Текст книги "Электричество дома и на даче"

Несмотря на довольно большое разнообразие типов домов и садовых домиков, а также хозяйственных построек различного назначения, схемы электроснабжения содержат ограниченное число элементов. Везде обязательны вводное устройство (трубостойка или распределительный ящик), квартирный щиток, штепсельные розетки, выключатели и др.

Примерный перечень электротехнических устройств, необходимых для устройства электропроводки в жилом доме

Ящик распределительный, шт. ……………………………………1

Трубостойка при воздушном вводе, шт. …..…………………….1

Квартирный щиток, шт. ………..…………….……………………..1

Счетчик однофазный, шт. ……..……………………………………1

Светильник, шт.:

настенный..……………………………………………….1-6

пылевлагонепроницаемый ……………………………… 3-11

потолочный для освещения подвала …………………….1

Патрон подвесной, шт..……………………………………………1-6

Выключатель однополюсный, шт.:

для скрытой установки …………………………………….2-6

сдвоенный …..……………………………………….………2-6

герметический.……………………………………………..6-14

Блок электроустановочных изделий на два выключателя и одну штепсельную розетку, шт. …………………………..……………………………………..1

Розетка штепсельная, шт.:

для скрытой установки..…………………………………..3-7

для скрытой установки двухместная..……………………1-4

двухполюсная в нормальном исполнении с третьим заземляющим контактом на 25 А ……………….………………………………………………..1

двухполюсная в нормальном исполнении с третьим заземляющим контактом на 10 А ……………….…………………………………………………1

двухместная в герметическом исполнении …………………1

Звонок электрический, шт. …………………………………………….1

Кнопочный выключатель на 250 В …….……………………………..1

Ящик с понижающим трансформатором, шт. ….……………………1

Фонарь милицейский, шт. ………..…………………………………….1

Коробка ответвительная, шт.:

для скрытой установки. ………………………………………35-52

для открытой установки …..…………………………………11-15

для встраивания выключателей и розеток …………………..8-35

Штепсельная розетка двухместная в герметическом исполнении, шт. …………………………………………………………………………………….1

Крюк для подвески светильников, шт. ……..………………………….5-7

Провод АПВ, м, сечением:

6 мм² …………………………………………………………….12-25

2,5 мм² ………..…………………………………………………..70-75

Провод АППВ, м, сечением:

3х4 мм² ……..……………………………………………………15-36

3x2,5 мм² ……….…………………………………………………25-60

2x2,5 мм²..………………………………………………………..60-100

Труба с условным проходом 20 мм, м:

винипластовая ……..……………………………………………35-70

стальная …………………………………………………………..8-20

Примерный перечень электротехнических устройств, необходимых для устройства электропроводки в хозяйственной постройке со средним набором помещений:

Трубостойка, шт. … ……………………………………………………..1

Светильник, шт.:

подвесной ………………………………………………………4

настенный …….…………………………………………………2

Выключатель однополюсный брызгонепроницаемый, шт. …………..6

Кабель АНРГ сечением 2x2,5 мм², м …………………………………….40

Типы и количество электротехнических устройств определяет проектное решение конкретного объекта.

Наименьшие сечения проводов групповой сети освещения и штепсельных розеток – 1,5 мм² для медных жил и 2 мм² для алюминиевых и алюмомедных. Вводы питающих линий в квартиру от трубостойки до квартирного счетчика – 2,5 мм² для медных жил и 4 мм² для алюмомедных и алюминиевых.

Молния – это электрический разряд, возникающий в атмосфере между разноименно заряженными облаками, их частями или между облаком и землей.

Чаще всего удары молнии поражают места, возвышающиеся над окружающей поверхностью, наиболее высокие объекты в массиве застройки и остроконечные предметы – вышки, отдельно стоящие деревья, дымовые трубы и др.

На вероятность поражения молнией влияют электропроводность слоев земли, ближайших к поверхности, а также уровень грунтовых вод.

Во время разряда молнии через пораженный объект в течение стотысячных долей секунды протекает электрический ток в несколько тысяч ампер, обусловленный разрядом атмосферного электричества. Механические, тепловые и электромагнитные воздействия, сопровождающие грозовой разряд, могут оказаться причиной травмирования людей и животных, пожара, разрушения строений и появления перенапряжений в проводах, но токи молнии не разрушают металлические проводники достаточно большого сечения. Под достаточно большим сечением для стали можно принять 30?50 мм², что соответствует проводу диаметром 6?8 мм.

Для защиты зданий от ударов молнии сооружают молниеотводы (рис. 7), представляющие собой молниеприемник (металлический стержень, поднятый на соответствующую высоту), токоотводящий спуск и заземлитель. Молниеотвод принимает удар молнии на себя и отводит ток молнии в землю. Токоотводящий спуск от молниеприемника к заземлителю прокладывают по возможности кратчайшим путем, не допуская изгибов провода под острым углом, иначе может возникнуть искровой разряд между близко расположенными участками провода и, как следствие, воспламенение.

Рис. 7. Молниеотвод:

1 – молниеприемник; 2 – токоотвод; 3 – заземлитель; 4 – молниеприемник из трубы; 5 – сварка; 6 – молниеотвод; 7 – молниеприемник из уголка; 8 – молниеприемник из проволоки сечением 6-10 мм

Высоту молниеотвода и место его установки выбирают так, чтобы он полностью защитил постройку от удара молнии. Действенность молниеотвода оценивают по его защитной зоне, граница которой представляет собой коническую поверхность с острием на вершине молниеотвода и основанием в виде окружности радиусом в полтора раза большим, чем высота. Все, что находится внутри зоны, достаточно надежно защищено от прямых ударов молнии.

Молниеотводами защищают здания, возвышающиеся над остальной застройкой или деревьями более чем на 25 м, и отдельно стоящие здания, не входящие в массив застройки, если они удалены от деревьев. Защита от прямых ударов молнии – составная часть проекта здания и не связана с его электрификацией. Сооружают молниезащиту в процессе строительства.

Кроме молниезащиты, надо позаботиться также о защите от перенапряжений.

Электромагнитные воздействия грозового разряда создают в проводах, близлежащих к ВЛ, повышенные потенциалы (перенапряжения). Чтобы предотвратить их проникновение в помещения по проводам ВЛ, заземляют крюки, на которых установлены изоляторы, и по возможности между фазным проводом и заземляющим спуском монтируют вентильные разрядники РВН-0,5.

Заземление крюков не обеспечивает полной защиты от заноса в здания опасных потенциалов по проводам воздушных электролиний, поэтому в сельской местности во время грозы не следует приближаться к электропроводке и проводам радиотрансляционной сети на расстояние менее 0,3–0,5 м; прикасаться к приборам, присоединенным к электрической сети; не следует также находиться ближе 3–5 м от заземляющего спуска.

Ответвление выполняют без установки дополнительных опор, если его длина от ВЛ не более 25 м. Для ответвления рекомендуется применять изолированные провода, но допускается и неизолированные; в этом случае на каждый провод можно надеть мягкую изоляционную трубку.

Если длина ответвления превышает 25 м, необходима установка дополнительных опор. От ВЛ до последней опоры монтируют неизолированный провод, а от последней опоры до строения – изолированный.

Наименьшее допустимое сечение (мм²) проводов для ответвлений индивидуальным потребителям по условиям механической прочности составляет:

Трехфазное (четырехпроводное) ответвление удобнее выполнять четырехжильным проводом марки АВТВ или АВТУ со встроенным несущим тросом, сечение алюминиевых токоведущих жил при этом может быть не менее 4 мм², так как механическую нагрузку воспринимают не они, а трос.

Несущий трос наглухо закрепляют и присоединяют (рис. 8) к нулевому проводу. Для крепления троса на опоре ставят дополнительный изолятор.

Рис. 8. Ответвление от ВЛ проводом с несущим тросом:

1 – дополнительный изолятор; 2 – трос; 3 – провода ответвления; 4 – зануление троса; 5 – нулевая жила; 6 – изолятор для провода наружного освещения

На стене здания также устанавливают изоляторы. Для проводов АВТВ, АВТУ нужен один изолятор, на котором закрепляют несущий трос, в остальных случаях – по числу проводов: два изолятора при однофазном вводе или четыре при трехфазном. Применяют фарфоровые или стеклянные изоляторы типов ТФ-12, ТФ-16, РФО-12 или НС-16.

Расстояние от проводов ответвления до земли при пересечении проезжей части должно быть не менее 6 м, при пересечении пешеходной дорожки – не менее 3,5 и у изоляторов на стене – не менее 2,75 м (рис. 9).

Рис. 9. Нормированные расстояния ответвления от ВЛ:

1 – проезжая часть; 2 – пешеходная дорожка; 3 – опора ВЛ; 4 – дополнительная опора

Изоляторы можно устанавливать рядом или один под другим. Расстояние от проводов до поверхности земли должно составлять не менее 2,75 м, а между проводами и от проводов до выступающих частей строения (крыши, водосточного желоба и т. п.) – не менее 0,2 м.

Рис. 10. Крепление изолятора ввода на деревянной и каменной стенах

Изоляторы сначала закрепляют на крюках, затем крюки монтируют на наружной стене (рис. 10). В зданиях с бетонными или кирпичными стенами для каждого крюка пробивают гнездо на глубину 100 мм и закрепляют крюк цементным раствором. В зданиях с рублеными стенами для монтажа крюков высверливают отверстия и ввинчивают в них крюки. В каркасно-засыпных, глинобитных или дощатых строениях крюки устанавливают на деревянном брусе толщиной 70?100 мм, который монтируют на стене шурупами или шпильками. Иногда с внутренней стороны требуется усилить стену доской, а к ней через тонкую стену строения прикрепить брус.

Для ответвления можно применять кабель с медными жилами (ВВГ, ПВГ и др.) сечением не менее 2,5 мм² или алюминиевыми жилами (АВВГ, АПВГ) сечением не менее 4 мм². Кабель прокладывают по стойке опоры: в верхней части открыто на скобах, а с высоты не менее 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. В траншее кабель укладывают на слой земли, не содержащей камней, шлака и строительного мусора. Над кабелем выполняют такую же засыпку. В местах, где вероятны земляные работы, поверх слоя засыпки укладывают бетонные плитки или кирпичи.

Рис. 11. Ввод в здание через трубостойки:

а– через крышу; б – через стену

Ответвление считается частью ВЛ, его обслуживает владелец электрических сетей до изоляторов на стене строения, включая соединения у изоляторов.

При кабельном ответвлении на обслуживании владельца сетей находятся кабель и контактные соединения его наконечников.

Если для электроприемников требуется защитное зануление, потребителю следует соорудить повторное заземление нулевого провода. Этого можно 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 грунта в месте сооружения и уровня грунтовых вод.

В случае прикасания человека к токоведущим частям электрической установки, находящимся под напряжением, или к металлическим частям, которые находятся под напряжением вследствие неисправности изоляции, Может произойти поражение человека электрическим током (в виде электрического удара или электрических травм (ожогов)). В результате электрического удара человек может потерять сознание, у него могут появиться судороги, прекратиться дыхание и кровообращение. Электрический удар может привести к смертельному исходу. Смертельные поражения человека электрическим током возможны при напряжениях от 12 В и выше.

Чтобы исключить случайное прикосновение человека к оголенным токоведущим частям, их располагают на высоте или устанавливают ограждения. Для обеспечения безопасности людей, работающих на установках напряжением до 1000 В и выше, сооружают заземляющие, или зануляющие, устройства и заземляют, или зануляют, металлические части электрического оборудования и электрических установок. Заземляющие (зануляющие) устройства должны удовлетворять требованиям, обусловленным режимом работы сетей и защиты от перенапряжений.

При расчетах и устройстве заземлений и занулений в электрических установках используют следующие основные термины.

Заземлитель– металлический проводник или группа проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.

Заземляющие проводники– металлические проводники, соединяющие заземляемые части электрической установки с заземлителем.

Заземление какой-либо части установки – преднамеренное электрическое соединение ее с заземлителем.

Заземляющее устройство– совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Сопротивление заземляющего устройства– сумма сопротивлений заземлителя (относительно земли) и заземляющих проводников.

Сопротивление растеканию– сопротивление, которое оказывает заземлитель на участке растекания тока:

R_з = U_з /I_з,

где U_з – напряжение на заземлителе, В; I_з – ток, стекающий через заземлитель в землю, А.

Замыкание на землю– случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с частями, неизолированными от земли, или непосредственно с землей.

Замыкание на корпус– электрическое соединение отдельных частей машин, аппаратов, линий с заземленными конструктивными частями электроустановки.

Ток замыкания на землю– ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Электроустановками с большими токами замыкания на землю– электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю составляет более 500 А.

Электроустановки с малыми токами замыкания на землю– электроустановки напряжением выше 1000 В, в которых однофазный ток замыкания на землю равен или менее 500 А.

Глухозаземленная нейтраль– нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.).

Изолированная нейтраль– нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостный ток в сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Нулевой рабочий проводник электроустановок до 1000 В – проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, глухозаземленной средней точкой источника постоянного тока.

Нулевой защитный проводник электроустановок до 1000 В – проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.

Отключение электроустановок при однофазных замыканиях на землю может осуществляться при помощи защитного отключения, которое выполняется в дополнение к заземлению (занулению). Если невозможно выполнить заземление (зануление) и обеспечить защитное отключение электроустановки или трудно выполнить по технологическим причинам, допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок. При этом должна быть исключена возможность одновременного прикосновения к незаземленным частям электрооборудования и частям зданий или оборудования, имеющим соединение с землей.

На землю в целях обеспечения безопасности в электроустановках с большими токами замыкания должно быть выполнено выравнивание потенциала.

Рабочее заземление– присоединение к заземляющему устройству какой-либо точки электрической цепи, необходимое для обеспечения надлежащей работы установки в нормальных или аварийных условиях, что осуществляется непосредственно или через специальные аппараты (пробивные предохранители, разрядники и резисторы) называется.

На концах воздушных линий и ответвлений длиной более 200 м, а также вблизи вводов кабельных пли воздушных линий в помещения должны выполняться повторные заземления нулевого провода. Внутри помещений нулевой провод, имеющий повторное заземление, присоединяется к заземляющей сети у всех щитов, распределительных пунктов и щитков. Сопротивление заземляющих устройств всех повторных заземлений нулевого провода должно быть не более 5, 10, 20 Ом для напряжений 660, 380, 220 В.

Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 0,5 Ом в электроустановках напряжением выше 1000 В с глухозаземленной нейтралью с большими токами замыкания на землю.

Сопротивление в электроустановках напряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью с малыми токами замыкания на землю должно удовлетворять условию:

R_з ≤ /I_з,

где U_з = 250 В, если заземляющее устройство используется только для установок напряжением выше 1000 В; U_з = 125 В, если заземляющее устройство одновременно используется и для установок до 1000 В; I_з – расчетный ток замыкания на землю, А.

В случае если заземляющее устройство является общим для распределительных устройств электроустановок различных напряжений, то за расчетную величину сопротивлений заземления принимается наименьшая из требуемых величин.

Емкостный ток замыкания на землю определяется по приближенной формуле:

I_з = U (35l _каб + l_в )/350,

где U – линейное напряжение сети, кВ; l _каб и l_в – суммарная длина электрически связанных между собой кабельных и воздушных линий, км.

По опытным данным, в электроустановках с малыми токами замыканий на землю эксплуатации систем электроснабжения в качестве расчетного емкостного тока принимается ток срабатывания релейной защиты от междуфазных замыканий или ток плавления предохранителей, если эта защита обеспечивает отключение замыканий на землю. При этом ток замыкания на землю должен быть не менее полуторакратного тока срабатывания релейной защиты или трехкратного тока предохранителей.

Защитное действие заземления основано на том, что части электроустановок, прикосновение к которым опасно при нарушении изоляции, соединяют с заземлителями, расположенными в грунте, т. е. создается заземление, которое имеет сопротивление, достаточно малое для того, чтобы падение напряжения на нем (а именно оно воздействует на организм, определяя значение тока) не достигало опасного значения. Поэтому человек, прикоснувшийся к заземленной части, попадает под пониженное напряжение. Чем лучше заземление, т. е. чем меньше его сопротивление, тем меньше появляющееся при нарушении изоляции напряжение на машинах, станках, корпусах электроаппаратов и двигателей, конструкциях зданий, опорах воздушных линий и на поверхности земли. Понятно, что при этом растут затраты труда и материалов, необходимых для монтажа заземляющего устройства. Нормативы устанавливают разумные пределы напряжения прикосновения и в то же время позволяют проектировать заземление без чрезмерных затрат.

В СН и П, ПУЭ, Правилах технической эксплуатации и инструкциях подробно перечисляются элементы электроустановок, которые нужно заземлять, даются указания по расчету заземлителей и напряжений прикосновения для разных условий, перечислены требования к проектированию, монтажу и эксплуатации заземляющих устройств. Характерными и принципиальными чертами нормативов являются:

отход от нормирования заземляющих устройств по сопротивлению растекания электрического тока и ориентация на нормирование возникающих напряжений;

использование естественных заземлителей при обеспечении их работоспособности в условиях протекания больших токов замыкания;

учет коррозионного воздействия грунта для обеспечения надежности заземлителей и заземляющих проводников.

С учетом этого увеличены размеры элементов, например нормативный минимальный диаметр стержневых заземлителей из неоцинкованной стали увеличен с 6 до 10 мм.

Нормы постоянно совершенствуются, в них вносятся изменения и дополнения, которые публикуются в сборниках и новых изданиях нормативных документов.

Очень часто одно и то же заземляющее устройство является одновременно и рабочим, и защитным, а иногда и грозозащитным (молниезащитным). В близко расположенных установках напряжением до 1 кВ и выше используют общее заземляющее устройство, что снижает расходы на его монтаж. При этом за норму принимают наименьшее значение сопротивления растеканию тока из тех значений, которые нормированы для каждой из объединяемых электроустановок.

Совокупность заземлителя и заземляющих проводников представляет собой заземляющее устройство, через которое осуществляется заземление элементов и частей электроустановок.

Основные элементы заземляющих устройств:

1) естественные заземлители, т. е. находящиеся в земле или соприкасающиеся с землей сооружения, используемые для заземления;

2) заземляющие проводники, соединяющие заземлители с заземляемым оборудованием;

3) искусственные заземлители, т. е. такие, которые специально закладывают в землю для заземления.

Каждый из перечисленных элементов может иметь разные конструкции.