Глава 1
Электричество в загородном доме
Электросеть загородного дома состоит из двух основных частей: наружной сети, оканчивающейся узлом ввода, и внутриквартирной электропроводки, берущей свое начало с распределительного электрощитка.
1.1. Подвод электроэнергии
Электроэнергия подается в загородные дома от трансформаторных подстанций, где напряжение 6-35 кВ понижают до низкого, трехфазного напряжения 220/380 В. Такая трансформаторная подстанция состоит из одного трансформатора, установленного на незатопляемой паводковыми водами площадке, в центре нагрузок или вблизи от него (рис. 1.1). К трансформаторной подстанции напряжение поступает по воздушной линии (ВЛ), а затем оно распределяется по всем домикам в поселке, также по воздушным линиям, которые закреплены на столбах.
Рис. 1.1. Общий вид трансформаторной подстанции и трансформатора в дачном поселке
К узлу ввода дома электричество, как правило, подводится воздушной линией (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Подвод электричества к загородному дому
Технологическое присоединение к электрической сети дома осуществляется в соответствии с требованиями "Правил технологического присоединения энергопринимающих устройств", утвержденных постановлением Правительства РФ от 27 декабря 2004 года № 861 (в редакции постановления Правительства РФ от 25 апреля 2009 года № 334).
Для подключения дома к электросети необходимо вначале подать заявление в местный "Энергосбыт" и получить технические условия (ТУ) на присоединение к электросети (см. прил. П1.1). Через некоторое время приходит мастер участка и оценивает резервы местных электросетей, а затем составляет смету. Если подключать вас будет та же организация, вам вручат счет за резервируемую мощность, столбы и кабель, а также план выполнения работ. По предъявлении квитанции выдадут ТУ с описанием всех требований к подключению.
Если присоединяемая мощность превышает 2000 кВт, то заявку с пакетом документов, например в Московском регионе, подают в Отдел обслуживания клиентов Исполнительного аппарата ОАО "МОЭСК". В дальнейшем составляется смета с учетом необходимости установки новой подстанции, что стоит очень дорого [1].
После этого заказывают проект электроустановки дома (раньше это называлось внутренней проводкой) в лицензированной проектной организации. В проекте отражают структуру электроустановки, принципиальные схемы распределительных устройств, расположения электрооборудования и электропроводок, мощность и число светильников и т. д. Получив папку исполнительной документации, вы согласовываете проект везде, где положено (но лучше пусть это сделает проектант). Услуги электромонтажа оказывает "Энергосбыт", т. к. это должны делать профессионалы.
Оплатив выполнение работ по подключению дома к электросети при завершении монтажа, вызываете представителей "Энергоконтроля". Мастер или лаборатория проверяют выполнение работ, пломбируют счетчик. По окончании работ вы забираете в "Энергосбыте" абонентскую книжку, и ваш дом подключают к сети.
Воздушную линию ввода прокладывает служба энергонадзора, при этом должны быть обеспечены следующие условия:
• ВЛ должна иметь длину не более допустимой (25 м); если расстояние от ближайшего столба линии электропередачи до входного устройства дома больше требуемого значения, необходимо установить промежуточный столб (столбы);
• над проезжей частью (дорогой) ВЛ должна проходить на высоте не менее 6 м;
• на участке ВЛ должна проходить на высоте не менее 5 м, желательно вдоль ограды, в стороне от пешеходных дорожек и высоких деревьев (не ближе 3 м до веток);
• провода ВЛ должны пролегать выше проводов телефонной и радиолиний;
• расстояние по горизонтали между проводами ВЛ и другими кабелями (телефон, радио, телевизионный спуск от антенны и пр.) должно составлять не менее 1,5 м.
Для воздушных линий используют неизолированные провода. Провода в полимерной изоляции применять нецелесообразно, т. к. она разрушается от атмосферных воздействий и не предохраняет от поражения электрическим током. Допустимые нагрузки на провода воздушных линий определяют для температуры воздуха +25 °C из расчета максимальной температуры нагрева проводов +70 °C.
Для воздушных линий обычно применяют многопроволочные провода марки А из алюминия, марки АН и АЖ из алюминиевого сплава АСЗ и ACT, стальные, а также стале-алюминиевые провода марки АС, которые имеют сердечник из стальных оцинкованных проволок и наружный повив из алюминиевых проволок. Расплетенные провода не допускаются. Технические характеристики неизолированных проводов приведены в прил. П1.2.
Если прокладываемый (изолированный) провод не обладает необходимой прочностью, его крепят к тросу, натянутому между столбом и домом.
В качестве промежуточных столбов лучше всего устанавливать стандартные железобетонные с соблюдением соответствующей технологии заглубления в грунт и укрепления заглубленной части.
Допускается применять деревянные столбы на пасынках из железобетона или из прочных пород дерева, мало поддающихся гниению (дуб, сосна). Комлевую (подземную) часть деревянного пасынка следует обработать антисептиком (креозот, насыщенный раствор марганцовки), а затем обернуть рубероидом по битуму.
Деревянный столб крепят к пасынку, предварительно установив на нем фарфоровые изоляторы на крюках.
1.2. Ответвления для загородного дома
С ближайшей к вашему дому столба воздушной линии электропередачи выполняется ответвление проводов к изоляторам, смонтированным на стене или на крыше дома (рис. 1.3). Ответвлением называется участок проводов от ВЛ до ввода в здание. Для ответвления рекомендуется использовать медные или алюминиевые провода в атмосферостойкой изоляции.
Рис. 1.3. Ответвления от воздушной линии к вводам в дома
Выбор материала провода и его сечения для ответвления зависит от расстояния (пролета) между опорой линии электропередачи и вводным устройством в дом (табл. 1.1).
Если вы делаете ответвление, то лучше выбрать специальные кабели типа АВТВ или АВТУ, которые имеют четыре токоведущих жилы, а также встроенный несущий трос, принимающий основную нагрузку на себя.
Внимание!
Ответвление считают частью воздушной линии, его обслуживает владелец электрических сетей до изоляторов на стене строения, включая соединения у изоляторов.
К частным домам поселкового типа, садовым или дачным домам ответвление обычно выполняют двумя проводами (однофазный ввод): фазным и нулевым. Иногда возникает необходимость в трехпроводном ответвлении (двухфазный ввод, когда два фазных провода и один нулевой), чтобы получить два однофазных ввода (например, для двухквартирного дома). При этом нулевой провод общий, фазные провода обязательно разные.
Ответвления из четырех проводов (трехфазный ввод, три фазных и один нулевой) делают редко. Трехфазный источник питания имеет преимущество перед однофазным: появляется возможность пользоваться как однофазным, так и трехфазным потребителями электроэнергии, например можно подключить трехфазный электродвигатель.
Иногда для загородного дома делают ответвление не по воздуху, а под землей (рис. 1.4). Это более стабильный и безопасный вид ответвления, который не подвержен ветровым нагрузкам, обрывам при обледенении, прикосновении длинных предметов или при проезде негабаритного транспортного средства.
Рис. 1.4. Схема ответвления под землей, проложенная между воздушной линией и домом
Для ответвления можно применить кабель с медными жилами (например, марок ВВГ, ПВО) сечением не менее 2,5 мм2 или алюминиевыми жилами (марки АВВГ, АПВГ) сечением не менее 4 мм2. Кабель прокладывают по стойке опоры: в верхней части открыто на скобах, а начиная с 1,5 м от уровня земли в трубе на глубину 0,7 м. Затем кабель ведут в траншее глубиной не менее 0,7 м до здания и, наконец, в трубе выводят на наружную стену.
Ответвление под землей, проложенное между ВЛ и домом, можно представить в виде нескольких частей [2, 3]. Части кабеля ответвления у столба и вдоль стены дома должны быть обязательно в защитных металлических трубах, а часть ответвления, находящаяся в грунте, может быть уложена и без труб. Тип укладываемого кабеля должен соответствовать условию его размещения в грунте, а в расчете сечения жил, в отличие от прокладки ответвлений по воздуху, не нужно учитывать механические нагрузки. Определять сечение в этом случае нужно в основном по электрической нагрузке.
Для устройства подземного ответвления у столба воздушной линии следует использовать Г-образный отрезок трубы. На стене дома ответвление также устанавливают в защитной трубе. Форма изгибов трубы может быть произвольная, она может огибать цоколь фундамента. Для облегчения ввода в трубу кабеля радиусы изгибов должны быть максимально большими. Трубу необходимо надежно закрепить на стене здания так, чтобы она поднималась не менее чем на 1,8 м от земли. Еще лучше, если труба будет цельной и пройдет через стену дома до самого вводного устройства.
Для подземной части ответвления прокладывают траншею глубиной 60–80 см. Грунт для заполнения траншеи очищают от камней и стекол. В траншею кабель укладывают на слой земли, не содержащей камней, шлака и строительного мусора. Уложенный кабель желательно защитить от случайных повреждений. Для этого подойдут бетонные плиты, кирпичи или отрезки металлических труб произвольного диаметра, в которые вводят кабель. Трубы не следует соединять встык, нужно сделать так, чтобы отрезки труб входили один в другой. Над кабелем выполняют такую же засыпку, как и при его укладке.
Ввод кабеля ответвления через стены строения выполняют в защитных кожухах из металлических или пластиковых трубок (рис. 1.5). Одно из лучших решений – проводка кабеля через стену в той же трубе, в которой он выходит из-под земли. Такой же способ можно применить и для прохода через кирпичную или бетонную стену.
Рис. 1.5. Схема прохода кабеля сквозь стену
Внимание!
При кабельном ответвлении на обслуживании владельца сетей находятся кабель и контактные соединения его наконечников. Он несет ответственность за их исполнение и состояние.
Чтобы все работы по сооружению ответвления, выполненные своими силами, были приняты владельцем сети без замечаний, заблаговременно пригласите его представителя и ознакомьте со своими решениями и материалами.
Внимание!
Помните, что на всем протяжении ответвления от ВЛ до вводного устройства кабель не должен иметь скруток, сращиваний и паек. Его длина должна быть тщательно просчитана, поэтому приобретать его нужно с некоторым запасом. Не рекомендуется устанавливать токоведущие провода своими силами, т. к. этим должен заниматься специалист-электрик.
1.3. Установка изоляторов
Для изоляции и крепления проводов на воздушных линиях электропередач и в распределительных устройствах электростанций и подстанций переменного тока напряжением от 0,23 до 1 кВ включительно частотой до 100 Гц при температуре окружающего воздуха от -60 до +50 °C в 1970–1980 годах широко применяли стеклянный штыревой изолятор НС-18А. Этот изолятор устанавливали и на линиях 220В/380В. Заметим, что цифра в обозначении изолятора представляет собой диаметр крюка в миллиметрах.
В настоящее время широкое распространение получили более дешевые аналоги: фарфоровый изолятор ТФ-20 01 и полимерный НП-18 [5, 6].
Изолятор линейный штыревой низковольтный фарфоровый типа ТФ-20 01 (рис. 1.6) предназначен для изоляции и крепления неизолированных проводов на воздушных линиях электропередач (ЛЭП), распределительных устройствах (РУ) электростанций, подстанций переменного тока напряжением до 1000 В, линий связи и радиотрансляционных сетей. Изолятор ТФ-20 01 является наиболее распространенным штыревым фарфоровым изолятором для линий 220В/380В с незащищенными проводами, устанавливается на траверсы серии ТН с помощью колпачков К-5 (КП-18).
Рис. 1.6. Изолятор линейный штыревой фарфоровый типа ТФ-20 01
Для крепления штыревых изоляторов воздушных линий электропередач 0,4-10 кВ на стандартные металлоконструкции и крюки используют колпачки типа К или КП. Изоляторы НС-18А, ТФ-20 01, НП-18 и ТП-20 крепят с помощью колпачков марки К-5 (КП-18) с диаметром верхней части штырей 16 мм (рис. 1.7) [4].
Рис. 1.7. Колпачки серии К, КП
Изоляторы должны быть расположены вертикально, головкой вверх. Наклон до 45° к вертикали допускается только при креплении обводного провода. Перед установкой изолятор необходимо очистить от грязи ветошью, смоченной в керосине.
В настоящее время в связи с прогрессом в производстве электротехнических изделий фарфоровые изоляторы заменяют полимерными. Изоляторы НП-18 и ТП-20 (рис. 1.8) изготавливают взамен фарфоровых НС-18А и ТФ-20 на основе современных высокопрочных полимеров армированных на 30 % стеклом с модификацией поверхности кремнийорганическими композициями диффузионным методом [7].
Рис. 1.8. Изолятор НП-18, ТП-20
Изоляторы НП-18 и ТП-20 предназначены для изоляции и крепления провода на воздушных линиях электропередач и распределительных устройствах электростанций и подстанций переменного тока напряжением до 1000 В. Эксплуатируются при температуре окружающего воздуха до -60 до +50 °C.
Габариты и присоединительные размеры фарфоровых и полимерных изоляторов полностью идентичны, а по электрическим характеристикам, особенно в сложных условиях эксплуатации, последние превосходят фарфоровые ТФ-20 01 и стеклянные НС-18А. Полимерные изоляторы практически не бьются, устойчивы к актам вандализма и удобны в транспортировке из-за малого веса.
При напряжении до 0,4 кВ изоляторы ТФ-20 крепят к деревянным опорам стальными крюками КН-18 массой 0,8 кг (рис. 1.9). Изоляторы типа ТФ-20 01 крепят к крюкам через колпачки марки К-5 [8].
Рис. 1.9. Крюк КН-18 для крепления изоляторов ТФ-20 к деревянным опорам
На одном изоляторе может крепиться несколько проводов: отводы от линии, ответвления к вводам и т. д.
Штыревые изоляторы должны быть прочно навернуты на крюки при помощи пластмассовых колпачков типа ПКН.
Для прочного закрепления крюков в опоре отверстия под них нужно сверлить по внутреннему диаметру резьбы. Глубина отверстия должна быть на 15–20 мм меньше нарезанной части крюка. Крюк обязательно следует ввертывать в тело опоры на 10–15 мм глубже длины нарезки резьбы.
При креплении штырей на деревянных траверсах с обеих сторон траверсы нужно установить шайбы толщиной 4 мм и диаметром 75 мм. Зазор под шайбами должен быть минимальным.
Для предохранения древесины от загнивания затесы и места сверления под штыри обрабатывают креозотом или пастой. К стальным траверсам штыри разрешается крепить сваркой.
На стене фарфоровые изоляторы располагают в шахматном порядке на расстоянии 25–30 см. Для однофазной сети монтируют два изолятора, для трехфазной – четыре изолятора.
Для установки изоляторов на стену из бревен (бруса) сначала берут брусок толщиной 7-10 см и крепят к дому. Затем в бруске сверлят отверстия и вкручивают в них крюки изолятора (рис. 1.10).
Рис. 1.10. Крепление фарфорового изолятора к стене деревянного дома
В зданиях с бетонными или кирпичными стенами для каждого крюка пробивают гнездо на глубину 100 мм и диаметром в 2,5 раза больше диаметра самого крюка и закрепляют крюк цементным раствором (рис. 1.11). После того как раствор затвердеет, можно будет монтировать провода.
Рис. 1.11. Крепление фарфорового изолятора к бетонной стене дома
Рис. 1.12. Крепление провода ответвления к изолятору: а – зажимом; б – вязкой
Для провода АВТВ или АВТУ нужен один изолятор, на котором закрепляют несущий трос. В остальных случаях при однофазном вводе потребуется два изолятора, при трехфазном – четыре (по числу проводов).
Провод ввода нельзя присоединять непосредственно к натянутому проводу ответвления, т. к. это может вызвать обрыв последнего.
Отрегулированные провода закрепляют на изоляторах промежуточной, угловой или оконечной опор вязками, которые не должны допускать перемещения провода из одного пролета в другой [9]. Вязку выполняют перевязочной проволокой, длина которой указана в табл. 1.2. При креплении (вязке) проводов на изоляторах рекомендуется пользоваться клетневкой[1].
Технология вязки на различных участках линии приведена в прил. П1.3. Стале-алюминиевые провода крепят на изоляторах алюминиевой мягкой проволокой диаметром 3 мм или стальной оцинкованной перевязочной проволокой диаметром 2,5 мм. В месте вязки на провод по направлению повива алюминиевых проводников плотно наматывают алюминиевую ленту. При вязке биметаллических сталемедных проводов биметаллической перевязочной проволокой под последнюю подкладывают медную ленту (фольгу) размером 300x10x0,1 мм. Если применяется медная перевязочная проволока, медную ленту не подкладывают.
Когда для электроприемников требуется защитное зануление, потребителю следует соорудить повторное заземление нулевого провода. Однако потребитель может его не делать, если повторное заземление есть на опоре ВЛ и длина ответвления не превышает 10 м. Повторное заземление на ВЛ определяют по наличию заземляющего спуска, к которому присоединены нулевой провод, а также крюки или штыри изоляторов. Заземляющий спуск прокладывают по стойке опоры до заземлителя (одной или нескольких труб, полос или иной металлической массы, заглубленной в землю). Длина деталей заземлителя, число стержней или труб и глубина их заложения зависят от свойств почвы (грунта) в месте сооружения и уровня грунтовых вод. Поэтому требования к заземлителю получают от владельца сетей по данным проекта ВЛ. Остальные размеры принимают по табл. 1.3.
Ввод в строение (от зажимов в месте соединения проводов ответвления и ввода до пункта учета электроэнергии) следует выполнять изолированным проводом или кабелем с негорючей оболочкой сечением не менее: для алюминия – 4 мм2, для меди – 2,5 мм2. Сечение, марки проводов и кабелей на вводе выбирают с учетом их назначения и условий применения согласно табл. 1.4.
По способу прохода внутрь здания и закрепления трубостойки различают: ввод трубостойкой через стену и через крышу. На вводе от воздушной линии наличие паек недопустимо.
Наиболее удобен ввод трубостойкой через стену. При вводе через стену на фарфоровых изоляторах провода нужно прокладывать в пластиковых или резиновых трубах (рис. 1.13). Причем каждый из изолированных проводов ввода помещают в отдельную изоляционную трубку. Расстояние между проводами в стенах должно быть не менее 5 см, если они кирпичные или бетонные, и не менее 10 см, если они деревянные. Заметим, что сегодня в магазинах трудно найти фарфоровые изоляторы для прохода провода. В связи с этим вместо них может быть использована соответствующего диаметра гладкая одностенная сверхтяжелая труба из самозатухающего ПНД или, в крайнем случае, гофрированная труба из самозатухающего ПНД (черного цвета) [10].
Рис. 1.13. Проход провода ввода через стену
На наружные концы изоляционных трубок надевают фарфоровые воронки, на внутренние – втулки; зазоры между поверхностью отверстия в стене и изоляционной трубкой заделывают алебастровым или цементным раствором.
Во избежание скопления в отверстиях внутри стены влаги и попадания ее в фарфоровые воронки и резиновые трубки проходы через стены устраивают с небольшим (около 5°) уклоном в наружную сторону, а в нижней точке изгиба трубы должно быть просверлено отверстие диаметром 5 мм для выхода конденсационной влаги. После прокладки проводов входные отверстия воронок и втулок заделывают.
В тех случаях, когда до проводов ввода от поверхности земли невозможно обеспечить требуемое расстояние (2,75 м), необходима установка трубостойки. Если расстояние от поверхности земли до нижней точки трубостойки, устанавливаемой на стене, менее 2 м, то применяют ввод трубостойкой через крышу (рис. 1.14). Этот способ менее удобен, т. к. здесь очень важно качество монтажа прохода через кровлю и требуется его надежная гидроизоляция.
Рис. 1.14. Варианты ввода с трубостойкой
Большие трудности вызывает закрепление трубостойки на крыше с помощью растяжек. Чтобы избежать самооткручивания гаек в болтовых креплениях вводов от воздействия порывов ветра и раскачиваний, нужно выполнять все болтовые крепления вводов с применением пружинящих шайб. Расстояние от самого нижнего проводника ввода через трубостойку до поверхности крыши не должно быть меньше 2,5 м.
Герметизация мест ввода проводов и кабелей через стены и трубостойки выполняется в соответствии с требованием строительных норм и правил.
1.4. Вводное устройство
Провод ввода может соединять ответвление со щитком счетчика внутренней электропроводки или идти от изоляторов до вводного устройства, а оттуда к щитку. Чаще встречается последний вариант ввода.
Для ввода применяют изолированные провода или кабель. Сечение токопроводящих жил вводного кабеля или провода рассчитывают в соответствии с ПУЭ. Присоединение ввода к ответвлению выполняет персонал энергоснабжающей организации.
Если ответвление присоединено к магистрали воздушной линии через предохранитель или иной аппарат защиты на ток менее 25 А, установка вводного устройства не обязательна.
Вводное устройство применяют для того, чтобы при неисправности внутренней электропроводки обеспечивалось автоматическое ее отключение от магистральной линии. Кроме того, появляется возможность отключить проводку во время ремонта или на период длительного бездействия. С этой целью в цепях разных проводов сети устанавливают предохранители, автоматические выключатели или аппараты защитного отключения.
В качестве вводного устройства в загородных домах обычно используют автоматический выключатель. Современные автоматические выключатели обеспечивают защиту от короткого замыкания и от перегрузки электросети. Для одноквартирного дома номинальный ток защитного аппарата составляет не более 25 А (рис. 1.15) [11]. На вводах в многоквартирный дом или в тех случаях, когда применяют однофазные электроприемники мощностью свыше 1,3 кВт, может потребоваться аппарат на ток силой более 25 А.
Рис. 1.15. Автоматический выключатель АП 50Б
Если применяют плавкий предохранитель, то кроме него нужен коммутационный аппарат, например пакетный выключатель или рубильник (при автоматическом выключателе дополнительный коммутационный аппарат не требуется).
Предохранители, а также однополюсные защитные автоматы монтируют только в фазных проводах. Согласно ПУЭ установка этих аппаратов в нулевом проводе не допускается. Линию нулевого провода можно разрывать только при одновременном разрыве линий фазных проводов. При однофазном ответвлении это обеспечивают двухполюсные коммутационные или защитные аппараты. Можно применить и трехполюсный аппарат, но при однофазном (двухпроводном) вводе один из полюсов не задействуют (рис. 1.16).
Рис. 1.16. Подключение трехполюсного коммутационного аппарата к однофазному ответвлению
Вводное устройство должно быть защищено от попадания дождя или снега на его токоведущие части и от случайного прикосновения, поэтому желательно выбирать аппараты, соответствующие требованиям по защите и условиям эксплуатации, либо монтировать их в металлическом или пластмассовом корпусе.
Если вводное устройство находится внутри жилого здания, то хорошим приобретением для будущего хозяина коттеджа будет вводно-распределительное устройство типа ВРУ, состоящее из панелей одностороннего обслуживания, с рубильниками, предохранителями и автоматическими выключателями.
Аппараты вводного устройства, установленные на наружной стене дома, защищают от случайного прикосновения и попадания осадков жестяным, пластмассовым или деревянным кожухом. Расстояние от токоведущих неизолированных частей до стенок защитного кожуха должно быть не менее 10 мм.
Бытует ошибочное мнение, что установка предохранителей в линии не только фазного, но и нулевого проводов повышает надежность защиты [12]. В действительности обрыв электрической цепи, связанной с нулевым проводом, в том числе и при перегорании предохранителя в его цепи, может привести к опасным для жизни последствиям. Одно из средств обеспечения безопасности при нарушении изоляции – зануление, т. е. соединение металлических токоведущих частей электрооборудования с заземлением нулевым проводом. Если же в цепи нулевого провода находится предохранитель или автомат, он может сработать и отключить нулевой провод, что равносильно отключению зануления, обеспечивающего защиту работающего от поражения электрическим током.
Внимание!
Не разрешается устанавливать однополюсные защитные или коммутационные аппараты в цепи нулевого провода. При монтаже электропроводки следует тщательно выполнять все соединения по схеме.
1.5. Электрощиток
Со стороны ввода в дом потребитель должен сделать проводку между вводным устройством и электросчетчиком. Вводное устройство со стороны ответвления от ВЛ подключают изолированными проводами сечением 4 или 6 мм2 (для медных допускается 2,5 мм2).
Изолированные провода к проводам ответвления у изоляторов на стене здания присоединяет персонал владельца сетей, а к вводному устройству – потребитель. Если ответвление выполнено тросовым проводом или кабелем, токоведущие жилы к вводному устройству подключает владелец сетей. Со стороны ввода в здание потребитель должен сделать проводку между вводным устройством и электросчетчиком.
При монтаже любого трех– или однофазного вводного устройства без коммутационного аппарата нулевой провод ответвления при помощи отдельного зажима соединяют с соответствующим проводом, идущим к счетчику. Соединение скруткой можно допустить, если провода сваривают или паяют, но в условиях индивидуального строительства эту работу с алюминиевыми проводами выполнить трудно. Поэтому для соединения используют контактный зажим от какого-нибудь электрического аппарата, например одногнездовой зажим к проводам сечением до 4 мм2, применяемый в светильниках, или зажим из ответвительной коробки. Диаметр контактных винтов должен быть 4–6 мм. Если соединяемые провода из разных металлов, каждый крепят отдельным винтом.
Электрическая энергия подается на домовой электрощиток, который обычно состоит из самого щитка, счетчика электроэнергии и автоматических выключателей (автоматов) в качестве предохранителей (рис. 1.17). Число таких выключателей соответствует числу групп электросетей в доме. На современном электрощитке могут быть приварены контактной сваркой две DIN-рейки: одна для установки автоматических выключателей, а вторая – для нулевой шины. Эти приборы могут быть смонтированы на металлической панели или внутри металлического шкафчика с дверцей.
Рис. 1.17. Комплект электрощитка: металлическая панель с крышкой, электросчетчик "Соло" и два автоматических выключателя АВВ
Электрощиток устанавливают в доме в непосредственной близости от входа и, насколько возможно, от электрического ввода в дом, в защищенном от сырости месте (в прихожей, входном тамбуре и пр.), на стене или иной жесткой конструкции, не подвергающейся сотрясениям, вдали от источников тепла на высоте 1,4–1,7 м от чистого пола.
Электрощиток должен быть легко доступен для ремонта счетчика и включения/выключения общего выключателя и предохранителей. Расстояние от электрощитка со счетчиком до отключающего его коммутационного или защитного аппарата не должно превышать 10 м. В продаже имеются готовые электрощитки различного исполнения как в виде открытой панели, так и в виде шкафчика той или иной конструкции и размера, с установленным счетчиком или без него, с монтажом электрических соединений или без них.
Провода, которые соединяют вводное устройство, счетчик и автоматические предохранители, должны быть цельными, не бывшими в употреблении, скрутки, пайки, разъемы недопустимы. Лучше всего использовать для монтажа на щитке медные одножильные провода диаметром 4 мм. Желательно, чтобы фазный и нулевой провода были разных цветов, например: красный и синий, синий и черный и т. д. Провода, подключаемые к счетчику, не нужно прокладывать внатяг: следует оставить запас в виде свободной петли длиной не менее 120 мм. Если провода имеют оболочку одинакового цвета, необходимо перед вводом в счетчик каким-либо образом маркировать их на длине не менее 100 мм (надеть цветные трубки, белые трубки с надписью и т. д.). Электрическая схема электрощитка приведена на рис. 1.18 [13].
Рис. 1.18. Электрическая схема электрощитка: а – электросчетчик; б – общий рубильник; в – предохранители домовых групп (отдельных электролиний)
Как видно из схемы, оба провода от домового ввода (фазовый и нулевой) поступают сначала на общий рубильник, затем на счетчик электроэнергии, а после него фазный провод подается на группы автоматических выключателей.
1.6. Электросчетчик
Счетчик, как уже было сказано, можно приобрести отдельно от электрощитка. Главное, чтобы он был совместим по габаритам с электрощитком.
1.6.1. Критерии выбора электросчетчика
Сегодня на рынке России имеется множество разновидностей электросчетчиков. Счетчики по своему предназначению могут быть для однофазной или трехфазной электросети. В индивидуальных жилых домах допускается установка только однофазных или трехфазных счетчиков электроэнергии. Однофазные счетчики предназначены для сети напряжением 220 В, трехфазные – 380 В. Три фазы подходят в том случае, когда у вас к сети подключена большая нагрузка. Например, если на кухне есть электроплита.
При выборе счетчика для дома прежде всего надо точно знать тип электрической сети (однофазная или трехфазная) и лимит электроэнергии, который определен для вашего дома. При выборе счетчика желательно проконсультироваться со специалистом электрической компании, обслуживающей ваш поселок.
Для загородного дома с окружающими его хозяйственными постройками, по правилам, достаточно одного счетчика. Выбирают модель счетчика, исходя из потребляемой вашим хозяйством (установленной) мощности. Узнают, на какую максимальную величину тока он рассчитан. Не все счетчики способны вынести нагрузку современного загородного дома, оснащенного значительным количеством бытовой техники.
Немаловажное значение имеет количество электроэнергии, потребляемой самим счетчиком. Понятно, что чем меньше он потребляет энергии, тем лучше с точки зрения экономичности. Выбранная вами модель обязательно должна быть сертифицирована, т. е. внесена в Государственный реестр средств измерений РФ. Иначе местная энергосбытовая организация не сможет обеспечить поверку счетчика, которая проводится каждые 8-16 лет. И, конечно, при покупке учитывают габариты счетчика. Желательно, чтобы он занимал поменьше места и был компактным. Разумеется, на выбор счетчика не в последнюю очередь влияет его цена. Счетчик выбирают вдумчиво, на основе анализа конкретной ситуации, учитывая целый ряд факторов.
По принципу действия бывают индукционные и электронные счетчики. В свою очередь электронные приборы учета электроэнергии (и однофазные, и трехфазные) подразделяются еще и на однотарифные и многотарифные. Поэтому при покупке нужно заранее решить, какой покупать счетчик: электронный или нет, однотарифный или многотарифный.
Лучше купить электронный счетчик, хоть он и дороже индукционного. Электронный счетчик, в отличие от индукционного, не содержит вращающихся частей. Сигналы тока и напряжения, поступающие с измерительных элементов, обрабатывает микроконтроллер, а результаты сохраняются во встроенной памяти и выводятся на электронный дисплей. Данные могут храниться длительное время, что и является преимуществом этого типа счетчиков. У него имеется защита против несанкционированного доступа. С микропроцессорным счетчиком возможностей еще больше, в частности предоплата и управление распределением нагрузки. Для электронного счетчика характерна устойчивость к климатическим, механическим, электромагнитным воздействиям. Есть модели, которые выдерживают экстремальный температурный режим от -40 до +55 °C, поэтому их можно использовать в неотапливаемых помещениях.
Если в поселке, где вы живете, существуют тарифы оплаты на потребление электроэнергии в зависимости от времени суток, то тогда электронный многотарифный счетчик поможет вам сэкономить на оплате электроэнергии и его стоимость довольно скоро окупится. Двухтарифные счетчики в установленное время автоматически переключаются на ночной тариф, что дает возможность контролировать расход электроэнергии отдельно в дневное и отдельно в ночное время.
Для проверки правильности начисления оплаты в современном электросчетчике достаточно обратиться к соответствующей функции, которая и покажет, сколько в каком месяце и по какому тарифу потрачено электроэнергии. Это избавляет от поиска старых квитанций об оплате. Вычисления в столбик разницы между показаниями за месяц уже не нужны, т. к. электросчетчик сам способен все это сделать.
Электронный счетчик, как и индукционный, рассчитан на срок службы более 32 лет.
Внимание!
Нарушение или отсутствие одной из пломб, а также любое повреждение корпуса счетчика делает оплату электроэнергии в соответствии с показаниями этого счетчика невозможной.
Основной технический параметр электросчетчика – класс точности – указывает на уровень погрешности измерений прибора. До середины 90-х годов все устанавливаемые в жилых домах счетчики имели класс точности 2.5 (максимально допустимый уровень погрешности составлял 2,5 %). В 1996 году был введен новый стандарт точности приборов учета, используемых в бытовом секторе – 2.0. Именно это стало толчком к повсеместной замене индукционных счетчиков на более современные и точные.
1.6.2. Установка счетчика
Устанавливать счетчик электрической энергии необходимо только с согласия энергосбытовой организации и только представителю компании, имеющей лицензию. Самостоятельно подключать счетчик не рекомендуется. Если у вас уже был установлен электросчетчик и вы просто хотите его заменить, то помните, что самовольный демонтаж старого счетчика является нарушением договора с энергокомпанией и сорванная на старом счетчике пломба влечет за собой изменение порядка расчетов. В этом случае оплата будет производиться не по показаниям нового счетчика, а исходя из энергоемкости электроприборов, установленных в квартире.
После установки электросчетчика его ставят на учет. Для этого приглашают представителя электроснабжающей компании, который, убедившись, что все сделано правильно, пломбирует прибор и дает разрешение на его использование. После этого специалисты компании принимают его в эксплуатацию и снимают начальные показания счетчика. С данного момента расчеты за электроэнергию будут осуществляться в соответствии с показаниями нового прибора учета.
1.6.3. Модели однофазных однотарифных электросчетчиков
На сегодняшний день производители предлагают две основные модели счетчиков электрической энергии: однотарифные и многотарифные. Из широкого ассортимента счетчиков электроэнергии всегда можно выбрать тот, который больше всего подходит именно вам. Не всем нужны такие опции, которые удорожают устройство, некоторые хотят простой, надежный и точный электросчетчик по минимальной цене.
В качестве примера однофазного однотарифного счетчика электрической энергии рассмотрим модель "Соло" производства ЛЭМЗ (Ленинградский электромеханический завод, г. Санкт-Петербург, www.lemz.spb.ru/). Это один из недорогих счетчиков, его цена в среднем составляет 600 руб. [14].
Счетчик "Соло" предназначен для однотарифного учета потребления электрической энергии в однофазных цепях переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Преимущественно используются в жилом и коммерческом секторе. Устанавливаются в местах, защищенных от атмосферного влияния и механических повреждений: в пластиковых боксах, щитах с монтажной панелью, этажных и квартирных щитках. Отличительная особенность счетчика – высокая степень защиты, что обеспечивает работоспособность этой модели в помещениях с высокой степенью загрязнения воздуха.
Счетчик "Соло" выпускается в трех вариантах корпуса, но с одинаковыми техническими и эксплуатационными характеристиками:
• "Соло Шунт" – в традиционном круглом корпусе с креплением на монтажную панель (рис. 1.19);
Рис. 1.19. Общий вид электросчетчика однофазного однотарифного "Соло Шунт"
• "Соло DDS" – в плоском корпусе, с современным технологическим дизайном и креплением на монтажную панель;
• "Соло Din" – в плоском корпусе с креплением на DIN-рейку.
Технические характеристики электросчетчика "Соло":
• класс точности 1,0;
• номинальное напряжение 220 В;
• номинальный (максимальный) ток 5(60) А;
• рабочий диапазон температур от -40 до +55 °C;
• тип счетного механизма: ЭМ или ЖКИ;
• габаритные размеры:
– в круглом корпусе 215x134x113 мм;
– в прямоугольном корпусе 208x132x69,3 мм;
• масса 0,7 кг.
Серия "Соло" с механическим отчетным устройством имеет защиту от "сматывания" показаний, т. е. реверсивный счетный механизм, работает на увеличение при любом направлении вращения барабана. Широкий диапазон рабочих напряжений от 176 до 420 В, что подходит для сетей, подверженных скачкам напряжений. Степень защиты приборов "Соло Шунт" и "Соло DDS" – IP54, "Соло Din" – IP40. Модели оснащены телеметрическим импульсным выходом и световым индикатором работы.
Межповерочный интервал электросчетчика после включения в сеть, составляет 16 лет. Срок службы 30 лет. Срок гарантийного обслуживания 36 месяцев.
1.6.4. Модели однофазных многотарифных электросчетчиков
Одним из самых простых вариантов многотарифных счетчиков можно назвать счетчики с двухтарифной системой учета электрической энергии. Такие счетчики позволяют вести учет электроэнергии по двум тарифам: дневному и ночному. К слову, большинство ночных тарифов гораздо выгоднее для потребителей. Также есть многотарифные счетчики, которые могут вести учет по нескольким тарифам в различных временных зонах суток для нескольких типов дней. Каждый месяц у таких счетчиков производится программирование по индивидуальному расписанию тарифов. Рассмотрим многотарифный электросчетчик "Меркурий 200" (рис. 1.20). Счетчики электрической энергии "Меркурий" выпускает концерн "Инкотекс" (г. Москва, http://www.incotexcom.ru/).
Рис. 1.20. Общий вид однофазного многотарифного электросчетчика "Меркурий 200"
Счетчик "Меркурий 200" используется в сетях электропитания для измерения, учета и отображения показателей потребления электрической энергии. Возможна передача данных со счетчика другим устройствам через интерфейсы CAN, RS-485 и PLC. Чтобы разделить количество энергии для различных групп пользователей, следует настроить несколько тарифов. Общий подсчет количества электроэнергии, прошедшей через счетчик, также сохраняется в его памяти. Цифровой способ измерения показателей соответствует требованиям ГОСТ 30207 и МЭК 1036.
Дополнительно счетчик "Меркурий 200" содержит две опции: подсчет всей энергии, израсходованной с начала работы прибора, и к началу одиннадцати последних месяцев. Встроенный тарификатор можно запрограммировать по четырем различным тарифам и для каждого месяца ввести собственное расписание, при этом учитывается переход на зимнее и летнее время. Он также позволяет выполнять подсчет в восьми различных интервалах суток и четырех видах дней. В суточном диапазоне минимально программируемой единицей времени является минута. Информация отображается на жидкокристаллическом индикаторе.
Посредством интерфейсов передаются значения параметров электрической сети: текущие уровни напряжения и силы тока. Счетчик "Меркурий 200" также измеряет мощность в собственной нагрузке.
PLC-модем счетчика передает данные непрерывно, при этом десятые доли для сокращения объемов передаваемой информации не учитываются. Среди актуальных данных значится количество электрической энергии с момента подключения при его программировании на единый тариф; с момента очистки значений показаний, которые содержит счетчик "Меркурий 200", по используемому тарифу, если их установлено несколько. Прибор может также отображать текущие показатели силы тока, напряжения и мощности в сети.
Счетчик программируется на предельно допустимые значения энергопотребления, в случае их превышения по показателям количества и мощности счетчик серии 200 ограничивает потребление электроэнергии либо отключает потребителя от сети.
Счетчик крепится стандартным способом на рейку DIN. Для повышения качества работы счетчик определяет постоянную составляющую в нагрузочной цепи; при отклонении от синусоидального ритма показателей применяются шунтирующие устройства.
Формально прибор относят к первому или второму классу точности. Он предназначен для работы в сетях переменного тока частотой 50 Гц и номинальным напряжением 220 В, при этом номинальный ток должен составлять 5 А, а максимальный – 50 А. Чувствительность прибора к изменениям активной энергии в первом классе составляет 2,75 Вт, а во втором – 5,5 Вт. В течение 0,5 с при номинальном напряжении может быть выдан максимальный ток силой 150 А.
Показатели мощности, которую потребляет счетчик "Меркурий 200", достаточно скромные: активная составляет 0,5 Вт, а полная – не более 2 ВА. Каждая цепь при этом потребляет около 0,1 Вт энергии.
Интерфейсы, кроме модемного, питаются при напряжении от 5,5 до 9 В, потребляя при этом не более 30 мА. Модем PLC дополнительно потребляет в активном варианте 1,5 Вт, полной мощности – 15 ВА.
Счетчик "Меркурий 200" содержит также встроенные часы, имеющие высокую точность: при комнатной (20±5 °C) температуре их погрешность составляет 0,5 с в сутки, а в более жестких условиях эксплуатации (от -40 до +55 °C) может быть не более 5 с. В режиме телеметрии постоянная нагрузка в цепи счетчика имеет значение 5000 имп./кВт, а в режиме поверки счетчика – 10 000 имп./кВар.
При этом прибор весьма легок и компактен: при массе 0,6 кг он имеет размеры 156x138x58 мм. Цена электросчетчика "Меркурий 200.02" – 1400 руб. с НДС (http://www.inkoteks.ru/m200.html).
Внимание!
Если покупаете электросчетчик отдельно от панели электрощитка, то обратите внимание на способ крепления электросчетчика. Счетчики изготавливают с возможностью крепления либо на трех винтах (для обычных электрощитов), либо на DIN-рейке. С возможностью крепления на DIN-рейке выпускают только электронные счетчики. Если выбираете последний способ крепления, то необходимо еще купить отдельно DIN-рейку или специальный бокс под электросчетчик. DIN-рейка часто идет в комплектации со счетчиком.
При покупке электрических счетчиков многие специалисты рекомендуют обратить внимание на компанию, которая производит то или иное устройство для учета электрической энергии. Рекомендуется отдавать предпочтение тем компаниям, которые уже известны на рынке, т. к. в этом случае можно быть уверенным в приобретении более качественного товара, который имеет необходимые сертификаты и гарантии.
На мировом рынке лидируют шесть основных производителей электросчетчиков: ELSTER (Германия), ACTARIS (Франция), LANDIS+GYR (Швейцария), ITRON (США), ISKRAEMECO (Словения), GENERAL ELECTRIC (США). У некоторых из них есть российские подразделения, например "Эльстер Метроника", "Искра-Урал" [14].
В России наиболее широко представлена продукция отечественных производителей, ориентированная на местные условия электроснабжения и эксплуатации электроприборов. Это такие промышленные гиганты, как ЛЭМЗ (Ленинградский электромеханический завод, г. Санкт-Петербург), "Энергомера" (г. Ставрополь), "Инкотекс" (г. Москва), "Энергоучет" (г. Санкт-Петербург), "Петербургский завод измерительных приборов" (г. Санкт-Петербург) и др.
1.6.5. Особенности снятия показаний со счетчика типа "Меркурий 200.02"
При нормальной эксплуатации счетчика на его табло (рис. 1.21) автоматически, с периодом (10–12) секунд, меняется следующая информация:
Рис. 1.21. Показания на дисплее электросчетчика "Меркурий 200.02"
• показания потребленной электроэнергии для счетчиков, запрограммированных по тарифу " день/ночь":
• по первому тарифу "день" (в левом углу дисплея индекс Т1);
• по второму тарифу "ночь" (в левом углу дисплея индекс Т2, в дневное время индекс Т2 высвечивается в мигающем режиме);
• показания потребленной электроэнергии для счетчиков, запрограммированных по тарифу " многозоновый:
• по первому тарифу "пиковый" (в левом углу дисплея индекс Т1);
• по второму тарифу "ночь" (в левом углу дисплея индекс Т2);
• по третьему тарифу "полупиковый" (в левом углу дисплея индекс Т3);
• тарифная сумма, для контроля (в расчетах не используется);
• в верхней части дисплея имеется движущийся маркер, скорость его движения зависит от нагрузки, включенной в данный момент в квартире: чем больше нагрузка, тем быстрее движение маркера.
Оплате подлежат показания потребленной электроэнергии, расположенные до запятой (первые шесть цифр).
Имеющиеся на лицевой панели кнопки нажимать не рекомендуется.
1.7. Электропроводка в загородном доме
Если все работы по подсоединению дома к электрической сети, вплоть до установки электросчетчика, должны производить специальные энергослужбы, то монтаж электропроводки в загородном доме можно сделать самостоятельно, имея необходимый минимумом знаний в области электротехники.
1.7.1. Внутренняя электропроводка
Основные требования к внутренней электропроводке:
• безопасность в обслуживании;
• пожаро– и взрывобезопасность;
• надежность;
• передача электроэнергии преобразователю при стабильном значении номинального напряжения;
• небольшие затраты на монтаж и эксплуатацию.
Чтобы выполнить перечисленные требования нужно правильно рассчитать и выбрать провода по условию нагревания током с допустимой потерей напряжения, а также соблюдать правила прокладки проводов с учетом свойств окружающей среды.
Главным определяющим документом, регламентирующим правила проведения всех видов электромонтажных работ, в частности монтаж электропроводки в деревянных домах, являются "Правила устройства электроустановок. 7-е изд." (ПУЭ) [16].
Загородные дома в большинстве случаев строят из дерева. Этот материал, относящийся к сгораемым, служит источником повышенной пожароопасности. Именно поэтому ПУЭ установлены особые требования к электропроводке деревянных домов, т. к. большинство пожаров в деревянных домах происходит из-за неисправной электропроводки [17, 18].
Для открытой прокладки электропроводки по стенам деревянного дома разрешается использовать только кабели с негорючей изоляцией, например марки NYM или ВВГнг.
Провода или кабели, не имеющие несгораемой изоляции, должны быть помещены в кабельные каналы, электротехнические плинтуса или гофротрубу. Допускается укладка провода, не имеющего негорючей изоляции, непосредственно на стену, однако зазор между стеной и проводом в этом случае должен быть не менее 1 см (старый тип проводки на роликах – изоляторах).
Способ укладки провода в гофротрубе по эстетическим соображениям больше подходит для надворных построек, например сарая, летней кухни, гаража и т. п.
Для жилых помещений фактически остается применение кабельных каналов. Провода освещения, проходящие в пустотах между основным и подвесным натяжным потолком, допускается прокладывать в гофротрубе. То же самое можно сказать и о пустотах в стенах, если они обе выполнены из негорючего материала, например перегородка из гипсокартона.
Что касается переходов проводов электропроводки через стены, то подобно вводу в дом, они допускаются только в металлических трубах. Это необходимо для защиты электропроводки от грызунов и сдавливания проводов при осадке дома.
Когда деревянные стены дома обшиваются декоративными панелями, вагонкой и т. п., провода скрытой электропроводки везде должны проходить в металлических трубах. В этом случае применение металлорукава или гофротрубы не допускается. Все трубы должны быть соединены между собой и заземлены. Заземление – защитная мера электробезопасности от поражения человека током в случае пробоя электроприборов на корпус.
Вводной щит помимо защиты от сверхтоков должен быть укомплектован УЗО (устройство защитного отключения), которое обесточит дом при утечке токов на землю и защитит человека от поражения электрическим током. Так как УЗО само по себе не является защитой от коротких замыканий и перегрузок, на его выходе обязательно должны стоять автоматические выключатели нужного номинала, превышать который не следует. Для групп освещения вполне достаточно автоматов на 16 А, для силовых (розеточных) групп – на 25 А.
Когда установлен электросчетчик и несколько автоматических выключателей, то необходимо сделать чертеж внутренней электропроводки дома с указанием мест расположения электроустановочных изделий. Это позволит при закупке составляющих электропроводки знать, какое количество розеток, выключателей, электросветильников и ответвительных коробок необходимо. Из чертежа и замеров в доме можно будет определить, сколько потребуется провода сечением 1,5 и 2,5 мм2.
1.7.2. Выбор марки кабеля
Электрический провод может представлять собой как изолированный, так и неизолированный проводник электрического тока, состоящий из одной или нескольких медных или алюминиевых проволок. Для электромонтажа, в зависимости от требований, применяют скрытую или открытую проводки.
Электрический кабель – это одна или несколько скрученных изолированных медных или алюминиевых жил, объединенных в общую оболочку. Оболочка может быть резиновой, пластмассовой или металлической. Главное ее назначение – предохранять металл от внешних воздействий: влаги, света, химических и механических.
Марка кабеля (провода) – это буквенное обозначение, характеризующее материал токопроводящих жил, изоляцию, степень гибкости и конструкцию защитных покровов. В маркировке отечественных проводов используются следующие обозначения:
• первая буква – указывает на материал токопроводящей жилы (например, А – алюминий); отсутствие в марке провода буквы означает, что токопроводящая жила выполнена из меди;
• вторая буква – обозначает провод;
• третья буква – материал изоляции (например, Р – резина, В – поливинилхлорид, П – полиэтилен).
В обозначениях марок проводов и шнуров могут также присутствовать буквы, характеризующие другие элементы конструкции: О – оплетка, Т – для прокладки в трубах, П – плоский, Ф – металлическая фальцованная оболочка, Г – гибкий и т. д.
Для жилого помещения подойдут бытовой провод ПВС, кабели ВВГ, ВВГнг, NYM. Последний вид кабеля содержит дополнительный слой мело-резиновой изоляции, которая предотвращает образование трещин при эксплуатации в неблагоприятных условиях [19].
Изолированные провода с дополнительной оболочкой для герметизации и предохранения от внешних воздействий: ПВС, ПУГНП, ПУНП, ПБПП, АПУНП. Провода без оболочки: ППВ, АПВ, ПВ3, АППВ, ПВ1, АППВС.
Силовой кабель – ВВГнг, ВВГ, АВВГ, NYM, гибкий силовой – КГ, КГН. Кабель называется бронированным, если он имеет дополнительную защитную оболочку, состоящую из стальных лент, плоской или круглой проволоки: ВБбШв, АВБбШв, ВБбШнг. Бывает кабель в бумажно-пропитанной оболочке: АСБл, СБл, ААШв.
Для присоединения кабеля к распределяющим устройствам или различным аппаратам осуществляется его концевая обработка. При соединении кабелей друг с другом необходимо использовать строительную муфту.
Промышленность производит сотни видов проводов, отличающихся друг от друга как сечением медной или алюминиевой жилы, так и типом изоляции. Каждый тип изготовляется для вполне определенных условий эксплуатации. Понятно, что кабелю, прокладываемому в земле, нужна не такая изоляция, что используется в домовой проводке. В сырых помещениях требуется одна изоляция, при повышенной температуре – другая.
По деревянным конструкциям нужно прокладывать кабель с изоляцией, не распространяющей горение, например NYM, ВВГнг, ВВГнг-LS.
1.7.3. Выбор сечения электропровода
Площадь сечения электропровода выбирают в зависимости от проходящего по нему тока или потребляемой мощности. В последнем случае необходимо определить количество устанавливаемых в дальнейшем электроприборов с учетом потребляемой ими мощности. Причем рассчитывать следует и на будущее, возможно, вы приобретете посудомоечную или стиральную машину, новый холодильник, микроволновку и т. п., т. е. мощность нужно рассчитывать "с запасом" [20].
Подготавливая план проводки, обязательно составляют чертеж квартиры с предполагаемой расстановкой в ней мебели и бытовых приборов. При этом нужно предусмотреть, чтобы при возможном переустройстве интерьера оставался свободным доступ к установленному светотехническому оборудованию. Осветительные провода могут иметь площадь поперечного сечения 1,5 мм2, а для розеток желательны провода с поперечным сечением 2,5 мм2. Так как сейчас возросла мощность бытовой техники, то имеет смысл провести для кухни проводку проводом в 2,5 мм2 или даже 4,0 мм2. Кстати, для электроплиты также используется провод сечением 4,0 мм2 [21].
Основные токовые нагрузки обычно потребляет оборудование кухни, ванной комнаты, электрические теплые полы и водонагреватели (если они установлены). Стиральные и посудомоечные машины, электрический духовой шкаф газовой плиты, электрические плиты, теплые полы, проточные и накопительные водонагреватели, а также газовые котлы отопления с электроподжигом необходимо разделять на отдельные группы электропитания, идущие от основного электрического щита с установленными в нем аппаратами защиты. Остальное оборудование в кухне, такое как микроволновая печь, электрический чайник, измельчитель мусора и др., можно распределить еще на две группы.
Все прочие розеточные и световые группы потребляют значительно меньше электрической энергии, поэтому возможно, к примеру, объединение двух комнат на одну световую и одну розеточную линии.
Примерные значения допустимых токов и мощностей для медных и алюминиевых проводов площадью сечения от 0,75 до 25 мм2 приведены в табл. 1.5.
Как видно из табл. 1.5, для медных проводов сечением 2,5 мм2 допустимый ток составляет 20 А, что соответствует мощности 4,4 кВт в однофазной сети и 13,2 кВт – в трехфазной. Для алюминиевого провода при данном сечении такая нагрузка велика. При сечении 2,5 мм2 алюминиевого провода ток не должен превышать 16 А, а мощность – 3,5 кВт.
Произвести требуемые электротехнические расчеты при выборе электропровода можно с помощью диаграммы на рис. 1.22.
Рис. 1.22. Диаграмма для электротехнических расчетов
Данные о кабелях марки ВВГ производства компания Exwire (г. Псков, http://www.exwire.ru/) и NYM производства ООО "Конкорд" и ЗАО "Севкабель", которые пригодны для монтажа электропроводки внутри деревянного дома, приведены в прил. П 1.4.
К выбранному кабелю необходимо подобрать набор электроустановочных скоб с гвоздями в зависимости от формы сечения кабеля (рис. 1.23) [22]. Скобу крепят гвоздем к деревянным или отштукатуренным поверхностям, гипсокартону, ГВЛ.
Рис. 1.23. Электроустановочные скобы прямоугольного (а) и круглого (б) профиля
В прил. П1.5 приведен ассортимент электроустановочных скоб прямоугольного и круглого профиля производства фирмы ООО "МЕГО" (г. Санкт-Петербург, http://www.mego.spb.ru/).
1.7.4. Электроустановочные устройства
Для открытой электропроводки в деревянном доме нужны и соответствующие электроустановочные устройства: розетки, выключатели и ответвительные коробки.
Конструкция электроустановочных устройств должна обеспечивать безопасность. В связи с этим их неизолированные токоведущие части должны быть недоступны для прикосновения. Существует много различных вариантов исполнения, которые соответствуют основным факторам:
• условия эксплуатации (в сухом или сыром помещении);
• место установки (на стене, потолке, шнуре к светильнику, корпусе бытового электроприбора);
• вид проводки (открытая или скрытая);
• необходимость в защитном заземлении (занулении);
• назначение (управление одной лампой, несколькими лампами или группой ламп в люстре).
Электроустановочные устройства рассчитаны на длительную эксплуатацию (20–30 лет). Зачастую некоторые устройства выходят из строя раньше установленного срока. Это происходит из-за несовершенства конструкции, крепления, высоких нагрузок или производственных дефектов. Но это не значит, что такое электроустановочное устройство сразу нужно менять на новое, чаще его можно отремонтировать, отрегулировать. Для выполнения ремонта желательно знать основные типы электроустановочных устройств, принцип их работы и причины возможных поломок [23].
По условиям эксплуатации или степени защиты от внешних воздействий электроустановочные устройства классифицированы IP-кодом. Структура кода состоит из указателя IP и следующих за ним двух цифр. Первая (от 0 до 6) показывает степень защиты устройства от проникновения внутрь него посторонних предметов и пыли, вторая (от 0 до 8) – стойкость к воздействию влаги. Большинство выключателей и розеток для помещений с нормальными климатическими условиями имеют степень защиты IP20. Устройства в брызгозащищенном или влагозащищенном исполнении, предназначенные для помещений с повышенной влажностью, например ванных комнат, должны быть выполнены по нормам, описанным в ПУЭ (начиная от IP44).
Отечественная компания OOO "ГУСИ электрик" (г. Смоленск, http://www.gusi.ru/) выпускает набор очень компактных электроустановочных изделий для открытой проводки (серия С9 "Ego"). Серия выделяется из общего ряда аналогичной продукции своим широким ассортиментом (21 наименование), выполненным в четырех цветах: белый, светло-серый, бежевый и матовое серебро. На рис. 1.24 и 1.25 приведен общий вид розеток для открытой проводки, которые могут быть установлены в деревянном доме.
Рис. 1.24. Внешний вид розеток для открытой проводки 16А 250В производства OOO "ГУСИ электрик": а – С9Р1 без БЗК; б – С9Р3 с БЗК; в – С9Р9" влагозащищенная с БЗК
Рис. 1.25. Модели розеток для открытой проводки различных производителей: а – "Прима РА-10-164-б", Schneider Electric, (WESSEN), Марий Эл; б – "Пальмира РА-16-654" Электропульт завод ОАО, г. Санкт-Петербург; в – STANDARD
При выборе розетки следует обратить внимание в первую очередь, на какую силу тока она рассчитана. Этот показатель зависит от применяемых материалов и конструкции.
Основание, к которому присоединяются токопроводящая, крепежная арматура и лицевая панель, может быть керамическим или пластмассовым. Практически все европейские фирмы отдают предпочтение пластиковым основаниям, выполненным из поликарбоната со специальными добавками, не поддерживающими горения. Желательно подобрать такой цвет и дизайн корпуса розеток, чтобы они гармонировали со стенами и интерьером.
Токопроводящие части розетки могут состоять из латуни без покрытия, луженой латуни или бронзы. Иногда встречаются и латунные элементы с другими покрытиями. Пожалуй, самыми плохими следует признать латунные контакты. В присутствии малейшего количества влаги, особенно при соприкосновении с алюминиевыми проводами, латунные контакты быстро тускнеют и даже зеленеют, что плохо сказывается на их проводящих свойствах. К тому же они плохо пружинят, из-за чего через какое-то время розетки разбалтываются. Чтобы избежать этого, в некоторых розетках применяют пружинящие шайбы, не позволяющие контактным лепесткам розетки отходить слишком далеко друг от друга. Обычно так устроены универсальные розетки.
Несколько лучше ведут себя луженые контакты, внешне выглядящие как матово-белый металл. Они меньше подвержены коррозии и при необходимости легче паяются. Луженая поверхность таких контактов отличается достаточной мягкостью, поэтому плотно прилегает к штырям вилки.
Лучшими, хотя и редко встречающимися, являются бронзовые контакты. Внешне они напоминают латунные, но обычно имеют матовый и более темный цвет. Основное их достоинство – превосходные пружинные свойства, позволяющие прочно удерживать вилку в розетке.
Как правило, крепление проводов к контактной части розетки осуществляется винтовым соединением. Некоторые фирмы, ABB и JADO, в большинстве своих изделий используют контактный узел прижимного типа, без винтов. Он является саморегулирующимся механизмом и постоянно плотно удерживает провод, обеспечивая тем самым необходимый контакт в течение всего срока службы изделия. В розетках испанской компании BJC благодаря специальной форме прижимного элемента обеспечивается максимальная площадь контакта и надежная фиксация провода, независимо от того, гибкий или жесткий тип кабеля применяется при монтаже.
Следует предпочесть розетки с прижимной пружиной, которая обладает наибольшей надежностью. Если розетки будут располагаться непосредственно у плинтуса, нужно выбрать изделия с перемещающейся заслонкой, предохраняющей от попадания внутрь посторонних предметов.
Выбор выключателей на рынке России довольно большой, поэтому выбирать подходящее устройство нужно по его основным параметрам:
• конструкции механизма (клавишный выключатель, перекидной, поворотный, кнопочный, шнуровой);
• конструкции корпуса (для скрытой или открытой проводки, для установки на проводе, для встраивания в электроприборы);
• числу полюсов и коммутирующих цепей;
• номинальному коммутируемому току.
Механический износ контактов выключателей происходит из-за их истирания, расклепывания, оплавления вольтовой дугой, возникающей в момент разрыва контактов или вибрации контактной пластины после удара контакта о контакт. Наибольший износ возникает при медленном разведении контактов, когда вольтова дуга продолжается значительное время. Поэтому предпочтительнее конструкция, обеспечивающая более быстрое разведение контактов.
Самым опасным для выключателя является постоянное искрение из-за ненадежного прилегания контактов во включенном состоянии. Причиной может быть недостаточное усилие перекидной пружины, окисление, загрязнение контактов. Дефект можно заметить по миганию лампы, в цепи которой стоит неисправный выключатель. Такая неисправность подлежит немедленному устранению во избежание окончательной поломки выключателя.
В настоящее время на рынке представлены выключатели различной сложности и стоимости, так что выбрать можно устройство по своему вкусу (рис. 1.26).
Рис. 1.26. Модели выключателей для открытой проводки: а – С9В1 (ООО "ГУСИ электрик"); б – Sintra 65 (General Electric); в – ENSTO (Финляндия); г – ALH 3111
Укажем отличительные особенности некоторых изделий. Корпус выключателя Sintra 65 сделан из ABS-пластика, который увеличивает прочность материала к воздействию температур и солнечных лучей. Не имеет аналогов на российском рынке. Полная защита от воды и пыли, класс защиты IP65. Выключатель ENSTO снабжен пружинными клеммами. Возможно подключение поискового света, изделие поставляется с прозрачной линзой. Нажимной выключатель имеет функцию нормально замкнутого и нормально разомкнутого контакта. N-клемма. Класс защиты IP44.
1.7.5. Ответвительные коробки
Ответвительная коробка предназначена для выполнения в ней соединений и ответвлений кабелей круглого или прямоугольного сечений. Коробка состоит из корпуса и крышки. Корпус может иметь несколько отверстий для ввода и отвода кабеля. Коробки ответвительные изготавливаются из трудносгораемой пластмассы. После окончания электромонтажных работ ответвительные коробки закрывают крышками, в зависимости от конструкции прикручивают винтами или защелкивают. Ответвительные коробки бывают для внутренней и внешней проводок.
В комплект ответвительной коробки, как правило, входят: коробка с крышкой (в зависимости от типа крышки могут быть винты для ее крепления), набор втулок для уплотнения ввода провода, шурупы для крепления коробки на стену и пластмассовые заглушки отверстий шурупов крепления (рис. 1.27).
Рис. 1.27. Комплект ответвительной коробки 100/100 мм, IP44
При выборе ответвительной коробки необходимо обратить внимание на количество в ней отверстий для подключения проводов и ее размер. Удобными при монтаже являются коробки размером 100/100 мм.
1.7.6. Монтаж проводки
Прежде чем приступать к прокладке электропроводки, необходимо иметь ее принципиальную электрическую схему. Составление схемы обычно начинают с электрического щитка. В доме может быть несколько разных видов электрических цепей, подающих энергию к розеткам для переносных электроприборов, светильникам и их выключателям, к мощному электрооборудованию типа электроплиты или бойлера и, возможно, к наружным розеткам и светильникам. В стандартном современном доме есть, по крайней мере, две электрические цепи для розеток и освещения.
Электрические щитки, как правило, бывают типовыми и на них число установленных автоматических выключателей должно соответствовать количеству определенных электрических цепей.
Принципиальную схему каждой из групповых цепей рисуют на общем плане. Следует по возможности применять радиальную структуру построения электропроводки от одного щитка. При этом провод идет от автомата к каждой розетке или соединительному устройству с предохранителем по очереди, заканчиваясь у самой дальней розетки. Размер провода и номинал предохранителя зависят от площади помещения, где установлена цепь. Площадь радиальной цепи с проводом сечением 2,5 мм2 не должна превышать 50 м2. Такая цепь может обеспечить неограниченное число розеток. Электроприбор с большой потребляемой мощностью должен иметь собственную радиальную схему подключения. Домашние осветительные цепи также делают по радиальному типу [24, 25].
Система с соединительными коробками имеет соединительную (ответвительную) коробку для каждого светильника. Коробки располагают на одном питающем кабеле в удобных местах. Кабель (провод) идет от каждой коробки к потолочной декоративной розетке (светильнику), а второй кабель – от коробки к выключателю. На практике большинство осветительных цепей представляют собой комбинацию этих двух систем.
После составления схемы и определения необходимого количества устройств и материалов закупают выбранные провода, электроустановочные изделия и клеммные колодки в виде полосы 12 шт. (сечением 6 мм2, 10 мм2 и 12 мм2) и приступают к монтажу электропроводки в деревянном загородном доме.
Основные операции при монтаже проводки:
• разметка мест установки токоприемников, штепсельных розеток и выключателей;
• разметка мест прокладки проводов по стенам и потолку;
• разметка мест проходов проводов через стены и междуэтажные перекрытия;
• разметка мест ответвлений проводов и установки коробок;
• прокладка проводов со всеми соединениями;
• крепление проводов к изолирующим опорам или закрепление их скобами;
• оконцевание проводов и присоединение их к токоприемникам.
Электропроводка должна обеспечивать возможность легкого распознавания по всей длине проводников по цветам согласно ПЭУ-7:
• голубого цвета – для обозначения нулевого рабочего проводника;
• двухцветная комбинация зелено-желтого цвета – для обозначения нулевого защитного проводника;
• черного, коричневого, красного, фиолетового, серого, розового, белого, оранжевого, бирюзового цветов – для обозначения фазного проводника.
Инструменты, необходимые для монтажа проводки:
• набор отверток;
• стриппер (щипцы для снятия изоляции с провода);
• плоскогубцы;
• кусачки;
• молоток;
• нож;
• электродрель с перьевыми сверлами диаметром 18 и 20 мм;
• изоляционная лента;
• мел или карандаш;
• индикаторная отвертка;
• линейка.
В список инструментов включена электродрель с перьевыми сверлами, она понадобится при сверлении отверстий между помещениями. Если длины сверл не хватит для сквозного сверления, придется использовать змеевидное сверло "Зубр" (спираль Левиса) соответствующего диаметра.
Перед началом монтажа электропроводки в доме в целях безопасности необходимо обесточить электрощиток, электросчетчик и автоматические выключатели. Для этого необходимо отключить вводное устройство, другими словами выключить автоматический выключатель АП 50, установленный на доме (см. рис. 1.2). Автоматические выключатели на электрощитке также следует поставить в положение " отключено".
Разметку трассы электропроводки начинают с выбора мест установки светильников, выключателей и штепсельных розеток. Размечают места крепления стационарных осветительных приборов (потолочных и настенных) и выключателей (или многоклавишного выключателя) к ним.
Отводы от выключателей к светильникам прокладывают вертикально. Высоту выключателей выбирают либо на уровне ладони опущенной руки (0,7–0,9 м от пола), либо примерно на уровне глаз (1,6–1,8 м от пола), как кому нравится.
Штепсельные розетки устанавливают, учитывая планировку комнаты и количество возможных электроприборов. Штепсельные розетки целесообразно устанавливать на высоте 300 мм от пола, а над письменным столом и в подобных местах на высоте 1 м. Линию проводки для штепсельных розеток прокладывают непосредственно на выбранной высоте их размещения, параллельно полу. Желательно продумать количество штепсельных розеток, предусмотреть двойные, тройные и счетверенные изделия, чтобы потом не приходилось злоупотреблять удлинителями и тройниками.
Все соединения (ответвления) проводов выполняют только в ответвительных коробках. В комнате следует иметь отдельные группы (магистрали) для освещения и для розеток. Если предусматривается подключение компьютеров, они должны питаться от штепсельных розеток самостоятельной группы, со своим автоматическим выключателем на электрощитке.
После разметки крепят саморезами ответвительные коробки (рис. 1.28), розетки, выключатели и светильники на потолке.
Рис. 1.28. Ответвительная коробка, закрепленная на деревянной стене
Отрезают необходимые куски провода равные длине от каждого определенного выключателя до его ответвительной коробки, от определенной розетки до ее ответвительной коробки, от каждого светильника до его ответвительной коробки, между ответвительными коробками в группах, и от групп ответвительных коробок до автоматических выключателей на электрощитке. Куски проводов отрезают несколько большей длины, чем было измерено, с учетом подключения установочных элементов и монтажа в ответвительных коробках. К каждому получившемуся отрезку провода приклеивают скотчем полоску бумаги и на ней шариковой ручкой помечают, к какому конкретно электроустановочному изделию этот провод относится.
С двух концов, у каждого получившегося куска провода, аккуратно снимают стриппером, в крайнем случае ножом, изоляцию на длину примерно 25–30 мм.
Выравнивают отрезки провода, и затем каждый отрезок подключают к определенной розетке, выключателю и светильнику. Заметим, что у некоторых моделей современных выключателей указывается контакт подключения фазового провода (рис. 1.29).
Рис. 1.29. Выключатель с указанием его подключения
Подключенные провода к установочным изделиям крепят к деревянной стене с помощью электротехнических пластмассовых скобок, а свободные их концы заводят в ответвительные коробки (рис. 1.30).
Рис. 1.30. Концы проводов, заведенные в ответвительную коробку
Перед заводом концов проводов у заглушек, закрывающих отверстия коробок, прорезают отверстия, соответствующие диаметру проводов, и в них пропускают концы. Кабели и провода прокладывают по горизонтальным и вертикальным линиям. Скобки устанавливают с шагом 30 см.
Монтируют провода между ответвительными коробками, а от выделенных групп энергопотребителей проводят провода к определенным автоматическим выключателям на электрощитке, не подключая их.
Оголенные концы проводов в ответвительных коробках скручивают согласно схеме (рис. 1.31). Каждую скрутку вставляют в отверстие клеммной колодки, на всю ее длину, и производят крепеж двумя винтами. Такое соединение, как показала практика, получается достаточно надежным. Кончики скруток, вышедшие из клеммной колодки, откусывают кусачками. Укладывают провода в коробки и закрывают их крышками.
Рис. 1.31. Скрутки проводов в ответвительной коробке
Сделав все соединения в ответвительных коробках, подсоединяют фазовый провод каждой групповой цепи к своему автоматическому выключателю, а нулевой провод – к нулевой шине.
Включают вводное устройство и автоматические выключатели. Если включить светильник, то он должен загореться.
1.7.7. Устройство защитного отключения (УЗО)
Минимальный ток, протекание которого уже ощущается человеческим организмом, составляет 5 мА. Следующей нормируемой величиной является так называемый ток неотпускания, равный 10 мА. При протекании через человеческое тело тока такой силы происходит самопроизвольное сокращение мышц. Электроток силой 30 мА уже может вызвать паралич дыхания. Необратимые процессы, связанные с кровотечениями и сердечной аритмией, начинаются в организме человека после протекания через его тело тока силой 50 мА. Летальный же исход возможен при воздействии тока силой 100 мА. Очевидно, что защищаться следует уже от тока, равного 10 мА [26].
Для защиты людей от поражения электрическим током в тех случаях, когда произошло повреждение изоляции, при случайном прикосновении к неизолированным токоведущим частям электрооборудования предназначено устройство защитного отключения (УЗО). Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток утечки в проводниках, проводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.
Устройства с током утечки 10 и 30 мА защищают человека, а УЗО с током утечки 100 и 300 мА ставят в качестве вводного устройства, например на вводе в коттедж, и предназначены для защиты от пожара. Для квартиры можно поставить одно УЗО с током утечки 30 мА в квартирном электрическом щитке на лестничной площадке. Но в случае возникновения тока утечки устройство обесточит квартиру полностью. Поэтому лучше установить УЗО на групповую электрическую цепь: группу освещения, группу розеток, стиральную машину, помещение с повышенной опасностью поражения током и т. п. Если возник ток утечки в групповой цепи, например в группе розеток, то будет отключена только эта группа, а другие электроприборы будут работать. На розеточную группу и осветительную сеть можно поставить УЗО на 30 мА. Для защиты розеток в ванной комнате, а также розеток для электропитания оборудования, работающего на земле, ставят УЗО с током утечки 10 мА, если для них выделены отдельные линии, если одна линия, например для ванной, коридора и кухни, то нужно ставить УЗО с током утечки 30 мА.
Итак, своевременное реагирование автоматики на ток менее 500 мА защищает объект от возгорания, а на ток менее 10 мА – защищает человека от последствий случайного прикосновения к токоведущим частям.
На сегодня установка УЗО во многих зарубежных странах давно стала обязательной в каждом деревянном доме и квартире [27].
Электротехническая промышленность выпускает различные устройства защитного отключения (рис. 1.32), но все они имеют одну основную характеристику: номинальное значение дифференциального тока, при котором происходит срабатывание УЗО.
Рис. 1.32. Модели УЗО, совмещенные с автоматическим выключателем
Кроме этого, при выборе УЗО необходимо обратить внимание на его тип. Чаще всего в жилых помещениях применяют УЗО класса АС, гарантирующее защиту от тока утечки синусоидальной переменной формы. Этот тип, кстати, наиболее дешевый. Но, как известно, на безопасности экономить не стоит, поэтому более предпочтительны устройства типа А, поскольку они срабатывают как при переменном, так и при постоянном дифференциальном токе, ведь использование различных видов тока присуще компьютерам, аудио-, видеосистемам и т. п.
Если говорить о конструкции, то УЗО может быть электронным либо электромеханическим. Первые базируются на электронной схеме, для функционирования которой необходима энергия, поступающая от внешних источников или от контролируемой сети, вторые же обходятся без питания, поскольку достаточно появления дифференциального тока. Поэтому, несмотря на то, что электромеханические устройства защитного отключения несколько дороже электронных аналогов, они считаются более надежными, т. к. могут выполнять свою защитную функцию даже в случае обрыва проводников. В то время как электронное УЗО при отсутствии тока либо выходе из строя электрической схемы уже не сработает.
В цепи, где действует УЗО, нулевой рабочий провод не должен иметь контакта с нулевым проводом заземления и заземленными элементами на участке.
Приобретая устройства защитного отключения, следует остановить свой выбор на УЗО, которые представляют собой единую конструкцию с АВ (автоматическим выключателем), который обеспечивает защиту от сверхтока.