в одной из четырех комбинаций выключателей гнездо вокруг лампочки электрифицировано на обоих своих выводах, даже если лампочка не горит. Поскольку корпус может быть под напряжением, даже если свет выключен, это создает риск поражения электрическим током при замене лампочки. Поэтому этот метод запрещен в современной электропроводке зданий, где используются лампы с винтовыми зажимами Эдисона .
Для более чем двух мест два соединительных провода должны быть пропущены через промежуточный переключатель, подключенный для обмена или транспонирования пары. Может быть вставлено любое количество промежуточных переключателей, что позволяет использовать любое количество мест. Для этого требуется два провода вдоль последовательности переключателей.
Используя три переключателя, существует восемь возможных перестановок положений переключателей: четыре с включенным светом и четыре с выключенным светом. Обратите внимание, что эти схемы также используют американские названия электропроводки.
Как упоминалось выше, указанную выше схему можно расширить, используя несколько 4-позиционных переключателей между 3-позиционными переключателями, чтобы расширить коммутационные возможности на любое количество мест.
Системы на основе реле с низковольтными цепями управления позволяют переключать питание на осветительные нагрузки из произвольного количества мест. Для каждой нагрузки используется реле с фиксацией , которое механически поддерживает ее включенное или выключенное состояние, даже если питание здания прерывается. Сетевое питание подается через реле к нагрузке.
Вместо подачи напряжения сети на переключатели низкое напряжение — обычно 24 В переменного тока — подключается к удаленным тумблерам или кулисным переключателям. Кратковременные переключатели обычно имеют контакты SPDT в конфигурации (ВКЛ)-ВЫКЛ-(ВКЛ). Нажатие привода переключателя в одном направлении приводит к замыканию контактов реле; нажатие в противоположном направлении приводит к размыканию контактов реле. Любое количество дополнительных кулисных переключателей может быть подключено параллельно, по мере необходимости, в нескольких местах. Можно добавить дополнительный главный элемент управления, который одновременно включает или выключает все освещение на объекте под управлением таймера или компьютера.
После первоначального всплеска популярности в 1960-х годах, бытовое использование таких релейных систем низкого напряжения стало редким. Оборудование для новых установок обычно не поставляется поставщиками электроэнергии, хотя все еще можно найти детали для обслуживания существующих установок.
Начиная с 2012 года многоканальная коммутация в жилых и коммерческих помещениях все чаще реализуется с использованием сигнализации по линиям электропередач и беспроводных методов сигнализации. К ним относятся система X10 , доступная с 1970-х годов, и более новые гибридные проводные/беспроводные системы, такие как Insteon и Z-Wave . Это особенно полезно при модернизации многоканальных цепей в существующую проводку, часто устраняя необходимость проделывать отверстия в стенах для прокладки новых проводов.
Системы дистанционного управления все чаще используются в коммерческих зданиях как часть систем освещения с полуавтоматическим управлением для повышения безопасности, надежности и экономии энергии.
