Электроустановочные изделия: общие сведения

Электроустановочные изделия (или электромонтажные изделия) представляют собой большую группу электрических аппаратов.

Самые известные представители данной группы — электрические розетки и выключатели, автоматические выключатели, плавкие предохранители, всевозможные электрические вилки и патроны для ламп.

С этими устройствами электрику приходится сталкиваться постоянно — будь то эксплуатация или монтаж оборудования.

Целью данной статьи не является полный обзор всех существующих электроустановочных устройств, мы разберем лишь несколько позиций, с которыми чаще всего приходиться иметь дело.

Производство электроустановочных изделий представляет собой целую индустрию, в которой ассортимент выпускаемых товаров может поразить воображение.

К сожалению, как часто бывает, количество редко идет в ногу с качеством и красивый внешний вид, например, выключателя не означает, что его не придется менять через месяц после установки.

Электромонтажные изделия должны рассчитываться на длительный срок эксплуатации — примерно 20-25 лет, однако в эпоху техусловий и дружного "забивания" на ГОСТы такие фантастические цифры едва ли достижимы, даже для дорогостоящих экземпляров.

Если не принимать во внимание качество изготовления электротехнической продукции другими факторами, снижающими заявленный срок эксплуатации изделия, могут быть плохое качество монтажа и превышение допустимых нагрузок.

Некачественный монтаж — это плохо затянутые контактные соединения и ненадежное крепление изделия. Превышение нагрузок — это, например, подключение к одной розетке всего, что только можно подключить или коммутирование выключателем неверно рассчитанной осветительной нагрузки (большого количества ламп).

С выключателями вообще бывают уникальные ситуации — например, когда они используются не по назначению и коммутируют силовые цепи. Яркий тому пример — ванная комната панельного дома, в которой нет розетки, а очень хочется, чтобы она там была.

Такую розетку легко смонтировать, пробросив для нее дополнительные провода и подключившись параллельно к светильнику в ванной. Способ дикий, но имеющий место быть в реальной жизни. Такая розетка будет работать только при включении света в ванной комнате.

Что ж, замечательно! Можно побриться электробритвой или посушить волосы феном, но долго ли проживет в этом случае выключатель?

Электрические розетки

Более точное название — штепсельная розетка.

Назначение данного изделия — присоединение бытовых и промышленных электроприемников к электрической сети. Понятие штепсельная розетка подразумевает наличие штепсельного соединения, которое имеет две составляющие — собственно розетку и электрическую вилку.

Основное разделение розеток происходит по способу монтажа — это розетки скрытой установки (встраиваемые) и розетки открытой установки (накладные). Для установки встраиваемых розеток необходим монтаж подрозетников (установочных коробок), для накладных розеток такая процедура не требуется — розетки монтируются на поверхность через изолирующие площадки (дерево, текстолит).

Конструктивное исполнение:

  • Одно-, двух- или четырехместные розетки
  • С заземляющим контактом или без заземляющего контакта
  • С защитными шторками или без защитных шторок
  • Однофазные (бытовые) и трехфазные розетки.

Электрические параметры, которые указываются на изделии (или в паспорте) определяют область и условия его применения.

Основные параметры розеток:

  • Номинальное напряжение — действующее значение напряжения, при котором гарантируется нормальная работа изделия, для бытовых розеток это 220 В (250 В)
  • Номинальный ток — значение тока, который может протекать через изделие в длительном режиме, для современных розеток это значение равно 16 А (при напряжении 220 В)
  • Степень защиты — это защита изделия от внешних воздействий (пыль, влага). Для жилых помещений вполне достаточно розеток со степенью защиты IP 20, для ванной комнаты потребуется изделие с IP44.

Может возникнуть вопрос: "Какой мощности электроприбор можно подключить к одной розетке? 16 ампер — много это или мало?"

Вы можете сами посчитать, перемножив ток и напряжение:

220*16 = 3 520 кВт

Три с половиной киловатта — такова максимальная потребляемая мощность прибора, который можно подключить к розетке.

При этом нужно учесть то, что данная розетка возможно запитывается от групповой линии, питающей и другие розетки. Поэтому следует соблюдать условие, при котором суммарная мощность подключаемых к данной групповой линии приборов не превышала бы мощности одной розетки.

Устройство электрической розетки в общем случае представлено тремя частями — основанием (колодкой), системой контактов и защитной крышкой (корпусом), служащей одновременно и декоративным элементом.

Система контактов является основным рабочим элементом, именно на этом участке происходит передача электроэнергии от розетки к подключаемому прибору. Особенность контактов розетки в том, что с одной стороны они имеют зажимы (винтовые или клавишные) для подключения силовых проводов, а с другой — гнезда (отверстия), в которые входят штыревые контакты вилки подключаемого электроприбора. Поэтому материал контактов должен обладать определенными параметрами упругости для получения качественного соединения.

Выбирая розетки, нужно точно знать, чего вы хотите. Если не хочется головной боли, приобретайте розетки известных производителей электроустановочных изделий.

Я, например, отдаю предпочтение изделиям южнокорейской компании ANAM.

Другой вопрос при выборе розеток затрагивает такой момент как тип питающей электросети.

Если сеть трехпроводная (L, N, PE), нужны розетки с заземляющим контактом, если двухпроводная (L, N) — можно обойтись обычными (без заземляющего контакта) розетками.

Однако может так получится, что двухпроводная сеть когда-нибудь будет модернизирована и станет трехпроводной. Вот тогда-то и появится надобность в третьем (заземляющем) контакте.

Выключатели

Основное назначение электрического выключателя применительно к жилому помещению — управление освещением. Управление осуществляется путем замыкания (размыкания) электрической цепи, в состав которой входят помимо выключателя осветительный прибор.

Если бы не было выключателя, тушить свет приходилось бы совершенно непотребным способом, выкручивая лампу из патрона.

Также как и розетка, выключатель имеет в своем составе три части — контактную систему, колодку (основание) и защитную (декоративную) крышку.

По способу монтажа выключатели разделяются на выключатели скрытой (встраиваемые) и открытой (накладные) установки.

Основное же отличие выключателя от розетки заключается в наличии подвижных элементов — перекидных контактов.

Поскольку выключатель разрывает (замыкает) цепь к нему подводится только один провод, который нужно разорвать (замкнуть). Физически этот провод (в случае с однополюсным выключателем) разделяется на два провода — приходящий (питание выключателя) и отходящий, идущий на лампу.

Подключение выключателя

Как правило, разрываемый выключателем провод является фазным, но в старых квартирах этот провод запросто может оказаться и нулевым.

Фазный провод не случайно выбран для разрыва цепи.

Во-первых, это необходимо по соображениям электробезопасности (например, при необходимости замены сгоревшей лампы).

Во-вторых, коммутация нулевого провода чревата возникновением переходных процессов, негативно влияющих на состояние контактов и дающих сильные электромагнитные помехи.

Надо сказать, что переходные процессы возникают и при коммутации фазного провода, но их уровень заметно ниже.

Основные проблемы у выключателей — механический износ контактов (оплавление дугой, окисление) и поломка подвижных элементов. Серьезную проблему представляет собой оплавление контактов вольтовой дугой. При этом значительную роль здесь играет скорость разведения контактов при размыкании цепи — чем ниже скорость, тем дольше горит дуга, и сильнее оплавляются контакты.

Основные виды выключателей:

Клавишные — наиболее распространенный тип бытовых выключателей. По количеству клавиш выключатели бывают одно-, двух-, и трехклавишные.

Отдельного упоминания заслуживают выключатели с подсветкой, которые хорошо заметны в темноте благодаря встроенной в корпус (или в клавиши) индикаторной лампе. Серьезным минусом таких выключателей можно назвать плохую сочетаемость с энергосберегающими лампами — после выключения света энергосберегайки начинают "моргать". И хотя вспышка света продолжается доли секунды и заметна только в темноте, мерцание света может продолжаться всю ночь и доставить много неприятностей нервной системе.

Проходные — это переключатели, которые позволяют управлять одним источником света из двух разных точек.

Диммеры — это выключатели (регуляторы), позволяющие плавно изменять уровень яркости источника света. Удобная штука, есть даже экземпляры, управляемые дистанционно.

Кнопочные (шнуровые, линейные) — это выключатели, которые монтируются на провод (шнур).

Существуют также выключатели с таймером, позволяющие управлять освещением по заданным промежуткам времени, а также блоки "выключатель-розетка".

Плавкие предохранители

Вся прелесть данных устройств заключается в их простоте и дешевизне. Основная задача предохранителей — защита электрических цепей от перегрузок и токов КЗ.

Устройство плавкого предохранителя несложно — это корпус (патрон) и плавкая вставка, концы которой соединяются с контактными клеммами.

Включение предохранителя происходит в разрыв защищаемой линии (последовательно). Основную роль здесь играет выбор плавкой вставки предохранителя — она рассчитывается таким образом, чтобы ее плавление происходило до того, как потребитель выйдет из строя по перегрузке или температура проводов защищаемой линии достигнет опасных значений.

Конструктивное исполнение предохранителей — трубчатые, пробочные, пластинчатые и патронные.

При маркировке плавких предохранителей на корпусе указывается сила тока, которую длительно пропускает через себя плавкая вставка без разрушения, а также максимальное напряжение, при котором может работать предохранитель.

В квартирных (групповых) щитках старых домов до сих пор применяются автоматические предохранители. В своем составе они имеют электромагнитный расцепитель (защита от КЗ) и биметаллический расцепитель — защита от длительных перегрузок по току. Такие предохранители очень удобны и предназначены для замены плавких предохранителей.

Сегодня современные квартирные (этажные) щитки оснащаются автоматическими выключателями, это достойная замена предохранителям.

Автоматические выключатели

Эти устройства предназначаются для защиты цепей от токов КЗ, перегрузок и скачков напряжения, а также для нечастых включений и отключений.

Автоматические выключатели различаются:

  • По количеству полюсов: одно-, двух-, трех- и четырехполюсные. Это значит, что в одном корпусе автомата может находиться несколько электрических линий, объединенных общим отключающим механизмом
  • По роду тока: постоянный, переменный, постоянный и переменный
  • По типу расцепителя автоматического выключателя: тепловой (или полупроводниковый) расцепитель, электромагнитный расцепитель и комбинированный
  • По селективности: селективные и неселективные
  • По типу привода: ручной или электрический привод
  • По способу крепления.

Важными характеристиками автоматических выключателей являются:

  • Номинальный ток (Iн) — наибольшее значение протекающего через автомат тока в стандартном (нормальном) режиме работы
  • Калибруемое значение номинального рабочего тока теплового (полупроводникового) расцепителя (Iнр) — это такое значение тока, которое при длительном его протекании не вызывает отключение автомата, однако отключение произойдет при протекании тока, большего по значению и по истечении определенного (нормированного) времени
  • Уставка по току срабатывания (ток мгновенного расцепления) — значение тока, вызывающее практически мгновенное срабатывание автомата и разрыв цепи. Уставка по току срабатывания может выражаться (нормироваться) как величина, кратная току теплового расцепителя (Iрн) или как единица тока.

Для автоматических выключателей уставки имеют стандартизированные значения (характеристики). Можно сказать, что по этому параметру автоматы подразделяются на несколько групп (типов):

  1. Автоматы группы B: применяются в сетях освещения общего назначения и сетях жилых домов, где отсутствуют скачки тока, диапазон срабатывания мгновенного расцепителя 3-5 Iрн.
  2. Автоматы группы C: используются для защиты электроустановок с малыми пусковыми токами и в сетях жилых зданий, диапазон срабатывания 5-10 Iрн.
  3. Автоматы группы D и K: используются для защиты электроустановок с большими пусковыми токами и в сетях с индуктивной нагрузкой, диапазон срабатывания 10-14 Iрн.
  4. Автоматы группы L: диапазон срабатывания 3-4 Iрн.
  5. Автоматы группы U: диапазон срабатывания 6-9 Iрн.
  6. Автоматы группы Z: применяются для защиты электронных устройств, диапазон срабатывания 2,5-3,5 Iрн.

Время срабатывания автоматического выключателя (время срабатывания в зоне токов КЗ) — эта характеристика относится селективным выключателям.

В общих словах — это время выдержки автоматического выключателя до наступления разрыва электрической цепи при значении протекающего тока, превышающего (или равного) установленному току в зоне токов КЗ.

По времени срабатывания автоматы подразделяются на:

  • Нормальные — 0,02–1 сек
  • Быстродействующие — менее 0,005 сек.

Устройство автоматического выключателя включает в себя следующие элементы: корпус с "начинкой" (механизм расцепления), контактные зажимы для подключения силовых проводов, рукоятка (флажок) включения-выключения и фиксатор положения автомата на DIN-рейке.

Современные модульные автоматические выключатели весьма компактны и очень удобны при монтаже. Установка автоматического выключателя заключается в закреплении его на DIN-рейке до щелчка.

Для бытовых нужд существуют следующие номиналы автоматических выключателей — 6.3, 10, 16, 25, 32, 40, 50, 63, 100 А. Более высокие значения (125 А и выше) в условиях жилых помещений применяются достаточно редко.

Выбор автоматического выключателя

В заключение несколько слов о том, как выбрать автоматический выключатель.

Главное правило при выборе автомата заключается в том, чтобы его номинальный ток не превышал допустимые токовые нагрузки, которые может выдержать электропроводка.

Если номинал автомата выбран слишком большим, то пользы от него никакой — при полной нагрузке, превышающей допустимый предел для электропроводки, автомат просто не сработает.

Если же выбрать слишком маленький номинал, то возможны "ложные" срабатывания автомата.

Для того чтобы правильно выбрать автомат для своих нужд, необходимо определить общую потребляемую от сети мощность всех электроприборов в ваттах (путем сложения), а затем разделить сумму мощностей на напряжение сети.

Более подробно о расчете потребляемой мощности можно почитать здесь .

Выбор автомата по условиям короткого замыкания:

Здесь U — напряжение сети (220/380 В), R — полное сопротивление петли "фаза-ноль", k — специальный (поправочный) коэффициент для автоматических выключателей.

Для разных характеристик (групп) автоматов существуют свои коэффициенты:

  • B — k = 5
  • C — k = 10
  • D — k = 50

Минимальный номинальный ток автомата:

Здесь Р — суммарная мощность (кВт), 4,55 — коэффициент пропорциональности (А/кВт).

Рекомендуем ознакомится: http://elektroprovodnik.ru