Interruttore a incrocio: scopo e struttura + schema di collegamento e montaggio

L'interruttore invertitore elettrico è un dispositivo progettato per l'uso in circuiti elettrici di comunicazione. In particolare, questa classe di apparecchi viene utilizzata attivamente quando è necessario organizzare il controllo delle fonti luminose da diversi punti. Di solito, lo schema prevede l'inserimento di questo dispositivo come componente aggiuntivo agli interruttori deviatori già esistenti.

In questo articolo esamineremo la struttura e lo schema elettrico del dispositivo stesso, nonché le particolarità di collegamento in diverse varianti. Il materiale è integrato con schemi illustrativi, foto e un video per il montaggio fai-da-te.

Struttura dell'interruttore invertitore

Il dispositivo stesso per la commutazione inversa delle linee elettriche non è complesso. Tuttavia, a causa della schematizzazione multipunto, caratteristica di tali dispositivi, le difficoltà di installazione possono diventare reali. Pertanto, è logico esaminare la struttura del dispositivo e gli schemi di collegamento.

Lo scopo dell'interruttore invertitore è evidente: collegare circuiti elettrici per uso domestico (commerciale), dove il livello di tensione non supera i 250 volt. L'esecuzione standard dei dispositivi è prevista per l'uso in ambienti interni asciutti e caldi, conformi alla norma di classe di protezione stabilita (IP20).

Esteriormente non si differenzia dalle tradizionali strutture dei dispositivi di commutazione per l'illuminazione. Tuttavia, il sistema interno dell'interruttore reversibile ha una soluzione schematica leggermente diversa.

L'installazione degli interruttori invertitori viene effettuata in modo tradizionale (simile all'installazione di un normale interruttore della luce) con fissaggio della scatola di montaggio su viti, oppure si realizza un montaggio interno con fissaggio della base alla parete mediante graffe metalliche.

Il corpo del dispositivo è solitamente realizzato in tecnopolimero resistente agli urti e non infiammabile. Tutte le parti della struttura per installazione esterna sono resistenti ai raggi ultravioletti.

I prodotti di concezione moderna si distinguono per l'uso di materiali di alta qualità per la finitura esterna. La plastica tecnica non è soggetta all'influenza dei raggi ultravioletti e luminosi.

La meccanica degli interruttori incrociati per corrente 10A è dotata di gruppi di contatti a serraggio rapido. La meccanica degli apparecchi per corrente 16A è dotata di morsetti a vite. Per comodità di collegamento, i morsetti (fase e neutro) sono solitamente contrassegnati con colori diversi.

I morsetti dei commutatori sono progettati per il collegamento di conduttori realizzati con tecnologia a trefolo singolo o multifilo. La sezione dei conduttori a trefolo singolo fino a 2,5 mm², quella dei conduttori multifilo fino a 4 mm² (per interruttori da 16A).

Schema elettrico del dispositivo

Se si considera la circuitazione degli apparecchi di commutazione incrociata, è opportuno notare l'esistenza di diverse costruzioni in termini di numero di gruppi di contatto. Gli apparecchi semplici e spesso utilizzati (a singolo pulsante) hanno 2 contatti mobili e 4 contatti fissi.

Configurazione circuitale del commutatore a due tasti. I produttori di solito riportano lo schema di commutazione direttamente sulla parete posteriore della base in plastica dell'apparecchio. All'utente non resta che eseguire tutto secondo lo schema.

Le versioni più complesse degli interruttori elettrici incrociati (costruzioni a due o tre tasti) sono caratterizzate da un numero di gruppi di comunicazione fino a 4-6 contatti mobili e fino a 8-12 contatti fissi.

Una caratteristica distintiva di questo tipo di apparecchi è la loro installazione 'dipendente'. In altre parole, le costruzioni degli interruttori con funzionalità incrociata non vengono installate senza una coppia di commutatori comuni.

Per questo motivo, quando si sceglie un dispositivo di azione intermedia, è opportuno prestare attenzione al numero di contatti di lavoro. Per i commutatori intermedi, il numero di morsetti di lavoro è sempre almeno quattro.

Morsettiera dell'interruttore, ma non appartenente al gruppo di apparecchi destinati alla commutazione in modalità di inversione. Questo è l'aspetto della parete posteriore di un deviatore, dove ci sono non più di 3 contatti di lavoro.

Grazie all'impiego di tali apparecchi, diventa possibile creare schemi di controllo degli apparecchi di illuminazione più flessibili e comodi dal punto di vista operativo. Particolarmente rilevante è la pratica di utilizzare dispositivi incrociati nell'infrastruttura degli stabilimenti industriali.

Analisi dello schema dei gruppi di contatti del dispositivo

Se si prende la classica costruzione (a un tasto) di un apparecchio prodotto, ad esempio, dalla ditta ABB, e lo si gira con il retro verso l'utente, si presenterà all'incirca la seguente immagine.

Sulla scheda di base sono presenti 4 coppie di morsetti, ciascuna contrassegnata da simboli corrispondenti – in questo caso 'frecce'. Con questo tipo di marcatura tecnica, il produttore fornisce all'utente informazioni sul corretto collegamento del dispositivo.

Ecco come appare la morsettiera di un dispositivo con funzione di blocco reversibile. Le differenze rispetto alla costruzione mostrata sopra sono evidenti. In base a queste caratteristiche si sceglie di solito la configurazione desiderata del dispositivo.

Con le 'frecce' in entrata viene indicato il gruppo di contatti comune (commutante). Con le 'frecce' in uscita viene contrassegnato il gruppo di contatti permanente.

Schematicamente, l'interazione dei gruppi appare come illustrato nella figura seguente:

Le linee colorate mostrano in modo convenzionale come sono disposti i gruppi di contatti all'interno del dispositivo di commutazione intermedia. Ogni coppia di morsetti di lavoro è contrassegnata con una simbologia che indica i gruppi di ingresso e di uscita.

Ai morsetti del gruppo comune (commutatore) del contattore arrivano i conduttori dal primo interruttore deviatore utilizzato nello schema elettrico. Di conseguenza, dai morsetti del secondo gruppo (fisso) del contattore escono i conduttori che si collegano al commutatore deviatore numero due, anch'esso opportunamente incluso nello schema.

Questa è una variante classica che utilizza due deviatori e un dispositivo reversibile.

Schema di inserimento di un dispositivo a croce nel circuito tra due dispositivi deviatori. Di solito questa soluzione è tipica degli schemi utilizzati in ambienti domestici.

Il dispositivo, destinato a svolgere il ruolo di commutatore reversibile, può effettivamente essere utilizzato in una delle due modalità di commutazione del circuito elettrico:

1. Commutazione diretta – analogo di due dispositivi deviatori.
2. Commutazione incrociata – scopo principale.

La configurazione della prima variante è essenzialmente rappresentata dalla funzionalità di connessione diretta con possibilità di collegamento o interruzione.

Il secondo metodo di configurazione (mediante l'installazione di ponticelli) porta il dispositivo in modalità di funzionamento secondo uno schema di commutazione con inversione.

Il dispositivo di commutazione reversibile supporta la configurazione (tramite ponticelli) per una delle due possibili funzioni operative. Pertanto, l'interruttore a croce funge da una sorta di dispositivo universale.

Pertanto, gli interruttori intermedi appaiono funzionalmente non solo come commutatori di fonti di luce artificiale, ma come commutatori di azione universale. Questo fattore amplia la funzionalità di tali dispositivi, rendendoli comodi da utilizzare in diverse varianti di installazione.

Particolarità di montaggio e inserimento nel circuito

I commutatori a inversione vengono montati utilizzando metodi e tecniche standard impiegati nell'edilizia o nell'impiantistica elettrica. Preliminarmente si individua una posizione comoda per il dispositivo.

Successivamente, tenendo conto del punto di montaggio scelto e del collegamento allo schema elettrico generale, si disegna lo schema di montaggio per l'interruttore intermedio e per gli interruttori passanti che lavorano in coppia con esso.

Nell'ambito della procedura di sviluppo del progetto, viene determinata la modalità di posa dei conduttori – superficiale o interna.

Esempio di installazione di un interruttore passante secondo la variante di montaggio con cablaggio interno. Esattamente allo stesso modo si monta l'interruttore incrociato, con l'unica differenza che ad esso vengono portati quattro conduttori del cavo.

Tenendo conto del metodo scelto, si prepara l'infrastruttura di installazione (tracce, fori, tasselli di fissaggio, scatole di derivazione).

Sull'infrastruttura pronta, si tirano le linee elettriche, si distribuiscono i fili nelle scatole di derivazione, si portano allo schema le estremità direttamente per il collegamento agli interruttori passanti e intermedi.

Variante n. 1 — particolarità di collegamento del dispositivo intermedio

Le estremità dei conduttori (4 in totale) che escono dalla scatola di derivazione per il collegamento con l'interruttore invertitore devono essere preparate. In particolare, si rimuove l'isolamento su un tratto dall'estremità lungo il filo per circa 10-12 mm.

Tra l'altro, molti interruttori di marca hanno sul telaio uno speciale indicatore con cui è facile misurare la lunghezza necessaria di spelatura dell'isolamento.

Telaio di un dispositivo di marca, in cui la struttura prevede la realizzazione di un apposito intaglio di misura. Grazie a questo indicatore, l'utente spelerà sempre il filo rigorosamente secondo le istruzioni.

Ora è necessario identificare i due conduttori che provengono dal primo interruttore passante installato nello schema. Di solito tutti i conduttori vengono marcati per facilità di identificazione già nella fase di cablaggio dei circuiti.

Questi due fili vengono collegati ai due morsetti di ingresso (in questo caso di tipo a molla) del dispositivo di commutazione intermedio. I restanti due vengono distribuiti sui morsetti di uscita.

La marcatura con frecce sul corpo del telaio riduce i rischi di un collegamento errato del dispositivo. Qui vengono anche indicati il parametro nominale di corrente e il livello ammissibile di tensione di lavoro.

Il telaio così preparato deve essere posizionato – installato all'interno del sottopresa da cantiere (per montaggio interno) o fissato direttamente sulla superficie della parete (montaggio esterno a vista).

Il fissaggio del telaio dell'interruttore mediante avvitamento diretto delle viti. Tuttavia, l'installazione di tipo interno prevede più spesso il fissaggio con distanziatori metallici laterali.

In condizioni di installazione interna, il telaio viene solitamente fissato con staffe distanziatrici o con viti di fissaggio diretto. Per il montaggio superficiale degli interruttori, si utilizza tradizionalmente il fissaggio diretto con viti. Successivamente, sul telaio viene montato un telaio e sul braccio di comando dell'interruttore viene applicato un coperchio a pulsante.

Variante n. 2 — soluzioni schematiche per più dispositivi

Gli interruttori di installazione intermedia sono una componente essenziale delle soluzioni circuitali in cui si realizza il principio di comando da più di tre punti distanti tra loro.

Teoricamente, tali punti di comando per le fonti di luce artificiale possono essere numerosi. Tuttavia, in pratica, si realizzano varianti per tre-quattro, al massimo cinque posizioni, poiché con ogni nuovo inserimento di un dispositivo, lo schema generale di cablaggio diventa più complesso.

Schema di comunicazione del circuito di illuminazione in cui sono impiegati due interruttori a croce in coppia con due commutatori passanti. Si tratta di una variante di comando da quattro posizioni indipendenti.

A titolo di esempio si può considerare un cablaggio a quattro posizioni, quando tra i componenti principali vengono utilizzati due interruttori deviatori e due dispositivi di commutazione reversibili. In tale schema, il conduttore di fase viene portato al contatto mobile del commutatore deviatore.

Quando la corrente viene immessa nella rete, essa passa attraverso il gruppo di contatti chiusi del dispositivo di tipo passante e viene inviata al contatto mobile di uno dei due interruttori a croce.

Quindi, dal morsetto di uscita del dispositivo reversibile, la corrente fluisce verso un secondo interruttore identico – sul suo gruppo di contatti mobili e, attraverso il morsetto di uscita, arriva al contattore fisso del secondo interruttore passante.

Se il commutatore a leva di questo interruttore chiude il circuito, la corrente dal suo uscita arriva all'apparecchio di illuminazione. Attraverso il filamento della lampada, il circuito complessivo si chiude sulla barra del neutro. Le lampade dell'apparecchio sono accese. Ora, se per esperimento (e anche nella pratica) si imposta uno qualsiasi dei dispositivi nello stato 'spento', le lampade dell'apparecchio si spegneranno in ciascuno dei quattro casi.

Schema di multicommutatore con dispositivi di azione reversibile. In teoria, con questa soluzione può essere utilizzato un numero illimitato di dispositivi. Oppure un numero limitato solo da peculiarità costruttive dei locali.

Ma se si spengono contemporaneamente tutti e quattro, questo particolare gruppo di comunicazione si sposterà semplicemente su un'altra linea di commutazione e le lampade dell'apparecchio rimarranno sotto corrente – continueranno a bruciare.

L'esperimento con i dispositivi reversibili mostra chiaramente la funzionalità dello schema del commutatore a croce a quattro posizioni. In ciascuna delle quattro posizioni è disponibile il comando dell'apparecchio di illuminazione.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Materiale video sulla pratica del comando degli apparecchi di illuminazione mediante commutatore a croce.

Come installare e distribuire le linee dei fili dagli interruttori passanti all'interruttore incrociato e come effettuare i collegamenti degli apparecchi:

I vantaggi dell'uso degli interruttori passanti sono evidenti, sia dal punto di vista della comodità per l'utente sia in termini di risparmio energetico. È per questo che gli apparecchi elettrici considerati stanno rapidamente guadagnando popolarità sia in ambito domestico che industriale.

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