Текст книги "Электричество дома и на даче"

Изоляция кабеля должна иметь электрическую прочность, исключающую возможность электрического пробоя при напряжении, на которое рассчитан кабель. Для изолирования жил кабелей между собой и от наружных металлических оболочек применяют бумажную, пластмассовую и резиновую изоляцию.

Бумажная пропитанная изоляция жил кабелей имеет хорошие электрические характеристики, продолжительный срок службы, сравнительно высокую допустимую температуру и невысокую стоимость, поэтому находит наибольшее применение. К недостаткам следует отнести гигроскопичность, которая обусловливает необходимость тщательного изготовления и полной герметичности оболочек и муфт кабелей.

Из многослойной упрочненной кабельной бумаги на основе сульфатной целлюлозы марки КМП-120 изготовляют изоляцию для силовых кабелей напряжением до 35 кВ. Можно изготовлять изоляцию из двухслойной бумаги марок К-080, К-120, К-170 или многослойной – КМ-120, КМ-140 и КМ-170. Толщина бумаги соответственно составляет 80, 120, 140 и 170 мкм.

Жилы обматывают бумажными непропитанными лентами. Наиболее распространена обмотка с зазором, которая позволяет в некоторых пределах изгибать кабель без опасности повреждения бумажной изоляции. Во избежание ухудшения электрических характеристик изоляции зазоры между витками соседних лент, расположенных сверху (по вертикали), не должны совпадать. При наложении большого количества лент избежать совпадений зазоров не удается, поэтому число совпадений нормируют. Допускается не более трех совпадений лент бумаги и изоляции жила – жила или жила – оболочка (экран) в кабелях напряжением 6 кВ, не более четырех для кабелей 10 кВ, не более шести для кабелей 35 кВ.

Бумажная изоляция должна накладываться плотным, без складок и морщин, наличие которых приводит к образованию пустот, воздушных включений, снижающих надежность кабелей.

Толщина изоляционного слоя на силовые кабели нормируется ГОСТом и зависит от номинального напряжения и сечения жил кабеля. Для увеличения электрической прочности на поясную изоляцию кабелей напряжением 6 и 10 кВ, на жилы и поверх изоляции кабелей напряжением 20 и 35 кВ накладывают экран из электропроводящей бумаги.

Цифровое обозначение или отличительную расцветку имеют в многожильных кабелях верхние ленты изоляции жил.

При цифровом обозначении на верхнюю ленту первой жилы наносят цифру 1, второй – 2, третьей – 3, четвертой – 4. При отличительной расцветке номеру 1 соответствует белый или желтый, номеру 2 – синий или зеленый, номеру 3 – красный или малиновый, номеру 4 – коричневый или черный цвета.

Изолированные жилы многожильных кабелей скручивают, заполняя промежутки между ними изоляционными материалами до получения круглой формы. На скрученные изолированные жилы накладывают поясную изоляцию бумажными лентами определенной толщины.

Бумажную изоляцию кабелей вначале сушат, затем пропитывают маслоканифольными составами: МП-1 для кабелей напряжением 1?10 кВ и МП-2 – 20?35 кВ. Пропиткой достигается увеличение электрической прочности бумажной изоляции.

Пластмассовую изоляцию применяют для силовых кабелей. Ее изготовляют из полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ).

Хорошими механическими свойствами в широком интервале температур, стойкостью к действию кислот, щелочей, влаги и высокими электроизоляционными характеристиками обладает полиэтилен. В зависимости от способа получения полиэтилена различают полиэтилен низкой и высокой плотности. Полиэтилен высокой плотности имеет большие по сравнению с полиэтиленом низкой плотности температуру плавления и механическую прочность. Полиэтилен низкой плотности размягчается при температуре около 105 °C, высокой плотности – 140 °C. Введение в полиэтилен органических перекисей и последующая вулканизация значительно повышают его температуру плавления и стойкость к растрескиванию. Вулканизирующийся полиэтилен незначительно деформируется при 150 °C. Для получения самозатухающего полиэтилена вводят специальные добавки. Для электропроводящих экранов кабелей с полиэтиленовой изоляцией в полиэтилен добавляют полиизобутилен, ацетиленовую сажу и стеариновую кислоту.

Твердый продукт полимеризации – поливинилхлорид – не распространяет горения. Для повышения эластичности и морозостойкости ПВХ в него добавляют пластификаторы – каолин, тальк, карбонат кальция, для получения цветного ПВХ вводят окрашивающие добавки.

ПВХ стареет под воздействием температуры, солнечной радиации и т. п. за счет улетучивания пластификатора (происходит снижение эластичности и холодостойкости).

Резиновая изоляция состоит из смеси каучука (натурального или синтетического), наполнителя, мягчителя, ускорителя вулканизации, противостарителя, красителя и др. Для изоляции кабелей применяют резину РТИ-1, имеющую в составе 35 % каучука.

Плюсы резиновой изоляции – гибкость и практически полная негигроскопичность. Недостатки – более высокая стоимость и низкая рабочая температура жилы (65 °C) по сравнению с другими видами изоляции, что снижает допустимую нагрузку на кабель.

Со временем у изоляционных резин наблюдается значительное снижение эластичности и изменение других физико-механических свойств. Старение резиновой изоляции происходит под воздействием различных факторов и является в основном следствием окислительной деструкции (разрушения) содержащегося в резине каучука.

С целью защиты изоляции жил от воздействия света, влаги, различных химических веществ, а также для предохранения ее от механических повреждений кабели снабжают оболочками.

Лучшими материалами для изготовления оболочек кабелей в отношении герметичности и влагонепроницаемости, гибкости и теплостойкости являются металлы – свинец и алюминий. Кабели с невлагоемкой (пластмассовой или резиновой) изоляцией не нуждаются в металлической оболочке, поэтому их обычно изготовляют в пластмассовой или резиновой оболочке. Толщина оболочки нормируется и зависит от материала, из которого она изготовлена, диаметра кабеля и условий эксплуатации.

Свинцовые оболочки изготовляют из свинца марки С-3 (чистого свинца не менее 99,95 %). Свинец принадлежит к числу весьма тяжелых металлов (плотность 11340 кг/м³). Температура плавления – 327,4 °C. Свинец обладает малой механической прочностью и значительной текучестью, что приходится учитывать при вертикальных прокладках кабелей в голой свинцовой оболочке. При повышении температуры текучесть свинца увеличивается.

Нормальный электрохимический потенциал свинца равен -0,13 В, поэтому он обладает малой химической активностью и высокой коррозионной стойкостью.

Минус свинцовых оболочек – малая стойкость против вибрационных нагрузок, особенно при повышенной температуре. Повышения вибростойкости и механической прочности достигают введением в свинец присадки из сурьмы. Свинцовая оболочка кабелей без защитных покровов изготовляется из свинцово-сурьмянистых сплавов марок ССуМ, ССуМТ. Свинцовые оболочки не должны иметь рисок, царапин и вмятин, выводящих их за пределы минимальных допусков по толщине.

Алюминиевые оболочки изготовляют методом выпрессовывания из алюминия А-5 чистотой не ниже 99,97 %. Плотность алюминия – 2700 кг/м³, предел прочности – 39,3-49,1 МПа. Алюминиевые оболочки в 2–2,5 раза прочнее и в 4 раза легче, чем свинцовые, имеют повышенную стойкость к вибрационным нагрузкам и обладают высокими экранирующими свойствами.

Недостатки алюминиевых оболочек – большие технологические трудности наложения их на кабель и малая стойкость к электрохимической коррозии, что объясняется высоким нормальным отрицательным потенциалом алюминия (-1,67 В).

Коррозия сводится к вытеснению из среды, с которой соприкасается алюминий, ионов водорода и переходу самого алюминия в виде ионов в раствор. Поэтому кабели с алюминиевыми оболочками защищают особо стойкими против гниения покровами, не пропускающими к оболочке влагу.

Пластмассовые оболочки изготавливают из шлангового ПВХ-пластиката или полиэтилена. Пластмассовые оболочки сочетают в себе легкость, гибкость и вибростойкость, но через пластмассу постепенно диффундируют водяные пары, что приводит к падению сопротивления изоляции кабелей. Поэтому их применяют в кабелях с негигроскопичной изоляцией из полиэтилена, ПВХ и др. Шланговый пластикат отличается от изоляционного подбором пластификаторов и стабилизаторов, обеспечивающих большую стойкость против светового старения. Для оболочек кабелей применяют ПВХ-пластикат марки 0-40. Оболочки кабелей из ПВХ-пластиката при температуре ниже допустимой становятся жесткими и при ударе могут разрушаться.

Хорошая механическая прочность ПВХ-пластиката позволяет широко применять кабели в оболочке без защитных покровов. Он не распространяет горения, он влаго– и маслостоек, стоек к электрической и химической коррозии. Кабели в такой оболочке просты в производстве и удобны в монтаже.

Полиэтиленовые оболочки кабелей отличаются высокими физико-химическими свойствами, малой влагопроницаемостью и стойкостью против электрической и химической коррозии.

Резиновые оболочки изготавливают из маслостойкой резины РШН-2, не распространяющей горения. Резиновые оболочки обладают высокой стойкостью к растягивающим, ударным и крутящим нагрузкам. В качестве наполнителей резин применяют технический углерод (сажу), который защищает ее от действия солнечной радиации.

Защитные покровы состоят из подушки, брони и наружного покрова и предназначены для защиты кабелей от механических повреждений и коррозии. В обозначение марки кабеля, не имеющего защитного покрова, добавляется буква «Г».

Подушки кабеля представляют собой концентрические слои волокнистых материалов и битумного состава или битума поверх оболочки и предназначаются для предохранения оболочек кабеля от повреждения лентами или проволоками брони и защиты ее от коррозии и не имеют обозначения. Усиленную подушку с дополнительной обмоткой двумя пластмассовыми лентами, обеспечивающую защиту от коррозии и блуждающих токов, маркируют буквой «л». Для повышения стойкости против коррозии подушку изготовляют с двумя слоями пластмассовых лент и маркируют цифрой и буквой – «2л». С целью повышения коррозионной и влагостойкости подушки поверх лент из ПВХ-пластиката (и другого равноценного материала) накладывают слой выпрессованного полиэтилена или ПВХ-пластиката. В маркировке этот тип подушки обозначают буквами «п» (полиэтилен) и «в» (ПВХ-пластикат). Защитные покровы без подушки маркируют буквой «б». Минимальная толщина подушки зависит от конструкции, диаметра кабеля и составляет 1,5–3,4 мм.

Броня служит для защиты кабелей от механических повреждений. Для кабелей, не подвергающихся в процессе эксплуатации растягивающим усилиям, применяют ленточную броню, которая состоит из двух стальных лент толщиной от 0,3 до 0,8 мм (в зависимости от диаметра кабеля по оболочке) и накладывается так, чтобы верхняя лента перекрывала зазоры между витками нижней ленты. Для кабелей, которые подвергаются растягивающим усилиям, применяют броню из стальных оцинкованных плоских или круглых проволок. Толщина брони из стальных оцинкованных плоских проволок составляет 1,5–1,7 мм, диаметр круглых проволок – 4–6 мм.

Наружный покров, в который входит слой битумного состава или битума, пропитанная пряжа и покрытия, предохраняющие витки кабеля от слипания, в маркировке обозначения не имеет. Покров с негорючим элементом в маркировке кабеля имеет букву «Н». С выпрессованным полиэтиленовым защитным шлангом покровы имеют обозначения «Шп», а с ПВХ-шлангом – «Шв». Минимальная толщина наружного покрова зависит от диаметра кабеля и составляет 1,9–3 мм.

Механизмы для электромонтажных работ

Монтаж электропроводок и установок связан с выполнением таких трудоемких работ, как устройство в стенах и межэтажных перекрытиях гнезд для приборов скрытой проводки, пробивка сквозных отверстий, борозд, затяжка проводов в трубы, соединение жил и т. п. Эти работы выполняются с помощью средств механизации.

Так, дыры пробивают при помощи электромеханизмов и пневматических инструментов, которые оснащены сверлами (пластинами) из твердых сплавов. Электромеханизмы выпускаются на напряжение 220 В переменного тока промышленной частоты и на напряжение 36 В с частотой 200 Гц. Электрифицированные инструменты должны быть с двойной изоляцией.

Относительной безопасностью в работе и сравнительно небольшой (до 6 кг) массой обладают пневматические инструменты, но их применение ограничено вследствие необходимости установки компрессоров и прокладки трубопроводов для подачи сжатого воздуха.

Наиболее распространены следующие электромеханизмы.

Бороздофрез– режущий электромеханизм, состоящий из электродвигателя, который присоединяется к электрической сети напряжением 36 или 220 В, дисковой фрезы, армированной пластинами твердого сплава марок ВК-6 или ВК-8, рукояток и направляющих роликов для облегчения перемещения инструмента по обрабатываемой поверхности и обеспечения заданной глубины обработки. С помощью бороздофрезов можно делать борозды шириной до 10 и глубиной – 20 мм.

При прокладке проводов на монтаже в трубах приходится гнуть большое количество стальных труб, а затем затягивать в них провода. Эти работы выполняются с помощью трубогиба – механизма, предназначенного для гнутья тонкостенных труб, представляющего собой чугунную плиту, на которой закреплены две оси: одна – с большой шестерней и ручьевым сектором, другая – с малой шестерней. Малую шестерню вращают качанием рычага, снабженного храповым устройством. К ручьевому сектору примыкает ролик. Трубу размещают между ручьевым сектором и роликом, закрепляют хомутом, а затем качанием рычага изгибают на требуемый угол.

Данный трубогиб применяется на объектах с небольшим объемом работ. При большом объеме и на заготовительных участках применяют гидравлический трубогиб, который состоит из гидронасоса, гидропресса, оснащенного головкой со сменными роликами и сменным сектором. Трубу устанавливают между роликами головки и сектором, а затем нагнетают масло в рабочий цилиндр гидропресса, в результате чего плунжер перемещается и изгибает трубу.

Существуют гидротрубогибы для изгибания труб диаметром до 20 мм и другого типа для изгибания труб диаметром до 50 мм.

Труборезом отрезают излишнюю часть трубы, выходящей из строительных конструкций – перекрытий, фундаментов и др. Необходимость такой резки диктуется отклонениями размеров при строительстве.

Труборез состоит из электрошлифовальной машины и корпуса, внутри которого размещены суппорт с винтовой подачей, абразивный диск и зажимное устройство для закрепления механизма на отрезаемой трубе. Труба зажимается между губками зажимного устройства. Подача суппорта и его отвод от трубы осуществляются вращением маховичка.

Для отрезания труб применяется и так называемая болгарка. От описанного трубореза отличается отсутствием механизма крепления инструмента на укорачиваемой трубе, что делает инструмент более мобильным.

ПРТ служит для затяжки проводов в трубы диаметром 20-50 мм. Состоит из стального корпуса, в котором размещен механизм протяжки, губок, служащих для крепления механизма на трубе, и рукоятки. Для затяжки проводов в трубу механизм ПРТ устанавливают губками на трубе, в которую надо заводить провод, и закрепляют на ней. В зазор между роликами, находящимися внутри корпуса, вставляют проволоку и зажимают ее винтами. Вращением рукоятки заталкивают проволоку в трубу до выхода ее с противоположного конца, закрепляют на конце проволоки затягиваемый в трубу провод и, вращая рукоятку в противоположном направлении, вытягивают проволоку вместе с электропроводом.

Для крепления дюбелями различных электроустановочных изделий и поддерживающих конструкций к бетонным, железобетонным, кирпичным и металлическим основаниям предназначен монтажный пистолет. Крепят детали и конструкции либо посредством гайки, навертываемой на резьбовую часть дюбель-винта, вбитого пистолетом в основание, либо путем пристрелки детали к строительному основанию гвоздем.

Дюбель забивает ударом поршня, разгоняемого в стволе при выстреле, монтажный поршневой однозарядный самовзводный пистолет ПЦ-52.

Основные части пистолета – муфта и коробка. Муфта служит для соединения всех деталей узла, размещения в передней части ствола и рассекателя, соединения с наконечником. В коробке находится ударно-спусковой механизм. Стволы, наконечники, направители, рассекатели и поршни являются сменными частями.

С целью крепления применяют термически обработанные стальные дюбель-гвозди ДГП и дюбель-винты ДВП с шайбами для центровки и фиксирования дюбеля в направителе пистолета. В момент выстрела движение поршня тормозится сопротивлением дюбеля. Поршень останавливается в результате упора в головку забитого дюбеля.

Скорость забивания дюбеля составляет 60-80 м/с.

При выстреле в непрочное строительное основание или при ошибочном применении слишком сильного патрона поршень останавливается специальным амортизатором, исключающим вылет поршня из пистолета.

Пистолет берут левой рукой за муфту, правой – за рукоятку, прижимают его к поверхности, в которую необходимо забить дюбель, и, не ослабляя нажима на пистолет, указательным пальцем правой руки плавно спускают курок. После выстрела шомполом досылают поршень в крайнее положение и открывают пистолет, при этом стреляная гильза выбрасывается из патронника. Если стреляная гильза осталась в патроннике, ее удаляют вручную шомполом. Если после выстрела окажется, что дюбель забит не полностью и часть его возвышается над пристреливаемой деталью, производят повторный выстрел, при котором новый дюбель в пистолет уже не вставляют.

Для оконцевания наконечниками токопроводящих проводов и кабелей, а также соединения их в гильзах путем опрессования служат клещи. Клещи состоят из прессующей части, блокирующего устройства и рукояток. Для оконцевания и соединения опрессованием проводов различных сечений в прессующей части клещей устанавливают сменные пуансоны и матрицы, соответствующие прессуемым деталям.

Опрессование происходит при сжимании рукояток клещей, при этом пуансон и матрица, обжимая находящуюся между ними гильзу или наконечник, прочно соединяют их с проводником.

Клещи универсальные КУ-1 и комбинированные КН-5 – многооперационные инструменты. Первые применяют при монтаже электропроводок проводами ППВ, АППВ, АПН и др. Они заменяют кусачки, плоскогубцы, круглогубцы и монтерский нож.

Клещами КН-5 при прокладке кабелей СРГ (АСРГ), НРГ (АНРГ), ВРГ (АВРГ), ВВГ, АВВГ и др. Можно выполнять до пяти операций.

Наряду с универсальными и комбинированными инструментами используются индивидуальные и бригадные наборы. Например, индивидуальным набором является комплект инструментов для термитной сварки алюминиевых жил проводов и кабелей сечением 16?240 мм², а бригадным – комплект инструментов для монтажа электрических машин.

Правила эксплуатации электропроводок

Перегрузки в сети приводят к нагреванию проводов и кабелей выше допустимой для них температуры по условиям безопасности и надежности. Для проводов и кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией ПУЭ устанавливают наибольшую допустимую температуру нагрева +65 °C при длительной токовой нагрузке. Допустимые токовые нагрузки зависят от сечения проводника, его конструктивного исполнения, условий охлаждения и способа прокладки.

При перегрузках в сети происходит старение изоляции проводников: высыхает, растрескивается и осыпается резина, оплавляется и размягчается пластмассовая изоляция и оболочка, обугливается бумажная оплетка и т. д. Ослабление изоляции со временем приводит к коротким замыканиям между токоведущими жилами проводников.

Приводить к коротким замыканиям может также неисправность выключателей, штепсельных розеток, ненадежное соединение в ответвительных коробках, механическое повреждение провода в результате небрежного обращения, неисправность бытовых электроприборов, не имеющих защиты, и т. д.

Для защиты электропроводки при ненормальных режимах служат аппараты защиты, автоматически отключающие электрическую цепь при повреждении, – пробочные предохранители, предохранители автоматические резьбовые (ПАР) и автоматические выключатели (автоматы).

Все элементы электропроводки – установочные изделия, провода, кабели, аппараты защиты и др. – рассчитаны на длительный срок эксплуатации, однако со временем они изнашиваются, стареют и выходят из строя. Поэтому электропроводка и ее элементы должны периодически осматриваться и проверяться: не реже 1 раза в 2 года в помещениях с нормальной средой и 1 раза в год – в остальных. Обнаруженные неисправности должны быть немедленно устранены.

Неисправности и повреждения в электропроводке и ее элементах могут возникнуть из-за небрежного обращения, некачественного выполнения монтажных работ, при физическом износе проводов и кабелей в результате длительного срока эксплуатации.

Выключатели, у которых отломались пружинящие контактные пластины или металлокерамические нанайки, появились трещины в крышках, ремонту не подлежат, их следует заменить сразу же.

В штепсельных розетках со временем ослабевают пружины, сжимающие контактные гнезда, в результате чего штепсельное соединение греется, а контакты покрываются нагаром и оплавляются. Чтобы обеспечить надежную работу штепсельного соединения, необходимо заменить пружины и обеспечить контакт, при котором штифты штепсельных вилок плотно держатся в гнездах розетки. Если запасных сжимных пружин нет, розетки следует заменить. Это надо сделать и при наличии трещин и сколов в основании и крышке.

Иногда при выдергивании штепсельной вилки из скрытой розетки выпадает вся розетка вместе с проводами. Оставлять ее в таком виде нельзя.

Нельзя также пытаться вставить розетку в коробку, не обесточив сеть – это может привести к травмам. При закреплении штепсельной розетки в коробке необходимо следить, чтобы провода не попали под распорные лапки. Винты крепления лапок надо завинчивать поочередно и равномерно. Кроме того, извлекая штепсельную вилку из розетки, необходимо другой рукой придерживать крышку розетки. Это предохранит розетку от расшатывания в коробке или на опорном основании.

При осмотре квартирных щитков необходимо контролировать состояние контактов в местах присоединения проводов. Ненадежное соединение приводит к нагреву и обгоранию контактов, разрушению изоляции и последующему искрению. Такие контакты необходимо своевременно очистить от копоти наплыва металла и туго затянуть. Автоматические выключатели и плавкие вставки предохранителей должны соответствовать нагрузкам и сечениям проводов и кабелей. На контактных поверхностях предохранителей не должно быть следов окиси, грязи, пыли.

Аппараты защиты с поврежденными корпусами или при отказе в работе ремонту не подлежат, их необходимо заменить.

В квартирных щитках, имеющих шкафы, должны быть исправные замки, надежное уплотнение дверей. Не разрешается хранить в этих шкафах посторонние предметы. Электросчетчики не должны иметь повреждений корпуса, смотровых стекол, клеммных крышек и т. д. Шкафы, аппараты защиты и все доступные места должны регулярно очищаться от пыли и грязи.

При осмотре внутренних электропроводок проверяются натяжение и закрепление проводов и кабелей. Обвисшие и незакрепленные провода и кабели должны быть подтянуты и надежно закреплены. Поврежденные ролики, изоляторы, изоляционные трубки, фарфоровые воронки и втулки. Поврежденные участки проводки немедленно заменяют. При этом работы производятся в соответствии с нормами и правилами для данного вида проводки и способа прокладки. Как правило, заменяется поврежденная проводка на участке от ближайшего ответвления в коробке или изолирующей опоре до места повреждения. Заново проложенный провод присоединяют в тех же точках электропроводки, где подсоединения были до ремонта.

При контроле наружных электропроводок и вводов ответвлений от воздушной линии проверяют наличие ожогов, сколов и трещин на изоляторах; обрывы и оплавление жил проводов, целостность вязок, состояние соединений; натяжение проводов и соответствие по ПУЭ расстояний между ними, проводами и землей, проводами и строительными конструкциями; состояние опор; не представляют ли опасность ветви деревьев, находящихся вблизи проводов.

Не реже 1 раза в 3 года производят проверку изоляции сети мегомметром напряжением 500 или 1000 В. Сопротивление изоляции измеряется между каждым проводом и землей, а также между каждыми двумя проводами при отключенной сети. Лампы при измерении сопротивления изоляции должны быть вывинчены, а выключатели включены. Наименьшее сопротивление изоляции – 0,5 мОм.

При проверке сопротивления изоляции надо обращать внимание на целостность и исправность заземляющих проводов. Если сопротивление изоляции проводов меньше 0,5 мОм, необходимо определить причину и исправить поврежденный участок или элемент проводки.

При проверке электропроводки определяют и необходимость ее капитального ремонта общее техническое состояние проводов и кабелей, крепежных изделий и т. д. Основными показателями при этом являются:

1) сопротивление изоляции проводов и кабелей менее 0,5 мОм и утечка тока более 20 мА;

2) низкая механическая прочность изоляции токопроводящих жил (высыхание, растрескивание, осыпание, хрупкость);

3) перегрев провода, кабеля и соединений при нагрузках в сети, близких к номинальным.

Работы, связанные с осмотром электропроводок и электроустановок и их ремонтом, должны выполняться при строгом соблюдении правил техники безопасности.