Меню

Для чего предназначено коммутационное оборудование



Назначение и устройство коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат – аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях.

Коммутационный аппарат – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.

Механический коммутационный аппарат – коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.

В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:

1) Контактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию путём перемещения его контакт-деталей относительно друг друга

2) Бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

Виды коммутационных аппаратов.

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются следующие:

2) выключатель нагрузки;

6) автоматический выключатель;

7) устройство защитного отключения;

11) пакетный выключатель;

Выключатели.

Высоковольтный выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Выключатели напряжением 6 -10 кВ являются наиболее ответственными аппаратами распределительных устройств. Они служат для включения и отключения под нагрузкой электрических цепей в нормальных режимах работы и для автоматического отключения при КЗ. Отключение и включение токов КЗ является наиболее тяжелым режимом.

Рисунок 1 – Малообъёмный масляный выключатель ВМГ-10

Для успешной работы выключатели должны обладать достаточной отключающей способностью и возможно меньшим временем действия. По степени быстродействия выключатели разделяют на сверхбыстродействующие с временем отключения до 0,06 с, быстродействующие – от 0,06 до 0,08 с, ускоренного действия – от 0,08 до 0,12 с и небыстродействующие – от 0,12 до 0,25 с.
В зависимости от среды, в которой расходятся контакты и гасится дуга, выключатели бывают масляные, со специальными жидкостями, воздушные пневматические, воздушные электромагнитные, автогазовые (с газом, генерируемым твердым веществом под действием температуры дуги), элегазовые, вакуумные, со специальными газами.

В зависимости от количества масла масляные выключатели делятся на две группы: с большим объемом масла (ВМ, ВМБ, МКП и др.) и с малым объемом (ВМГ, ВМП и др.). В многообъемных выключателях масло выполняет двойную функцию: гасит дугу и изолирует токоведущие части друг от друга и от заземленного бака. Масло в малообъемных выключателях служит только для гашения дуги.
Указанные группы характеризуются различными принципами гашения дуги. У многообъемных выключателей возникающая при расхождении контактов дуга действием высокой температуры разлагает масло, образуя газовый пузырь (до 70 % водорода) с областью большого давления. Дуга при этом охлаждается (водород обладает большой теплопроводностью) и при дальнейшем увеличении расстояния между контактами гаснет.

Конструктивная схема масляного бакового выключателя приведена на

Бак выключателя 1, заполненный трансформаторным маслом 2, устанав-ливается на опорах. На стенках бака имеется внутрибаковая изоляция 9. Через крышку 3 проходят фарфоровые изоляторы 4 с выводами в виде стержней не- подвижных главных контактов 7. Подвижные контакты 8 крепятся на подвиж- ной траверсе. Движение контактов всех полюсов осуществляется от приводного механизма с помощью тяги и вала 6. Во включенном положении траверса с подвижными контактами 8 поднята и они замыкают неподвижные контакты 7. Отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода.

При оперативном или автоматическом отключении выключателя защелка освобождается и под действием отключающей пружины 5 траверса с подвижными контактами опускается вниз. При этом образуется двойной разрыв главной цепи в каждом полюсе. Возникшие на контактах электрические дуги способствуют разложению масла и его испарению. Образуется газопаровой пузырь. Дуга охлаждается водородом газопаровой смеси и гаснет. Время гашения дуги составляет 0,08 – 0,1 с. Масло в бак заливается с некоторым пространством под крышкой 3, что играет роль воздушного демпфера. Это вызвано тем, чтобы уменьшить силу удара в крышку от возникших газов при гашении дуги. Однако уровень масла должен быть таким, чтобы обеспечивалось полное охлаждение газов. В против- ном случае нагретые газы могут вызвать взрыв смеси водорода с воздухом.

Недостатком масляных выключателей является то, что из-за наличия трансформаторного масла они являются взрыво- и пожароопасными. Это привело к замене этих выключателей другими. Однако в настоящее время в эксплуатации находится большое количество баковых выключателей на напряже- ние 110 и 220 кВ.

Маломасляные выключатели могут иметь дугогасительные устройства в нижней или верхней части полюса и осуществлять перемещение подвижного контакта сверху вниз или снизу вверх. Выключатели с перемещением подвижного контакта на включение снизу вверх и установкой дугогасительного уст- ройства в верхней части полюса более перспективны, т. к. повышаются отклю- чаемые токи и улучшаются динамические процессы при отключении.

1 – бак выключателя; 2 – трансформаторное масло; 3 – крышка; 4 – изолятор;

5 – отключающая пру- жина; 6 – вал; 7 – неподвижный главный контакт;

8 – подвижный контакт; 9 – внутрибаковая изоляция

Рисунок 2 – Конструктивная схема масляного бакового выключателя

В малообъемных выключателях электрическая дуга гасится потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном дугогасящем устройстве – дугогасительной камере.

Масляный выключатель типа ВМГ-10 относится к малообъемным (горшковым) масляным выключателям и является коммутационным аппаратом, способным отключать любые токи нагрузки и короткого замыкания вплоть до предельного тока отключения, равного 20 кА. Выключатель ВМГ-10 широко применяют в РУ-6 -10 кВ трансформаторных подстанций 110-35 кВ.

Принцип работы выключателя ВМГ-10 основан па гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, которая образуется в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры горения дуги. Этот поток получает определенное направление в специальной дугогасительной камере, размещенной в зоне горения дуги.

Масляные выключатели типа ВМГ-10 могут управляться электромагнитным приводом постоянного тока ПЭ-11 или пружинным приводом ПП-67.

Источник

КОММУТАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА И ОБОРУДОВАНИЕ

Средства коммутации и управления

Устройства и оборудование включения — отключения, управления электрических цепей называются коммутационными. Применяются они повсеместно, в бытовой или промышленной электросети — это выключатели, рубильники, УЗО, дифавтоматы, предохранители.

Системы распределения и преобразования энергии — реле, контакторы. Управление электрическими машинами — пускатели.

Аппараты должны отвечать требованиям руководящих документов по электробезопасности, стандартов — ГОСТ IEC/TR 61912-12013 (до 1000 В), ГОСТ Р 55716-2013 (высоковольтные — свыше 1000 В), ГОСТ 50345-99.

Помимо основного предназначения, устройства призваны нейтрализовывать негативные факторы коммутации:

  • предотвращать сваривание (залипание) контактов;
  • гасить электрическую дугу возникающую при размыкании;
  • выдерживать колебания вольт-амперной характеристики переходного процесса;
  • защищать от сверх токов короткого замыкания.

По устройству и принципу работы бывают:

  • механические — коммутация осуществляется замыканием — размыканием контактов;
  • бесконтактные — управление цепью производится полупроводниковыми элементами.

Коммутационные аппараты могут быть различных типов:

  • с ручным управлением — выключатели, рубильники, пускатели;
  • дистанционным управлением — реле, контакторы. Переключение режима работы происходит в результате воздействия электрического сигнала.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ

Это вид коммутационных устройств, функция которых включения — выключения электрической цепи, под действием управляющего сигнала, либо наступления определенных условий. Применяются повсеместно — от бытовой домашней сети до авиастроения, энергоснабжения, во всех сферах электротехники.

В большинстве случаев, имеют комбинацию выходов с нормально замкнутыми, разомкнутыми, переключающими контактами, но могут выполняться и с одним типом коммутации.

Промышленность производит реле реагирующие на различные физические величины — ток, напряжение, мощность, частота, сдвиг фаз, температура, излучение, звуковые колебания, время, положение в пространстве.

По типу их подразделяют на:

  • первичные — выходы управления включаются непосредственно в «рабочую» сеть;
  • вторичные — сигнал на коммутацию приходит с какого либо измерительного элемента, либо трансформатора;
  • промежуточные — являющиеся частью системы, усиливающие управляющий сигнал.

По внутреннему устройству и принципу действия реле можно классифицировать как — электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные, полупроводниковые, сегнетоэлектрические, пьезо, фото, тепловые.

Электромагнитные устройства представляют собой катушку индуктивности с подвижным якорем. Под воздействием магнитного поля, последний коммутирует контакты реле. Со снятием управляющего сигнала, сердечник возвращается пружинами в исходное положение. Наиболее дешевый и распространенный вид.

Магнитоэлектрические реле — система из подвижной рамки с обмоткой подключенной к выходам «сигнальной» цепи, поворачивающейся в поле постоянного магнита и воздействующей на контакты. Обладают высокой чувствительностью, но быстродействие не превышает десятой доли секунды.

Индукционные — конструктивно состоят из двух неподвижных переменных магнитов и якоря. Сигнал управления, проходящий через обмотки, наводит напряжение в подвижном элементе. Возникающая электродвижущая сила поворачивает якорь осуществляя коммутацию. Для генерации ЭДС необходимо различие фаз тока подаваемого на выходы контроля, что позволяет использовать устройство в качестве реле фаз.

Тепловые — элементы основанные на свойстве твердых тел менять объем в зависимости от температуры. Биметаллическая пластина (как правило латунь со сталью) при нагревании изгибается осуществляя коммутацию цепи. Применяется в автоматах защиты от перегрузки и сверх токов короткого замыкания.

Полупроводниковые — бесконтактные устройства, твердотельные реле выполненные на тиристорах, IGBT транзисторах. Могут изготавливаться для коммутации значительных мощностей, под токи в сотни ампер, независимо от величины сигнала управления. Высокое быстродействие (микросекунды) и надежность, за счет отсутствия движущихся частей. Недостаток — высокая стоимость.

Сегнетоэлектрические реле — коммутационные устройства основанные на свойстве некоторых материалов изменять направление поляризации под воздействием электрического поля. Причем зависимость имеет нелинейный характер.

Подобный принциписпользуют пьезо, фото элементы, скачкообразно увеличивающие — уменьшающие сопротивление исходя от величины механической деформации или мощности светового излучения. Применяются в микроэлектронике, приборах сигнализации, измерения, хранения информации.

Выбор того или иного вида реле зависит от требуемых параметров:

  • назначение, рабочая схема, количество коммутируемых контактов, модель;
  • вид, величина тока, напряжения коммутируемой цепи, управляющего сигнала;
  • скорость, количество срабатываний, точность;
  • температурный режим работы, класс пожаровзрывобезопасности.

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ И КОНТАКТОРЫ

Для управления силовыми высоковольтными электрическими цепями производятся более мощные коммутационные аппараты — выключатели, контакторы.

Выключатели для напряжения свыше 1000 вольт, токов сотни и тысячи ампер используется на генерирующих станциях, распределительных сооружениях, электрическом транспорте.

Оснащаются дугогасительными камерами, которые могут быть воздушными, масляными, электромагнитными, вакуумными. Привод контактов может быть различным — гидравлическим, пневматическим, кинетическим.

Ручное коммутационное оборудование до 1000 вольт — это бытовой двухпозиционный выключатель одно или трехфазной сети. Операции осуществляются вручную, защита от токов короткого замыкания не предусматривается.

Внешний вид также важен как качественные характеристики элемента. По конструктивному исполнению бывают:

  • клавишные — с одной, двух и более управляемыми цепями;
  • кнопочные;
  • рычажные (тумблер);
  • поворотные — переключение режимов производится вращающейся рукояткой (используются в ретро проводке);
  • шнуровые — по сути те же кнопочные, приводимые в действие шнуром или цепочкой;
  • сенсорные, акустические.

Контактор — коммутационный аппарат дистанционного включения цепи. По принципу действия схож с реле, так как имеет электромагнитный привод. При потере управляющего напряжения, пружины возвращают контакты в исходное положение. Может оснащаться дугогасительными камерами, не защищает цепь от токов КЗ.

Наравне с магнитными пускателями (что по сути одно и тоже), применяется для запуска — остановки мощных электрических двигателей.

Автоматы, УЗО, дифференциальные автоматы — это коммутационный аппараты аварийного отключения цепи. Автоматы предназначены для защиты от КЗ, перегрузки. Устройства защитного отключения размыкают сеть при утечке (например при поражении человека, повреждении изоляции внешним воздействием).

Дифавтомат объединяет УЗО с защитой от перегрузки и утечки тока в одном корпусе.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ И БРЕНДЫ

Согласно аналитическим выводам журнала «Новости энергетики», львиную долю российского рынка коммутационного оборудования представляют зарубежные компании — АВВ, Legrand. Их товар можно встретить на полках любого специализированного магазина.

АВВ — швейцарская корпорация представленная более чем в сотне стран мира, одна из ведущих производителей электротехнической продукции. По отзывам пользователей коммутационные автоматы этого бренда отличаются качеством и долговечностью.

Второе место по объему продаж занимает французская компания Legrand, с более чем 150 летней историей, половину которой агломерат производит электрические коммутационные устройства.

Отечественная промышленность представлена десятками торговых марок.

Лидирующие позиции занимают:

  • КЭАЗ — Курский электроаппаратный завод. Известен силовыми АВ, предохранителями, ПМЛ;
  • IEK — российский бренд, группа компаний. Выпускает светотехническое оборудование, средства автоматики, коммутационные устройства.

Эти фирмы популярны среди специалистов, конкурируют с АВВ, Legrand. Отечественные коммутационные аппараты стоят на 30 — 40% дешевле западных аналогов, но могут уступать им по ряду параметров.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник

Коммутационное оборудование

Коммутационным оборудованиемназывают электротехнические аппараты, предназначенные для включения и отключения электрических цепей, а также аппараты, предназначенные для создания видимого разрыва электрических цепей для обеспечения безопасности ремонта электрического оборудования.

Любой элемент электрической сети характеризуется параметрами, при которых он имеет наилучшие технико-экономические характеристики. Такие параметры называются номинальными. Для генераторов, это номинальная активная мощность ( P гном) и номинальное напряжение ( U гном), для трансформаторов – номинальная полная мощность ( S тном) и номинальное напряжение обмоток и т.п. Однако в процессе эксплуатации электросетевому оборудованию подчас приходится работать в таких режимах, в которых параметры отличаются от номинальных значений. Если речь идет о протекающих в элементах сети токах, то имеются в виду режимы перегрузки и режимы коротких замыканий. В режиме перегрузки ток в элементе сети не должен превышать длительно допустимого значения ( I дл.доп). Так, например, сталеалюминевый провод воздушной линии электропередачи марки АС 95/16 рассчитан на длительно допустимый ток около 330 А.

В процессе эксплуатации, провод воздушной линии может оборваться под действием ветра или веса гололеда. В результате провод упадет на землю, что приведет к короткому замыканию. Причинами коротких замыканий также могут быть разрушение изоляции или попадание молнии в электроустановку, неосторожные действия персонала, обслуживающего электрические сети, и т.п. Короткое замыкание приводит к увеличению токов в сети в несколько раз выше номинального и снижению напряжения. При этом нарушается нормальная работа всех электроустановок. Если максимально быстро не отключить элементы сети от источников электрической энергии, они могут быть безвозвратно разрушены. Так как невозможно заранее предсказать, где произойдет короткое замыкания, все элементы сети присоединяются через специальные устройства – автоматические выключатели.

Выключатели предназначены для включения и отключения электрических цепей в нормальном и возможных аварийных режимах в момент короткого замыкания, когда величина тока превышает величину номинального тока в несколько десятков, а то и сотен раз.

При размыкании электрической цепи, по которой протекает ток, возникает электрическая дуга – один из видов электрического разряда. Электрическая дуга обладает высокой температурой (порядка 6000–18000 °С), что приводит к нагреву, частичному расплавлению, испарению, окислению и другим видам коррозии контактов коммутационного оборудования. В связи с этим, все выключатели оборудованы специальными устройствами – дугогасительной камерой, в которой происходит гашение дуги.

Конструкция выключателя определяется номинальным напряжением, током короткого замыкания, подлежащим отключению, и требованиями к быстродействию.

В настоящее время получили широкое применение следующие виды выключателей: масляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, вакуумные. Выключатели каждого вида имеют свою область применения, определяемые их особенностями, техническими характеристиками и стоимостью.

Различные типы выключателей имеют ряд конструктивных элементов, присущих всем конструкциям. Среди этих элементов можно отметить: корпус выключателя; дугогасительную камеру; подвижный и неподвижный контакты; выводы, к которым подключаются токоведущие части; привод выключателя.

Рассмотрим несколько типов выключателей.

Масляные выключатели получили свое название благодаря применению в качестве дугогасительной среды минерального (трансформаторного) масла. Контакты таких выключателей разъединяются в масле. Процесс гашения дуги в масляных выключателях происходит следующим образом. При размыкании контактов образуется электрическая дуга, под действием которой масло начинает нагреваться и разлагаться, при этом дуга продолжает гореть в газовой среде. В составе этого газа около половины объема составляют пары масла, вторая половина содержит продукты разложения масла, которые состоят из водорода (порядка 70 %) и углеводородов различного состава. Все продукты разложения масла горючи, однако они не могут гореть вследствие отсутствия в образующемся газовом пузыре кислорода, который, как известно, способствует горению.

Масляные выключатели получили широкое распространение в сетях 3, 6, 10 кВ, где они выполняются малообъемными (маломасляными). Выключатели на напряжение 35–220 кВ выполняются баковыми многообъемными (рис.3.17) и малообъемными.

Рис. 3.17. Баковые многообъемные масляные выключатели 220 кВ.

Все масляные выключатели имеют рад недостатков, которые вынуждают отказываться от применения выключателей такого типа. Среди наиболее существенных недостатков можно отметить следующие: взрыво- и пожароопасность этих выключателей вследствие применения горючего трансформаторного масла; необходимость постоянной проверки уровня масла и регулярной доливки его в выключатель; старение масла из-за образования продуктов разложения масла в результате отключения номинальных токов и токов короткого замыкания; необходимость содержания маслохозяйства.

В настоящее время масляные выключатели считаются морально устаревшими и заменяются другими типами выключателей, где это возможно и если их замена экономически обоснованна.

В воздушных выключателях дуги разрывается сжатым воздухом. Для сжатия воздуха такие выключатели оснащаются компрессорами, которые создают давление воздуха в специальных ресиверах, где происходит аккумуляция сжатого воздуху. Воздушные выключатели по мере увеличения номинального напряжения отключаемой цепи объединяются в группы из нескольких выключателей, рассчитанных на напряжение 110 кВ. При этом расхождение контактов выключателей в момент отключения происходит синхронно. Так, выключатель на 220 кВ содержит два выключателя 110 кВ, соединенные последовательно. Внешний вид воздушных выключателей 220 кВ показан на рис. 3.18. Для выключателей на напряжение 500 кВ используются шесть выключателей, а на напряжение 750 кВ восемь последовательно соединенных воздушных выключателей.

Рис. 3.18. Воздушные выключатели 220 кВ.

Основной недостаток воздушных выключателей – необходимость установки компрессоров для создания сжатого воздуха. В настоящее время воздушные выключатели заменяются на элегазовые.

Элегазовые выключатели получили своё название благодаря применению в них особенного газа, который называется элегаз. Элегаз (шестифтористая сера) – это газ, состоящий из соединения серы с фтором (SF 6) Элегаз – инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2-3 раза выше прочности воздуха. При давлении 0,2 МПа электрическая прочность элегаза сравнима с прочностью масла. В элегазе при атмосферном давлении может быть погашена дуга с током, в 100 раз превышающим ток, отключаемый в воздухе при тех же условиях. Молекулы газа способны улавливать электроны дугового столба и образовывать относительно неподвижные отрицательные ионы. Потеря электронов делает дугу неустойчивой, и она легко гаснет. При газовом дутье в струе элегаза поглощение электронов из дугового столба происходит еще более интенсивно.

Гасительное устройство в элегазовых выключателях находится в герметизированном заземленном баке или в резервуаре, помещенном в фарфоровый изолятор. За счет большой электрической прочности элегаза элегазовые выключатели имеют компактные размеры. Внешний вид элегазового выключателя напряжением 110 кВ показан на рис. 3.19.

К недостаткам элегазовых выключателей можно отнести повышенные требования к герметичности выключателя, необходимость в периодической подкачке элегаза, токсичность продуктов разложения газа в результате действия дуги, а также образование элегазового конденсата внутри выключателя под действием низких температур порядка – 35°С.

Рис. 3.19. Элегазовый выключатель напряжением 110 кВ.

При эксплуатации оборудования электрических сетей, линий электропередач, силовых трансформаторов, выключателей приходится проводить их техническое обслуживание, осуществлять плановые ремонты и устранять возможные последствия аварий. Для того, чтобы обслуживающий персонал мог беспрепятственно производить ремонтные работы на электрическом оборудовании, необходима изоляция его от токоведущих частей электрической сети. Для этих целей в распределительных устройствах устанавливают специальные устройства, называемые разъединителями.

Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный видимый промежуток.

Все разъединители обеспечивают видимый разрыв цепи при отключении. Они изготавливаются термически и электродинамически стойкими к ожидаемым токам короткого замыкания. Разъединители изготавливаются для наружной и внутренней установки. Наружные разъединители устанавливаются в открытых распределительных устройствах на специальных фундаментах, к которым крепятся при помощи опорных изоляторов, которые выполняют функции изоляции и конструктивной основы разъединителей. На разъединители устанавливаются специальные устройства, называемые заземляющими ножами, которые предназначены для заземления отключенных и изолированных участков системы.

Внешний вид разъединителей, установленных в открытом распределительном устройстве высокого напряжения, показан на рисунках 3.20, 3.21.

Источник

Коммутационное оборудование и его особенности

Коммутационное оборудование – это устройства, предназначенные для коммутирования (подключения) различных устройств друг к другу. Основной задачей коммутационного оборудования является правильное преобразование различных типов сигналов для их корректного отображения. Коммутационное оборудование выполняет целый ряд вспомогательных функций, связанных с работой основных устройств системы.

Например. компоненты любой электронной системы могут подключаться друг к другу одним из двух способов: постоянным подключением или ограниченным (коммутированным) подключением. Простейший бытовой пример постоянного подключения – монитор, подключенный к системному блоку компьютера.

Очевидно, что при росте числа компонентов системы, обменивающихся данными между собой, постоянное подключение быстро становится неэффективным, т.к. число линий связи пропорционально N * (N – 1) / 2, где N – число компонентов. Так, уже при шести оконечных устройствах потребуется пятнадцать линий связи между ними, причем каждое устройство должно иметь, по меньшей мере, пять портов ввода-вывода. Системы же, построенные на базе ограниченного подключения, требуют гораздо меньших затрат за счет использования узловых точек, к которым временно подключаются (коммутируются) все остальные компоненты системы. Оборудование таких узловых точек и называется коммутационным.

Таким образом, можно дать следующее определение: коммутационное оборудование – это устройства, предназначенные для коммутирования (подключения) различных иных устройств друг к другу. С его помощью осуществляется обмен данными между различными устройствами, входящими в систему, а также согласование их работы – как на физическом уровне (коммутация самих устройств), так и на логическом (преобразование форматов данных, кодирование и декодирование информации и т.д.). Коммутационное оборудование – это тот «цемент», на котором держится все «здание» любой мало-мальски сложной многокомпонентной системы, будь то конференц-система в офисе, интерактивная система голосования в зале заседаний или оборудование концертного зала.

Виды коммутационного оборудования

В зависимости от выполняемой функции коммутационные устройства можно разделить на несколько видов, основные из которых перечислены ниже. Стоит, однако, отметить, что современное коммутационное оборудование часто совмещает множество функций сразу, поэтому приведенная классификация является в известной степени условной.

Усилители-распределители сигнала

Функцией усилителей, что ясно из их названия, является усиление сигнала до требуемого уровня и его распределения.

Усиление может потребоваться для компенсации ослабления сигнала при передаче по линии или для приведения номинального уровня сигнала одного устройства к номинальному уровню сигнала другого устройства. Те или иные усилительные функции входят в состав практически любых электронных коммутационных устройств.

Распределение позволяет направить сигнал из одного источника сразу на множество приемников. Работу распределителя сигнала можно увидеть в магазине бытовой электроники, когда два десятка телевизоров показывают один и тот же ролик.

Коммутаторы и матричные коммутаторы

По своей сути коммутатор – это переключатель, коммутирующий одно устройство к другому. Например, трансляция аналитической программы по команде редактора в студии моментально переключается на рекламный ролик. А во время видеоконференции коммутатор обеспечивает переключение между источниками презентации(докладчиками) и позволяет вывести то или иное изображение на основной экран. Матричные коммутаторы используются для многосигнальной коммутации и отличаются большим числом входов и выходов и богатыми настройками. Основным свойством матричного коммутатора являются возможность переключения сигнала с любого из его «входов» на один, несколько или все «выходы» коммутатора. Матричные коммутатора могут применяться в охранных системах, в домашних кинотеатрах, в студиях, в профессиональных системах отображения и т.д.

Системы управления

Системы управления предназначены для управления другим оборудованием. Здесь можно выделить две составляющие: устройства пользовательского интерфейса, такие как кнопочные панели или сенсорные экраны, и контроллеры. С помощью кнопок, планшетов и интерактивных экранов пользователь может управлять работой оборудования. Например, опустить проекционный экран, задвинуть шторы и включить проектор. Контроллеры же отвечают за непосредственную раздачу управляющих сигналов соответствующим устройствам. Именно контроллер осуществляет, например, инициацию переключения источников сигнала коммутатором, описанную выше. Мощные контроллеры способны управлять самым разным оборудованием и могут иметь десятки портов ввода-вывода: Ethernet, инфракрасный, RS-232, USB и другие протоколы управления.

Преобразователи форматов

К этой категории коммутационного оборудования относятся устройства, преобразующие один тип сигнала в другой, а также выделяющие из сигнала определенные составляющие. Преобразователь форматов используется для конвертации аналогового VGA сигнала в цифровой DVI или цифрового SDI в компонентный YUV, для изменения частоты развертки видеосигнала, для добавления аудио в видеоряд (эмбеддинг) или, наоборот, извлечения аудио из него (деэмбеддинг).

Удлинители интерфейсов, репитеры

Класс устройств, предназначенных для увеличения расстояния передачи сигнала. Известно, например, что максимальная длина кабеля интерфейса VGA составляет 15 метров, для компонентного сигнала и вовсе всего 5 метров. Увеличение расстояния передачи достигается установкой пары устройств – передатчика и приемника. Передатчик принимает входной сигнал (VGA, composite video, YUV и т.д.) и выдает его через интерфейс, допускающий более длинные линии, скажем, через витую пару. Соответственно, приемник осуществляет обратное преобразование. Помимо увеличения расстояния передачи, удлинители интерфейсов позволяют задействовать имеющуюся инфраструктуру связи для передачи управляющих сигналов, например, передачу сигналов управления конференц-оборудованием по телефонной линии.

Репитеры просто повторяют сигнал, «обновляя» его мощность в линии.

Масштабаторы

Масштабаторами называют оборудование, изменяющее разрешение входного сигнала, перед тем как перенаправить его на выходной порт. Например, масштабатор может принимать на входе композитный видеосигнал и преобразовывать его в выходной сигнал формата VGA, XGA, SXGA и более высоких разрешений. Когда масштабатор оснащается несколькими входами, он называется многооконным. Устройство объединяет видеосигналы с нескольких входов в единую картинку, соответственно масштабируя разрешение каждого из исходных видео, и отправляет получившийся видеоряд на выходной порт. Как и в случае обычного масштабатора, типы входных и выходных портов могут быть различными в зависимости от конкретной модели устройства.

Вторичной функцией масштабаторов является преобразование развертки при переходе, например, с DVI сигнала на аналоговый PAL или NTSC. Масштабаторы находят широкое применение в системах конференц-связи и презентационных системах, а также в охранных системах и для объединения множества «разнокалиберных» видеотрансляций на одном экране.

Специальные AV-устройства

Устройства гальванической развязки позволяют полностью исключить прямую электрическую связь между устройствами. Гальваническая развязка применяется для исключения помех и для защиты оборудования и людей от действия высоких токов.

Концентраторы используются для расширения штатных возможностей ввода-вывода системы. Например, USB-концентратор позволяет подключать дополнительные USB-устройства.

Генераторы тестовых сигналов используются для настройки видеооборудования. Генератор посылает в линию испытательные таблицы, динамические тестовые изображения, опорные сигналы и другие данные, позволяющие оператору произвести точную настройку устройств вывода изображения.

Аппаратные кодеры и декодеры призваны преобразовывать сигнал из исходного формата (например, HDMI) в формат, пригодный для передачи по каналам связи (например, по локальной сети), и обратно. Подобное коммутационное оборудование широко используется в рекламных системах формата Digital Signage.

Эмуляторы EDID позволяют сохранять информацию о возможностях дисплея при передаче видеосигнала по протоколам, в которых эта информация потерялась бы, либо при объединении множества видеосигналов в один.

Кабели, разъемы и иное оборудование

Наконец, относительно простое, но не менее важное коммутационное оборудование, оказывающее порой огромное влияние на качество видеосигнала. Неправильный выбор кабельной продукции и разъемов запросто может свести на нет все преимущества дорогого AV-оборудования. К коммутационному оборудованию также можно отнести металлические кабельные лотки для прокладки коммуникаций, кабель-каналы, шкафы оборудования, гофро-шланги и различные кронштейны для крепления.

Источник

Читайте также:  Что такое внеплановый простой оборудования