Cхема квартирной электросети
Квартирных электропроводок столько же, сколько квартир, но в каждой из них применяется всего несколько элементов: лампы подвесные, потолочные, настенные, люстры, штепсельные розетки для включения бытовых электроприборов, настольных ламп, питания радиоприемников и телевизоров, звонки, предохранители или автоматы, счетчики расчетные и контрольные.
Чтобы иметь возможность на практике разобраться в каждом конкретном случае, нужно знать, по каким соображениям применяются те или иные варианты схем. Для этого вообразим себя на время рядом с инженером, которому поручено спроектировать электросеть большой квартиры, и выполним эту работу вместе с ним.
В квартире могут быть четыре самостоятельные электропроводки:
1) радиотрансляция;
2) телевизионная трансляция (или проводка от антенны общего пользования);
3) телефон;
4) электросеть освещения и бытовых приборов. Они друг с другом ни при каких условиях электрически не соединяются, хотя их провода могут пересекаться. Нас интересует только электросеть освещения и бытовых приборов, и в дальнейшем именно она и будет рассматриваться.
Исходная схема. Начнем с исходной схемы. На рис. 1,а, 2,а и 3, а даны картинки, из которых ясно, какие элементы электропроводки рассматриваются. Пока дело идет лишь о внешнем сходстве, картинка очень наглядна. Но она не дает ответа на вопрос, который нас в данном случае интересует, а именно: что с чем электрически соединяется и сколько проводов проходит между отдельными частями электропроводки?. Для этого нужны схемы и они показаны на рис. 1,б, 2, и 3,6.
7. Схема лампы, укрепленной на потолке, с выключателем на стене такая же, как и схема.
8. Тот же случай, но по потолку дальше на противоположную стену идут пррвода к штепсельной розетке. Так как к одному выводу патрона уже подведен провод I, то к этому выводу нужно присоединить провод, идущий к одному гнезду штепсельной розетки. К другому гнезду приходится вести самостоятельный провод для присоединения к проводу II. Таким образом, на участке от проводов I и II до патрона идут три провода, а от патрона до штепсельной розетки — два, причем один из них в патрон не заходит.
Примечание. Присоединить штепсельную розетку просто параллельно выводам патрона неверно, так как при отключенном выключателе штепсельная розетка работать не будет.
9. Штепсельная розетка с тремя гнездами. К ней подходят три провода. Два из них присоединяются так же, как в схеме 1. Третье гнездо — заземляющее. К нему подходит третий провод. Но к чему он присоединяется в сети, может решить только проектировщик — челбвек достаточно подготовленный, причем решения, смотря по обстоятельствам, могут быть весьма различными. Обратите внимание на то, что при розетке с двумя гнездами совершенно безразлично, как она присоединена; важно, чтобы один провод подходил к одному гнезду, а другой — к другому. В розетке с тремя гнездами необходимо строго соблюдать порядок присоединения.
10. Люстра с двумя выключателями (рис. 2). Первые выводы всех ламп соединены с проводом I. К обоим выключателям присоединен провод II. Одна из ламп включается выключателем В1. Вторые выводы остальных ламп соединены между собой, и все эти лампы включаются выключателем В2. 11. Та же схема, но использован сдвоенный двухклавишный выключатель. 12. В схеме люстры с переключателем П в последнем совмещены функции обоих выключателей: В1 и В2.
Чтобы пояснить, как работает схема, рядом с переключателем изображены его четыре контактных положения:
а) замкнуты верхний и левый выводы — горит одна лампа (провод //, переключатель, лампа, провод/);
б) замкнуты верхний и правый выводы — горят остальные лампы (провод//, переключатель,лампы,провод/);
в) замкнуты верхний, правый и левый выводы — горят все лампы;
г) верхний вывод, к которому подведен провод II, нз соединен ни с правым, ни с левым выводом — значит цепи всех ламп разомкнуты и люстра погашена.
13. Безыскровый звонок. Его первичная обмотка присоединена к проводам I и II, от вторичной два проводт идут к кнопке В схеме 13 кнопка находится под напряжением не выше 36 В, но первичная обмотка звонка всегда включена. Это крайне неэкономно (хотя квартирный счетчик на такую относительно небольшую нагрузку не реагирует), так как в масштабах страны мощность 20—30 млн. звонков измеряется десятками тысяч киловатт. Поэтому промышленность в настоящее время выпускает кнопки, рассчитанные на напряжение до 250 В, и схема 13 при новом строительстве не применяется. Ее заменила схема 14. 14. Через кнопку, рассчитанную на 250 В, первичная обмотка звонка включается в сеть только на 1—2 с. Вторичная обмотка звонка всегда закорочена.
Обратите внимание:
а) проводка к кнопке должна выполняться такими же проводами, как и остальная сеть,
б) кнопку нельзя устанавливать на дворе и в сырых помещениях.
В этих условиях нужно включать звонок только по схеме.
На рис. 3 показаны три схемы включения светильников с люминесцентными лампами.
15. Настенный светильник с U-образной лампой. Пускорегулирующий аппарат, стартер и конденсатор находятся внутри светильника; их соединяют на заводе-изготовителе. Снизу в светильник встроен выключатель В. Светильник присо-еднняется к сети двумя проводами.
16. Настенный светильник с одной лампой. Пускорегулирующий аппарат, стартер и конденсатор находятся и соединены внутри светильника, но выключатель вынесен и установлен отдельно. Для более полного представления на рисунке справа схематически показано взаимное расположение аппаратов в корпусе светильника.
17. Двухламповый щкольный светильник с вынесенным выключателем.
Ввод в комнату. На рис. 1—3 все изображено так, будто лампы, штепсельные розетки и звонок находятся в одном помещении. Кроме того, каждая разновидность схемы показана 1 раз. На самом деле лампы и приборы находятся в разных комнатах и в каждой из них любые из схем 1—17 могут применяться в каких угодно сочетаниях.
Питающие провода (магистраль: от латинского слова magistralis — главный) проложены, как правило, ho коридору, и от них в каждую комнату сделан ввод (см. рис. 4, б), т. е. заходят провода (условно изображенные одной линией), и уже в комнате выполнены необходимые разветвления. В зависимости от взаимного расположения комнат иногда удобно ввод в некоторые из них делать не из коридора, а из смежных помещений, как, например, на рис. 4, б в помещениях. На рис. 4, а проводка в одной из комнат показана подробно.
Расчетная схема. Рисунок 4, в представляет собой расчетную схему. На ней магистраль изображена одной горизонтальной линией, комнаты перенумерованы (1, 2, …, 11) и вдоль магистрали, кончая ее началом (т. е. вводом электропитания в квартиру), слева направо расположены нагрузки. Нагрузка каждой комнаты в целом изображена отрезком со стрелкой на конце. Цифры обозначают максимальный расчетный ток в амперах, который, например, для комнаты 4 составляет 8,66 А. Откуда взялись эти цифры? Нагрузка каждой комнаты вычисляется следующим образом. В комнате предполагается плитка (мощность 600 Вт), телевизор (200 Вт), радиоприемник (50 Вт), настольная лампа (50 Вт) и общее освещение (100 Вт). Вся эта нагрузка получает питание через ввод в комнату. Значит, чтобы определить его нагрузку, нужно сложить 600+200+50+50+100 Вт. Получаем 1000 Вт.
Для выбора сечения проводов требуется знать нагрузку в амперах. Она вычисляется делением мощности в ваттах на номинальное напряжение сети в вольтах. В данном примере при 127 В получается: 1000 : 127 = = 7,86 А, а при 220 В — меньше, а именно: 1000 : 220 = =4,55 А.
Цифры, написанные вдоль магистрали, — это нагрузки ее отдельных участков, возрастающие по направлению от конца магистрали к ее началу. Так, в самом конце (слева) по магистрали проходит только ток комнаты 1. А участок между вводами в комнаты нагружен уже суммой токов комнат и т. д.
Действительно ли нагрузка так велика, как показывают цифры на рис. 30, в Конечно, нет. Это ведь сумма нагрузок всех электроприемников при условии, что они включены одновременно, а в нормальных условиях так не бывает. Если включен, например, телевизор, значит отключено общее освещение, а плитками, утюгами, чайниками, т. е. приборами с наибольшим потреблением электроэнергии, пользуются сравнительно редко, недолго и не во всех комнатах сразу. В практических расчетах эта неодновременность учитывается коэффициентами, которые для каждого рода нагрузки известны. Нам же важно понять, что фактическая нагрузка сети значительно меньше той, которая указана на рис. 30, в. Но если она составляет даже половину ее, то в больших квартирах магистрали сильно загружены, в данном примере — током 47,86 : 2=23,93 А.
Деление нагрузки на группы. Чтобы столь значительный ток не перегрел провода, поперечное сечение их медных жил должно быть не менее 2,5, а алюминиевых не менее 4 мм2. Но чем толще провода, тем их труднее монтировать. Кроме того, чем больше нагрузка, тем труднее защитить сеть предохранителями или автоматами. Это одна из причин, по которой нагрузку магистралей в больших квартирах уменьшают, разделяя ее на группы.
В данном примере по-коридору можно проложить три магистрали: по левой стене — для комнат I—4, по правой стене — для комнат 5—8, кухни, ванной комнаты и тамбура, а также магистраль для питания общей площади: освещение коридора и звонок от входной двери (рис. 5, а). При делении на группы нагрузка каждой магистрали уменьшится, и это даст возможность выполнить проводку более тонкими проводами.
Есть и другие причины, кроме нагревания, по которым нагрузку в каждой группе желательно уменьшать.
Во-первых, речь идет о величине напряжения у ламп. Дело в том, что чем сильнее нагружена магистраль, тем больше падение напряжения в ее электрическом сопротивлении и, следовательно, тем ниже напряжение, приходящееся на лампы, а это нежелательно.
Во-вторых, величина нагрузки магистралей нередко рграничивается пропускной способностью счетчиков, Квартирные счетчики выпускаются на 5 и 10 А. По условиям нагревания через них нельзя пропускать ток, превышающий номинальный более чем в 2 раза (счетчики типа СО-2М) или в 3 раза (СО-5). Это значит, что 5-ам-перный счетчик типа СО-2М не сгорит при токе 5X2 = = 10 А; 10-амперный допускает 10X2=20 А. Надо, одна ко, знать, что при такой значительной перегрузке точ« ность учета расхода электроэнергии сильно снижается, Приведенные данные относятся к наиболее распростра* ненным счетчикам. Новые счетчики имеют повышенную перегрузочную способность и более высокую точность, Например, счетчики типа СО-И446 для квартир о электроплитами на ток 10—34 А допускают четырехкратную перегрузку.
Теперь понятно, по каким причинам в больших квартирах можно встретить не один, а два счетчика, не считая контрольных, а также несколько проводов, проложенных по коридору один под другим, — это магистрали отдельных групп.
Заметим еще следующее. Каждый из опыта знает, что там, где сеть слаба (т. е. имеет недостаточное сечение проводов), включение плитки сразу заметно — лампы тускнеют, и наоборот, при ее отключении накал ламп заметно увеличивается. То же происходит в момент пуска электродвигателей, так как пусковой ток у них, связанный с троганием с места, значительно больше рабочего тока. Зная это, можно, например, находясь в другой комнате, уловить по накалу настольной лампы моменты включения электродвигателя холодильника.
Одним из средств значительного снижения этих нежелательных пригасаний ламп служит разделение магистралей освещения и бытовых нагрузок. И на практике может встретиться, что лампы питаются от одной магистрали, а штепсельные розетки — от другой. В новых многоэтажных домах именно так и сделано.
Наконец, для взаимных расчетов между жильцами больших квартир нередко применяются контрольные счетчики. При установке контрольных счетчиков иногда приходится кое-что переделывать в магистралях, с тем чтобы нагрузку, которую должен учитывать контрольный счетчик, отделить от остальной нагрузки. Пример разделения нагрузок в большой квартире дан на рис. 31, а.
Общий вид квартирного щитка в старом доме со счетчиком и предохранителями на две группы показан, на рис. 5,б. Провода вводят через отверстия. Примеры исполнений квартирных щитков даны на рис. 5, в и г. щиток (рис. 5, в) устанавливается на стене. Для крепления счетчика (не показан) сделаны прорези. Провода вводят через прорезь. Они проходят между щитком и стеной. Щиток (рис. 5, г) устанавливается в нише и закрывается крышкой. В нем вместо предохранителей установлены автоматы, что значительно лучше, и выключатель.
В новых домах квартирные щитки, как правило, не устанавливают, а счетчики, автоматы и выключатели монтируют в этажных щитках.
В этажном щитке на рис. 6, а видны предохранители, отверстия для ввода проводов, надписи с номерами квартир, к которым относятся предохращяели, петли, на которых укреплена крышка щитка (на рис. 32, а она не показана).
На рис. 6, б показан этажный щиток с двумя отсеками. В верхнем отсеке установлены автоматы и выключатели. Каждый выключатель относится к одной квартире и при необходимости отключает ее от сети. В нижнем отсеке расположены счетчики. Панель, закрывающая счетчики, заперта. Показания счетчиков видны через окна в панели. Прямоугольники — надписи — номера квартир.
Нередко вместо этажных, щитков применяют совмещенные электрошкафы. Пример электрошкафа дан на рис. 7. Шкаф имеет отсеки с отдельными дверцами. В одном отсеке расположены автоматы и выключатели, таблички с номерами квартир, в другом, запертом— счетчики; третий отсек предназначен для слаботочных устройств: телефонов, радиотрансляционной сети и сети телевизионных антенн. К каждой квартире относятся один выключатель и два автомата — один для линии общего освещения, другой — для линии штепсельных розеток. Если в квартире есть электроплита, то устанавливают три автомата, причем автомат для защиты электропроводки к плите имеет уставку 25 А. На рисунке видны концы труб, в которых проложены провода, идущие в квартиры, и — провода стояка.
В некоторых шкафах имеется штепсельная розетка с заземляющим контактом, к которой присоединяют уборочные машины.
Вводы в дома и квартиры. В небольшие дома, питающиеся от воздушных линий, вводы делают изолированными проводами, например так, как показано на рис. 8, а.
В больших домах питающий кабель входит во вводной ящик (рис. 8, б), который соединен кабелем с распределительным щитом. От него отходят стояки, прокладываемые вертикально, например по лестничным клеткам. К стоякам на каждом этаже присоединены этажные щитки (рис. 6), от которых провода расходятся по квартирам.
В зависимости от размеров дома и его этажности, а также системы прокладки кабелей (в земле или коллекторе) вводы выполняются тем или иным способом. Почему? Потому что, во-первых, величина нагрузок 100-квар-тирного дома значительно меньше нагрузки дома с 360 квартирами. Во-вторых, требования к электроснабжению пятиэтажного дома относительно невелики; в таких домах нет лифтов и хватает напору водопроводной сети. Оставлять же без электропитаний лифты и водоснабжение 12-этажного дома и тем более дома в 27 этажей совершенно недопустимо. По этим причинам в большие дома нередко вводится не один, а два и даже три кабеля со взаимным резервированием. Распределение электроэнергии между квартирами и общедомовыми нагрузками (лифты, насосы, общее освещение) довольно сложно. Его выполняют с помощью комплектных электротехнических устройств. Их размеры, места установки и способы крепления строго согласованы с конструкциями домов.
Электроснабжение домов — вопрос специальный и интересный, но далеко не простой. И не место рассматривать его в книжке, основная тема которой — квартирная электропроводка.
Варианты присоединения квартир к стоякам. На практике можно встретиться с различными вариантами присоединения к стоякам квартирных вводов. Рассмотрим их: 1. Стояк имеет четыре провода: три фазы, обозначаемые буквами А, В, С, как показано на рис. 35, а, и нуль (0). Между каждой парой фаз {А—В, В—С и С—А) напряжение в 1/ 3 = 1,73 раза выше, чем между любой фазой и нулем (А—О, В—0 и С—О). Значит, если между фазами 380 В, то между каждой фазой и нулем 380:1,73 = = 220 В. Если между фазами 220 В, то между каждой фазой и нулем 220:1,73 = 127 В. В каждую “квартиру вводят два провода: фазу и нуль. В этих проводах ток одинаков, хотя один из них — фаза, а другой — нуль. Иначе и быть не может, так как проводов всегда два, поэтому в любой момент времени один из них прямой, а другой — обратный.
Какой ток в нулевом проводе?
Квартиры к разным фазам присоединяют по возможности равномерно. Так, на рис. 9, а из шести квартир к каждой фазе присоединено по две. Равномерное распределение нагрузки исключает перегрузку отдельных проводов стояка и обмоток трансформатора и, кроме того, дает возможность уменьшить ток в нулевом проводе. Этот вопрос требует пояснений.
Из схемы видно, что все квартиры присоединены к нулевому проводу. Он для всех квартир является обратным, поэтому через него должна проходить сумма всех токов. Но какая сумма? Не арифметическая, а геометрическая. Чтобы ее найти, нужно изобразить нагрузки каждой фазы векторами, приняв их длины пропорциональными величинам нагрузок фаз; затем эти векторы следует расположить под углами 120° и по правилу параллелограмма сложить сперва нагрузку двух фаз, а затем, опять-таки по правилу параллелограмма, сложить найденную нагрузку двух фаз с нагрузкой третьей фазы. Пример такого сложения дан на рис. 9, б, Из него видно, что ток в нулевом проводе получился меньшим, чем ток любого провода фазы А, В или С. При совершенно равномерной нагрузке фаз тока в нулевом проводе нет, откуда и происходит его название — нулевой. Иногда его называют нейтральным, на том основании, что он в равной степени относится к любой фазе.
2. В другом варианте (рис. 9, в), распространенном в старых домах, в стояке три провода. Между каждой парой проводов обычно 120 В. Здесь нулевого провода нет.
3. Могут встретиться трехпроводные стояки, где имеются две фазы и нуль (третья фаза с нулем вводится в другой подъезд).
Где ставят предохранители. В эксплуатации находится много старых электросетей. Да и новые электросети не всегда выполняются одинаково. Поэтому в каждом конкретном случае всегда на месте приходится разбираться в делении нагрузки на группы и выяснять, в каких местах схемы установлены предохранители и что входит в зону защиты каждым из них. Рисунок 10, а иллюстрирует наиболее распространенные варианты.
В начале стояка могут быть установлены предохранители, рассчитанные на его полную нагрузку. Заметим, что в нулевом проводе стояка предохранителя нет и он недопустим. Почему? Предположим на мгновение, что в нулевом проводе есть предохранитель и он исправен. Тогда, как показано на рис. 36, б, лампы нормально светятся при напряжении 127 В. Если же в нулевом проводе предохранитель перегорает и, кроме того, фазы нагружены неравномерно, например к фазе А присоединены две лампы, а к фазе В — шесть, то две лампы окажутся соединенными последовательно с шестью (рис. 10, в) и междуфазное напряжение 220 В разделится между ними пропорционально их эквивалентным сопротивлениям. При этом если лампы одинаковы, то на шесть ламп придется 55 В, а на две—165 В и они могут перегорет.
На этажных щитках лестничных площадок, откуда питание расходится по квартирам, предохранители II устанавливаются только в фазном проводе (квартиры № 5 и 2) либо предохранителей вообще нет (квартира № 18). В последнем случае, однако, обязателен выключатель, которым вся квартира может быть отсоединена от стояка. Квартира № 27 получает питание через двухполюсный выключатель и автоматы, установленные только в фазных проводах каждой из двух групп.
В квартирах, где к предохранителям имеют доступ лица, не имеющие специальной электротехнической подготовки, из-за чего не исключено недостаточно хорошее состояние предохранителей ///, их обязательно устанавливают на обоих проводах с целью повышения пожарной безопасности. Предохранители IV установлены в самих телевизорах и радиоприемниках.
Пример схемы групповой квартирной сети современного дома и ее присоединение к стояку даны на рис. 11.
Когда какие предохранители перегорают. На рис. 12, а зигзагообразными стрелками Ki, Ki, …, Кь показаны примерные места возможных коротких замыканий (происходящих, конечно, неодновременно). Штриховыми линиями обведены участки проводки — зоны защиты, при замыканиях в которых должен перегореть предохранитель, находящийся ближе всего к данной зоне Так при коротком замыкании в точке К\ должен перегореть только предохранитель IV, а при коротком замыкании в точках К? и Кз — только предохранитель III и т. п. Из схемы видно, что чем дальше от источника питания расположен предохранитель, тем меньшее число потребителей лишается электропитания при его перегорании. Например, предохранитель IV отключает телевизор, III — целую группу, т. е. несколько комнат, II — всю квартиру, I — все квартиры, присоединенные к фазе С стояка. Значит, нужно стремиться к тому, чтобы при коротких замыканиях перегорали только те предохранители, которые находятся ближе к месту короткого замыкания. В противном случае будет нарушаться электропитание большего числа потребителей, чем это возможно при данном расположении предохранителей. Это требование в технике называют избирательностью или селективностью. Оно выполняется при правильном выборе предохранителей проектировщиками и надлежащем содержании предохранителей во время эксплуатации.
Идею избирательности предохранителей иллюстрирует рис. 12, б. По вертикальной оси отложены значения токов короткого замыкания, по горизонтальной — время перегорания предохранителей, а кривые I, II, III, IV — их характеристики. По ним, задавшись силой тока, можно узнать, за какое время перегорает предохранитель.
А что если предохранитель IV «слишком толст» и не смог перегореть за положенное ему время?
Тогда перегорит предохранитель III. А если и он плох? Перегорит II, и вся квартира останется без света. Если откажет II, перегорит I — свет погаснет во всех квартирах.
Надо знать, что так как время перегорания каждого следующего (по направлению от нагрузки к питанию) предохранителя больше, то ток короткого замыкания через провода проходит дольше и, следовательно, сильнее нагревает их. При отказе предохранителей в квартире не исключено, что тонкие провода в ней загорятся раньше, чем успеет перегореть предохранитель I. Это особенно важно понимать в настоящее время, когда стали широко применяться скрытые под штукатуркой проводки с пластмассовой (поливинилхлоридной) изоляцией, которая очень плохо переносит повышение температуры. Вот почему к предохранителям нужно относиться со всей серьезностью и не допускать «жучков» — это опасно. Автоматы, если они правильно выбраны проектировщиком, совершеннее предохранителей: в них нельзя поставить «жучка».
Почему в квартирах новых домов принято напряжение 220, а не 127 В?
Чем выше напряжение, тем выше пропускная способность сети, а сейчас она должна быть велика, так как бытовое электропотребление быстро возрастает. При повышении напряжения со 127 до 220 В, т. в У3 раз, пропускная способность сети возрастает втрое. Вот почему не только при новом строительстве принято 220 В, но в городах сети 127 В реконструируют, чтобы повысить в них напряжение. Работы по реконструкции сети и замене расчетных счетчиков выполняет электросеть, а смену ламп и контрольных счетчиков должны будут выполнить потребители. Бытовые электроприборы, рассчитанные на 127 В, придется включать через трансформаторы или автотрансформаторы.
Электричество на даче - Cхема квартирной электросети
Остались вопросы по теме - "Cхема квартирной электросети", задайте их на