Коммутационными называются устройства, которые используются для установления, контроля и обеспечения передачи сигналов и информации в различных системах и сетях. Они являются неотъемлемой частью современной технологической инфраструктуры. Существует два типа коммутационных устройств: контактные, в которых присутствует механическое перемещение, и бесконтактные, где механического перемещения компонентов нет.

Коммутационные системы включают:

• Телефонные сети связи.
• Компьютерные сети: локальные (LAN), глобальные (WAN) и домашние.
• Облачные сети, предназначенные для коммуникации между клиентами и облачными серверами.
• Автоматизированные управляющие системы транспортных сетей, таких как метро, железные и автомобильные дороги.

Основные виды коммутационных устройств мы рассмотри в этой статье.

Рубильники, выключатели, переключатели, разъединители

Самым простым коммутационным прибором считается рубильник. Он имеет ручной привод со встроенными в пружинящие контактные гнезда металлическими ножевыми контактами. Рубильники используются в системных цепочках для отключения или включения нагрузки на участки сети.

Еще одни компактные двухпозиционные устройства, предназначенные для включения и отключения тока на отдельные элементы сети, работающей под напряжением до 1000 В, называются выключателями. По способу включения-выключения они бывают:

• клавишные;
• кнопочные;
• поворотные;
• сенсорные (с датчиком движения);
• радиоуправляемые.

Также на разрыве электрической цепи, когда требуется отсоединение или изоляция определенной области сети, основан принцип действия разъединителей. В зависимости от уровня автоматизации системы,  разъединители могут быть ручными или автоматическими, по конструкции горизонтальными, вертикальными и наклонными.

Перенаправляют напряжение коммутационные переключатели. При их переключении происходит перекидывание контактов, что обеспечивает обесточивание одной и запитывание другой цепи. По конструкции переключатели бывают клавишные, рычажные, кулачкоые и поворотные. Для электрических цепей тока до 100 А при напряжении 220 В и 380 В применяются пакетные выключатели с пружинным механизмом, которые обычно устанавливаются в шкафах распределения.

Устройства защитного отключения

Такие коммутационные устройства широко применяются в различных сферах, включая бытовые и промышленные цели. Они используются в системах электроснабжения для защиты оборудования и предотвращения возникновения пожаров и аварийных ситуаций, в системах безопасности для защиты людей от утечки тока или случайных поражений электрическим током.

Принцип действия УЗО заключается в контроле работы электрической цепи и срабатывании при их выходе за пределы допустимых значений. Основными параметрами, на которые реагируют такие устройства, могут быть: перегрузка, короткое замыкание, утечка тока и замыкание на землю.

Существует два вида УЗО:

• Дифавтоматы (Differential Circuit Breakers), которые мониторят разность входных и выходных токов и срабатывают, если разность превышает заданное значение.
• Предохранители, принцип действия которых основан на том, что при превышении допустимого значения тока они автоматически прерывают электрическую цепь. После срабатывания предохранитель требуется заменить. В относительно маломощных электрических устройствах, таких как лампы, компьютеры и бытовая техника, применяются стеклянные трубчатые предохранители. В промышленных установках и сетях с высокими энергетическими потоками используются плавкие вставки из металлической проволоки

Реле

Это устройство, которое замыкает или размыкает электрическую цепь в зависимости от показателей входной величины тока. Оно широко востребовано для автоматизации систем, поскольку позволяет контролировать и регулировать параметры напряжения электросетей.

Реле состоит из катушки с намотанным на нее проводом, через который пропускается электрический ток, сердечника из магнитного материала и контактов — металлических полосок, которые перекрывают или размыкают электрическую цепь. При подаче тока на катушку возникает магнитное поле, которое притягивает подвижные контакты.

Короткозамыкатели

Принцип действия короткозамыкателя заключается в создании искусственного короткого замыкания на землю путем резкого снижения сопротивления, которое приводит к падению напряжения в электрической цепи. Короткозамыкатель является частью системы защиты электроустановок и выполняет важную роль в предотвращении аварийных перегрузок и возгораний.

Коммутаторы

К этой категории относятся девайсы, используемые для передачи данных между несколькими устройствами в сети при организации единой системы доступа к информационным ресурсам. 

Современные коммутаторы можно разделить на три категории: неуправляемые (Unmanaged), управляемые (Managed) и настраиваемые(Smart). Они могут быть различных типов. Это ATM-коммутаторы, работающие в режиме асинхронной передачи данных, Ethernet-коммутаторы switch, предназначенные для соединения узлов сегмента компьютерной сети, и оптические коммутаторы, выполненные по волоконно-оптическим технологиям.