Текст книги "Домашний электрик"

Для присоединения различных электроприборов иногда приходится делать ответвление проводов. В этом случае зачищают изоляцию основного проводника на длину 1,5–2 см, после чего к нему присоединяют конец ответвляемого провода со снятой изоляцией. Зачищенные жилы ответвляемого провода плотно, виток к витку, обматывают вокруг основного провода. Место ответвления запаивают и изолируют лентой. Как при соединении проводов, так и при их ответвлении различают следующие виды скрутки: простая, бандажная и желобок.

Если провод двухпроводной линии необходимо повернуть на угол 90°, например, подвести к выключателю, то его расплетают и накладывают на угловой ролик. После укладки провода снова сплетают и ведут дальше.

Все ответвления к лампам, розеткам, выключателям делают только от роликов. Для того чтобы правильно определить, где снимать изоляцию на проводах, необходимо надеть провода на ролики, от которых делают ответвление, и отметить нужные места.

Заделка концов проводов

При выполнении электромонтажных работ особое значение имеет качество (плотность) контактов в местах соединения проводов друг с другом, а также с клеммами электротехнических устройств. При присоединении к приборам концы надо зачистить и заделать, например, петелькой. Вид заделки проводов зависит от способа их крепления проводов к клеммам арматуры или потребителей тока. Процесс создания определенного вида конца провода при его заделывании называют оконцеванием. Если при оконцевании проводов сечением до 1 мм² можно использовать простые инструменты, например круглогубцы, то при оконцевании проводов большего сечения требуются специальные приспособления. Оконцевание многопроводных медных жил сечением 1–2,5 мм² производят путем обжатия изогнутой в кольцо жилы концевым наконечником П-типа. Перед опрессовкой жила скручивается в тугой повив в виде кольца. После этого наконечник с надетой жилой укладывают в желоб матрицы, находящейся в специальном приспособлении, и производят обжатие до упора торцов пуансона и матрицы.

Квартирный электросчетчик

Переход от воздушной линии к внутренней электропроводке осуществляется при помощи вводных устройств. По исполнению они бывают разными: траверса для ввода от воздушной линии, кронштейны, ввод в деревянное здание, ввод в кирпичное здание.

Для ввода в здание, высота которого меньше 2,75 м от земли, применяют трубостойки. Трубостойки крепятся к фронтону дома или на крыше здания. Недостаток применения трубостойки состоит в том, что при ее монтаже нарушается кровля дома или здания. При применении других вариантов этот недостаток исключается.

Подача электроэнергии осуществляется на вводные устройства или осветительные квартирные щитки. Наиболее распространенными типами щитков являются: ЩК-9, ЩК-10, ЩК-11, ЩК-12, ЩК-13, ЩК-14, ЩК-15, ЩК-16.

Квартирные щитки изготавливаются в соответствии с ГОСТ 9413-69 и предназначаются для распределения электрической энергии, защиты от перегрузок, токов короткого замыкания, а также для учета электроэнергии в осветительных сетях напряжением 220 и 127 В в жилых квартирах, домах и т. д. Они выпускаются в различных исполнениях с количеством групп от двух до четырех.

Квартирные щитки типа ЩК-9, ЩК-10, ЩК-11, ЩК-12 устанавливаются на стенке, выпускаются с резьбовыми предохранителями типа Ц 27 или автоматическими выключателями типа АБ-25, устанавливаемыми в фазном и нулевом проводах. Плавкие вставки выпускаются на ток 10 А, ток расцепителей автоматических выключателей АБ-25 – на 15, 20, 25 А.

Квартирные щитки ЩК-13, ЩК-14, ЩК-15, ЩК-16 устанавливаются в нишах. Выпускаются с вводными двухполюсными пакетными выключателями ПВ-2-25 и резьбовыми предохранителями типа Ц 27 (щитки ЩК-14, ЩК-16) или автоматическими выключателями АБ-25 (щитки ЩК-13, ЩК-15). Автоматические выключатели устанавливаются только в фазном проводе. Плавкие вставки выпускаются на ток 10 А. Все щитки поставляются в продажу без счетчиков активной энергии, которые приобретаются дополнительно.

Изоляция монтажных проводов выполняется из полиамидного шелка, стекловолокна, полихлорвинила, полиэтилена и резины.

Электрическое напряжение, подаваемое с местной электроподстанции, понижается до определенной величины и только после этого оказывается в распределительной сети. В квартиры и загородные дома вводится напряжение 127 или 220 В. Для учета электрической энергии, получаемой отдельными потребителями от электрической станции или отдаваемой электрической станцией в сеть, используют счетчики электрической энергии.

Счетчики бывают электродинамические, индукционные и электронные, однофазные и трехфазные, однотарифные и многотарифные. Вводимые в квартиру электрические провода подсоединяются к входу счетчика. Выход электрического счетчика является началом внутренней квартирной электропроводки. Общий расход электрической энергии в квартире за определенный промежуток времени определяют с помощью электродинамических или индукционных счетчиков. Панель со счетчиком и предохранителями должна быть закреплена на высоте 1,3–1,7 м от уровня пола.

Подключение счетчика производится профессиональными электриками. Далее госповеритель устанавливает специальную пломбу на корпус счетчика, а представитель энергоснабжающей организации ставит пломбу на съемную крышку счетчика. Только после этого к счетчику можно подключать квартирную электропроводку.

Обычный электродинамический счетчик содержит неподвижную токовую обмотку в виде катушек, изготовленных из толстой проволоки. Если включить электроприбор, то через катушки пройдет электрический ток, и вокруг катушек возникнет магнитное поле. Между указанными катушками находится якорь, состоящий обычно из трех и более катушек. Якорь вращается на оси, установленной в подпятниках. На якоре укреплен коллектор с металлическими щетками. При помощи коллектора происходит изменение направления тока в проводниках якоря, находящегося в магнитном поле, созданном неподвижными катушками.

Назначение коллектора здесь такое же, как и у электродвигателя постоянного тока. Взаимодействие между собой магнитных полей неподвижных токовых катушек и обмотки якоря приводит к вращению якоря. На оси якоря укреплен алюминиевый диск, который вращается между полюсами постоянного магнита. При вращении диска в магнитном поле в нем возникают вихревые токи, тормозящие движение диска. Для недопущения самохода диска на его оси укреплена небольшая стальная пластинка, которая притягивается к постоянному магниту и прекращает вращение диска.

При нагрузке счетчика вращающий момент преодолевает силу притяжения пластинки к магниту. Это не влияет на среднюю скорость вращения диска, так как при удалении пластинки от магнита она сдерживает его вращение, а при приближении к магниту ускоряет вращение. Вращающий момент тем больше, чем больше ток в токовой катушке и чем больше напряжение на зажимах обмотки якоря. При этом вращающий момент пропорционален мощности потребляемой нагрузки, а число оборотов якоря в единицу времени соответствует количеству израсходованной электрической энергии. Обороты якоря фиксирует специальный счетный механизм, соединенный с осью якоря при помощи червячной и зубчатой передач.

Цифры на шкале счетного механизма появляются в 6 небольших окошечках, расположенных в один ряд. Над рядом окошечек указывается единица измерения электрической энергии, например, кВтxч (kwxh). Первые пять цифр и представляют целое число гектоватт-часов или киловатт-часов использованной потребителем электрической энергии, шестая цифра – дробная часть десятичного числа.

Если в квартире или загородном доме все электроприборы и лампочки освещения выключены, то диск электрического счетчика не должен вращаться. В противном случае имеется утечка электрической энергии из-за плохой изоляции проводов и требуется ремонт электросети.

Для учета потребляемой энергии в жилых домах и квартирах обычно используют однофазные индукционные счетчики типа СО. Основными частями индукционного счетчика являются: система электромагнитов, алюминиевый диск, ось с червячной и зубчатой шестернями, счетный механизм, подшипник оси, подпятник оси и тормозной магнит. Одна из обмоток счетчика (токовая) включается в цепь последовательно, а другая – параллельно. Переменный ток, проходя по катушкам, создает переменные магнитные потоки, которые индуцируют в алюминиевом диске вихревые токи. Взаимодействие магнитных полей и вихревых токов приводит во вращение алюминиевый диск. Через ось вращение передается счетному механизму.

При повороте первого справа цифрового диска на один оборот, второй от него диск поворачивается на одно деление (на одну цифру); при повороте на один оборот второго диска третий диск поворачивается на одно деление и т. д. Таким образом, поворот крайнего левого диска на один оборот происходит, когда крайний правый диск сделал 100 000 оборотов. Скорость вращения диска счетчика пропорциональна активной мощности, а количество его оборотов – расходу энергии.

Для того, чтобы узнать сколько израсходовано электрической энергии за определенный промежуток времени, нужно записать показания счетчика в начале и конце учитываемого периода (выписываются цифры до запятой, указанной на шкале). Из последних снятых показаний счетчика необходимо вычесть ранее записанные начальные данные. Это и будет количество израсходованной энергии в кВтxч. Тогда, зная для данной местности цену 1 кВтxч электроэнергии, подсчитывают стоимость израсходованной энергии.

Электронные счетчики представляют собой новое поколение приборов для учета активной энергии в однофазных и трехфазных сетях переменного тока номинальной частотой 50 Гц. Счетчики оснащены ЖКИ-дисплеями, последовательно отображающими в автоматическом режиме: потребляемую энергию по каждому из тарифов в кВтxч; текущую мощность в Вт; текущее время и дату, а также другие параметры в зависимости от конструкции счетчика. При отсутствии напряжения в сети данные по учету электроэнергии сохраняются в энергонезависимой памяти, а непрерывный ход встроенного таймера обеспечивается литиевым источником питания. Некоторые модели электронных счетчиков, например, ЦЭ-2727, могут обмениваться информацией с внешними устройствами обработки данных по интерфейсу RS-232 или RS-485. Имеются модели со встроенными модемами для передачи данных по компьютерным сетям.

Счетчики являются многотарифными. Переключение тарифов обеспечивается программируемыми встроенными часами реального времени. Например, однофазный счетчик ЦЭ-2726 имеет корректировку точности хода внутренних часов, программирование временных границ тарифных зон суток, включая выходные и праздничные дни, которое может осуществляться при помощи специального переносного программирующего устройства. Счетчик имеет стандартный телеметрический выход с передаточным числом 100 имп/(кВтxч) и может быть использован в АСКУЭ.

Выпускаемые электронные счетчики, во многих случаях, по установочно-присоединительным размерам идентичны индукционным счетчикам. Электронные счетчики изготовляются на современной элементной базе. Например, трехфазный счетчик ЦЭ-2727 содержит: преобразователь мощности в частоту импульсов на базе специализированной КМОП микросхемы WFD172; микроконтроллеры PIC фирмы MICROCHIP; электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство; дисплей на ЖК-индикаторах и драйвер ЖКИ; микросхему часов реального времени.

Предохранители

Рядом с электрическим счетчиком на одной панели обычно располагается распределительный щиток. Обязательным элементом распределительного щитка являются предохранительные устройства, которые служат для защиты различных электроприборов. Иногда на распределительном щитке устанавливают выключатель, позволяющий одновременно отключать электроэнергию во всем доме. Для защиты электроприборов применяют плавкие предохранители или автоматические выключатели. Приборы защиты размыкают электрическую цепь, когда в ней появляется слишком большой ток. При отсутствии защиты возможен перегрев проводов электропроводки, загорание изоляции и возникновение пожара.

Для предохранения квартирной электросети от короткого замыкания, а также от возможных перегрузок, устанавливают, как правило, плавкие предохранители. В таком предохранителе при прохождении тока больше допустимой величины перегорает специально подобранная тонкая проволока, и подача электрического тока прекращается автоматически. В квартирной проводке наибольшее распространение получили плавкие пробочные предохранители. Такой предохранитель состоит из патрона с резьбой, укрепленного в фарфоровой коробке с крышкой. В патрон ввинчивается фарфоровая пробка, имеющая резьбу. Внутри пробки находится проволочка из легкоплавкого металла. Один конец проволочки припаян к резьбе, а другой – к металлическому контактному упору. В случае замыкания линии проволочка перегорает и прохождение тока прекращается.

В некоторых электротехнических радиоприборах применяются трубочные предохранители. В специальных пластиночных держателях укрепляют стеклянные трубочки, внутри которых находится плавкая предохранительная проволочка. Концы проволочки припаяны к металлическим колпачкам, которые закреплены на трубочке. На каждом плавком предохранителе указана предельная величина тока, при котором он срабатывает.

При сгорании предохранителя необходимо осмотреть всю квартирную сеть и устранить повреждение. После устранения повреждения заменяют сгоревший предохранитель новым, который рассчитан на такой же ток. В крайнем случае, временно соединяют контакты пробки медной проволочкой диаметром 0,2–0,25 мм.

Наиболее удобными в эксплуатации являются автоматические предохранители, выполненные в виде пробочного. Основной частью такого предохранителя является биметаллическая пластина, рассчитанная на прохождение через нее тока определенной величины. В случае прохождения тока большей величины пластина нагревается и размыкает электрическую цепь. Теперь, чтобы в квартире появилось электричество, необходимо подождать несколько минут, пока пластина остынет и примет первоначальную форму. После этого следует нажать на торце патрона кнопку, которая восстановит контакт биметаллической пластины и подвижного контакта[1]1
  Подробнее о предохранителях см. раздел «Предупреждение короткого замыкания и перегрузок».


[Закрыть].

Освещение современного жилища

Мы живем в мире света, но вряд ли можем четко сформулировать условия комфортного освещения. Наверное, поэтому со школьных лет начинаем носить очки, жалуемся на головные боли и утомляемость, не подозревая, что для избавления от некоторых проблем достаточно грамотно выбрать электрическую лампочку. Для создания хорошей освещенности нужно совсем немного: достаточное количество света, не искажающего краски окружающего мира. И желательно достигать этого с минимальными затратами.

Для оценки качества источников света специалисты используют такие характеристики, как световой поток, освещенность поверхности, сила света, яркость, цветность, светоотдача и целый ряд других. Помещение может казаться удобным или нет в зависимости от уровня освещенности и цветности излучения источников света. Например, при малом уровне освещенности человек чувствует себя хорошо, если преобладают длины волн излучения, соответствующие оранжево-красным цветовым тонам, и наоборот, доминирование фиолетово-синей гаммы приводит к ощущению «сумеречности» помещения. Причины этого кроются в психофизиологических особенностях восприятия света и цвета человеком.

Рассказ об источниках света начнем с лампочки накаливания. Лампа накаливания – источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Такие лампы предназначаются для бытового, местного и специального освещения и отличаются внешним видом – цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10 %, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло.

Лампы накаливания с момента их изобретения традиционно применяют не только для освещения жилищ, но и в автомобилях, киноаппаратуре, различного типа карманных фонариках и других устройствах. Обычная бытовая лампа накаливания состоит из дутого стеклянного баллона, внутри которого помещена нить из тугоплавкого металла, обычно из вольфрама.

Для того чтобы нить лампы работала длительное время, ее баллон заполнен инертным газом. В баллоне нить укреплена на специальных проволочках-держателях. Конец одной из проволочек выведен через нижнюю утолщенную часть баллона и припаян к контакту в центре нижней части цоколя, а конец другой проволочки припаян к винтовой нарезке на цоколе. Концы проволочек изолированы друг от друга стекловидной изоляционной массой. Баллон приклеен к цоколю специальным огнеупорным клеем. Лампа при помощи винтовой нарезки на цоколе ввертывается в электропатрон, соединенный проводами с квартирной электросетью. При включении выключателя, находящегося в цепи лампы, электрический ток проходит через нить и разогревает ее до температуры 2600–2700 °C, в результате чего происходит излучение света. В бытовых осветительных приборах используются лампы накаливания мощностью от 15 до 300 Вт.

Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.

Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму «грибка». Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10 %) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами, с колбой в форме трубки – для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д.

Винтовой цоколь для ламп накаливания был предложен Эдисоном (Edison), и поэтому в обозначении такого цоколя присутствует латинская буква «Е», а цифры обозначают диаметр резьбы в миллиметрах. Чаще всего применяются цоколи Е27 (мощность лампы 25-200 Вт), Е14 (под патроны «миньон», мощность 25-100 Вт), Е40 (для ламп мощностью 200–750 Вт), а также мини-цоколи E12.

Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветоразличению достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 3000 лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение «перегревается».

Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источником света.

Маркировка лампы накаливания состоит из одной или нескольких букв и двух или трех чисел. Впереди стоящие в маркировке буквы расшифровываются следующим образом: Б – лампа с биспиральной нитью накала, В – лампа вакуумная, Г – колба лампы заполнена смесью аргона (36 %) и азота (14 %), БК – биспиральная лампа, колба заполнена смесью криптона (36 %) и азота (14 %), МТ – лампа с матированной колбой, МЛ – колба молочного цвета, О – колба овальной формы. Цифры, стоящие после букв, обозначают диапазон напряжения питания лампы в вольтах и ее номинальную мощность в ваттах. Например, лампа Б 220-15 расшифровывается так: биспиральная лампа для сети 220 В и мощностью 15 Вт.

Лампы накаливания характеризуются питаемым напряжением, мощностью, величиной светового потока, световой отдачей, конструктивным исполнением, габаритами, газовой средой, находящейся в ее колбе, характером светоотражающей и светопропускающей способности.

Срок службы электрической лампы составляет около 1000 часов при условии, что напряжение в сети находится в допустимых пределах. На долговечность электрических ламп влияют различного рода вибрации, толчки и удары, а также, как долго они находятся в включенном состоянии. Исходя из гарантированного срока службы лампы накаливания, можно сделать такой вывод: если лампа накаливания в помещении меняется чаще 1 раза в год, значит, напряжение в сети повышенное или нестабильное и вместо сгоревших ламп нужно покупать лампы, рассчитанные на 230–240 В.