Interruptor de cruce: finalidad y estructura + esquema de conexión e instalación

El interruptor de cruce eléctrico es un dispositivo diseñado para su uso en esquemas eléctricos de comunicaciones. En particular, esta clase de dispositivos se utiliza activamente cuando surge la necesidad de organizar el control de fuentes de luz desde diferentes puntos. Por lo general, el esquema implica la incorporación de este dispositivo como componente adicional a los interruptores de paso existentes.

En este artículo examinaremos la estructura y el esquema eléctrico del propio dispositivo, así como las características de conexión en varias opciones. Complementaremos el material con diagramas ilustrativos, fotos y un video sobre la instalación por cuenta propia.

Estructura del interruptor de cruce

El dispositivo de conmutación inversa de líneas eléctricas en sí mismo no es complicado. Sin embargo, debido al esquema multipunto característico de tales dispositivos, las dificultades de implementación pueden ser reales. Por lo tanto, es lógico examinar la estructura del dispositivo, así como los esquemas de conexión.

El propósito del conmutador es evidente: la conexión de circuitos eléctricos de uso doméstico (comercial), donde el nivel de voltaje no supera los 250 voltios. La ejecución estándar de los dispositivos está diseñada para su funcionamiento en interiores secos y cálidos, que cumplan con la norma establecida de clase de protección (IP20).

Exteriormente, no se diferencia de las estructuras tradicionales de los dispositivos de conmutación de luces. Sin embargo, el sistema interno del interruptor reversible tiene una solución esquemática algo diferente.

La instalación de los interruptores de cruce se realiza de la forma tradicional (similar a la instalación de un interruptor normal de luz) fijando la caja de montaje con tornillos, o bien se realiza un montaje interno fijando la base a la pared con patas metálicas.

La carcasa del dispositivo suele estar hecha de un tecnopolímero resistente a impactos y no inflamable. Todos los detalles de la estructura para instalación en exteriores son resistentes a la radiación ultravioleta.

Los productos de diseño moderno se caracterizan por el uso de materiales de alta calidad para el revestimiento exterior. El plástico técnico no se ve afectado por los rayos ultravioleta ni por la luz.

La mecánica de los interruptores cruzados para corriente de 10A está equipada con grupos de contactos de sujeción rápida. La mecánica de los aparatos para corriente de 16A tiene bornes de tornillo. Para mayor comodidad en la conexión, los bornes (fase y neutro) suelen estar marcados con diferente color.

Los bornes de los conmutadores están diseñados para la conexión de conductores fabricados con tecnología de hilo único o de hilo múltiple. Sección de conductores de hilo único hasta 2,5 mm², de hilo múltiple hasta 4 mm² (para interruptores de 16A).

Esquema eléctrico del dispositivo

Si se considera la circuitería de los aparatos de conmutación cruzada, cabe señalar la existencia de diferentes diseños en cuanto al número de grupos de contactos. Los aparatos simples y de uso frecuente (de una sola tecla) tienen 2 contactos flotantes (móviles) y 4 contactos estables (fijos).

Configuración circuital del conmutador de dos teclas. Los fabricantes suelen imprimir el esquema de conmutación directamente en la parte posterior de la base de plástico del aparato. Al usuario solo le queda seguir el esquema.

Las versiones más complejas de los interruptores eléctricos cruzados (diseños de dos o tres teclas) se caracterizan por tener hasta 4-6 grupos de contactos móviles y hasta 8-12 contactos fijos.

Una característica distintiva de este tipo de aparatos es su instalación «dependiente». En otras palabras, los diseños de interruptores con funcionalidad cruzada no se instalan sin un par de conmutadores ordinarios.

Por eso, al elegir un dispositivo de acción intermedia, se debe prestar atención al número de contactos de trabajo. Para los conmutadores intermedios, el número de bornes de trabajo siempre es de al menos cuatro.

Bornero del interruptor, pero ya no del grupo de aquellos aparatos destinados a la conmutación en modo de inversión. Este es el aspecto de la parte posterior de un interruptor de paso, donde hay no más de 3 contactos de trabajo.

Gracias al uso de estos aparatos, surge la posibilidad de crear esquemas de control de luminarias más flexibles y cómodos en cuanto a operación. La práctica de utilizar dispositivos cruzados en la infraestructura de empresas industriales parece especialmente relevante.

Análisis del esquema de los grupos de contactos del dispositivo

Si se toma el diseño clásico (de una tecla) de un aparato fabricado, por ejemplo, por la empresa ABB, y se gira hacia el usuario por el lado posterior, se revelará aproximadamente la siguiente imagen.

En la placa base hay 4 pares de bornes, cada uno marcado con los símbolos correspondientes – en este caso «flechas». Con este tipo de designación técnica, el fabricante proporciona al usuario información sobre la conexión correcta del dispositivo.

Así es el cableado de bornes del dispositivo con función de bloqueo reversible. Las diferencias con la construcción mostrada arriba son evidentes. Por estas características se suele elegir la configuración adecuada del dispositivo.

Las «flechas» entrantes indican el grupo de contactos común (conmutador). Las «flechas» salientes marcan el grupo de contactos fijo.

Esquemáticamente, la interacción de los grupos se ve como en la siguiente figura:

Las líneas de colores muestran de forma condicional cómo están dispuestos los grupos de contactos dentro del dispositivo de conmutación intermedia. Cada par de bornes de trabajo está marcado con símbolos que indican los grupos de entrada y salida.

A los terminales del grupo común (de conmutación) del contactor llegan los conductores desde el primer interruptor de paso utilizado en el circuito eléctrico. En consecuencia, desde los terminales del segundo grupo (permanente) del contactor salen los conductores que se conectan al conmutador de paso número dos, también incluido deliberadamente en el circuito.

Esta es una variación clásica que utiliza dos interruptores de paso y un dispositivo reversible.

Esquema de implementación de un dispositivo cruzado en el circuito entre dos dispositivos de paso. Normalmente, esta solución es característica de la esquemática utilizada en locales de uso doméstico.

El dispositivo destinado a desempeñar el papel de conmutador reversible puede utilizarse en uno de los dos modos de conmutación del circuito eléctrico:

1. Conmutación directa – análogo de dos dispositivos de paso.
2. Conmutación cruzada – propósito principal.

La configuración de la primera opción, en esencia, se presenta con la funcionalidad de conexión directa con posibilidad de conexión o interrupción.

El segundo método de configuración (mediante la instalación de puentes) pone el dispositivo en modo de funcionamiento según un esquema de conmutación con inversión.

El dispositivo de conmutación reversible admite la configuración (mediante puentes) para una de las dos posibles funciones de modo. Así, el interruptor de tipo cruzado actúa como una especie de dispositivo universal.

Por lo tanto, los interruptores intermedios funcionalmente no son solo conmutadores de fuentes de luz artificial, sino conmutadores de acción universal. Este factor amplía la funcionalidad de dichos dispositivos, haciéndolos cómodos de usar en diferentes variantes de montaje.

Características de instalación e inclusión en el circuito

Los conmutadores de acción inversa se montan utilizando los métodos y técnicas estándar empleados en la construcción o en la instalación eléctrica. Previamente se planifica una ubicación conveniente para el dispositivo.

Luego, teniendo en cuenta el punto de montaje seleccionado y la vinculación con el esquema eléctrico general, se dibuja el esquema de montaje para el interruptor intermedio y los conmutadores de paso que trabajan en pares con él.

En el marco del procedimiento de desarrollo del proyecto se determina el método de tendido de los conductores – superficial o interno.

Ejemplo de instalación de un conmutador de paso según la variante de montaje de cableado interno. Exactamente de la misma manera se monta el dispositivo cruzado, con la única diferencia de que a él se conectan cuatro hilos de cable.

Teniendo en cuenta el método seleccionado, se prepara la infraestructura de instalación (rozas, orificios, tacos de fijación, cajas de distribución).

Sobre la infraestructura preparada, se tienden las líneas de cableado eléctrico, se distribuyen los cables en las cajas de distribución y se sacan los extremos según el esquema directamente para la conexión a los dispositivos de conmutación de paso e intermedios.

Opción #1 — detalles de conexión del dispositivo intermedio

Los extremos de los conductores (4 en total) que salen de la caja de distribución para la conexión con el interruptor intermedio deben prepararse. En particular, se retira el aislamiento en el tramo desde el extremo a lo largo del cable aproximadamente 10-12 mm.

Por cierto, muchos interruptores de marca tienen en el chasis un marcador especial con el que es fácil medir la longitud necesaria de pelado del aislamiento.

Chasis de un dispositivo de marca, donde el diseño incluye la fabricación de un corte de medición especial. Gracias a este marcador, el usuario siempre pelará el cable estrictamente según las instrucciones.

Ahora es necesario identificar los dos conductores que salen del primer conmutador de paso instalado en el esquema. Normalmente, todos los conductores se marcan para facilitar su identificación ya en la etapa de distribución de circuitos.

Estos dos cables se conectan a los dos bornes de entrada (en este caso de tipo resorte) del dispositivo de conmutación intermedio. Los dos restantes se distribuyen a los bornes de salida.

El marcado con «flechas» en el cuerpo del chasis reduce los riesgos de una conexión incorrecta del dispositivo. Aquí también se indica el parámetro nominal de corriente y el nivel admisible de tensión de trabajo.

El chasis así preparado debe colocarse en su lugar: instalarse dentro del cajetín de obra (para montaje empotrado) o fijarse directamente sobre la superficie de la pared (montaje superficial externo).

Fijación del chasis del conmutador mediante atornillado directo. Mientras tanto, la instalación de tipo empotrado suele prever la fijación con espaciadores metálicos laterales.

En condiciones de instalación interna, el chasis se fija usualmente con abrazaderas separadoras o con fijación directa por tornillos. En el montaje superficial de interruptores, se aplica tradicionalmente la fijación directa con tornillos. Luego, sobre el chasis se coloca un marco y sobre la palanca de control del interruptor se coloca una tapa-tecla.

Opción #2 — soluciones esquemáticas para varios dispositivos

Los interruptores de instalación intermedia son un componente indispensable de las soluciones esquemáticas donde se implementa el principio de control desde más de tres puntos distantes entre sí.

Teóricamente, puede haber múltiples puntos de control de fuentes de luz artificial. Sin embargo, en la práctica se implementan opciones de tres a cuatro, como máximo cinco posiciones, ya que con cada nueva entrada de un dispositivo se complica el esquema general de cableado.

Esquemática de comunicación del circuito de iluminación, donde se utilizan dos interruptores de cruce en par con dos conmutadores de paso. Esta es una opción de control desde cuatro posiciones independientes.

Como ejemplo se puede considerar un cableado de cuatro posiciones, donde se utilizan dos dispositivos de conmutación de paso y dos reversibles. En este esquema, el conductor de fase se conecta al contacto móvil del conmutador de paso.

Cuando se suministra corriente a la red, pasa a través del conjunto de contactos cerrado del dispositivo de tipo paso y se suministra al contacto móvil de uno de los dos interruptores de cruce.

Luego, desde el terminal de salida del dispositivo reversible, la corriente pasa al segundo interruptor similar, a su conjunto de contactos móviles y, a través del terminal de salida, llega al contactor permanente del segundo interruptor de paso.

Si el conmutador basculante de este interruptor cierra el circuito, desde su salida la corriente llega al dispositivo de luz. A través del filamento de la lámpara, el circuito general se cierra al bus neutro. Las lámparas del dispositivo de luz están encendidas. Ahora, si por experimento (y también en la práctica) se coloca sucesivamente cualquiera de los dispositivos en estado 'apagado', las lámparas del dispositivo de luz se apagarán en cada uno de los cuatro casos.

Esquemática de un multicommutador con participación de dispositivos de acción reversible. Teóricamente, en esta solución se puede utilizar un número ilimitado de dispositivos, o un número limitado solo por los detalles constructivos de los espacios.

Pero si se apagan simultáneamente los cuatro, este peculiar grupo de comunicación simplemente se cambiará a otra línea de conmutación y las lámparas del dispositivo de luz permanecerán bajo corriente y continuarán encendidas.

El experimento con dispositivos reversibles muestra claramente la funcionalidad del esquema de un conmutador de cruce de cuatro posiciones. En cualquiera de las cuatro posiciones, el control del dispositivo de luz está disponible.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Material de vídeo sobre la práctica de control de dispositivos de luz mediante un conmutador de cruce.

Cómo instalar y tender las líneas de cables de los interruptores de paso al interruptor de cruce y cómo realizar las conexiones de los aparatos:

Las ventajas de usar los interruptores de paso son evidentes, tanto desde el punto de vista de la comodidad para el usuario como en términos de ahorro de energía. Es por ello que estos dispositivos eléctricos están ganando rápidamente popularidad tanto en el hogar como en el ámbito industrial y comercial.

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