1.1. Основные понятия электротехники
1.5. Нагрузка, перегрузка, короткое замыкание. Электрическая защита
12. Предохранитель электрический
26. Электромонтажные изделия и материалы
27.3. Соединение и изолирование проводов
28. Электроустановочные устройства
1. Электромонтажник
Электрик, электромонтёр - специалист по монтажу электрических сетей, по установке и присоединению к ним различного электрооборудования (электродвигателей, трансформаторов, холодильников, электроплит и т.д.), по наладке, профилактике и ремонту электроустановок.
Для домашнего электрика основной задачей является содержание в порядке электропроводки и электрооборудования в квартире. Он должен владеть определённым минимумом электротехнических знаний и навыков, чтобы уметь правильно и безопасно определить и по возможности устранить неисправности в квартирной электропроводке, бытовых электроприборах, электроустановочных устройствах, а также обеспечить полноценную защиту квартирной электросети от перегрузок и коротких замыканий. К работам, выполняемым домашним электриком, относятся, например,
монтаж несложной электропроводки, замена неисправных штепсельных розеток, выключателей, перезарядка штепсельных вилок, замена или ремонт сетевых шнуров бытовых электроприборов. Для выполнения этих работ ему потребуются: из инструментов - нож, кусачки, 2-3 отвёртки под разные шлицы, дрель, электропаяльник; из материалов - провода, изоляционная лента, картон, жесть, листовой асбест, алебастр, ролики, болты, шайбы, гвозди, шурупы и т.п.; из электроустановочных устройств - штепсельные розетки и вилки, выключатели, патроны и др.
1.1. Основные понятия электротехники
Области применения электричества весьма разнообразны. Соответственно и электроустановки имеют существенные различия, но любая из них имеет одну и ту же основу: она образует замкнутую электрическую цепь, обеспечивающую упорядоченное движение в ней заряженных частиц - электронов. Такое упорядоченное движение называется электрическим током. Для создания электрического тока цепь должна содержать источник тока (генератор, гальванический элемент, электробатарею и т.д.), соединённый с электроприёмником (лампой накаливания, электродвигателем, телевизором, бытовым электроприбором и т.п.) двумя проводами - прямым и обратным. По прямому проводу ток поступает от источника в электроприёмник, а по обратному - возвращается снова к источнику тока; без таких электрических цепей ни один электроприёмник не может работать. Для управления электрическими цепями в них вводят коммутационные устройства (выключатели, переключатели, реле и др.), а для предотвращения перегрузок и разрушения от очень большого тока при коротком замыкании - приборы электрической защиты: плавкие предохранители или (лучше) автоматические выключатели.
Источник тока создаёт в цепи напряжение. Оно измеряется в вольтах (В) или производных от вольта единицах: киловольтах (кВ), милливольтах (мВ); 1 кВ = 1000 В, 1 мВ = 0,001 В. В квартирах напряжение обычно 220 или 127 В, в плоской батарейке для карманного фонарика - 4,5 В, в гальваническом элементе - 1,5 В. Напряжения линий электропередач - 110, 220, 500 или 750 кВ, городских кабельных линий - 6...10 кВ.
Сила тока (или просто ток) в цепи измеряется в амперах (А), килоамперах (кА), миллиамперах (мА), микроамперах (мкА); 1 кА=1000 А, 1 мА = 0,001 А, 1 мкА = 0,000001 А. Например, ток лампы накаливания мощностью 100 Вт на номинальное напряжение 220 В равен 0,45 А, на напряжение 127 В - 0,78 А. Ток в электронных часах измеряется микроамперами.
Частота переменного тока (напряжения) измеряется в герцах (Гц). Промышленная частота переменного тока, вырабатываемого всеми электростанциями в России, 50 Гц, т.е. 50 периодов в секунду. Частота, на которой работают вторая и третья программы трёхпрограммного радиовещания, 78 и 120 кГц; 1 кГц =1000 Гц.
Мощность активная, которую потребляет какой-либо электроприёмник, измеряется в ваттах (Вт), гектоваттах (гВт), киловаттах (кВт), мегаваттах (МВт); 1 гВт= 100 Вт, 1 кВт=1000 Вт, 1 МВт =1 000 000 Вт =1000 кВт. Мощности ламп накаливания в квартирах - 15...150 Вт, электродвигателей лифтов, насосов водоснабжения и др. - несколько киловатт, утюга - 1 кВт, пылесоса - 0,6 кВт, холодильника - 0,2 кВт, электроплиты - 5,8 кВт (цифры средние). Мощности электростанций достигают сотен тысяч киловатт или, что то же самое, сотен-мегаватт. Кроме активной мощности, в цепях переменного тока вводится понятие полной (кажущейся) мощности, которая характеризует мощность, отдаваемую в цепь источником переменного тока. Единица полной мощности - вольт-ампер (В·А).
Работа (энергия) электрического тока измеряется в ватт-секундах (Вт·с), ватт-часах (Вт·ч). Лампа накаливания мощностью 100 Вт, если она горит ежедневно по 4 ч, за месяц потребляет 100 Вт х 4ч х 30 дней = 12 000 Вт ч = 12 кВт ч. Электроплитка мощностью 1 кВт за полчаса расходует 1 кВт х 0,5 ч = 0,5 кВт·ч.
Сопротивление участка электрической цепи измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм), мегаомах (МОм); 1кОм = 1000Ом, 1 МОм = 1 000 000 Ом. Сопротивление нагревательного элемента утюга мощностью 1000 Вт на напряжение 220 В - ок. 50 Ом. Сопротивления резисторов, применяющихся в радиоприёмниках, лежат в пределах от нескольких ом до нескольких мегаом.
Сопротивление изоляции электропроводки измеряется в мегаомах.
В квартирах работают электроприёмники однофазного переменного тока. Между электрическими величинами в цепях однофазного тока существуют следующие зависимости.
1. P=UIcosφ, где P - мощность, Вт; U - напряжение, В; I - сила тока, А; cosφ - коэффициент мощности (φ - сдвиг по фазе между напряжением и током), равный отношению активной мощности к полной. В цепях ламп накаливания и нагревательных приборов cosφ = 1, в цепях люминесцентных ламп - примерно 0,9.
2. A = Pt, где А - работа, кВт ч; Р- мощность, кВт; t - время, ч, в течение которого нагрузка включена.
3. R=U:I; U=IR, I=U:R, где R - сопротивление, Ом; U - напряжение, В; I - сила тока, А.
Эти простые зависимости позволяют решать многие вопросы, возникающие в практике домашнего электрика.
Пример 1
В квартире установлена электроплита на напряжение 220 В с четырьмя конфорками мощностью 1000, 1500, 1800 и 2000 Вт. Мощность жарочного шкафа 2500 Вт. Плита защищена автоматическим выключателем с током расцепления 25 А. Были включены 1-я, 2-я и 4-я конфорки. Когда же включили жарочный шкаф, сработал автоматический выключатель и отключил плиту. В чём дело? Прежде всего надо проверить, исправна ли плита. Убедившись в её исправности, следует вычислить суммарный ток, потребляемый плитой, и сравнить его с уставкой (током расцепления) автоматического выключателя. Ток первой конфорки равен 4,5 А (1000:220 = 4,5), второй - 6,8 А, четвёртой - 9,1 А. Суммарный ток, потребляемый конфорками, равен 4,5 + 6,8 + 9,1=20,4 А, что меньше тока расцепления: 20,4 <25 А. При включении жарочного шкафа нагрузка на сеть возросла на 11,3 А (2500:220=11,3) и составила 20,4 + 11,3 = 31,7 А, превысив таким образом уставку автоматического выключателя. Вывод: перед включением жарочного шкафа следует разгрузить сеть, т.е. отключить одну (2-ю или 4-ю) конфорку.
Пример 2
Кондиционер на напряжение 220 В мощностью 1500 Вт подключили к сети с напряжением 127 В через автотрансформатор мощностью 800 Вт. При включении кондиционера диск электросчётчика стал чрезмерно быстро вращаться, а спустя некоторое время сгорел автотрансформатор. Почему? Кондиционер «нагружает» сеть током 11,8 А (1500:127 = 11,8), что почти вдвое превышает номинальный ток автотрансформатора 6,3 А (800:127 = 6,3). В результате обмотка трансформатора перегревается и он выходит из строя. Кроме того, при подключении кондиционера дополнительно к уже имеющейся нагрузке (светильники, холодильник, телевизор и пр.), составляющей обычно ок. 4 А, суммарный ток 11,8 + 4 = 15,8 А превышает не только номинальный ток счётчика (5 А), но и его максимально допустимое значение (15 А). Вывод: 1) мощность трансформатора не должна быть меньше мощности подключаемого к нему электроприбора; 2) ток нагрузки должен соответствовать значениям, указанным на щитке электросчётчика.
1.2. Электроснабжение домов
Присоединение дома к электросети. Электроэнергия к светильникам и бытовым электроприборам, а также к общедомовым потребителям (лифты, насосы, вентиляторы, освещение территории) поступает от вторичной обмотки трансформатора, установленного вблизи дома. От трансформатора отходят четыре провода: три фазных A, В, С (или Ж, 3, К соответственно, т.к. на подстанциях шины окрашены в жёлтый, зелёный и красный цвета). Четвёртый провод нулевой 0, его же называют нейтральным N.
Между каждой парой фаз А-В, В-С, С-А напряжение 380 В, между каждой фазой и нулевым проводом A-0, В-0, С-0 - 220 В. В старых домах можно встретить сети на напряжение между фазами 220 В, а между фазными и нулевым проводами - 127 В. Нейтраль в этих сетях изолирована. Пропускная способность сетей на 220/127 В мала, что препятствует применению бытовых электроприборов сравнительно большой мощности. Заменяя трансформатор и расчётные счётчики (но не провода), повышают пропускную способность сети втрое.
Ввод в дом. В небольшие дома, питающиеся от воздушных линий, вводы выполняют изолированными проводами. В большой дом питающий кабель от трансформатора подводят к вводно-распределительному устройству. От него отходят стояки - провода, прокладываемые вертикально по лестничным клеткам. К стоякам на каждом этаже присоединяют этажные щитки (рис. 1). Фазы нагружают равномерно, питая от каждого фазного провода стояка одинаковое количество квартир.
Рис. 1. Примеры исполнений этажных щитков: а - щиток для присоединения двух квартир, устанавливаемый в нише; б - щиток для присоединения четырёх квартир; в - присоединение стояка к сети; 1 - предохранители; 2 - автоматические выключатели; 3 - петли для крышки; 4 - отверстия для ввода проводов; 5 - номера квартир; 6 - выключатели; 7 - верхний отсек; 8 - окна, через которые снимают показания счётчиков; 9 - панель, закрывающая счётчики; 10 - предохранители в фазных проводах; 11 - общий выключатель в начале стояка.
Стояк может быть отключён от сети общим выключателем. Каждая фаза защищается предохранителем либо автоматическим выключателем.
СТРОГОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: В нулевой провод в начале стояка нельзя вводить ни выключатели, ни предохранители.
1.3. Электрические схемы
Условные графические обозначения для принципиальных электрических схем приведены на рис. 2. Схема групповой квартирной сети современного дома дана на рис. 3: фазные провода А, В и С и нулевой (нейтральный) провод N образуют стояк; в фазные провода введены предохранители 1 (в нейтральном проводе, конечно, предохранителей нет); 2 - двухполюсный пакетный выключатель; 3 - счётчик на номинальный ток 10 А, допускающий длительную нагрузку 34 А; 4 - автоматический выключатель на ток 16 А для защиты группы, питающей лампы 5 общего освещения; 6 - автоматический выключатель на ток 16 А для защиты сети штепсельных розеток 7 (розетки без защитных контактов) и розетки 8 в кухне на 10 А с защитным контактом (в неё включают бытовые приборы, требующие зануления корпуса); 9 - автоматический выключатель на ток 32 А для электроплиты мощностью до 8 кВт; 10 - штепсельная розетка с защитным контактом для электроплиты.
Рис. 2. Условные графические обозначения для принципиальных электрических схем: 1 - провод; 2 - провода пересекаются, но без соединения; 3 - провода соединяются (точка); 4 - ответвление провода; 5 - выключатель; 6 - выключатель автоматический; 7 - предохранитель плавкий; 8 - выключатель кнопочный нажимной (кнопка); 9 - контакт реле времени: замыкается сразу, размыкается с выдержкой времени; 10 - то же: замыкается с выдержкой времени, размыкается сразу; 11 - контакт путевого и конечного выключателей замыкающий; 12 - то же размыкающий; 13 - звонок; 14 - гнёзда двухполюсной штепсельной розетки; 15 - штыри (штифты, контакты) двухполюсной вилки; 16 - трёхполюсное штепсельное соединение; 17 - лампа накаливания; 18 - нагревательный элемент бытового электроприбора; 19 - светильник с люминесцентными лампами; 20 - счётчик однофазный (жирная черта - токовая обмотка, тонкая черта - обмотка напряжения).
Рис. 3. Схема групповой сети современного дома и её присоединение к стояку.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. 1. Для зануления от этажного щитка прокладывается отдельный проводник (на рис. 3 - синий) сечением, равным сечению фазного проводника. Ни в нулевом защитном (синем), ни в нулевых рабочих (чёрных) проводах аппараты защиты (предохранители, автоматические выключатели) не устанавливают. 2. Выключатель 2 перед счётчиком 3 служит для безопасной смены счётчика.
Исходные схемы. Схемы, приведённые на рис. 4, 5, 6, в конкретных случаях могут применяться в любых сочетаниях, поэтому они названы исходными. На рисунках сверху (а) даны картинки, из которых ясно, какие элементы электропроводки рассматриваются. Под ними (б) показаны соответствующие им схемы.
Рис. 4. Исходная схема. Лампы накаливания и штепсельные розетки.
Рис. 5. Исходная схема. Люстры и звонки.
Рис. 6. Исходная схема. Люминесцентные светильники: 1 - стартёродержатель; 2 - стартёр; 3 - пускорегулирующий аппарат (ПРА); 4 - колодка, через которую присоединяется ПРА; 5 - конденсатор для подавления радиопомех; 6 - ламподержатель; 7 - колодка для присоединения проводов от сети и выключателя.
Итак, на любой исходной схеме изображены два питающих провода, условно обозначенные I (красный) и II (синий); между ними напряжение 220 или 127 В. Рассмотрим 16 наиболее важных на практике схем подключения к питающим проводам штепсельных розеток, выключателей, патронов ламп накаливания, звонков, люминесцентных ламп в различных комбинациях.
1. Штепсельная розетка. Один провод, идущий к ней, присоединён только к проводу I, другой - только к проводу II.
2. Две штепсельные розетки, расположенные одна под другой. Левые гнёзда обеих розеток соединены между собой, правые - тоже между собой. В результате к левым гнёздам подаётся питание от провода I, к правым - от провода II.
3. В схеме настенного патрона с выключателем провод I присоединён к одному из выводов патрона, провод II - к одному из выводов выключателя. Другие выводы патрона и выключателя соединены между собой. Таким образом, на пути от провода II к патрону врезан выключатель.
4. Две лампы в настенном бра соединены параллельно. К верхним выводам их патронов присоединён провод I. Нижние выводы соединены с выключателем. К другому выводу выключателя подходит провод II. Выключатель включает и гасит сразу обе лампы.
5. Лампа подвешена к потолку, выключатель установлен на стене. Провод I подведён к патрону, провод II - к выключателю. Свободные выводы патрона и выключателя соединены.
6. Тот же случай, но под выключателем установлена розетка. К розетке нужно подвести провода I и II. Но провод II уже присоединён к выключателю, а он находится рядом. Поэтому между левым выводом выключателя и левым гнездом розетки просто сделана перемычка. К правому гнезду от провода I выполнен спуск, причём без захода к выключателю. Таким образом, на участке от проводов I и II до выключателя идут три провода, от выключателя до розетки - два, причём один из них к выключателю не присоединён, хотя может проходить под ним.
Примечание. Присоединять штепсельную розетку параллельно выводам выключателя (т.е. без третьего провода) неверно. При включении в неё, например, настольной лампы она окажется соединённой последовательно с лампой, подвешенной к потолку, и пока выключатель отключён, обе лампы будут светиться неполным накалом (напряжение между ними разделится пропорционально их сопротивлениям). Когда же выключатель включат, лампа на потолке загорится нормально, а настольная погаснет.
7. Схема лампы, укреплённой на потолке, с выключателем на стене такая же, как схема 5.
8. Тот же случай, но по потолку дальше на противоположную сторону идут провода к штепсельной розетке. Так как к одному выводу патрона уже подведён провод I, то к этому выводу нужно присоединить провод, идущий к одному гнезду 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 розетки - два, причём один из них в патрон не заходит.
Примечание. Присоединить штепсельную розетку параллельно выводам патрона неверно, т.к. при отключённом выключателе штепсельная розетка работать не будет.
9. Штепсельная розетка с тремя гнёздами. К ней подходят три провода. Два из них присоединяются так же, как в схеме 1. Третье гнездо защитное, к нему от этажного щитка прокладывается отдельный проводник, у которого сечение равно сечению фазного проводника. Этот защитный проводник через этажный щиток соединён с нулевой точкой трансформатора, т.е. с его помощью осуществляется зануление.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Ни при каких обстоятельствах нельзя провод от защитного гнезда присоединять к водопроводной, канализационной, отопительной или газовой сети. Такое присоединение не только бесполезно, но и опасно, потому что при повреждении изоляции прибора не гарантируется перегорание предохранителя (отключение автоматического выключателя). А это значит, что трубы и краны водопроводной, канализационной и отопительной сети окажутся под напряжением.
Обратите внимание также на то, что в розетке с двумя гнёздами совершенно безразлично, как она присоединена; важно, чтобы один провод подходил к одному гнезду, а другой - к другому гнезду. В розетке с тремя гнёздами необходимо строго соблюдать порядок присоединения.
10. Люстра с двумя выключателями (рис. 5). Первые выводы всех ламп соединены с проводом I. К обоим выключателям присоединён провод II. Одна из ламп включается выключателем S1. Вторые выводы остальных ламп соединены между собой, и все эти лампы включаются выключателем S2.
11. Та же схема, но использован сдвоенный двухклавишный выключатель S3.
12. Безыскровый звонок Н1 (рис. 5) имеет две обмотки: питающую (на рис. - зелёная) и управляющую (чёрная). Кнопочный выключатель и проводка должны быть рассчитаны на 250 В. Такая схема применяется в сухих отапливаемых помещениях. Управляющая обмотка замкнута накоротко; питающая - кратковременно включается кнопочным выключателем SВ1.
13. Безыскровый звонок Н2. Эта схема применяется, если кнопочный выключатель находится в сыром помещении. Питающая обмотка всегда присоединена к проводам I и II. Кнопочный выключатель SВ2 введён в цепь управляющей обмотки.
14. Настенный светильник с U-образной люминесцентной лампой (рис. 6). Пускорегулирующий аппарат, стартёр и конденсатор находятся внутри светильника; их соединяют на заводе-изготовителе. Снизу в светильник встроен выключатель S5. Светильник присоединяется к сети двумя проводами.
15. Настенный светильник с одной люминесцентной лампой. Выключатель S6 вынесен и установлен отдельно.
16. Двухламповый подвесной светильник с вынесенным выключателем S7.
Присоединение бытовых электроприборов к сети выполняется с помощью штепсельных розеток и вилок по одной из следующих двух схем. Двухпроводная схема (рис. 7, а) применяется в тех случаях, если конструкцией прибора не предусмотрено зануление (заземление) корпуса. Приборами пользуются в сухих отапливаемых помещениях без повышенной опасности, например в жилых комнатах. Трёхпроводная схема (рис. 7, б) применяется только в тех случаях, когда зануление (заземление) предусмотрено конструкцией прибора: провода от пластин 1 и 2 вилки 3 являются рабочими, т.е. именно они присоединяют прибор к сети; пластина 4 - защитная (зануляющая или заземляющая), провод от неё присоединяют к корпусу прибора 5. У специальной вилки (рис. 7, в) защитная пластина 4 вилки 3 длиннее рабочих, благодаря чему при включении вилки раньше осуществляется зануление корпуса, а лишь затем присоединяется к сети прибор. При отключении вилки сначала отсоединяется прибор и только после этого снимается зануление. Пластины трёхпроводной вилки и гнёзда розетки расположены таким образом, что вилку в розетку можно включить только одним-единственным способом.
Рис. 7. Присоединение к сети бытовых электроприборов: а - двухпроводная схема; б - трёхпроводная; в - вилка и розетка с защитными контактами.
КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ: 1) приделывать защитный провод, если он не предусмотрен конструкцией прибора; 2) ликвидировать защитный провод; 3) пересоединять защитный провод с одной пластины (штифта) на другую (другой штифт); 4) менять местами провода, подходящие к штепсельной розетке; 5) объединять один из рабочих проводов с защитным.
1.4. Зануление и заземление
Зануление и заземление имеют одно и то же назначение - защитить от поражения электрическим током человека, прикоснувшегося к корпусу электроприбора, если корпус из-за нарушения изоляции оказался под напряжением. Применение в одних случаях зануления, а в других заземления определяется системой электропитания. Так, в сетях с глухозаземлённой нейтральной (нулевой) точкой вторичной обмотки трансформатора применяется зануление, т.е. соединение металлических нетоковедущих частей (корпусов) с глухозаземлённой нейтральной точкой трансформатора. Зануление применяется во всех новых жилых домах, а также в старых домах, где произведено переключение электропитания квартир со 127 на 220 В. Смысл зануления состоит в следующем. При повреждении изоляции прибора (любого электроприёмника, присоединённого к сети) образуется цепь: начало фазной обмотки трансформатора - фазный провод - прибор - место замыкания на корпус - защитный проводник - нулевая точка вторичной обмотки трансформатора. Возникает однофазное короткое замыкание, ток резко возрастает. В результате срабатывает автоматический выключатель (перегорает вставка предохранителя) и отключает прибор с повреждённой изоляцией, что и требуется.
Защитное заземление - это преднамеренное соединение с «землёй» или её эквивалентом; оно применяется в сетях с изолированной нейтралью, например в старых домах с сетями 220/127 В.
Совершенно ясно, что: а) в защитном проводнике не должно быть разрывов, в него не включают ни выключатели, ни предохранители и все соединения выполняют особенно тщательно; б) сопротивление защитного проводника должно быть достаточно мало, иначе ток однофазного короткого замыкания не достигнет значения, при котором срабатывает автоматический выключатель; в) водопроводные, отопительные и газовые трубы хотя и не изолированы, но с нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора непосредственно не соединены. Поэтому они не могут заменить защитный проводник. Более того, если из-за повреждения изоляции проводов на трубах появится напряжение, а автоматический выключатель не отключится (т.к. ток короткого замыкания будет слишком мал), все трубы окажутся под напряжением.
1.5. Нагрузка, перегрузка, короткое замыкание. Электрическая защита
Ток, проходящий по проводу и нагревающий его, называется нагрузкой. Чем нагрузка больше, тем провод горячее. Но пока температура не превышает допустимого значения, изоляция работает устойчиво, надёжно и служит достаточно долго. Нагрев провода сокращает срок службы изоляции: резина высыхает, растрескивается, осыпается; бумага и пряжа обугливаются; пластмассы размягчаются и оплавляются. Нагрузкой называют также любой приёмник (потребитель) электроэнергии в электрической цепи.
Ток, вызывающий чрезмерный нагрев, называется перегрузкой. При больших перегрузках изоляция быстро разрушается (перегорает) и между проводами возникает короткое замыкание. При коротком замыкании ток катастрофически быстро повышается (в десятки и сотни раз), и если его быстро не отключить, то изоляция вспыхнет, обгорит, разрушится, что может привести к пожару.
Короткое замыкание нередко возникает и в результате механических повреждений проводов и небрежного обращения с электроприборами. Возможные причины коротких замыканий проиллюстрированы на рис. 8: неосторожное обращение с оголёнными токоведущими частями аппаратов; закорачивание металлическими предметами штепсельных гнёзд 1, штифтов штепсельных вилок 2, внутренних частей патрона 3; перетирание изоляции в местах, где провода перегибаются, например у ввода в вилку 4, настольную лампу 5, патрон 6, медицинский рефлектор 7; перекручивание проводов 8, протискивание их под трубы 9, за багет и т.п.; изгибание под прямым углом 10; повреждение изоляции при малярных работах (если электропроводка открытая), при сооружении антресолей, стенных шкафов или навешивании полок.
Рис. 8. Места и причины возникновения коротких замыканий.
Чтобы не повредить провода, проложенные скрыто, нужно мысленно соединить ответвительные коробки, выключатели, штепсельные розетки, светильники. По всей вероятности, по этим кратчайшим трассам скрыто проложены провода. В этих местах нельзя ни сверлить стены, ни забивать гвозди.
Избирательность - важнейшее достоинство электрической защиты. Обратившись к рис. 9, видим, что ток короткого замыкания проходит не через один, а через несколько предохранителей.
Рис. 9. Избирательность: а - при коро ком замыкании перегорают предохранители, расположенные ближе всего к источнику короткого замыкания, если идти по направлению от источника питания к нагрузке; б - графики, иллюстрирующие время перегорания различных предохранителей при заданной силе тока.
Если предохранители выбраны правильно и они исправны, то при коротком замыкании перегорают те из них, которые расположены ближе всего к месту короткого замыкания, остальные остаются целыми.
В нашем примере одна из квартир получает питание от проводов С и N. Зигзагообразными красными стрелками К1, К2 ..., К5 показаны примерные места возможных коротких замыканий (происходящих, конечно, неодновременно). Цветными линиями обведены участки проводки - зоны защиты, при замыканиях в которых должен перегореть предохранитель, находящийся ближе всего к данной зоне. Так, при коротком замыкании в точках К2 и К3перегорает только предохранитель III. Из схемы видно, что чем дальше от источника питания расположен предохранитель, тем меньшее число потребителей лишается электропитания при его перегорании. Например, предохранитель IV отключает только телевизор, III - целую группу, т.е. несколько комнат, II - всю квартиру, I - все квартиры, присоединённые 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 называется избирательностью, или селективностью.
Идею избирательности предохранителей иллюстрирует график (рис. 9, б). По горизонтальной оси отложены значения токов, по вертикальной - время перегорания предохранителей, а кривые I, II, III, IV- их характеристики. По ним, задавшись силой тока, можно узнать, за какое время перегорает предохранитель.
Пусть, например, ток короткого замыкания в точке К1 составляет I. Чтобы определить время перегорания различных предохранителей, через точку I проводят вертикальную линию, а из мест её пересечения с характеристиками - горизонтальные линии до пересечения с вертикальной осью и отсчитывают по ней интересующее нас время. Так, время tIV перегорания предохранителя IV меньше времени tIII, а время tII предохранителя II больше времени tIII, и т.д. Одним словом, при коротком замыкании в точке К1, прежде всего перегорит предохранитель IV. После его перегорания место короткого замыкания окажется отсоединённым от сети и ток уменьшится до нормального значения, а все остальные предохранители останутся целыми. 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 предохранитель II, и вся квартира останется без света. Если откажет предохранитель II, то перегорит предохранитель I и свет погаснет во всех квартирах.
Надо знать, что время перегорания пробки каждого следующего предохранителя (по направлению от нагрузки к питанию) больше, из-за чего ток короткого замыкания через провода проходит дольше и, следовательно, сильнее их нагревает. При отказе предохранителя в квартире не исключено, что тонкие провода в ней загорятся раньше, чем успеет перегореть предохранитель I.
1.6. Экономия электроэнергии
Расход электроэнергии учитывают счётчики. Расходовать электроэнергию нужно экономно, но экономить её - вовсе не значит ограничивать разумное потребление. Не нужно ради экономии читать при плохом освещении, есть недоваренную пищу, ходить по тёмным лестницам. Но получить хорошие результаты возможно и при экономном расходовании электроэнергии.
Освещение. Настольная лампа мощностью 40 Вт (рис. 10) хорошо освещает книгу. Лампа такой же мощности, расположенная под потолком, освещает книгу значительно хуже, т.к. освещённость обратно пропорциональна квадрату расстояния. Люстру, управляемую переключателем (или двумя выключателями), можно включать и полностью, и неполностью.
Рис. 10. Экономное (книга освещена настольной лампой) и неэкономное (лампа далеко от книги) освещение рабочего места.
Для освещения лестничных клеток, коридоров, прихожих, кухонь целесообразно применять светильники с люминесцентными лампами. Они экономичнее ламп накаливания, долговечнее и менее чувствительны к повышениям напряжения, что обычно бывает в ночное время.
Неэкономно полностью освещать всю ночь лестницу, по которой пройдут 2-3 человека. Гораздо лучше установить на каждом этаже кнопочный пневматический выключатель (рис. 11). Нажатием его кнопки 3 включают освещение. Отключается оно автоматически через несколько минут. Если этого времени мало, то кнопку надо нажать ещё раз. При нажатии кнопки 3 (рис. 11, а) замыкается цепь, т.к. подвижный контакт 1 соединяется с неподвижным контактом 2. Отключающая пружина 4 растягивается, возвратная пружина 6 сжимается, а из камеры 7, закрытой резиновой мембраной 5, выходит воздух. Когда кнопку отпускают, воздух через калиброванное отверстие 8 постепенно входит в камеру. Кнопка 3 при этом постепенно поднимается, но контакты остаются замкнутыми, т.к. до поры до времени места их шарнирного крепления О1 расположены ниже мест О2 крепления отключающей пружины 4. С течением времени, однако, точки О1, поднимаясь, оказываются выше точек О2, и тогда пружина 4 быстро размыкает контакты (рис. 11,6).
Рис. 11. Кнопочный выключатель - пневматическое реле времени: а - кнопка нажата, контакт замкнулся; б - кнопка отпущена, контакт с выдержкой времени разомкнулся; в - общий вид выключателя.
Выдержка времени задаётся микрометрическим винтом 9, который определяет продолжительность заполнения камеры воздухом.
1.7. Электромонтажные работы
Подготовка к работе. Многим приходится выполнять дома небольшие электромонтажные работы. Прежде чем приступить к работе, нужно ясно себе представить, какими способами и из каких материалов выполняются электропроводки. Перед выполнением собственно монтажных работ полезно провести небольшую проектную подготовку, а именно: выяснить, из какого материала сделаны стены (из дерева, кирпича или бетона) и как они оформлены: окрашены, оклеены оболми, покрыты сухой гипсовой или мокрой штукатуркой; выбрать вид проводки и подходящую марку проводов; подобрать необходимые электроустановочные устройства (выключатели, штепсельные розетки и др.) и светильники. Решив перечисленные выше вопросы, надо заготовить всё, что требуется для выполнения конкретной работы, в т.ч. материалы (ролики, шурупы, изоляционные трубки и др.), и подготовить инструменты.
Особенности применения инструментов при электромонтажных работах. Начинающий домашний мастер должен знать, что ручки пассатижей, круглогубцев, кусачек должны быть покрыты слоем изоляционного материала, а ручки отвёрток сделаны из пластмассы (лучше) или дерева (хуже). Нужно иметь две отвёртки: маленькую и большую. Маленькой отвёрткой привинчивают и отвинчивают крышки выключателей и штепсельных розеток, а также провода к зажимам аппаратов. Большой отвёрткой привинчивают ролики и розетки. Нельзя пытаться маленькой отвёрткой привинчивать большие винты, будут испорчены и прорезь (шлиц) винта, и отвёртка, а большой отвёрткой завинчивать маленькие винты (конец большой отвёртки слишком толст). Кроме того, чем больше отвёртка, тем большее усилие прикладывается к винту (рычаг больше), из-за чего можно сорвать резьбу, а винт с сорванной резьбой не обеспечит хорошего электрического контакта.
При паянии медных проводов применяют припой оловянно-свинцовый (ПОС) и канифоль. Канифоль служит флюсом, т.е. веществом, которое в расплавленном состоянии очищает спаиваемые поверхности от оксидов. Поверхности перед паянием нужно очистить от изоляции, жира, грязи и т.п. Нельзя заменять канифоль травленой соляной кислотой - она разъедает провода и портит изоляцию. Перегретый паяльник паяет плохо. Если паяльником долго не работают, то его надо отключить. При паянии с небольшими перерывами паяльник кладут на какой-нибудь металлический предмет, который отбирает «лишнюю» теплоту, предохраняя паяльник от перегрева.
Перед ввинчиванием шурупов шилом делают направляющие отверстия. Перед сверлением отверстий большого диаметра направляющие отверстия сначала делают шилом, а затем буравчиком. Если пользуются электродрелью, то нужно стоять на деревянной лестнице (столе, табуретке) и нельзя прикасаться даже на мгновение к водопроводным и канализационным трубам, металлическим ограждениям балконов, лестниц и к др. заземлённым (или могущим оказаться заземлёнными) предметам. Корпус электрической сверлильной машины надо заземлять. Однако те сверлильные машины, которые имеют двойную изоляцию, в чём надо убедиться по инструкции либо по знакам II, заземлять не нужно.
Вертикальные линии размечают отвесом-шнуром с грузиком. Для разметки горизонтальных линий натягивают шнур. Если монтаж выполняют перед окраской стен (побелкой потолков) или до оклейки обоями, то шнур натирают сухой краской. Если проводку делают по окрашенным потолкам и стенам, то «отбивать» линии краской нельзя - нужно пользоваться чистыми натянутыми шнурами.
Нужно беречь руки. Плоскогубцы, кусачки, пассатижи держат в обхват, но нельзя между ручками закладывать пальцы. Отвёртку можно придерживать, но нельзя подставлять под неё руку. Острие ножа следует направлять от руки, а не к руке. Зачищаемые провода нельзя держать на пальце, иначе можно порезать руку и занозить её стружками.
Последовательность выполнения электромонтажных работ. Целесообразно выполнять работы, придерживаясь следующей очерёдности: 1) разметить места установки штепсельных розеток, выключателей, светильников, а также определить трассу прокладки проводов; 2) установить штепсельные розетки, выключатели, светильники и др.; 3) проложить провода; 4) подготовить жилы для соединений и присоединений к зажимам аппаратов: снять изоляцию, зачистить и оконцевать жилы; 5) присоединить провода; 6) проверить изоляцию; 7) подать напряжение и убедиться в том, что работа выполнена правильно.
1.8. Проверка электрических цепей. Электрические измерения
При выполнении электромонтажных, ремонтных и профилактических работ домашний мастер должен постоянно иметь под рукой различного рода контрольноиспытательные устройства и электроизмерительные приборы. Из контрольно-испытательных устройств прежде всего понадобятся: приспособление для прозвонки проводов (его иногда называют «пробником») - для определения начал и концов жил кабелей и проводов, проложенных в жгутах, скрыто (в трубах, строительных конструкциях, светильниках, электроплитах и т.п.), одним словом, во всех случаях, когда визуально проследить проверяемую проводку невозможно; контрольная лампа - для проверки целостности изоляции электроприборов после их ремонта, а также для определения, какой из питающих проводов является фазным, а какой нулевым. Электроизмерительные приборы (вольтметр, амперметр, омметр, ампервольтметр) для удобства пользования надо снабжать соединительными проводами с наконечниками- щупами и пружинящими зажимами для закрепления на жиле провода.
Прозвонка проводов. Приспособление для прозвонки проводов легко изготовить самостоятельно. Для этого надо иметь (рис. 12, а): батарейку 1 от карманного фонаря, лампочку 2, провод 3 со щупом и провод 4 с пружинящим наконечником для закрепления на жиле. Провода используют медные, многопроволочные, гибкие, желательно в пластмассовой изоляции - она не промокает; подходят провода марки ПВ-1 сечением 0,5; 0,75 или 1,0 мм2. На провода вблизи наконечников нужно надеть кусочки (1...2 см) разноцветных изоляционных трубок. К выводам лампочки, батарейки, к наконечникам провода припаивают. После выполнения соединений лампочку и выводы батарейки надо «пригнуть» и защитить изоляционной лентой, чтобы они не обломились. Общее правило: перед началом работы надо соединить накоротко наконечники, чтобы убедиться в том, что приспособление исправно - лампочка должна гореть. Так же поступают и после окончания работы, чтобы проверить, не повредилось ли приспособление во время работы. Одну из жил (любую) кабеля (или жгута) принимают за контрольную. Чтобы её найти, пружинящий наконечник провода 4 присоединяют к одной из жил кабеля 5 (рис. 12, б), а затем щупом провода 3 по очереди касаются жил на другом конце кабеля. Один раз лампочка загорится. Это значит, что она присоединена к жиле, на которую надет наконечник провода 4. Эту жилу (на рис. 12, б - красную) и принимают за контрольную.
Рис. 12. Приспособление для прозвонки проводов: а - схема устройства; б - определение контрольной жилы; в и г - нахождение начал и концов одноимённых жил.
Определение концов и начал жил. На одном конце кабеля соединяют перемычкой (на рис. 12, в - жёлтой) контрольную жилу с любой другой. На другом конце провод 4 соединяют с контрольной жилой, а наконечником провода 3 поочерёдно «обходят» другие жилы. В одном случае, а именно, когда проверяемая жила найдена, лампочка загорится. Начало и конец этой жилы надо отметить: надеть на них кусочки трубочки одного цвета, завязать ниткой, повесить бирку и т.п. Бирки можно сделать из картона, написав на нём номер жилы. Металлические бирки и проволока не годятся, т.к. они электропроводны. Определив одну жилу, аналогично ищут начала и концы остальных (рис. 12, г).
Прозвонка скрыто проложенных проводов. Люстра 1 (рис. 13, а) подвешена на крюк 2, который изолирован внахлёстку двумя слоями изоляционной ленты 3. Медные провода 5 проложены заводом-изготовителем в трубках люстры. Они выведены на колодку 4. Через неё люстра присоединяется к алюминиевым жилам проводов 6, проложенных скрыто. На рисунке они изображены штриховыми линиями. Две лампы 7 управляются выключателем 9, одна лампа 8 - выключателем 10. Двухклавишный выключатель 11 установлен на стене, 12 - ответвительная коробка. Прозвонку выполняют «пробником» 13.
Рис. 13. Прозвонка скрыто проложенных проводов: а - схема проводки; б - схема прозвонки.
Подготовка к работе. 1) Снимают напряжение и убеждаются в том, что оно действительно снято. Для этого включают настольную лампу; если при снятии напряжения, она немедленно погаснет, значит напряжение снято. 2) Выворачивают из люстры все лампы, иначе прозвонка не получится, т.к. провода будут соединены через нити ламп. 3) Отсоединяют провода сети от колодки 4, выключателя 11 и ответвительной коробки 12. На рис. 13, б отсоединённые провода загнуты.
Прозвонка проводов от патронов до колодки. Наконечник провода (на рис. 13 - зелёного) присоединяют к одному из зажимов колодки и, не отсоединяя его, поочерёдно касаются выводов патрона (они обозначены на рис. буквами А и Б), чтобы найти другой конец провода. Затем наконечник присоединяют к другому зажиму и таким же способом находят конец другого провода. Наконец, так же определяют третий провод.
Прозвонка проводов от колодки до выключателя. Находят конец и начало одного провода (красного), затем - конец и начало другого (синего).
Прозвонка проводов от ответвительной коробки до колодки (зелёный провод) и до выключателя (чёрный провод). Если применены цветные провода, то прозвонка не нужна: и без неё всё ясно. Заметим, что жилы кабелей на АТС, в устройствах телемеханики и т.п. обычно имеют разные цвета. В многопроволочных проводах одна из жил, как правило, цветная. Иногда на одном из проводов завод-изготовитель ставит метку.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Зажимы ответвительной коробки могут оказаться под напряжением.
Определение фазного провода осуществляют с помощью контрольной лампы: патрон 1 в пластмассовом корпусе (рис. 14, а) присоединяется двумя гибкими медными проводами в пластмассовой изоляции сечением 0,5; 0,75 или 1,0 мм2; лампа на напряжение 220 В мощностью 15 Вт (но не более 40 Вт). Между прижимами патрона (предназначенными для крепления абажура) зажат крючок 2 для подвешивания лампы. Лампу рекомендуют обернуть материей, чтобы не поранить руки, если она разобьётся. Техника определения фазного провода (рис. 14, б) состоит из следующих операций. 1. Лампу включают в розетку 3 (рис. 14, в); если лампа горит, значит она исправна. 2. Один из проводов включают в левое гнездо розетки, другим на мгновение касаются водопроводного крана; если лампа не горит, значит к гнезду подсоединён не фазный, а нулевой провод. 4. Провод включают в правое гнездо, если лампа горит, то к гнезду присоединён фазный провод. 5. Ещё раз проверяют исправность лампы. 6.
Проверка изоляции. Проверять изоляцию «пробником» бесполезно: напряжение батарейки очень мало, из-за чего оно не может «пробить» не полностью повреждённую изоляцию. Поэтому приходится проверять её от сети 220 В с помощью контрольной лампы.
Техника проверки: вилку 4 (рис. 14, г) включают в розетку 3. Зелёным проводом от вилки прикасаются к корпусу прибора 5, а синим - к выводному штырьку 7 (который внутри прибора, например электрочайника, соединён с обмоткой нагревательного элемента 6). Если лампа горит, значит изоляция нарушена [цепь: один провод сети - зелёный провод - место повреждения изоляции (красная стрелка) - нагревательный элемент - выводной штырёк - контрольная лампа - другой провод сети].
Рис. 14. Контрольная лампа: а - схема устройства; б - нахождение фазного провода; в - схема присоединения к сети; г - проверка изоляции токоведущих частей прибора относительно его корпуса.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Если лампа не горит, это ещё не значит, что изоляция исправна, т.к. сама лампа во время испытания могла перегореть. Чтобы убедиться в том, что лампа исправна, надо соединить наконечники. Если лампа горит, значит она не перегорела.
Электрические измерения. На шкале электроизмерительного прибора имеются указания (рис. 15, а): прибор предназначен только для переменного тока (знак ~ ), только для постоянного (знак –), для переменного и постоянного токов (знак ≅), шкала должна быть расположена вертикально (знак ⊥). Предельное значение измеряемой величины определяется цифрами в конце шкалы, например 140 В, а у многопредельных приборов (рис. 15, в) - цифрами у зажимов (3 В - один предел, 15 В - другой, 150 В - третий). Общий зажим для любого предела обозначен звёздочкой (*). Если стрелка правильно установленного, но ещё не включённого прибора стоит не на нуле, то её устанавливают на нуль винтом 1.
Вольтметр V для измерения напряжения сети включают в штепсельную розетку (рис. 15, б), а для измерения напряжения на зажимах прибора 2 - на его зажимы (рис. 15, г). Амперметр А включают последовательно с нагрузкой 3 (рис. 15, д). Универсальный измерительный прибор ампервольтомметр (тестер) предназначен для измерения напряжения постоянного тока от 3 до 600 В, силы постоянного тока от 0,3 до 750 мА, сопротивления постоянному току от 5 Ом до 500 кОм (рис. 16).
Рис. 15. Электроизмерительные приборы: а - условные обозначения на шкалах этих приборов; б - схема включения вольтметра для измерения напряжения в сети; в - многопредельный вольтметр; г - схема включения вольтметра для измерения напряжения на зажимах прибора; д - схема включения амперметра и прибора в сеть.
Рис. 16. Универсальный электроизмерительный прибор ампервольтомметр (тестер).
Для измерения напряжения постоянного тока переключатель 7 (рис. 16) устанавливают так, чтобы стрелка на нём указывала знак «-» (обозначение постоянного тока). Включают провод с синим наконечником в гнездо 5, над которым написано «-» (минус). В зависимости от порядка измеряемого напряжения включают провод с красным наконечником в одно из гнёзд 3, руководствуясь надписями «600; 120; 30; 6; 1,5; 0,6», расположенными под знаком «+V». Если порядок напряжения неизвестен, то измерение начинают с большего предела. Присоединяют щуп с синим наконечником к минусу, а щуп с красным наконечником - к плюсу. Если стрелка прибора отклоняется не вправо, а влево, значит, полярность неправильная: надо поменять местами провода. Отсчёт делают по нижней шкале. Допустим, прибор показал 19 делений. Какое же измерено напряжение? Первый случай: пусть провод с красным наконечником включён в гнездо «30». Шкала имеет 30 делений. Значит, цена каждого деления 30:30=1 В и измерено 1x19 = 19 В. Второй случай: провод с красным наконечником в гнезде «6». Значит, отклонению стрелки на 30 делений соответствует 6 В и цена деления 6:30 = 0,2 В. Умножим 19 на 0,2 В и получим 3,8 В. Третий случай: провод с красным наконечником в гнезде «120». Цена деления 120:30=4 В. Измеренное напряжение равно 19x4 = 76 В.
Для измерения напряжения переменного тока переключатель 7 устанавливают так, чтобы стрелка указывала знак переменного тока (знак ~). Провод с синим наконечником включают в гнездо « —», а провод с красным наконечником - в одно из гнёзд 3 (в зависимости от напряжения), расположенных под надписью «-V». Отсчёт выполняют по средней шкале. Она имеет 30 делений; измеренное напряжение определяют так же, как объяснено выше.
Для измерения силы постоянного тока переключатель 7 ставят на знак «-», провод с красным наконечником - в одно из гнёзд 6, над которыми написано « + мА», в зависимости от ожидаемой силы тока. При этом надо учитывать, что вся шкала рассчитана всего на 750 мА = 0,75 А. Отсчёт выполняется по нижней шкале.
Допустим, прибор показал 27 делений. Какой же измерен ток? Чтобы определить это, делим число, написанное у гнезда, в которое включён провод, на 30 (число делений) и полученное значение (цену деления) умножаем на 27. Легко подсчитать, что 27 делениям на разных пределах соответствуют:
750:30 х 27 = 675 мА;
300:30x27 = 270 мА;
30:30 х 27 = 27 мА;
3:30x27 = 2,7 мА;
0,3:30x27 = 0,27 мА.
Измерение сопротивлений требует источников тока, которыми служат батарейки или отдельные элементы. Двух круглых элементов 9 напряжением 1,5 В хватает для измерения сопротивлений в пределах до 50 кОм. Для измерений сопротивлений в пределах 50-500 кОм в работу дополнительно вводится третья, плоская батарейка 8. Все три источника находятся в корпусе прибора позади, под крышкой 10, и внутри соединены надлежащим образом.
Чтобы измерить сопротивление, нужно: а) направить стрелку переключателя 7 на надпись «rx»; б) включить один провод в гнездо « - », а другой - в гнездо 4 с надписью х1, х10 или х100 в зависимости от порядка измеряемого сопротивления; в) накоротко соединить щупы 11 и 12, при этом стрелка должна показывать 0 (нуль) на верхней шкале; если стрелка не устанавливается на нуле, то, не разъединяя щупы, нужно установить её на нуль; это выполняется регулируемым резистором, над рукояткой которого 2 есть надпись «уст. 0» (установка нуля). Теперь можно производить измерение. Допустим, прибор на верхней шкале показал 0,2 кОм = 200 Ом. Каково же на самом деле измеряемое сопротивление? Если провод включён, например, в гнездо с надписью «х1», то сопротивление 200x1 = 200 Ом; если в гнездо «х100», значит сопротивление 200 х 100 = 20 000 Ом = 20 кОм = 0,02 МОм.
Лит.: Вайнштейн Л.И., Памятка населению по электробезопасности, 3 изд., М., 1987; В ерхов цев О.Г., Лютов К.П., Практические советы мастеру-любителю по электротехнике и электронике, Л., 1984; Жеребцов И.П., Основы электротехники. Электрические и магнитные цепи, Л., 1987; Каминский Е.А., Квартирная электропроводка и как с ней обращаться, М., 1991; Каплинская М.Ю., Бурский В.Б., Свет в современном жилище, М., 1984; Кораблев В.П., Экономия электроэнергии, М., 1987; Мигаль А.В., Монтаж и эксплуатация электропроводок на приусадебных и садовых участках, М., 1988; Найфельд М.Р., Заземление и другие защитные меры, 3 изд., М., 1975; Некрутман С.В., Сверхбыстрая кулинария, или СВЧ-печь в вашем доме, М., 1988; Самарин М.С., Вольт, ампер, ом и другие. Единицы физических величин в технике связи, М., 1988; Трифонов А.Н., Черноусое А.И., Твой инструмент, 3 изд., М., 1987; Шибаев В.И., Устройство и монтаж скрытых электропроводок в крупнопанельных жилых домах, М., 1984.
2. Автоматический выключатель
Обеспечивает более совершенную по сравнению с плавким предохранителем защиту от перегрузок, не требуя замены; его отключённое состояние легко определяется по положению кнопки или рукоятки в зависимости от конструкции выключателя. Именно поэтому, даже в тех случаях, когда на щитках смонтированы плавкие предохранители, часто вместо пробок с плавкими вставками ввинчивают автоматические выключатели, например отечественные серии ПАР (предохранитель автоматический резьбовой) (рис.). Электрическая цепь ПАР содержит биметаллическую пластину и обмотку электромагнита с подвижным сердечником. Под действием протекающего через ПАР тока пластина нагревается и изгибается. Если нагрузка превышает допустимую, пластина изгибается так, что расцепляет контакты цепи ПАР (выскакивает вверх кнопка, на рис, - жёлтая). Через несколько минут биметаллическая пластина остывает, после чего автоматический выключатель может быть вновь включён (нажатием жёлтой кнопки). При коротком замыкании ток в цепи резко возрастает и срабатывает электромагнит, сердечник которого расцепляет контакты ПАР (пластина за это время не успевает нагреться). При необходимости автоматический выключатель можно выключить вручную, для чего достаточно нажать красную кнопку.
Предохранитель автоматический резьбовой (ПАР): 1 - кнопка «включить» (жёлтая); 2 - кнопка «отключить» (красная).
Автоматические выключатели характеризуются номинальным током выключателя, номинальным током расцепителя, видом расцепителя. Номинальный ток выключателя - наибольший ток, который может неограниченно долго протекать через контакты выключателя, не перегревая их. Например, автоматический выключатель ПАР-6,3 рассчитан на номинальный ток 6,3 А, ПАР-10 - на 10 А. Номинальный ток расцепителя - ток, при котором выключатель срабатывает. Один выключатель может иметь несколько значений номинального тока расцепителя. Например, отечественный автоматический выключатель марки АП50Б, характеризующийся номинальным током 63 А, имеет номинальные токи расцепителя 1,6; 2,5; 4; 6,3; 16; 25; 40; 50 и 63 А. Виды расцепителей: Т - тепловой; М - электромагнитный; МТ - комбинированный (тепловой и электромагнитный). Тепловой расцепитель срабатывает при перегрузке, т.е. при превышении номинального тока выключателя, тем быстрее, чем нагрузка больше. Это очень ценное свойство, т.к. чем больше перегрузка, тем быстрее нагреваются провода и, следовательно, тем быстрее их надо отключить. Основной недостаток теплового расцепителя - некоторая инерционность срабатывания при коротком замыкании (КЗ). Электромагнитный расцепитель мгновенно срабатывает при КЗ. Комбинированный расцепитель совмещает в себе достоинства теплового и электромагнитного расцепителей.
В домах в зависимости от характера нагрузки применяют либо трёхполюсные, либо однополюсные автоматические выключатели. Трёхполюсные служат для защиты электроприёмников трёхфазного тока, например двигателей насосов, водо- и теплоснабжения, лифтов. Каждый полюс трёхполюсного автоматического выключателя вводится в фазный провод. При срабатывании отключаются все три фазы. Однополюсные автоматические выключатели вводятся в фазные провода осветительных сетей.
3. Бытовые электроприборы
Ассортимент выпускаемых промышленностью бытовых электроприборов чрезвычайно разнообразен. Они служат для длительного хранения продуктов (холодильники, морозильники) и их обработки (электрические мясорубки, соковыжималки, кофемолки, миксеры, кухонные комбайны и т.п.), приготовления горячей пищи (электрические плиты и плитки, кофеварки, микроволновые печи и др.), создания комфортных условий в помещении (вентиляторы, увлажнители воздуха, надплитные воздухоочистители, кондиционеры и др.), обогревания жилища (конвекторы, электрокамины, радиаторы и т.д.), обработки белья (стиральные машины, центрифуги, утюги), уборки помещения и чистки одежды (пылесосы, полотёры, электрические щётки и т.п.), нагревания воды (электрические чайники, самовары, погружные кипятильники, ёмкостные водонагреватели и др.) и т.д.
Технические характеристики бытовых электроприборов
Номинальные параметры. На корпусах приборов, в их паспортах и инструкциях по эксплуатации указывают: номинальное напряжение в вольтах; род тока (переменный, постоянный); номинальную мощность в ваттах или киловаттах; силу тока в амперах.
Классы изоляции. Для бытовых электроприборов нормируются пять классов изоляции, обозначаемых римскими цифрами 0, 0I, I, II, III. Приборы с изоляцией класса 0 имеют рабочую изоляцию, но без элементов для зануления (заземления); иными словами, у них нет зажима для присоединения защитного проводника. Приборы с изоляцией класса 0I имеют рабочую изоляцию и элемент для зануления (заземления), но провод для присоединения к источнику питания не имеет зануляющей (заземляющей) жилы. Приборы с изоляцией класса I имеют трёхжильный шнур и вилку с тремя контактами (к таким приборам относится, например, стационарная кухонная электроплита). Многие бытовые электроприборы имеют изоляцию класса II, т.е. двойную или усиленную. Такая изоляция предназначена для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения основной (рабочей) изоляции. Приборы с двойной изоляцией обозначают также знаком В (изоляция в изоляции). Занулять и заземлять приборы с двойной изоляцией нельзя. Электроприборы с изоляцией класса III предназначены для сетей напряжением не выше 42 В.
Защита от влаги обозначается знаками: ' - каплезащищённое исполнение; Δ - брызгозащищённое; “ - водонепроницаемое. Обозначение зажима только для зануления (заземления) - либо буква N (нейтраль), либо знак "заземление".
При покупке электроприбора домашний мастер должен учесть следующие основные требования.
Из нескольких вариантов исполнения электроприбора необходимо выбрать именно тот, который соответствует условиям эксплуатации. Например, при выборе холодильника следует учесть его габаритные размеры (ширину, глубину, высоту), от которых зависит размещение холодильника (особенно в малогабаритных квартирах); производительность кондиционера должна соответствовать объёму помещения.
Сопоставить мощность прибора с пропускной способностью квартирной электросети, имея в виду, что прибор создаёт дополнительную нагрузку к той, которая уже имеется. Например, пропускная способность квартирной электросети 16 А, сеть нагружена током 3,7 А. Значит, приобретать прибор можно лишь в том случае, если потребляемый им ток не больше 16-3,7=12,3 А.
Оценить, можно ли присоединить прибор к существующей сети или надо в ней кое-что доделать, например проложить защитный проводник для зануления и заменить двухпроводную штепсельную розетку на трёхпроводную.
При размещении электроприбора следует, во-первых, исключить неблагоприятные влияния на прибор. Так, холодильник нельзя устанавливать вблизи отопительной батареи, плиты, у южного окна, но если нет другого места, то между холодильником и источником теплоты нужно сделать простейший экран. Во-вторых, необходимо обеспечить удобство управления, установив, например, кондиционер так, чтобы ручки управления им (для задания режима) были на доступной высоте.
В процессе эксплуатации электроприборов важно регулярно выполнять мелкие ремонтные и профилактические работы, строго соблюдая меры электробезопасности и пожарной безопасности: а) исправлять перегоревшие контакты; изолировать места, где повреждена изоляция; заменять неисправные штепсельные розетки, выключатели, вилки и пробки; б) ремонтировать бытовые электроприборы в объёме, возможном в домашних условиях, - заменить шнур утюга, плитки и т.п. или укоротить его, чтобы убрать перетёршийся участок, перезарядить вилку, заменить нагревательный элемент утюга, электрочайника, заменить щётки коллекторного двигателя, например привода швейной машины, строго еле дуя инструкции завода-изготовителя; в) проверить, достаточно ли хорошо изолированы токоведущие части прибора от его корпуса. Это особенно важно, т.к. корпуса бытовых электроприборов доступны для прикосновения. Заводы-изготовители и специализированные ремонтные мастерские проверяют изоляцию мегомметрами, развивающими напряжение до 1000 В. Дома мегомметром, как правило, не пользуются, а убедиться в исправности изоляции можно более простым способом.
Диагностика неисправностей. Поставить диагноз - важнейшая задача домашнего мастера. Чтобы правильно определить неисправность, надо хорошо представлять себе принцип действия прибора, знать его особенности и признаки неустойчивой работы. Обычно достаточно наблюдений за работой прибора. Например, при включении утюга надо убедиться в том, что сигнальная лампочка зажигается и гаснет и горит она тем дольше, чем на более высокую температуру установлен регулятор. Наблюдая за работой холодильника, следует убедиться в том, что при включении электродвигатель компрессора холодильника немедленно начинает работать, а затем периодически включается и отключается. Задняя стенка холодильника во время работы компрессора должна нагреваться, а при его остановке - остывать. Приложив руки к насадке работающего пылесоса, можно проверить, «тянет» ли он и т.п. При отсутствии признаков нормальной работы надо искать причину неисправности.
Если наблюдений оказывается недостаточно, то измеряют ток, напряжение, сопротивление. С помощью тестера или других приспособлений проверяют, цела ли электрическая цепь.
Об особенностях работы и эксплуатации сложных бытовых электроприборов см. в статьях Холодильник, Морозильник, Электрическая плита, Кондиционер, Микроволновая печь, Электрокамин.
4. Выключатель электрический
Электроустановочное устройство для включения и отключения светильников, бытовых электроприборов и др. электроприёмников. По конструкции различают выключатели поворотные, перекидные, кнопочные; по внешнему виду - для открытой и скрытой проводки, а также для внутреннего монтажа (установки внутри электроприборов). Разновидностью перекидной конструкции являются широко распространённые клавишные выключатели. Иногда встречаются выключатели в виде движка (ползунка). По способу управления известны выключатели подпотолочные и местные, применяемые для настольных ламп, торшеров, бра; включение и выключение их осуществляют при помощи шнурка или цепочки. Существуют напольные выключатели с ножным управлением, выключатели, совмещённые со светорегулятором, сенсорные выключатели и др.
Выбор, установка или замена выключателя
Прежде всего следует всегда иметь в виду, что напряжение сети и сила тока в цепи выключателя не должны превышать значений, указанных на его корпусе (например, 6 А, 220 В), иначе выключатель будет перегреваться, что может вызвать пожар. В сырых помещениях (подвалах, погребах и т.п.) должны устанавливаться специальные водонепроницаемые выключатели (в защитных кожухах). Необходимо также помнить, что выключатель обычно размыкает только один из проводов, идущих к электрическому прибору (например, к лампе накаливания), и даже тогда, когда ток в цепи отсутствует, провода и сам прибор остаются под напряжением, поэтому прикасаться к их оголённым металлическим частям опасно для жизни.
Выключатель, монтируемый на шнуре. На рис. 1, а показаны светильник 1 и шнур 2, на котором смонтирован выключатель 3. Чтобы установить новый выключатель, отвинчивают винты 4 и разбирают его. Один из проводников шнура разрезают, зачищают жилы, делают колечки 6 и 7 и присоединяют их к зажимам 8 и 9. Неразрезанный проводник 5 аккуратно укладывают в корпус. После этого выключатель собирают и свинчивают его половинки.
Рис. 1. Замена выключателей: а - монтируемых на проводах; б - с клавишным приводом.
Выключатель с клавишным приводом показан на рис. 1, б. Для его установки снимают крышку 10, укрепляют узел 11, на котором смонтирована контактная система, присоединяют провода винтами 12 и 13. Жилы плоских проводов дополнительно изолируют лентой 14.
Монтаж выключателей рассмотрим на примере трёхклавишного выключателя (рис. 2, а). Выключатели выпускают в двух исполнениях: для открытой (рис. 2, д) и скрытой (рис. 2, г) проводки. В первом случае монтажное основание 10 укрепляют на стене двумя шурупами 16, а к нему двумя винтами 15 привинчивают основание 1 выключателя. Во втором случае основание выключателя укрепляют в коробке 7 для утопленного монтажа с помощью распорных лапок 9, стянутых резинкой 8. Каждая клавиша 2 (рис. 2, а и в) имеет вилку 3; вилка входит в пазы стойки 4, которая служит опорой подвижных контактов, укреплённых на клавишах. Клавиши не выпадают, т.к. их держит фиксатор. Фиксатор на рисунке не виден; на рис. 2, е показан только торец его поводка.
Чтобы открыть доступ к контактной части выключателя, надо снять клавиши, а для этого следует: а) сместить фиксатор по стрелке А, нажимая на прямоугольный выступ поводка фиксатора 11, расположенный сзади основания выключателя 1 (рис. 2, е). Если же выключатель установлен, то надо для смещения фиксатора надавить отвёрткой на торец поводка (рис. 2, ж); б) не отпуская выступа фиксатора, сместить клавишу вниз до упора по стрелке Б (рис. 2, е). Затем, оттянув клавишу по стрелке В, снять её. В двух- и трёхклавишных выключателях клавиши снимают поочерёдно.
Рис. 2. Монтаж трёхклавишного выключателя.
Выключатель со снятыми клавишами показан на рис. 2, б. Провода пропускают через окна 12 основания и присоединяют винтами 5 и 6. Общий провод, присоединяемый к винту 5, подаёт питание на мостик 13. Провода, присоединяемые к винтам 6, соединяют с неподвижными контактами 14. Чтобы ввести провода в выключатель при открытом монтаже, надо в монтажном основании 10 выломать подпрессовку. Присоединив провода, следует установить клавиши, для чего: а) клавишу накладывают на основание (рис. 2, в) так, чтобы концы вилки 3 вошли в пазы стойки 4, в этом положении клавиша должна висеть на основании; б) нажимая на выступ фиксатора (или на торец его поводка) и прижимая клавишу к основанию, перемещают её по стрелке Б до упора. Отпускают клавишу, затем фиксатор. На рис. 2 показан выключатель с фиксатором. Есть выключатели без фиксаторов.
Выключатель с кнопочным приводом. На рис. 3 показаны устройство и принцип действия кнопочного выключателя (а), его расположение в основании настольной лампы (б), а также схема напольного кнопочного выключателя с ножным управлением для торшера (в).
Рис. 3. Выключатели с кнопочным приводом: а - кинематическая схема; б - установка выключателя в основании настольной лампы; в - напольный выключатель с ножным управлением.
В исходном положении (позиция 1) выключатель отключён. При нажатии кнопки 1 (позиция 2) нож 2 под действием толкателя 5 поворачивается вокруг оси 0 и соединяется с выводами 3 и 4, к которым присоединены провода. При отпускании кнопки (позиция 3) нож остаётся во включённом положении, а пружина 6 растягивается. Ещё раз нажимая кнопку (позиция 4), поворачивают нож вокруг оси, но в другую сторону, при этом выключатель отключается. Отпуская кнопку, переводят выключатель в исходное положение.
Подлежащий замене кнопочный выключатель в основании настольной лампы снимают в следующей Последовательности: отвинчивают винты 12 (на рис. 3, б виден торец одного из них), отсоединяют провода и извлекают их из отверстий 10 и 11; отвинчивают обойму 9 и снимают выключатель. Установка нового выключателя: цилиндрическую часть выключателя пропускают через отверстие в панели 8 и, навинчивая обойму 9, зажимают между шайбами 7; вводят провода в отверстия 10 и 11 и зажимают их винтами 12.
Торшер и некоторые бытовые электроприборы удобно включать и отключать напольным выключателем с ножным управлением. В основании 13 корпуса ножного выключателя (рис. 3, в) вставлен выключатель 14. Провода 15 и 16 закреплены скобками 17. В крышку 18 вставлена деталь 19 - нажимная кнопка.
Выключатель (переключатель) со шнурковым приводом (подпотолочный). В выключателе для открытой установки (рис. 4) укреплены контактные пластины 7, 8 и 9, которые могут соединяться мостиком 10. Пока за шнурок 2 не тянут (исходная позиция), детали механизма занимают положение, показанное на рис. 4, а. Потянув за шнурок, привязанный к рычажку 17, надавливают на выступ детали 5 и поворачивают её, ось 6, деталь 16 и обойму с контактным мостиком 10 на 90° (рис. 4, б, вверху). При этом контакты переключаются, а пружина 15 растягивается, т.к. она закреплена между неподвижной деталью 14 и повернувшейся деталью 16. Отпуская шнурок, освобождают пружину. Сокращаясь, она тянет за собой деталь 16 и рычажок 17, нижний конец которого заскакивает за следующий выступ детали 5: механизм подготовлен к очередному переключению (рис. 4, б, внизу).
Рис. 4. Подпотолочный переключатель со шнурковым приводом: а - внешний вид и устройство; б - принцип действия; в - последовательность переключения контактов.
Корпус 1 переключателя привинчен к пластине 12 винтами 11. Для винтов, крепящих пластину 12 к стене, служат отверстия 4. Чехол переключателя привинчивается винтом 3, для чего в детали 12 - сделано отверстие 13 с резьбой.
Последовательность переключения контактов иллюстрирует рис. 4, в.
5. Звонок электрический
Используется, как правило, в качестве звукового сигнального устройства, например у входных дверей в квартире. Большинство звонков - электромагнитные безыскровые. Они состоят из электромагнита, якоря с бойком и металлической чашечки (или пластины, иногда колокольчика). Звонок работает от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В. При нажатии на кнопочный выключатель (кнопку) в цепи звонка электрический ток протекает по обмотке электромагнита, создавая в магнитопроводе переменный магнитный поток, якорь притягивается к электромагниту и боёк ударяет по металлической чашечке (пластине).
Существуют две схемы включения безыскровых звонков. По первой схеме (рис. 1, а) кнопочный выключатель SB1 включён в цепь вторичной обмотки II электромагнита, напряжение которой не превышает 42 В; первичная обмотка I постоянно включена в сеть. Схема применяется в сырых помещениях. По второй схеме (рис. 1, б) обмотка II замкнута накоротко, а в обмотку I включают кнопочный выключатель SB2, изоляция которого и проводов к нему рассчитана на 250 В. Схема применяется в сухих помещениях, в частности в квартирах. См. также статью 1. Электромонтажник и рис. 5 к ней.
Рис. 1. Схема устройства безыскрового звонка и способы включения его в сеть: а - кнопочный выключатель SB1 введён в обмотку II электромагнита 1; б - кнопочный выключатель SB2 введён в обмотку I электромагнита; 2 - воздушный зазор в цепи электромагнита; 3 - упругая стальная пластина (якорь) с бойком; 4 - металлическая чашечка.
Громкость боя звонка можно изменять, поворачивая чашечку (отверстие для её крепления расположено эксцентрично) и таким образом регулируя зазор между нею и бойком (рис. 2).
Рис. 2. Изменение громкости боя безыскрового электромагнитного звонка: δ1 и δ2 - зазоры между чашечкой и бойком.
Наряду с электромагнитными звонками переменного тока выпускают электронные звонки с мелодичным сигналом. В ряде электронных звонков громкость звучания можно изменять в широких пределах при помощи регулятора громкости.
6. Кондиционер бытовой
Служит для создания и автоматического поддержания в закрытых помещениях температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее благоприятных для самочувствия людей. В состав кондиционера входят холодильный агрегат (компрессор с электроприводом и испарительный воздухоочиститель), конденсатор, воздушный фильтр, вентилятор с электроприводом, а также приборы автоматического контроля и регулирования работы холодильного агрегата и поддержания параметров воздуха в помещении на заданном уровне. Пуск, остановка и изменение режима работы кондиционера осуществляются с пульта управления, расположенного на передней панели агрегата.
Бытовой кондиционер типа БК-2000.
Распространены бытовые кондиционеры БК-1500, БК-2000 и БК-2500, производительностью 700, 750 и 1000 мэ/ч, рассчитанные на обеспечение кондиционированным воздухом помещений площадью 25, 30 и 35 м2 соответственно. Помимо указанных выпускаются бытовые кондиционеры БК-2000Т и БК-2000Р. Первый особенно эффективен весной и осенью, т.к. может подогревать в помещении воздух. Что касается БК-2000Р, то это кондиционер раздельного типа, состоит из двух блоков: компрессорно-конденсаторного и воздухообрабатывающего, соединяемых между собой сравнительно тонким шлангом - воздуховодом.
Часто бытовые кондиционеры выполняют функции приточной вентиляции. Чтобы предотвратить возможность простуды у людей, длительное время находящихся в помещении, кондиционер устанавливают на некотором расстоянии от того места, где они проводят большую часть времени (работают, отдыхают, готовят пищу и т.п.). Обычно кондиционеры устанавливают в оконных проёмах при помощи специальных монтажных приспособлений, укрепляемых на переплёте окна или непосредственно на стене здания. Размещают кондиционеры так, чтобы их боковые решётки и задняя (наружная за окном) стенка не были закрыты посторонними предметами. Естественно, достаточно объёмный кондиционер закрывает значительную часть оконного проёма и при любом декоративном оформлении не украшает окно. Установленный внизу окна, он к тому же затрудняет открывание створок окна. Поэтому часто кондиционер, несмотря на довольно большой вес, крепят в верхней части окна, на фрамуге, где он не так заметен, как на подоконнике. Способ крепления и крепёжные детали при верхнем расположении кондиционера должны быть особенно надёжны. В индивидуальных домах в южных районах кондиционеры нередко устанавливают непосредственно в стенах, не загромождая окон. В этом отношении наиболее удобен для домашнего пользования кондиционер типа БК-2000Р: его компрессорно-конденсаторный блок размещается вне помещения (например, на балконе или на стене под окном), а воздухообрабатывающий блок - внутри помещения, и поток кондиционированного воздуха может быть направлен в любую сторону. Шланг-воздуховод пропускают через отверстие в стене (с соответствующим уплотнением) либо в оконной коробке, чтобы не мешал открыванию и закрыванию створок окна.
7. Лампа накаливания
Источник света с излучателем в виде скрученной в спираль вольфрамовой нити, накаливаемой электрическим током до температуры 2500-3300 К. Излучатель расположен в стеклянной колбе с цоколем. Лампы могут иметь прозрачные, матированные, молочные, опаловые колбы, а также колбы с отражающим слоем со стороны цоколя - зеркальные лампы. В бытовых осветительных приборах применяют лампы накаливания мощностью от 15 до 300 Вт, рассчитанные на напряжение 220 или 127 В. В лампах малой мощности (до 40 Вт) воздух из колбы удаляют (вакуумные лампы); остальные для повышения температуры тела накала (т.е. увеличения световой отдачи) наполняют инертным газом - криптоном или аргоном (газополные лампы). По форме вольфрамовой нити лампы накаливания бывают моно- и биспиральные. Последние имеют толстую на вид нить в форме дуги или полукольца, свёрнутую из другой, более тонкой спирали. Биспиральные лампы характеризуются большей яркостью и меньшими габаритными размерами баллона по сравнению с моноспиральными той же мощности. Примеры исполнения ламп накаливания приведены на рисунке.
Лампы накаливания: 1 - газополная аргоновая; 2 - газополная криптоновая; 3 - лампа в форме свечи (применяют в люстрах и настенных светильниках); 4 - автомобильная двухконтактная; 5 - автомобильная одноконтактная (применяют также в ёлочных гирляндах).
Средняя продолжительность горения лампы накаливания при расчётном напряжении составляет 1000 часов. Лампы очень чувствительны даже к относительно небольшим повышениям напряжения. Так, например, при повышении напряжения на 6% по отношению к номинальному срок службы лампы снижается вдвое. По этой причине лампы накаливания, освещающие лестничные клетки, довольно часто перегорают, т.к. ночью электросеть мало нагружена и напряжение повышено. На выпускаемых в последнее время лампах указывают не одно (номинальное) значение напряжения (127 или 220 В), а диапазон напряжений (125-135, 215-225, 220-230, 230-240 В). В пределах указанного диапазона лампа хорошо светит и достаточно долговечна. Значение напряжения, лежащее примерно в середине диапазона, является номинальным. Необходимость в нескольких диапазонах объясняется тем, что рабочее напряжение в сети всегда отличается от номинального: ближе к источнику электропитания напряжение выше, вдали от источника - ниже. Поэтому, чтобы лампы и хорошо светили, и не перегорали преждевременно, нужно правильно выбрать необходимый диапазон. В частности, при номинальном напряжении 220 В в квартирах должны быть лампы на 215-225 В, на лестничных клетках - на 230-240 В.
Для обозначения осветительных ламп накаливания общего пользования используют буквы: В - вакуумная, Г - моноспиральная аргоновая, Б - биспиральная аргоновая, БК - биспиральная криптоновая. За буквами следуют две группы цифр, которые указывают диапазон напряжений (или номинальное напряжение) и мощность лампы. Пример: В 220-230-25 - вакуумная лампа, диапазон напряжений 220-230 В, мощность 25 Вт.
Лампу накаливания надо ввинчивать в патрон плотно, во избежание мигания и перегрева из-за плохого контакта.
8. Люминесцентная лампа
Разновидность газоразрядных источников света, в которых используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда в газе (обычно - в аргоне и парах ртути). Люминесцентные лампы выпускают мощностью от 8 до 150 Вт и различают в зависимости от состава люминофора по оттенкам свечения: ЛД - дневного света, ЛБ - белого света, ЛХБ - холодно-белого света, ЛТБ - тёпло-белого света. Кроме того, создана серия ламп с улучшенной цветопередачей: ЛЕЦ, ЛТБЦ и ЛДЦ (соответственно естественного, тёпло-белого и дневного света с улучшенной цветопередачей). Стоящие после буквенных обозначений цифры указывают мощность лампы в Вт. Например, ЛХБ-20 означает люминесцентная холодно-белая мощностью 20 Вт.
По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы более экономичны, т.к. имеют в 7-8 раз большую световую отдачу, обладают большим сроком службы (несколько тысяч часов) и дают мягкий рассеянный свет, меньше слепящий глаза и вызывающий меньшее утомление зрения. Свет люминесцентных ламп (особенно типа ЛЕЦ, ЛДЦ) похож на дневной и позволяет различать цвета точно так же, как и при естественном освещении.
К недостаткам люминесцентных ламп следует отнести их относительную громоздкость, необходимость в специальном пускорегулирующем аппарате (ПРА), чувствительность к температуре окружающего воздуха (при температуре ниже + 10 °С лампа может не зажечься) и наличие стробоскопического эффекта. Последний вызывается частыми (100 раз в секунду) неуловимыми для глаз миганиями люминесцентной лампы в такт с колебаниями переменного тока в осветительной сети, что может привести к искажению действительной картины движения освещаемых предметов.
Сущность стробоскопического эффекта состоит в следующем. Пусть вращающийся предмет, например шпиндель токарного станка, за время между двумя последовательными вспышками лампы успевает сделать полный оборот или целое число оборотов. Значит, при каждой очередной её вспышке наблюдатель будет видеть шпиндель в одном и том же положении, т.е. как бы неподвижным. Если же вращающийся предмет за время между вспышками сделает немного больше (меньше) полного оборота, то наблюдателю будет казаться, что вращение происходит в сторону истинного перемещения (в обратную сторону), но значительно медленнее, чем на самом деле. Стробоскопический эффект имеет много полезных применений, однако он может быть чрезвычайно опасен, в частности в школьных мастерских.
При неправильном включении (без защитных конденсаторов) люминесцентные лампы являются также источниками помех для радиоприёмников и телевизоров. Несмотря на эти недостатки, люминесцентная лампа - один из наиболее совершенных источников света. В быту находят всё более широкое применение главным образом лампы мощностью от 13 до 65 Вт в настенных и настольных светильниках, люстрах.
Внешний вид люминесцентных ламп приведён на рис. 1. По форме они бывают прямыми, кольцевыми, U-, W-образными и т.д., и эти названия нашли отражение в старых обозначениях светильников для люминесцентных ламп. В настоящее время все лампы, кроме прямых, называют фигурными. Упрощённая схема включения люминесцентной лампы в сеть дана на рис. 2. При замыкании выключателя SA в стартёре E1 (небольшая неоновая лампочка) возникает чуть заметный тлеющий разряд, под действием которого разогреваются электроды стартёра. Один из электродов - биметаллический; разогреваясь, он изгибается и касается другого электрода. В результате ток в цепи значительно увеличивается, а разряд в стартёре гаснет. Увеличившийся ток разогревает электроды 2 люминесцентной лампы, и они начинают испускать электроны (это подготовка к зажиганию лампы). Электроды стартёра тем временем остывают, биметаллическая пластина распрямляется и, наконец, между этими электродами образуется зазор; сила тока в цепи резко уменьшается, а в дросселе LL1 возникает кратковременное значительное напряжение (напряжение самоиндукции), препятствующее уменьшению этого тока. Складываясь с напряжением сети, напряжение самоиндукции создаёт в лампе импульс напряжения, достаточный для возникновения электрического разряда в газе (сначала в аргоне, а затем - после разогрева лампы - в парах ртути). Когда лампа горит, напряжение на её электродах(и, следовательно, на электродах стартёра, который присоединён параллельно лампе) ниже напряжения сети на величину эдс самоиндукции, возникающей в дросселе при зажигании лампы. Таким образом, назначение дросселя, кроме зажигания люминесцентной лампы, состоит ещё и в том, что он препятствует неограниченному возрастанию тока разряда (в отсутствие дросселя возрастание тока привело бы либо к разрушению лампы, либо к перегоранию предохранителей в квартирной электросети). Конденсатор С1 в цепи стартёра служит для подавления радиопомех, конденсатор С2 - для повышения коэффициента мощности cosφ (см. статью 1. Электромонтажник).
Рис. 1. Внешний вид люминесцентных ламп: а - прямых; б - фигурных (кольцевые, U-образные, W-образные).
Рис. 2. Упрощённая схема включения люминесцентной лампы в сеть переменного тока.
Стробоскопический эффект может быть почти полностью устранён парным включением ламп (рис. 3), при котором одна из них включается через дополнительный конденсатор большой ёмкости СЗ (до 2,5 мкФ). С помощью этого конденсатора между токами в лампах создаётся сдвиг по фазе. В результате, когда одна лампа пригасает, другая горит максимально ярко и освещённость выравнивается. Подобная схема включения применяется в выпускаемых промышленностью двухламповых светильниках, но может быть выполнена и в домашних условиях.
Рис. 3. Принципиальная схема включения двух люминесцентных ламп в сеть однофазного переменного тока: H1 и H2 - люминесцентные лампы; E1 и E2 - стартёры; С1 и С2- конденсаторы, встроенные в стартёры, для подавления радиопомех; С3 - балластный конденсатор для создания сдвига фаз между токами в лампах; LL1 и LL2 - дроссели; R1 - разрядный резистор; SA1 - выключатель; I, I1, и I2 - токи соответственно в сети, первой и второй лампах; Uc - напряжение сети.
8.1. Замена люминесцентной лампы и стартёра
Рассеиватель 2 (рис. 4, а) установлен на отбортованном основании 3, закреплён винтом 1 и съёмной крышкой 4. На рис. 4, б рассеиватель и лампа 13 сняты и видно, что на основании укреплены: патрон 12 для лампы, в который вставлен также стартёр 11, ПРА 10, конденсатор 9, колодка 8 для присоединения светильника к сети и пружинный ламподержатель 6. Лампа закреплена перемычкой 14, которая привинчена к патрону винтом 15. На рис. 4, д видны четыре гнезда 16 для лампы и два гнезда 17 для стартёра. Лампа 13 показана отдельно на рис. 4, в. Для выводов от ПРА служат зажимы (рис. 4, л). Винтами 18 присоединяют внешние провода; внутренние провода припаивают к перьям (лепесткам) 19. В отверстия в перьях вводят, а затем припаивают облуженные концы проводов. Элементы светильника соединяют по схеме рис. 4, ж. Провода от сети вводят через отверстия 7 и присоединяют к зажимам (рис. 4, е). Отверстия в колодке служат: 20 - для ввода проводов, 21 - для отвёртки, 22 - для крепления светильника к основанию. Провода зажимают между пластинами 25 и 26. Пластины 26 имеют насечку и отверстия с резьбой для винтов 23. На винты надеты пружинящие (разрезные) шайбы 24. Для крепления к стене служат отверстия 5.
Рис. 4. Настенный светильник с U-образной люминесцентной лампой: а - общий вид; б - расположение элементов люминесцентной лампы; в - устройство U-образной лампы; г - расположение выводов от ПРА; д - установка лампы и стартёра; е - устройство элементов крепления; ж - соединение элементов светильника и их включение в сеть.
Замена лампы. Чтобы заменить лампу, надо: а) отвинтить винт 1 и снять рассеиватель; б) отвинтить винт 15 и освободить перемычку 14; в) освободить лампу от ламподержателя 6 и вынуть её из патрона 12; г) снять перемычку 14 и переставить её на новую лампу; д) вставить новую лампу в патрон, закрепить перемычку и установить пружинный ламподержатель 6; е) поставить рассеиватель 2 и привинтить его винтом 1.
Примечание. Погасание люминесцентной лампы далеко не всегда говорит о её повреждении. Причина может быть в неисправности ПРА, конденсатора или стартёра.
Замена стартёра. Признак неисправности стартёра - вспышки концов лампы. Чехол стартёра изнутри изолирован конденсаторной бумагой и прикреплён к основанию 29 из изолирующего материала. В основание вставлены два штифта 30. К ним припаяны выводы неоновой лампочки 27 с биметаллическим контактом и конденсатора 28 для подавления радиопомех. Чтобы заменить стартёр, надо вынуть его из гнёзд 17 патрона 12, а затем вставить в них новый стартёр.
9. Микроволновая печь
Сверхвысокочастотная печь, СВЧ-печь. В домашних условиях используется для быстрого приготовления пищи, подогревания готовых блюд и размораживания продуктов. В отличие от газовых плит, электрических плит, жарочных шкафов (электродуховок, грилей), в микроволновой печи тепловая обработка продуктов происходит за счёт поглощения ими энергии электромагнитных колебаний сверхвысоких частот (СВЧ-волн), генерируемых магнетроном. Рабочая камера микроволновой печи устроена таким образом, что генерируемые магнетроном СВЧ волны свободно распространяются во всём объёме камеры, многократно отражаясь от стенок и дна её, со всех сторон проникают в обрабатываемый продукт и равномерно прогревают его. Используемый в микроволновой печи принцип нагрева обеспечивает высокие вкусовые качества блюд, полностью сохраняет витамины, исключает пригорание, продукты меньше обезвоживаются, не увариваются и не ужариваются. Кроме того, специфика приготовления пищи в микроволновой печи позволяет значительно сократить применение жиров, что крайне важно при диетическом питании. Времени на приготовление различных блюд с помощью микроволновой печи уходит в 4...8 раз меньше, чем при готовке, например, на газовой плите. При этом ни сама печь, ни окружающее её пространство не нагреваются, при работе печи не выделяются никакие продукты сгорания или запахи - воздух в кухне остаётся всегда чистым.
Для приготовления пищи в микроволновой печи годится любая посуда - из стекла, фарфора, фаянса, пластмассы и даже бумаги, но только не металлическая. Запрещается пользоваться не только металлической посудой, но даже посудой с металлическим украшением, например в виде золотых ободков на тарелках или чашках. Разогревать еду можно непосредственно на тарелках перед подачей на стол. Некоторые виды продуктов обрабатывают в закрытой стеклянной посуде, чтобы предотвратить выкипание пищи и загрязнение стенок печи. Во избежание взрыва или бурного закипания не следует помещать в печь продукты в герметичной упаковке, например бутылочку с детским питанием, плотно закрытую винтовой пластмассовой крышкой или соской.
Красивое оформление передней стенки печи и декоративное покрытие остальных её стенок хорошо сочетаются с современной кухонной мебелью. При установке печи необходимо проследить, чтобы между её дном и поверхностью стола, на котором она стоит, не было металлических предметов. Для нормальной работы печи следует обеспечить доступ воздуха к передней, нижней и задней стенкам кожуха. Расстояние от задней стенки кожуха до ближайшего предмета должно быть не менее 2,5 см.
Из микроволновых печей, выпускаемых отечественной промышленностью, неплохо зарекомендовала себя модель «Электроника-ЗС». Эта печь предназначена для работы от сети напряжением 220 В. Потребляемая мощность не более 1,32 кВт. Габаритные размеры 600х405х421 мм. Продолжительность работы печи «Электроника-ЗС» (до 25 мин) устанавливается при помощи реле времени (таймера) в зависимости от времени, требуемого на приготовление того или иного блюда. По истечении заданного промежутка времени печь автоматически выключается
Безопасность работы с микроволновой печью обеспечивается автоматической системой блокировки, мгновенно останавливающей печь (прекращающей работу генератора СВЧ волн) при открывании дверцы рабочей камеры. Пользуясь микроволновой печью, следует строго соблюдать правила, указанные в руководстве по её эксплуатации. Нельзя, например, включать пустую печь; минимальная загрузка - стакан жидкости (чая, молока и т.д.). При любых повреждениях печи следует обращаться в соответствующее ателье по ремонту, устранять неисправности должен только специалист. Следует также иметь в виду, что микроволновая печь не является универсальным прибором для приготовления пищи, она - полезное дополнение к газовой или электроплите, но не их замена.
10. Морозильник бытовой
Предназначен для быстрого замораживания свежих пищевых продуктов и их длительного хранения в домашних условиях. По устройству и принципу действия является аналогом обычного компрессионного холодильника, отличается от него большей холодопроизводительностью (в режиме замораживания обеспечивает понижение температуры в морозильной камере до –24 °С) и тем, что температура во всех точках его камеры практически одинакова - не выше –18 °С (режим хранения). При этой температуре наилучшим образом сохраняются питательные и вкусовые качества многих пищевых продуктов (см. таблицу) при почти полном сохранении их витаминного состава.
Ориентировочные сроки хранения некоторых продуктов в замороженном виде без снижения их качества
| Продукты | Продолжительность хранения (в месяцах) | |
| при -12 °С | при -18 °С | |
| Говядина | 3 | 12 |
| Свинина | 3 | 8 |
| Окорок | 2 | 6 |
| Птица | 3 | 8 |
| Рыба нежирная | 1 | 4 |
| Рыба жирная | 0,5.. 1 | 3 |
| Овощи | 1 | 10 |
| Ягоды и фрукты | 0,5 | 10...12 |
| Грибы | 1 | 10...12 |
| Молочные продукты (масло, творог, сметана) | 1 | 5 |
Морозильники выпускают, как правило, однокамерные в виде шкафа или стола. Максимальное значение достигаемой в камере минусовой температуры обозначают обычно на дверце или панели управления звёздочками или снежинками: три малые звёздочки (снежинки) означают, что в камере морозильника гарантируется температура не выше –18 °С, а большая (иногда иного цвета) звёздочка (снежинка) означает, что в режиме замораживания температура в камере понижается до –24 °С. Если морозильник почему-либо перестал работать (например, временно прекратилась подача электроэнергии), то при закрытой дверце температура в его камере остаётся в течение 15...20 часов достаточной для хранения продуктов.
Хранить продукты в морозильнике лучше всего в плотно закрытой посуде, либо тщательно упакованными в полиэтиленовые мешочки или завёрнутыми в фольгу мелкими порциями, не допуская многократного их размораживания и замораживания, т.к. это заметно ухудшает качество сохраняемых продуктов. Кроме того, мелкая расфасовка позволяет более полно использовать полезный объём камеры. Если камера заполнена лишь частично, условия хранения ухудшаются: чем меньше загрузка камеры, тем больше колебания температуры при цикличной работе холодильного агрегата. Об этом следует помнить и не доводить сроки хранения продуктов до предельных значений, указанных в таблице.
В процессе эксплуатации морозильника на стенках испарителя (в камере) образуется снежный покров - «снеговая шуба», что приводит к увеличению продолжительности работы холодильного агрегата, неэкономному расходованию электроэнергии (при «снеговой шубе» толщиной в 1 см потребление электроэнергии увеличивается вдвое) и более скорому износу морозильника. Снежный покров рекомендуется удалять 1-2 раза в год, приурочивая ко времени, когда в морозильнике мало продуктов. Чтобы замедлить образование «снеговой шубы», продукты, помещаемые в морозильник, следует упаковывать во влагонепроницаемую тару и свести до минимума время, в течение которого дверца морозильника остаётся открытой.
Долговечность и бесперебойность работы морозильника во многом зависят от правильной его установки и эксплуатации. Устанавливать морозильник лучше всего в неотапливаемом углу кухни (или иного помещения), недоступном для солнечных лучей, подальше от плиты, батареи отопления и раковины (мойки). Запрещается устанавливать морозильник на токопроводящем полу (каменном, металлическом, земляном) без электроизоляционных подкладок во избежание поражения электрическим током при случайном повреждении изоляции внутри морозильника. Температура воздуха в помещении, где установлен морозильник, должна быть в пределах 15...35 °С; относительная влажность - не выше 80%. Между задней стенкой морозильника и стеной помещения необходимо оставить небольшой зазор: это улучшает теплоотвод от конденсатора и предотвращает возможность появления дополнительного шума. Морозильник необходимо отключать от сети при размораживании и уборке, перемещении на другое место и мытье пола под ним, Нельзя одновременно прикасаться к морозильнику и устройствам, имеющим естественное «заземление» (газовые плиты, радиаторы отопления, водопроводные краны и т.п.). При появлении признаков замыкания электросети на корпус морозильника (пощипывание при касании к его металлическим частям) надо немедленно отключить морозильник и вызвать механика обслуживающей организации.
11. Патрон электрический
Электроустановочное устройство для крепления лампы накаливания и подключения её к электросети. Различают патроны резьбовые и байонетные.
Рис. 1. Патроны для ламп накаливания: а - резьбовые для лампе цоколем Е27 и Е14; б, в - байонетные с одним и двумя подвижными контактами соответственно; 1 и 2 - свинчивающиеся части патрона; 3 - вкладыш с контактами 4 и 5 (пружинный); 6 - центральный контакт цоколя; 7 - гильза цоколя.
Резьбовые патроны (рис. 1, а), используемые в квартирах, выпускают с резьбой диаметром 27 мм для обычных ламп накаливания (цоколь Е27) и резьбой диаметром 14 мм (старое название «Миньон») для ламп относительно небольшой мощности (цоколь Е14), по форме напоминающих свечи. Существуют также патроны с резьбой диаметром 40 мм (старое название «Голиаф») для ламп большой мощности (от 0,5 кВт); в квартирах не применяют.
Байонетные патроны (старое название «Сван») предназначены в основном для автомобильных, железнодорожных и др. ламп, работающих в условиях вибрации и тряски. В доме такие патроны (рис. 1, б и в) можно увидеть в швейных электрических машинах, диапроекторах, ёлочных гирляндах и т.п.
Замена патронов в светильниках
Присоединение проводов. Разъединяют части 1 и 2 патрона (рис. 2, а) и извлекают вкладыш 3. Пропускают провода 4 через отверстие 5, делают колечки 6 и 7 и присоединяют их винтами 8 и 9.
Рис. 2. Монтаж патронов: а - разъединение частей патрона и последовательность монтажных операций; б и в - замена патронов в люстрах, бра и т.п., а также в светильниках с люминесцентными лампами.
Крепление патрона к светильнику (рис. 2, б). К трубке 11 (в которой внутри светильника проложены провода) патрон прикрепляют при помощи ниппеля 10 (небольшой трубочки с бортиком и резьбой). Патроны люстр, бра и т.п. монтируют на заводе-изготовителе. Выводы от патронов присоединяют к зажимам колодки 12 (рис. 2, в). Через них светильник соединяют с электросетью.
12. Предохранитель электрический
Служит для электрической защиты от перегрузок и коротких замыканий (см. 1. Электромонтажник). Наиболее часто употребляют плавкие предохранители. В таком предохранителе ток проходит через проволочку из легкоплавкого металла (плавкую вставку), рассчитанную на определённый максимальный ток. При недопустимо большом токе проволочка расплавляется, электрическая цепь разрывается и неисправный или перегруженный током участок сети либо неисправный прибор оказываются обесточенными. Плавкий предохранитель (устанавливаемый на квартирном распределительном щитке) обычно состоит из корпуса (патрона) и ввинченной в него фарфоровой пробки с плавкой вставкой, рассчитанной на силу тока 6, 10 и более ампер (указывается на крышке пробки). При перегорании пробки следует сначала устранить неисправность или перегрузку в сети и только потом заменить пробку запасной, рассчитанной на тот же ток.
Существует несколько типов плавких предохранителей.
Плавкий предохранитель с задним присоединением проводов (рис., а) монтируют на щитке из изоляционного материала. Вводные шпильки 1 проходят через отверстие в щитке. Щитки с такими предохранителями можно ещё встретить в старых домах.
Плавкие предохранители: а - с задним присоединением проводов; б - однополюсный с контактными винтами; в - неразборная пробка; г- с разборными пробками и контактными винтами на 6, 10 и 20 А; д - с контрольными гильзами, разборными пробками и сменными плавкими вставками; е - головка со вставленной сменной вставкой, ввинченной в предохранитель; ж - со сменной плавкой вставкой и контрольной фарфоровой гильзой.
Однополюсный резьбовой предохранитель с контактными винтами и передним присоединением проводов (рис., б): пластины 5 и 6 укрепляют на фарфоровое основание 7. Пластина 5 соединена с резьбовой гильзой 4; в пластину 6 ввинчен контактный винт 8. Пластмассовый чехол 3 укрепляется на предохранителе при ввинчивании кольца 2. Роль контактного винта состоит в следующем. Каждому сечению проводов соответствуют вполне определённые предохранители, иначе они не обеспечат соответствующей защиты. Контактные винты исключают применение пробок на ток больший, чем допустимо. На рис., г слева направо показаны три предохранителя с пробками и контактными винтами на токи 6, 10, 20 А. Чем больше допустимый ток, тем короче пробка, а контактный винт длиннее. Справа на рис., г в предохранитель с контактным винтом на 6 А попытались ввернуть пробку на 20 А, но она до контактного винта не достала. Так и было задумано конструктором, чтобы предупредить возможную ошибку.
Неразборная пробка (рис., в): детали 10 и 11 соединены калиброванной проволокой 9. Если такая пробка перегорает, то её нужно выбрасывать, т.к. правильно перезарядить пробку в домашних условиях невозможно. Поэтому предохранители с неразборными пробками были заменены предохранителями с разборными пробками со сменными плавкими вставками заводского изготовления.
Предохранители с контрольными гильзами (рис., д) комплектуются разборными пробками со сменными плавкими вставками заводского изготовления: пробки первого исполнения - 6,3 и 10 А; пробки второго исполнения - на 6,3; 10; 16 и 20 А. В головку предохранителя 12 свободно вставляется вставка - фарфоровая или стеклянная трубка 13, которая заканчивается металлическими деталями 14 и 15; внутри трубки они соединены калиброванной проволокой 9. Головка вместе со вставкой ввинчивается в предохранитель (рис., е).
В современных плавких предохранителях роль контактного винта играет контрольная фарфоровая гильза 16 (рис., ж) с отверстием в центре. Диаметры отверстия таковы, что в них входят только определённые вставки на 6, 10 или 20 А, так, например, 20-амперная вставка не войдёт в отверстие, предназначенное для 10-амперной вставки.
При коротком замыкании пробка плавкого предохранителя перегорает достаточно быстро и в этом, наиболее опасном, случае является простой и надёжной защитой. Но при перегрузках, когда ток не очень сильно превышен, предохранители далеко не всегда выполняют роль защитного аппарата. Например, при перегрузках до 30% пробки вообще не перегорают, хотя срок службы проводки заметно сокращается. При больших перегрузках (50...70%) время перегорания настолько велико (минуты, десятки минут), что изоляция перегруженных проводов успевает сильно перегреться. Другим недостатком пробок и плавких вставок предохранителей является их повреждаемость. После перегорания неразборной пробки (или плавкой вставки разборной) её надо заменять, а запасные пробки (плавкие вставки), калиброванные на необходимый ток, не всегда есть. Замена же пробок (вставок) на другой ток нарушает избирательность защиты, что совершенно недопустимо. Более удобны в использовании автоматические выключатели, в которых вместо плавкой вставки имеется реле, срабатывающее при больших токах.
13. Провода, кабели, шнуры
Электрические провода различаются материалом токопроводящих жил (обычно медь, алюминий, алюмомедь), их поперечным сечением (от долей до сотен квадратных мм), числом жил (одно- и многожильные), изоляцией (резина, бумага, пряжа, пластмасса), оболочками (резина, пластмасса, металл) и т.п. Такое разнообразие определяется многими факторами: назначением провода, условиями прокладки, напряжением сети, силой тока и др.
Рис. 1. Конструктивные схемы проводов: а - в - с однопроволочными жилами; г - с многопроволочными жилами и трёхжильного (внизу); д (сверху вниз) - четырёхжильного с несущим тросом, двухжильного с металлической оболочкой (фальцованного), трёхжильных плоских с разделительным основанием и без разделительного основания. Жилы: 1 - медные; 2 - алюминиевые; 3 - алюмомедные. Изоляция: 4 - резиновая; 5 - пластмассовая поливинилхлоридная (ПВХ); 6 - оплётка из хлопчатобумажной пряжи, пропитанная противогнилостным составом; 7 - металлический (стальной) трос; 8 - металлическая (например, латунная) оболочка; 9 - разделительное основание.
Рис. 2. Установочные провода: а - е - круглые; ж - к - плоские; 1 - жила; 2 - резиновая изоляция; 3 - оплётка из хлопчатобумажной ткани; 4 - ПВХ-оболочка; 5 - ПВХ-изоляция; 6 - резиновая изоляция, допускающая воздействие химически активной окружающей среды, дезинфицирующих веществ и аэрозолей; 7 - негорючая резиновая оболочка; 8 - прорезиненная тканевая лента; 9 - металлическая оболочка (свинец, латунь); 10 - оболочка, пропитанная противогнилостным составом; 11 - разделительное основание; 12 - метка на одном из проводов.
Конструктивные схемы проводов приведены на рис. 1. Номинальное рабочее напряжение проводов, применяющихся в жилых зданиях, - 660, 380 и 220 В. Поперечные сечения жил (в мм2) в жилых зданиях (в числителе - площадь поперечного сечения медных жил, в знаменателе - алюминиевых и алюмо-медных): 1/2,5 - линии групповой и распределительных сетей; 2,5/4,0 - линии до квартирных щитков и к расчётным счётчикам; 4,0/6,0 - питающая сеть и стояки. Круглые установочные провода (рис. 2) применяют для монтажа силовых и осветительных сетей. Витые провода ПРД и ПРВД в квартирах монтируют на роликах. Провода ПВ-1, ПВ-2, ПВ-3 и ПВ-4 прокладывают в пустотных каналах несгораемых строительных конструкций, ПРИ и АПРИ - в сухих и сырых помещениях, АПВ и АМПВ (алюмомедная жила) с двухслойной поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией - в трубах и пустотных каналах несгораемых строительных конструкций. Трубчатые провода ПРФ и АП РФ монтируют открыто в сухих помещениях непосредственно по несгораемым и трудносгораемым конструкциям. Провода ПРТО и АПРТО прокладывают в несгораемых трубах. Нагревостойкие провода ПРКА предназначены для фиксированного монтажа внутри осветительной арматуры, электроплит и др. нагревательных приборов. Проводами с несущим тросом APT и АВТ выполняют наружные вводы в жилые дома и хозяйственные постройки. Плоские установочные провода ППВ, АППВ применяют для неподвижной прокладки по стенам, перегородкам и перекрытиям (но не на чердаках!), покрытым сухой гипсовой или мокрой штукатуркой, а также по несгораемым стенам и перегородкам непосредственно поверх обоев или под ними; скрыто прокладывают их под штукатуркой, а также в трубах и пустотных каналах несгораемых строительных конструкций.
Кабели (рис. 3) применяют в сырых помещениях. Условия прокладки: НРГ (медные жилы) и АНРГ (алюминиевые жилы) - внутри помещений и в каналах при отсутствии механических воздействий на кабель; СРГ (медные жилы) и АСРГ (алюминиевые жилы) - внутри помещений, не подверженных вибрации, в среде, нейтральной по отношению к свинцу; ВВГ (медные жилы) и АВВГ (алюминиевые жилы) - на открытом воздухе, при температуре от -50 до +50 °С, но кабель должен быть защищён от прямых солнечных лучей. Четырёхжильными силовыми кабелями сравнительно большого сечения соединяют трансформаторную подстанцию с вводно-распределительным устройством дома и вводно-распределительное устройство со стояками лестничных клеток.
Рис. 3. Кабели: 1 - медные или алюминиевые жилы; 2 - резиновая изоляция; 3 - маслостойкая не распространяющая горение резиновая оболочка; 4 - свинцовая оболочка; 5 - ПВХ- изоляция; 6 - ПВХ-оболочка.
Соединительные шнуры для бытовых электроприборов и светильников представляют собой две или более изолированные жилы сечением до 1,5 мм2, скрученные или уложенные параллельно. Поверх жил в зависимости от условий эксплуатации могут быть неметаллическая оболочка или защитные покровы. Двухжильные шнуры применяют, если корпус прибора (светильника) не требует защитного зануления. Если зануление требуется, то пользуются трёхжильным шнуром.
14. Светильники
Предназначены для создания искусственного освещения в квартире, являются важным элементом её интерьера (см. также статью 1. Архитектор-дизайнер). Источниками света в бытовых светильниках служат лампы накаливания или люминесцентные лампы.
Некоторые выпускаемые промышленностью светильники имеют собственные наименования, например «Орфей», «Альфа», «Сервис 55». В большинстве случаев современные светильники маркируются буквами и следующими за ними цифрами. Первая буква в обозначении светильников указывает на используемый источник света: Н - лампа накаливания, Л или Ф - люминесцентная лампа, соответственно прямая или фигурная (кольцевая, U-образная, W-образная); вторая буква - на способ установки светильника: С - подвесной (свисающий), Н - настольный, Б - настенный (бра), Т - напольный (торшер), В - встроенный (например, в кухонную мебель), П - потолочный; третья буква - на назначение светильника, в частности бытовые обозначают буквой Б. За буквами следуют цифры, среди которых важнейшие для потребителя - число ламп и их мощность (остальные цифры имеют значение только для изготовителей). Примеры: НСБ 6x40 - светильник с лампами накаливания, подвесной, бытовой, содержащий 6 ламп мощностью 40 Вт каждая; ЛПБ 2x18 - бытовой потолочный светильник с двумя прямыми люминесцентными лампами мощностью по 18 Вт; ФСБ 32 + 22 - бытовой подвесной светильник с двумя фигурными люминесцентными лампами мощностью 32 и 22 Вт.
Рис. 1. Примеры исполнения светильников: а - потолочный (плафон) с люминесцентными лампами; б - подвесной (люстра) с лампами накаливания; в - настенный (бра) с лампами накаливания; г - настенный с люминесцентной лампой; д - настольный с выключателем 1 в основании; е - напольный (торшер) с выключателем 2 на шнуре.
Рис. 2. Пример светильников, образующих гарнитур: 1 - настольный; 2 - подвесной; 3 - напольный (торшер).
Внешнее исполнение некоторых светильников приведено на рис. 1. Выпускают также гарнитуры - комплекты светильников, различных по способу установки и назначению (общего, местного, комбинированного освещения), предназначенных для одного помещения. Все светильники, входящие в гарнитур, связаны между собой единством дизайна (рис. 2).
14.1. Монтаж люстр и светильников с люминесцентными лампами
Люстра (рис. 3, а) подвешивается на изолированном крюке 1 (рис. 3, б); изоляция крюка или ушка 2 обязательна. Ушко держится отбортовкой полого стержня 6. Внутри стержня проходят провода, они заканчиваются колодкой с зажимами 4 для присоединения проводов от сети. Крюк, ушко и колодка закрыты деталью 3, закреплённой кольцом 5. Если стержень 11 вывинтить из скобы 10, то снимается деталь 8 и будут видны крепления полых трубок 6 и 12 к крышке 7 и соединения 9 проводов. Провода скручены, пропаяны и изолированы изоляционной лентой либо упругими пластмассовыми колпачками.
Рис. 3. Монтаж люстр.
Деталь 13 надета на трубку 12, а затем навинчен патрон. Абажур 15, имеющий закраинки (которые входят в деталь 13), закреплён кольцом 14; оно навинчивается на патрон. Схема внутренних соединений в люстре показана на рис. 3, в.
Светильники с люминесцентными лампами. Внутренние соединения, так же как в люстрах, выполнены заводом-изготовителем медными проводами. Провода в светильниках с люминесцентными лампами имеют повышенную изоляцию. Дело в том, что в цепи люминесцентной лампы 100 раз в секунду возникают импульсы, напряжение которых значительно выше напряжения сети, - без этих импульсов лампа не зажжётся.
Важно понять, что внутренний монтаж светильников выполнен медными проводами, а квартирная электропроводка, как правило, алюминиевыми; соединять медные провода с алюминиевыми можно только через зажимы. Устройство такого зажима (его иногда называют люстровым) показано на рис. 3, в. Об исходных электрических схемах подключения светильников в квартирную сеть см. в статье 1. Электромонтажник.
15. Светорегулятор
Бесконтактное устройство, с помощью которого можно плавно регулировать мощность, потребляемую лампой накаливания, и тем самым изменять яркость её свечения от нескольких процентов по отношению к номинальной до практически полной (номинальной). Использование светорегулятора даёт возможность в любое время создавать в помещении комфортные световые условия и способствует экономии электроэнергии. Потери мощности в светорегуляторе не превосходят 1,5% от мощности присоединённой лампы; по сравнению с потерями при других способах регулирования (например, с помощью переменного резистора) они ничтожны, благодаря чему применение светорегуляторов весьма перспективно.
Различают светорегуляторы стационарные и переносные. Стационарный светорегулятор устанавливают вместо электрического выключателя. Увеличение или уменьшение яркости свечения лампы достигается поворотом ручки светорегулятора по часовой стрелке или против. Поворотом той же ручки до щелчка или её нажатием осуществляются включение и выключение лампы. Переносной светорегулятор имеет шнур с вилкой для включения в электрическую сеть, а также розетку для подключения светильника. Выпускаемые отечественной промышленностью светорегуляторы типа «Светон-300» (рис. 1) предназначены для использования в сетях переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В; они рассчитаны на мощность лампы от 60 до 300 Вт.
Рис. 1. Светорегулятор «Светон-300».
Схема включения лампы Н1 через светорегулятор Е1 приведена на рис. 2, а. Понижение напряжения, подводимого к лампе (по сравнению с номинальным), осуществляется за счёт «вырезания» части синусоидального напряжения светорегулятором (рис. 2, б). На рис. 2, в дан пример одного из исполнений стационарного светорегулятора. Он смонтирован в корпусе 2 и совмещён с механическим выключателем. Для регулирования яркости лампы ручку 1 поворачивают, а для включения или отключения лампы от сети - нажимают, причём включение (отключение) возможно при любом положении ручки. Такие светорегуляторы предназначены для скрытой установки в универсальных монтажных коробках. На рис. 2, г приведена схема конструкции светорегулятора с сенсорным (от английского слова sensory - «чувствительный») приводом к выключателю. В корпусе 5 собрано электронное устройство, срабатывающее при прикосновении пальцем к металлической пластине 4: после первого прикосновения лампа включается, после второго - гаснет. Яркость лампы регулируют вращением обоймы 3. Существует и другой способ регулирования яркости - за счёт изменения продолжительности касания.
Рис. 2. Светорегулятор: а - схема включения лампы в сеть через светорегулятор; б - осциллограммы сетевого напряжения и напряжения, подводимого от светорегулятора к лампе; схемы конструкции светорегуляторов, совмещённых с выключателями - механическим (в) и сенсорным (г).
16. Соединения электрические
Электромонтажные операции или устройства, обеспечивающие надёжней контакт между различными участками электрической цепи. Соединения бывают неразборные и разборные. Неразборные соединения осуществляют пайкой, сваркой и опрессовкой. Провода с медными жилами часто соединяют (сращивают) путём их скручивания. Разборные соединения выполняют с помощью зажимов или разъёмных соединителей (разъёмов). Зажимы современных электроустановочных устройств пригодны для присоединения как медных, так и (что очень важно) алюминиевых проводников. Последние имеют существенный недостаток: они «текут» при неравномерном контактном нажатии, вследствие чего, если не принять должных мер, провод выдавливается из зажима. Чтобы этого не случилось, под винт 1 (см. рис.) для присоединения провода 5 подкладывают скобу 4 с загнутыми краями, обычную шайбу 2 и разрезную шайбу 3, которая поддерживает постоянство контактного нажатия со стороны винта. Разъёмные соединения состоят из двух частей: гнездовой (розетки) и штыревой (вилки). В быту повсеместно применяют разъёмные штепсельные соединения. В устройствах автоматики, телемеханики и радиоэлектроники широкое распространение получили многоконтактные разъёмы. Элементы цепей ряда бытовых электроприборов также соединяют с помощью разъёмов.
Устройство зажима для присоединения алюминиевого провода.
В домашних условиях включение и отключение электроприёмников осуществляются, как правило, не разъёмными соединениями, а коммутирующими контактами выключателей и переключателей; использование разъёмных соединений для непосредственного включения и отключения допускается для бытовых электроприборов сравнительно небольшой мощности (например, электрокипятильников, электроутюгов).
17. Стабилизатор напряжения
Устройство, включаемое между электросетью и нагрузкой для автоматического поддержания в заданном пределе напряжения на нагрузке (в домашних условиях - в различных бытовых приборах, аудио- и видеоаппаратуре) при случайном изменении напряжения сети в некоторых пределах (обычно ±20% от номинального значения). Изменения напряжения, в частности, неблагоприятно сказываются на работе телевизоров и др. радиоаппаратуры: при пониженном напряжении телевизор работает плохо, а при повышенном срок его службы значительно сокращается. В домах, где сечение проводов недостаточно, напряжение заметно изменяется в течение дня в зависимости от числа включаемых и отключаемых потребителей: днём лампы горят ярко, т.к. потребителей мало (напряжение повышено), вечером - тускло, т.к. сеть перегружена (напряжение понижено).
Ферромагнитный стабилизатор напряжения: а - схема устройства; б - графики, поясняющие принцип стабилизации.
В быту наибольшее распространение получили ферромагнитные и более экономичные феррорезонансные стабилизаторы напряжения, действие которых основано на использовании явления магнитного насыщения ферромагнитного сердечника трансформатора кли дросселя. На стальные сердечники 1 и 2 (см. рис., а) ферромагнитного стабилизатора навиты две пары обмоток: первичные 3 и 4, на которые подаётся напряжение сети U, и вторичные 5 и 6, с которых напряжения U1 и U2 подаются на нагрузку. Обмотки 5 и 6 соединены встречно. Это значит, что к нагрузке (в данном случае к телевизору) подводится разность напряжений U2–U1. Сердечники по толщине неодинаковы: в сердечнике 2 стали много, в интервале значений напряжения U от 0 до 150 В он далёк от состояния магнитного насыщения, благодаря чему зависимость U1 от U носит практически линейный характер (рис., б, график U1) в сердечнике 1 стали мало, поэтому при напряжении U=70-80 В в нём заметно проявляется магнитное насыщение и зависимость U2 от U носит явно нелинейный характер (рис., б, график U2). Форма и ход кривых в интервале значений U от 100 до 150 В (примерно ±20% от номинального напряжения 127 В) таковы, что разность U2–U1 практически постоянна (рис., б, участок аб кривой U2-U1); в данном случае она равна 110 В.
Наряду с ферромагнитными и феррорезонансными стабилизаторами напряжения всё большее распространение получают электронные стабилизаторы (преимущественно на полупроводниковых приборах, реже - на электронных лампах и газоразрядные), в которых стабилизация осуществляется методом регулирования по отклонению от установленного уровня напряжения.
При выборе стабилизатора напряжения необходимо иметь в виду, что суммарная мощность потребителей энергии, подключённых к стабилизатору, не должна превышать мощности, на которую стабилизатор рассчитан.
18. Счетчик электрический
Измерительный прибор для учёта потребляемой электроэнергии. В быту применяют счётчики, рассчитанные на однофазное переменное напряжение 220 или 127 В частотой 50 Гц. В однофазном счётчике (см. рис.) алюминиевый диск 5 может вращаться вокруг оси О, с которой через червячную зубчатую передачу 3 связан счётный механизм 4 (показан отдельно на рис. б с цифрами, указывающими расход электроэнергии). Так как счётчик должен учитывать расход электроэнергии, а он пропорционален произведению тока нагрузки I, напряжения U, подведённого к нагрузке, и времени t, в течение которого нагрузка включена, то конструкция счётчика должна иметь элементы, автоматически перемножающие I, U и t. В общих чертах это достигается следующим образом. Диск счётчика вращается за счёт электромагнитных сил, которые создаются катушками 1 и 2. Первая катушка включается в сеть последовательно и создаёт силу, пропорциональную току I; вторая катушка - параллельно и создаёт силу, пропорциональную напряжению U. Поэтому частота вращения алюминиевого диска, расположенного между катушками, пропорциональна произведению IU. Если нагрузка равна нулю, диск неподвижен и показания счётчика не изменяются. При нагрузке диск вращается, причём тем быстрее, чем больше нагрузка. Время автоматически учитывается, потому что чем дольше вращается диск, тем больший путь совершается обоймами 6-10 счётного механизма, а на них написаны цифры, которые видны в окошечке на крышке счётчика. На обоймах написаны цифры 0, 1, 2, ..., 9. Обоймы закрыты щитком, и мы в его окошечках видим только по одной цифре на каждой из них. Допустим, что алюминиевый диск 5 счётчика начинает вращаться по стрелке, когда во всех окошечках видны нули. Наблюдая за счётчиком, мы увидим, как самый правый нуль поднимется и исчезнет, уступая место единице. Её сменит двойка и т.д. А когда вместо девятки в окошечке снова появится нуль, то в соседнем окошечке слева окажется единица. Таким образом, полному обороту первого диска, считая справа, соответствует 1/10 оборота второго диска, полному обороту второго - 1/10 оборота третьего и т.д.
Однофазный счётчик: а - конструкция и схема включения счётчика; б - кинематическая схема счётного механизма.
Число зубьев червячной и зубчатой передач подобрано таким образом, что счётчик отсчитывает, как правило, киловатт-часы (цифры в чёрных окошечках) и их доли (цифры в красном окошечке). На щитке счётчика написаны: а) обозначение, например для квартирных счётчиков СО-2, СО-5 и т.п., где буквы СО - счётчик однофазный; б) наименование единицы учёта электроэнергии, например киловатт-часы; в) номинальные напряжения, например 220 В, ток 5 А, частота 50 Гц, а также максимальный ток, при котором погрешность учёта не выходит из класса точности. Значения токов пишут в строчку, например 5-15 А, где 5 А - номинальный, а 15 А - максимальный ток. Если максимальный ток не указан, то счётчик допускает двойную нагрузку по сравнению с номинальным током; г) класс точности - арабские цифры в кружке (не показано); д) передаточное число, например 1 кВт ч - 1250 оборотов диска. Для удобства счёта числа оборотов на ребре диска сделана метка. Стрелка у прорези указывает направление вращения диска (слева направо), при котором показания счётного механизма увеличиваются.
18.1. Что можно определить по счётчику?
Прямое назначение счётчика - учитывать расход электроэнергии. Но, кроме того, наблюдая за работой счётчика, можно получить ещё ряд важных сведений.
1. Сколько израсходовано электроэнергии? Пусть 23 мая счётчик показывал 758,5, а 15 июня - 894,3. На щитке счётчика написано «киловатт-часы». Расход электроэнергии вычисляется вычитанием из более поздних показаний более ранних, а именно:
894,3-758,5 = 135,8 кВт ч.
Если на счётчике написано «гектоватт-часы», то число гектоватт-часов нужно разделить на 10, так как 1 кВт-ч = 10 гВт-ч.
2. Имеются ли в данный момент где-нибудь в квартире включённые лампы или электроприборы? Если диск счётчика вращается, значит имеются. Если неподвижен - всё выключено.
3. Какой мощности приборы сейчас включены? Пользуясь секундной стрелкой часов, определим, за сколько времени диск совершит, например, 40 оборотов. Это легко сделать, т.к. на диске имеется зачернённая полоска, которая отчётливо видна в окошечке всякий раз, когда диск заканчивает один оборот и начинает следующий. Допустим, на 40 оборотов затрачено 75 с. На счётчике указано, например, «1 кВт-ч - 5000 оборотов», т.е. для отсчёта 1 кВт-ч = 3600 000 Вт-с электроэнергии диск счётчика совершает 5000 оборотов. Исходя из этого, нетрудно подсчитать (составив и решив соответствующую пропорцию), что за 40 оборотов диска счётчик отсчитает 28 800 Вт-с. Зная, что 28 800 Вт-с израсходовано за 75 с, определяем мощность включённых приборов: 28 800:75 = 384 Вт.
4. Какой ток проходит через счётчик? Если мощность включённых электроприборов известна, например 384 Вт, то при напряжении сети 127 В ток нагрузки составляет: 384:127 = 3 А.
5. Как узнать по счётчику, не перегружена ли сеть? Зная, какое сечение имеют провода, идущие от счётчика, легко определить длительно допустимый через них ток, например 20 А. Умножив этот ток на номинальное напряжение сети, узнаем, какая ему соответствует мощность. В данном примере это 20x127 = 2540 Вт (или 20x220 = 4400 Вт). Зададим какой-нибудь промежуток времени, например 30 с, и, перемножив 2450 на 30, узнаем, что счётчик должен отсчитать 2450x30 = 76200 Вт-с. Пусть на счётчике написано «1 кВт-ч - 5000 оборотов». Следовательно, при 1 кВт-ч = 3600000 Вт-с совершается 5000 оборотов, а при 76 200 Вт-с должно совершиться 76200 x 5000:3600000 = 106 оборотов. Итак, если провода не перегружены, то диск счётчика за полминуты делает не более 106 оборотов.
6. Как узнать, не перегружен ли сам счётчик? Пусть на нём написано «5-15 А, 220 В, 1 кВт-ч=1250 оборотов». Максимальному току соответствует мощность 15 х 220 = 3300 Вт, расход электроэнергии за 30 с 3300 х 30 = 99000 Вт-с и 99000 x 1250 : 3600000 = 34 оборота диска. Значит, если за 30 с диск сделает не более 34 оборотов, то счётчик не перегружен.
7. Как узнать, исправен ли счётчик? Счётчик должен обладать определённой точностью, и проверить её можно только в электротехнической лаборатории, а право проверки и пломбирования счётчиков дано не всякой лаборатории. Однако есть признаки, по которым можно оценить работу счётчика и в домашних условиях. При отключении нагрузки диск счётчика должен останавливаться, совершив не более одного оборота. Если же диск без нагрузки продолжает вращаться (под действием напряжения, поданного на зажимы параллельной цепи), значит имеет место «самоход» - счётчик неисправен. «Самоход» легче всего обнаружить ночью, потому что ночью сеть мало нагружена, благодаря чему напряжение немного повышено. Жужжание счётчика, если оно не сопровождается «самоходом», не является признаком неисправности.
8. Как узнать, не даёт ли счётчик искажённые показания? Первым их признаком служит повышенный счёт за электроэнергию. Проверили «самоход» - «самохода» нет. Попробуем тогда поступить следующим образом. Включим лампы такой мощности, чтобы счётчик был нагружен примерно наполовину. Вычислим, сколько оборотов должен совершать диск, и, наконец, сравним фактическое число оборотов с вычисленным. Например, на счётчике написано: «5 А, 127 В, 1 кВт-ч - 5000 оборотов». Значит, полная нагрузка 5 х 127 = 635 Вт. Для испытаний нужна примерно половина нагрузки, т.е. 300...350 Вт. Её легко получить, включив люстру из пяти ламп по 60 Вт и настольную лампу на 40 Вт. Итак, нагрузка 5 х 60 + 1 х 40 = 340 Вт. Количество энергии, расходуемое за минуту, 340 Вт-60 с = 20400 Вт-с. А если 1 кВт-ч = 3600000 Вт-с соответствует 5000 оборотов, значит при 20400 Вт-с за минуту должно совершиться 5000 х х 20400 : 3600000 = 28 оборотов. Допустим, что диск за 1 мин совершил 40 оборотов, т.е. больше, чем следует, в 40:28 = 1,43 раза. Значит, счётчик явно завышает показания.
19. Терморегулятор
Устройство для автоматического поддержания температуры в заданных пределах; применяют в бытовых электроприборах для приготовления пищи, кондиционерах, утюгах и т.п. Распространены терморегуляторы, в которых чувствительным элементом, реагирующим на изменение температуры, служит биметаллическая пластина. Она состоит из двух скреплённых между собой металлических пластин с различными температурными коэффициентами линейного расширения. При повышении температуры одна из пластин удлиняется больше, чем другая, а т.к. они скреплены, то биметаллическая пластина изгибается и размыкает контакты электрической цепи. При охлаждении происходит распрямление биметаллической пластины и соответственно замыкание контактов цепи.
Пример конструктивного устройства терморегулятора (а); положения терморегулятора, при которых автоматически поддерживается самая низкая (б) и самая высокая (в) температура нагревательного элемента.
Конструктивное исполнение терморегуляторов различно, однако принцип их действия легко уяснить на примере терморегулятора, встроенного в утюг (см. рис., а). Биметаллическая пластина 3 с укреплённым на её конце штифтом 6 (сделан из изолирующего материала) привинчена к подошве 1 утюга и находится в тепловом контакте с нагревательным элементом 2. Электрический контакт терморегулятора состоит из двух упругих пластин 4 и 5. Через отверстие в пластине 5 проходит стержень 8, нижний конец которого упирается в пластину 4, а верхний соединён с лимбом 7 для установки требуемой температуры. Если повернуть лимб 7 по часовой стрелке, то стержень 8, ввинчиваясь в неподвижную гайку 9 (которая укреплена на скобе 10), надавит на пластину 4. В результате левый конец пластины 4 опустится, а вслед за ним опустится и левый конец пластины 5. При этом электрический контакт между пластинами сохраняется, но уменьшится зазор 5 между штифтом 6 и левым концом пластины 5 (рис., б). Если же вращать лимб 7 против часовой стрелки, то стержень 8 будет вывинчиваться и левый конец пластины 4 будет подниматься, поднимая и пластину 5. В результате зазор между штифтом 6 и левым концом пластины 5 увеличится (рис., в). При нагревании биметаллическая пластина выгибается так, что укреплённый на её конце штифт 6 поднимается вверх, достигает пластины 5 и, приподнимая её, размыкает электрический контакт (утюг автоматически выключается). При этом чем меньше установленный зазор 5, тем при меньшей температуре происходит размыкание контакта. При охлаждении биметаллическая пластина распрямляется, штифт 6, опускаясь, отходит от пластины 5, и электрический контакт вновь замыкается (утюг автоматически включается). По сигнальной лампочке 11 (она горит лишь при замкнутом контакте, т.е. когда нагревательный элемент 2 включён) судят о работе терморегулятора. Чем ниже заданная температура, тем реже загорается лампочка. Лампочка присоединена параллельно резистору 12, который играет роль шунта; падение напряжения на шунте, а следовательно и на лампочке, примерно 4,5 В.
20. Трансформатор
Электрический прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток той же частоты, но, как правило, другого напряжения. Трансформатор содержит одну (автотрансформатор) или несколько обмоток, расположенных на магнитном сердечнике (магнитопроводе). Обмотка, потребляющая энергию и соответственно соединённая с источником электроэнергии, называется первичной, остальные обмотки - вторичными. Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотках приближённо равно отношению чисел витков соответствующих обмоток.
Различают трансформаторы: силовые; разделительные; переходные; автотрансформаторы. Силовой трансформатор устанавливают вблизи дома. Его первичная обмотка получает питание от сети напряжением 10 или 6 кВ, вторичная питает однофазные нагрузки 220 В (лампы накаливания, бытовые электроприборы и т.д.), а также трёхфазные электродвигатели 380 В общедомовых потребителей: лифтов, насосов систем водо- и теплоснабжения, вентиляторов. Мощность силовых трансформаторов лежит в пределах от нескольких десятков до сотен киловольт-ампер в зависимости от размеров здания, его этажности, наличия или отсутствия электроплит в квартирах.
Разделительный трансформатор устанавливают в квартире (обычно в ванной комнате) непосредственно рядом с розеткой, в которую включают электробритву. Электротехнические правила запрещают устанавливать в ванных комнатах розетки, присоединённые непосредственно к сети. Это запрещение объясняется повышенной опасностью поражения электрическим током из-за близости водопроводных труб, металлической ванны, токопроводящего пола, сырости. Назначение разделительного трансформатора - не понижать (повышать) напряжение, а только изолировать электроприёмник от сети для обеспечения безопасности. Первичная обмотка разделительного трансформатора питается от сети 220 В, вторичная обмотка присоединена к розетке для подключения электробритвы. Разделительный трансформатор 1 устанавливается в непосредственной близости к розетке 2 и закрывается декоративной крышкой 3 (рис. 1). Вторичную обмотку разделительного трансформатора, а также присоединяемые к нему приборы занулять (заземлять) запрещено. Зануляют только кожух 4 трансформатора, но от обмоток он надёжно изолирован. Обмотки очень тщательно электрически изолированы друг от друга; они связаны только магнитно (магнитным потоком в сердечнике). Таким образом, электробритва, включённая в розетку, с сетью непосредственно не соединена, чем и объясняется электробезопасность такого включения.
Рис. 1. Разделительный трансформатор.
Переходные трансформаторы применяют в тех случаях, когда номинальные напряжения сети и прибора, который должен быть к ней присоединён, различны. В понижающем трансформаторе (рис. 2, а) обмотка I с большим числом витков включается в сеть 220 В, а обмотка II с меньшим числом витков - к электроприбору. В повышающем трансформаторе наоборот: к сети 127 В подключается обмотка с меньшим числом витков, а к электроприбору - с большим.
Рис. 2. Схемы переходного трансформатора (а), автотрансформатора (б) и присоединения их обмоток к сети и электроприбору для понижения или повышения напряжения.
Автотрансформаторы для включения бытовых электроприборов выпускают мощностью 250, 400, 630, 800 и 1000 В А. Они применяются в тех случаях, если номинальное напряжение прибора отличается от номинального напряжения сети. Мощность автотрансформатора должна быть не меньше мощности включаемого прибора, иначе автотрансформатор сгорит.
Прибор включают штепсельной вилкой в гнездо автотрансформатора (рис. 3, а) с надписью «Нагрузка». Сам автотрансформатор присоединяют проводом с вилкой. Перед включением автотрансформатора нужно убедиться в том, что колодка установлена так, что стрелка, имеющаяся в ней, указывает на надпись «220/127», если в сети напряжение 220 В и его надо понизить до 127 В, или «127/220», если в сети напряжение 127 В и его нужно повысить до 220 В. В зависимости от положения колодки получается схема на рис. 3, б, либо на рис. 3, в.
Рис. 3. Автотрансформатор переходной бытовой: а - подключение электроприбора (нагрузки); б и в - схемы понижения и повышения напряжения сети; 1 - штепсельная вилка электроприбора; 2 - гнездо автотрансформатора с надписью «Нагрузка»; 3 - провод с вилкой 4 для подключения автотрансформатора к сети; 5 - колодка для переключения напряжения.
В отличие от обычного трансформатора, где обмотки надёжно изолированы одна от другой, в автотрансформаторе имеется всего одна обмотка, от которой сделаны один или несколько отводов. Если напряжение нужно понизить, то напряжение электрической сети подаётся ко всей обмотке (рис. 3, б), а электроприбор подключается к части витков; если напряжение нужно повысить, то, наоборот, электроприбор подключается ко всем виткам обмотки, а напряжение сети подаётся к части витков (рис. 3, в). Простейшие нерегулируемые автотрансформаторы часто используют для подключения холодильников, пылесосов и т.п. Для питания телевизоров, видеомагнитофонов и др. радиоэлектронных приборов используют более сложные, регулируемые автотрансформаторы со ступенчатым или плавным изменением выходного напряжения. Для контроля за снимаемым напряжением такие автотрансформаторы обычно имеют вольтметр.
Автотрансформаторы могут быть заменены трансформаторами такой же мощности, но трансформаторы заменить автотрансформаторами можно далеко не всегда. Дело в том, что есть приборы (или элементы их электрической цепи), электрическая прочность изоляции которых ниже, чем требуется для безопасного их включения непосредственно в электрическую сеть. В таких случаях прибор следует включать только через понижающий трансформатор, но автотрансформатором пользоваться нельзя.
Мощность трансформатора (автотрансформатора) должна быть не меньше мощности, обозначенной на электроприборе, иначе трансформатор (автотрансформатор) будет перегреваться и может даже сгореть. Следует помнить также, что любой трансформатор (автотрансформатор), включённый в сеть, расходует электроэнергию даже в том случае, когда электроприбор к нему не подключён. Поэтому, выключая электроприбор надолго, следует в целях экономии электроэнергии отключить от электрической сети и питающий его трансформатор (автотрансформатор). Не следует включать повышающий трансформатор в сеть напряжением 220 В, т.к. в этом случае на его выходе возникнет напряжение, превышающее (иногда значительно) 220 В, что может привести к выходу из строя как подключённых к трансформатору электроприборов, так и самого трансформатора.
21. Удлинитель
Длинный гибкий электрический шнур, имеющий на одном конце вилку, а на другом - одно- или многоместную розетку с глубоко утопленными гнёздами (см. рис.). Применяется для подключения к сети переносных светильников, электроинструментов, бытовых электроприборов и др. электроприёмников в тех случаях, когда сетевой шнур электроприёмника не «дотягивается» до ближайшей розетки. Особенно часто приходится пользоваться удлинителем в домах со скрытой проводкой, т.к. установить в них дополнительную штепсельную розетку в нужном месте, не испортив стен, невозможно.
Удлинители с одноместной (1) и многоместными (2, 3, 4) штепсельными розетками.
Удлинитель несложно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы: гибкий, желательно шланговый или, в крайнем случае, в непромокаемой изоляции, провод; штепсельная розетка с глубоко утопленными гнёздами либо приборная розетка, которую надевают непосредственно на выводные штыри электроприбора. При изготовлении удлинителей нередко по неопытности допускают следующую ошибку: на обоих концах провода присоединяют вилки. Это крайне опасно, т.к. оголённые штифты одной из них, доступные для прикосновения, при включении другой в сеть окажутся под напряжением. Кроме того, если оголённые штифты окажутся на металлическом предмете, то произойдёт короткое замыкание; яркий свет электрической дуги, которая при этом возникнет, обожжёт и ослепит глаза.
Удлинитель бывает необходим при работе с электроприборами и инструментами в саду или подсобном помещении, где нет стационарной проводки. В этом случае надо строго соблюдать меры предосторожности, чтобы исключить возможность поражения электрическим током, т.к. земля (особенно влажная) является хорошим проводником тока. Категорически запрещается пользоваться удлинителем с водопроницаемой изоляцией. Кроме того, переносные светильники и др. электроприборы следует включать на напряжение не выше 42 В, для чего применяют понижающий трансформатор (но не автотрансформатор).
22. Холодильник бытовой
Обеспечивает непродолжительное сохранение пищевых продуктов в домашних условиях путём их искусственного охлаждения. Понижение температуры в камере холодильника достигается за счёт циркуляции хладагента в каналах испарителя.
Циркуляция хладагента обеспечивается либо с помощью электронагревателя (в абсорбционных холодильниках), либо компрессором (в компрессионных холодильниках). Холодильный агрегат компрессионного типа имеет более высокую холодопроизводительность, чем абсорбционный. Процесс охлаждения и получения минусовой температуры в холодильной камере компрессионных холодильников протекает значительно быстрее, и температура, которую удаётся получить, значительно ниже, чем в абсорбционных холодильниках. Основной недостаток компрессионных холодильников в том, что работа мотора-компрессора сопровождается шумом и вызывает некоторую вибрацию холодильника. Но если холодильник установлен правильно и мотор-компрессор хорошо отрегулирован, то он работает достаточно тихо с почти не ощутимой вибрацией. В абсорбционном холодильном агрегате нет движущихся частей и потому он работает бесшумно.
Холодильники бывают одно-, двух-и трёхкамерные. В однокамерных холодильниках имеется низкотемпературное отделение (морозильное отделение, часто называемое морозильником), в котором поддерживается температура от -6 до -12 °С, в некоторых холодильниках - до -18 °С. В двух- и трёхкамерных холодильниках морозильное отделение по существу является самостоятельной холодильной камерой с собственным температурным режимом. Комбинированные холодильные установки - двухсекционные холодильники - отличаются от обычных двухкамерных холодильников значительно большим объёмом морозильной камеры (до 100...150 дм3) и наличием 2 холодильных агрегатов, раздельно обслуживающих холодильную камеру и морозильник.
Выпускаются холодильники, различные по габаритным размерам, вместимости холодильной камеры и морозильного отделения. При выборе холодильника исходят прежде всего из необходимой полезной вместимости приобретаемого холодильника. Практика показывает, что для одного человека достаточно иметь холодильник вместимостью до 120 дм3; для семьи из двух человек - вместимостью 140...160 дм3; для семьи из 3 человек - вместимостью 180...240 дм3; для семьи из 4-5 человек - вместимостью 260...300 дм3. Следует учитывать также габаритные размеры (ширину, глубину, высоту) холодильника, от которых зависят размещение холодильника (особенно в малогабаритных квартирах) и удобство пользования им.
Если холодильник находится в кухне, его устанавливают по возможности ближе к рабочему (разделочному) столу, чтобы необходимые для приготовления пищи продукты, которые хранятся в холодильнике, были всегда под рукой. Иногда, чтобы облегчить доступ к продуктам в холодильной камере (особенно на нижних полках), холодильник устанавливают на специальной подставке высотой 25...30 см, которая может одновременно служить ящиком для овощей. Габаритные размеры большинства современных холодильников обеспечивают совместимость их с выпускаемыми блочными наборами кухонной мебели. Необходимое условие для установки холодильника - свободная циркуляция воздуха вдоль его задней стенки. Не рекомендуется устанавливать холодильник вблизи источника тепла (плиты, радиатора центрального отопления, печки) и в местах, где на него попадают прямые солнечные лучи. Корпуса холодильников, как правило, металлические, покрыты эмалью очень светлых тонов, чаще молочно-белого цвета. Иногда, однако, холодильники изготовляют в виде тумбы или небольшого шкафа с корпусом, отделанным под дерево, либо помещают холодильную камеру вместе с холодильным агрегатом в деревянный корпус (чаще всего из древесно-стружечных плит), офанерованный декоративным шпоном или отделанный пластиком. В таком виде холодильник вполне сочетается с мебелью и при необходимости может быть установлен в жилой комнате.
23. Штепсельные соединения
Обеспечивают быстрое соединение и разъединение электрических цепей с помощью разъёмных контактов. В состав штепсельных соединений входят штепсельные розетки и вилки, которые всегда используют в паре. Поэтому независимо от их внешнего оформления, способа монтажа, установки и крепления они должны друг другу соответствовать. В частности, к розеткам с двумя круглыми гнёздами (рис. 1, а) подходят только вилки с цилиндрическими штифтами 1; к розеткам с двумя или тремя продолговатыми гнёздами 9 и 11 (рис. 1, в, ж, з) - вилки с плоскими штифтами 8, 10, 12 и 13; к розеткам, имеющим комбинированные гнёзда 4 (рис. 1, б), - вилки как с цилиндрическими, так и с плоскими штифтами. Для обеспечения надёжного контакта необходимо, чтобы штифты плотно входили в гнёзда и вилки не вы падали из розеток. В соединениях с цилиндрическими штифтами это обеспечивается так: штифты у вилок делают сплошными, а гнёзда у розеток - из двух деталей 2, сжимаемых пружиной 3 (рис. 1, е), либо пружинящих. В розетках для вилок с плоскими штифтами гнёзда либо сами пружинят (рис. 1, д), либо сжимаются цилиндрической пружиной 7 (рис. 1, г); один её конец упирается в перегородку основания розетки, другой давит на контактную пластину 6. Для фиксации плоского штифта в нём сделано углубление (на рис. не показано), в которое западает выпуклость, имеющаяся в гнезде. В розетках с комбинированными гнёздами в корпусе сделаны фасонные прорези, а к неподвижным и изогнутым по форме штифтов пластинам 5 прижимаются пружинами 7 плоские контактные пластины 6.
Рис. 1. Способы сочленения штепсельных розеток и вилок.
23.1. Штепсельные розетки
На рис. 2 изображены типичные одно- и двухместные штепсельные розетки без защитных заземляющих (зануляющих) контактов. На некоторых из них (рис. 2, а, в) имеются горизонтальные и вертикальные углубления - пазы («ловители»), которые помогают вставлять вилку в темноте; на пересечениях пазов расположены отверстия для штифтов вилок. На рис. 2, б показана розетка с сальниковым (утопленным) вводом; она предназначена для помещений с повышенной влажностью. Розетка, изображённая на рис. 2, г, имеет комбинированные контакты; к ней подходят вилки как с плоскими, так и с цилиндрическими контактами.
Рис. 2. Примеры исполнений штепсельных розеток без защитных (заземляющих или зануляющих) контактов: а и в - одно- и двухместные с вертикальными и горизонтальными пазами («ловителями»); б - с сальниковым (утопленным) вводом; г - с комбинированными контактами.
На рис. 3 показано устройство наиболее распространённой штепсельной розетки для скрытой проводки. К монтажной скобе 6 винтами 9 привинчены корпус 5 розетки и распорные лапки 8, а винтом 2 - декоративная крышка 1. В зависимости от того, как глубоко ввинчены винты 9, расстояние между концами распорных лапок может изменяться от 65 до 75 мм, что и даёт возможность прочно закрепить розетку в монтажной коробке 7 или нише. На корпусе 5 (рис. 3, а) укреплены контактные узлы. Штифты вилки проходят через отверстие 3 в крышке 1 (рис. 3, б). Крышка фиксируется в нужном положении благодаря направляющим выступам 4, которые входят в отверстия 11 корпуса (рис. 3, г); винт проходит через сквозное отверстие 12. Контактное гнездо образуется двумя деталями 10 и 16. Достаточное нажатие на штифт обеспечивается пружиной 17. Винты 19 проходят через сквозные отверстия в корпусе и ввинчиваются в пластины 15. Для присоединения проводов служат винты 13, пружинящие гайки 20 и скобы 14, препятствующие «выдавливанию» провода. Присоединение провода 18 к розетке показано отдельно на рис. 3, в.
Рис. 3. Устройство штепсельной розетки для скрытой проводки без защитного контакта.
Штепсельные розетки на ток 25 А с защитными заземляющими (зануляющими) контактами для скрытой (рис. 4, а) и открытой (рис. 4, в) установки служат для питания электроплит. Отверстия 1 предназначены для штифтов вилки, к которым присоединены питающие провода, отверстие 2 - для заземляющего штифта. Гнёзда 3 контактного узла розетки (рис. 4, б) расположены ниже гнезда 4 для заземляющего штифта. Благодаря такому расположению гнёзд заземление (зануление) всегда происходит раньше, чем подаётся питание, а снимается позже, чем обесточивается цепь.
Рис. 4. Устройство штепсельных розеток с защитными (заземляющими или зануляющими) контактами.
В штепсельной розетке на ток 10 А (рис. 4, г) защитные контакты 5 расположены сбоку. Для включения электроплит мощностью 8 кВт выпускают розетки в комплекте с вилками на ток 40 А.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: в розетки на 25 и 40 А нельзя включать (и отключать) вилки под нагрузкой.
Надплинтусная штепсельная розетка (рис. 5) имеет ту особенность, что в обычных условиях доступ к её гнёздам закрыт. Чтобы вставить вилку в такую розетку, нужно повернуть деталь, закрывающую гнёзда. Когда вилку вынимают, гнёзда автоматически закрываются. На неподвижном пластмассовом чехле 1 (рис. 5, а) вокруг винта 3 может поворачиваться пластмассовая деталь 2 с двумя отверстиями 4 для штифтов вилки. Трубка 20 служит для ввода питающих проводов. Розетка со снятой деталью 2 представлена на рис. 5, б. В пазу 6 видна пружина 7, отверстия 8 находятся напротив гнёзд. В отверстие 9 входит цилиндрический выступ 11 (он виден на рис. 5, в, где изображена внутренняя сторона Детали 2); выступ 10 в собранной розетке входит в паз 6 и при повороте детали 2 сжимает пружину 7.
Рис. 5. Устройство и установка надплинтусной штепсельной розетки.
Вывернув винт 5 из отверстия 13 (рис. 5, г), можно снять чехол 1, и тогда будет видна стальная пластина 12. К ней винтами 17 привинчено фарфоровое основание 18, на котором укреплены гнёзда 16, сжимаемые пружинами 19, и зажимы 15 для присоединения питающих проводов. Для крепления к стене в пластине сделаны отверстия 14. Установка розетки 21 над плинтусом 22 показана на рис. 5, е.
Монтаж штепсельных розеток иллюстрируем двумя типичными примерами,
1. Штепсельная розетка для скрытой установки (рис. 3). Вывинчивают винт 2 и снимают крышку 1. Немного вывинчивают винты 9, чтобы освободить распорные лапки 8, сближают их концы и розетку помещают в монтажную коробку 7. Ввинчивают винты 9: распорные лапки раздаются и закрепляют розетку. Вводят провода, жилы подготавливают к присоединению и присоединяют их так, как показано на рис. 3, в. Закрывают крышку.
2. Двухместная штепсельная розетка (рис. 6, а). Вывинчивая винты 2 из отверстий 3, снимают крышку 1. Затем к пластинам 5 присоединяют провода. На рис. 6, а видны также гнёзда 4 и распорные лапки 6. Розетка не должна прижимать провода; для них в фарфоровых розетках для открытого монтажа сделано отверстие, а в крышках пластмассовых розеток расположены две тонкие перепонки, их называют подпрессовками. В зависимости от того, с какой стороны нужно подвести провода, та или иная подпрессовка выламывается.
Рис. 6. Монтаж двухместной штепсельной розетки (а) и вилки (б).
23.2. Штепсельные вилки
На рис. 7 изображены некоторые наиболее распространённые штепсельные вилки: 1 - с цилиндрическими штифтами для ввода и крепления шлангового провода; 2 - с плоскими штифтами, расположенными под углом 90°, для сетей напряжением 42 В и ниже; 3 - неразборная с цилиндрическими штифтами, изолированными для повышения электробезопасности примерно на 2/3 их длины; 4 - 6 - с защитными (заземляющими или зануляющими) контактами - плоскими или боковыми пружинящими.
Рис. 7. Примеры исполнений штепсельных вилок.
Представление о том, как устроены штепсельные вилки, даёт рис. 8. Чтобы разобрать обычную вилку (рис. 8, а), достаточно вывинтить винт 3 из гайки 10 и тогда корпус 1 разделится на две половины. Каждый цилиндрический штифт 2 имеет винт 8 с шайбой для присоединения жилы питающего шнура, а также выступ 9, который в собранной вилке входит в углубление 7 в корпусе. Шнур закрепляют от выдёргивания скобой 5, под которую подложена изолирующая прокладка 6; скобу привинчивают винтами 4.
Рис. 8. Устройство штепсельных вилок.
Вилка для штепсельных розеток на ток 25 А для электроплит имеет корпус 11 (рис. 8, б) с крышкой 12. Крышка привинчена к корпусу винтом 19. Питающие плоские контакты 14 короче защитного контакта 15. Провода к питающим контактам 14 присоединяются винтами 16, а к защитному контакту - винтом 17. Шнур закрепляют скобой 13, под которую подложена изоляция. Скобу привинчивают винтами 18. Зарядка вилок иллюстрируется на рис. 6, б. Вилку разбирают, на проводах делают колечки и присоединяют их к штырькам вилки.
Собирая вилку, следят за тем, чтобы штырьки заняли свои места. В ряде конструкций вилки имеют скобы для закрепления провода. Вилка, показанная на рис. 6, б, имеет на корпусе прилив 7, фиксирующий положение проводов.
24. Электрическая плита
Электроплита - универсальный электронагревательный прибор для приготовления пищи. Электроплиты бывают напольные и настольные. Первые имеют три или четыре конфорки, жарочный шкаф, шкаф для хранения варочной посуды и панель управления с переключателями мощности (степени нагрева) конфорок. Настольные электроплиты по устройству и основным техническим характеристикам подобны напольным и отличаются от них главным образом числом конфорок (две), меньшим объёмом жарочного шкафа и отсутствием шкафа для посуды.
Конфорки бывают чугунные литые и стальные штампованные со спиральными пазами, куда укладываются спирали из проволоки с высоким электрическим сопротивлением и наполнитель - электроизоляционная масса (например, песок), а также трубчатые, состоящие из одного или нескольких трубчатых нагревательных элементов (ТЭН) с запрессованными внутри спиралью и наполнителем. Различают конфорки нормального нагрева (разогреваются до рабочей температуры 500...600 °С чугунные за 5...10 минут и трубчатые за 4...5 минут) и ускоренного нагрева (чугунные за 3...6 минут и трубчатые за 1...3 минуты). Номинальная мощность конфорок 1... 2 кВт (в зависимости от диаметра конфорки - 145, 180 или 220 мм). Обычно конфорки имеют по два или три нагревательных элемента (спирали). С помощью переключателей на панели управления можно изменять как число включаемых нагревательных элементов, так и схему их соединения и таким образом регулировать мощность конфорки (от минимальной 100...200 Вт до максимальной 1000...2000 Вт), а следовательно, и температуру её рабочей поверхности (от 100 до 600 °С). Современные электроплиты выпускают с 4-7 ступенями регулировки мощности конфорок.
Жарочный шкаф представляет собой стальной ящик (камеру) с закрываемой дверцей, в которую вставлено стекло для наблюдения за ходом процесса и определения (на глаз) готовности блюда. Нагревается жарочный шкаф ТЭНами, размещаемыми обычно под подом и над сводом шкафа; их суммарная мощность составляет 1,6...2,8 кВт (мощность верхнего ТЭНа меньше мощности нижнего на 300...400 Вт). ТЭН закрыт теплоизоляционным слоем - стекловолокном или изоляционной ватой, сверху покрыт алюминиевой фольгой, выполняющей роль отражателя. Между фольгой и боковыми стенками электроплиты имеется воздушный зазор в 10...50 мм, предохраняющий стенки плиты от перегрева.
Для всех выпускаемых отечественной промышленностью электроплит установлены одинаковые типовые размеры по высоте (850 мм) и глубине (600 мм) при трёх типоразмерах по ширине (400, 500 и 600 мм). Такая унификация типоразмеров обеспечивает полную совместимость электроплит с блочными наборами кухонной мебели.
По сравнению с газовыми плитами электроплиты имеют ряд преимуществ: исключаются возможность отравления газом и опасность взрыва его при утечке; т.к. нет открытого пламени, уменьшается вероятность возникновения пожара, исключаются «выжигание» кислорода и загрязнение воздуха в кухне продуктами неполного сгорания газа; посуда для приготовления пищи меньше пачкается (не коптится). Характерная особенность электроплит - высокая тепловая инерционность: они сравнительно медленно разогреваются (особенно чугунные) и долго остывают. Чтобы не тратить лишнее время и электроэнергию на начальный нагрев конфорок, рекомендуется использовать одну и ту же конфорку для поочерёдного приготовления нескольких блюд. Отключать конфорку лучше заранее - за несколько минут до того, как блюдо будет готово, что позволит на 10...15% уменьшить расход электроэнергии без ухудшения качества пищи. Для приготовления пищи на электроплите желательно пользоваться посудой с плоским ровным дном (чтобы оно плотно прилегало к поверхности конфорки), диаметр которого равен или несколько больше диаметра конфорки. Применение посуды с выпуклым или вогнутым дном замедляет варку (жаренье), вызывает перегрев конфорки и ведёт к увеличению расхода электроэнергии. Блюда в духовке лучше располагать в центре противня на средней «полке». Для тушения наиболее подходящей считается посуда из чугуна, огнеупорной глины, керамики. Можно использовать фольгу - в два слоя, чтобы не прорывались пар и жидкость.
Безопасность эксплуатации электроплиты обеспечивается надёжным «заземлением» её корпуса. В жилых домах, спроектированных и построенных с учётом установки в их квартирах электроплит, имеются специально проложенные «заземлённые» шины (медные провод или полоса с очень малым электрическим сопротивлением). Установленные в квартирах 3-штырьковые штепсельные розетки для электроплит соединены с «заземлённой» шиной, чтобы при подключении к розетке электроплиты её корпус был надёжно «заземлён». Настольные электроплиты чаще всего подключают к сети через обычную 2-штырьковую штепсельную розетку, их корпус не заземляется, и безопасность пользования обеспечивается только за счёт надёжной изоляции всех токопроводящих элементов.
Наиболее характерные неисправности электроплиты: конфорки и жарочный шкаф не нагреваются, индикаторные лампочки не светятся; не нагревается либо греется недостаточно одна из конфорок или жарочный шкаф; степень нагрева конфорки (жарочного шкафа) не соответствует положению переключателя мощности; не горит лампа подсветки в жарочном шкафу. Все эти неисправности обусловлены отсутствием тока в соответствующей электрической цепи. Причины неисправности могут быть самые разные, но в любом случае при нарушении нормальной работы плиты следует отсоединить её от сети, прежде чем приступать к поиску и устранению дефектов.
Если не греются конфорки, не светятся индикаторные лампочки и не зажигается лампа подсветки в жарочном шкафу, значит, либо плита не подключена к электрической сети, либо в розетке нет напряжения (перегорели предохранители, сработал автомат защиты), либо обесточена электрическая сеть во всём доме. Установить, есть ли напряжение в розетке для присоединения электроплиты или нет, можно с помощью тестера или «пробника». При отсутствии напряжения в розетке следует проверить предохранители (состояние автомата защиты). Если предохранители целы (автомат не отключён), поинтересуйтесь, работает ли электроплита у соседей. Если и у них плита не работает, значит, обесточена общая электросеть; в противном случае неисправность следует искать вероятнее всего в квартирной электропроводке. Как правило, квартирная электропроводка скрыта в стенах и добраться до неё либо невозможно, либо очень трудно. Поэтому лучше всего при неисправностях электропроводки обращаться к специалистам-электрикам. Если же напряжение в розетке есть и плита подключена, то причиной отсутствия тока в нагревательных элементах плиты может быть или обрыв провода в присоединительном кабеле, или отсутствие контакта в штепсельном соединении. То и другое проверяют прозвонкой проводов кабеля от штырей штепсельной вилки до входных клемм (зажимов) электроплиты (подробнее о прозвонке проводов см. в статье 1.8. Проверка электрических цепей. Электрические измерения).
Если индикаторная лампочка светится, а конфорка (жарочный шкаф) не нагревается или греется недостаточно, то либо перегорел нагревательный элемент (спираль), либо отсоединился токопроводящий провод, либо неисправен переключатель мощности. Для начала надо проверить все доступные обзору контакты и соединения, незатянутые прижимные гайки и винты довернуть, проверить/исправность механизма переключателя мощности. Если в результате внешнего осмотра неисправность обнаружить/не удалось, следует проверить электрические цепи плиты («прозвонить» их) и прежде всего целостность нагревательных спиралей. Неисправные элементы плиты следует заменить, сделать это Можно и самому (при наличии соответствующих деталей и узлов), но лучше пригласить специалиста.
Если конфорка (жарочный шкаф) нагревается, но степень нагрева не соответствует положению переключателя мощности (как правило, меньше установленной), то скорее всего оборвана одна из спиралей или неисправен переключатель (в некоторых положениях он не перемыкает нужные контакты). Для уточнения неисправности сначала надо «прозвонить» спираль: если она оборвана, приходится менять конфорку; если же спираль цела, надо отремонтировать переключатель мощности либо заменить его новым.
Отсутствие освещения в жарочном шкафу при включении соответствующего тумблера (переключателя) означает: лампочка перегорела и требуется её замена или, что менее вероятно, обрыв в подводящих проводах, или неисправен тумблер (переключатель). Обрыв проводов устранить просто, сложнее починить тумблер, поэтому его чаще заменяют новым.
Для устранения сложных неисправностей, связанных с разборкой плиты и перемонтажом электрических цепей, необходимо обращаться к специалистам по ремонту электроплит в Дирекцию по эксплуатации зданий (ДЭЗ) по месту жительства или в специализированные мастерские.
25. Электрокамин
Электронагревательный прибор, обеспечивающий обогрев за счёт главным образом энергии инфракрасных (тепловых) лучей, а также вследствие конвекции воздуха, доля которой в общем теплообмене существенно меньше лучевого нагрева. От других обогревателей электрокамины отличаются высокой температурой нагревательных элементов (650...900 °С) и наличием отражателей, концентрирующих поток лучистой энергии (теплоты) в направлении обогреваемого объекта. Источниками теплового излучения в электрокаминах служат трубчатые электронагревательные элементы, или ТЭНы (закрытые нагреватели), либо проволочные спирали из сплавов с высоким электрическим сопротивлением (открытые нагреватели). Общая установленная мощность электрокаминов (в зависимости от конструкции) составляет 0,5...2 кВт при напряжении 220 или 127 В.
Наиболее простой является конструкция с проволочной спиралью, уложенной в спиральную канавку на поверхности керамического конуса. Однако такие нагреватели имеют повышенную пожароопасность. Разновидностью проволочных нагревателей являются длинные керамические стержни с мелкой винтовой канавкой на поверхности, в которую вместо спирали укладывают гладкую проволоку, а также стержни, на которые плотно (виток к витку) наматывается оксидированная проволока (оксидная плёнка на поверхности проволоки предохраняет соседние витки от короткого замыкания).
Более надёжны и безопасны трубчатые электронагревательные элементы в виде трубки из кварцевого стекла с толщиной стенки 1...2 мм, внутри которой помещается спираль из нихромовой проволоки. Кварцевое стекло хорошо пропускает тепловые лучи, обладает высокой стойкостью к нагреванию и не размягчается при соприкосновении с раскалённой спиралью. Особенно важным преимуществом ТЭН является их безопасность при перегорании спирали, которая в этом случае остаётся внутри кварцевой трубки.
Для обеспечения направленного теплового излучения в электрокаминах устанавливают отражатели, эффективность которых зависит от материала (из которого он сделан), состояния отражающей поверхности и её формы. Наибольшей отражательной способностью обладают металлические (алюминиевые или стальные) отражатели с полированной поверхностью. Например, хорошо отполированный алюминий отражает более 90% падающих на него тепловых лучей, такие отражатели имеют температуру поверхностей обычно не более 100...200°С. В некоторых электрокаминах каждый нагревательный элемент имеет свой отражатель, однако для уменьшения массы и размеров камина чаще устанавливают один общий отражатель для нескольких элементов. Большинство каминов имеют защитный корпус, предохраняющий окружающие предметы от случайного соприкосновения с поверхностью нагретого отражателя. Вверху и внизу корпуса обычно имеются вентиляционные отверстия для конвективного потока воздуха, охлаждающего отражатель.
Нельзя оставлять включённый электрокамин без присмотра, а также помещать около него легко воспламеняющиеся материалы и предметы; недопустимо держать включённым электрокамин сверх того времени, что указано в инструкции по эксплуатации. Для обогрева в помещениях с влажным воздухом рекомендуется пользоваться электрокаминами с трубчатыми нагревательными элементами. При обнаружении неисправностей электрокамин следует немедленно отключить от сети, вынув вилку соединительного шнура из розетки. Только после этого можно приступить к осмотру камина и устранению мелких неисправностей; сложный ремонт выполняется специалистами в мастерских бытового обслуживания.
Электрокамины бывают настольные, напольные, настенные и универсальные, переносные и непереносные, с одной, двумя и тремя ступенями нагрева. Они особенно удобны для местного обогрева в помещениях с недостаточной теплоизоляцией (например, в домиках дачного типа), а также в открытых и полуоткрытых помещениях (на террасе, в беседке, на балконе, в комнате с открытыми окнами или постоянно проветриваемой).
Многие современные электрокамины имеют различные декоративные элементы: полочки для книг и цветов, встроенные бары и шкафчики различного назначения, часто оснащены устройствами, имитирующими горящие дрова или уголь, языки пламени, клубы дыма и т.п. Корпуса таких электрокаминов отделываются под дерево или камень, украшаются каминными решётками. Наиболее просто эффект горящих дров или угля достигается с помощью т.н. конвективных вертушек, представляющих собой лёгкие алюминиевые крыльчатки с наклонными лопастями, свободно опирающимися на стальную иглу. Под ними или. рядом устанавливают лампы подсветки так, чтобы конвективные потоки воздуха, создаваемые лампами, поднимаясь вверх, омывали крыльчатки, заставляя их вращаться. Свет ламп, проходя через прорези в лопастях вращающихся крыльчаток и отражаясь от них, создаёт на декоративной панели (в форме углей или дров) эффект мерцания тлеющего огня, а на вертикальной стенке - эффект колеблющихся языков пламени. Такую подсветку при желании можно сделать самому, основная трудность - изготовить крыльчатку, для чего потребуется очень тонкий, но достаточно жёсткий алюминиевый лист. В более сложных имитирующих устройствах используют специальные роторы с фасонными лопастями и приводом от низкоскоростных микродвигателей. Свет от ламп подсветки, попадая на лопасти вращающегося ротора, отражается на декоративную панель или вертикально расположенный полупрозрачный экран, имитируя горение дров или угля.
26. Электромонтажные изделия и материалы
Включают в себя (см. рис.): крепёжные и скобяные изделия - шурупы, гвозди, дюбели, металлические скобы, полоски и полоски-пряжки, наконечники, крюки, ответвительные коробки и т.п.; изоляционные материалы и изделия - ленты, колпачки, лаки, монтажные трубки из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката и др.; всевозможные вспомогательные материалы - электрокартон, нитки, вязальные проволоки, припои, флюсы, алебастр, строительный гипс и т.п.
Шурупами с конической головкой привинчивают ролики, электроустановочные устройства, скобы служат для крепления плоских проводов. Шурупами с плоской головкой привинчивают деревянные розетки. Гвоздями с малой шляпкой прибивают плоские провода к стене (перекрытию) при их открытой прокладке, при этом под провод подкладывают полоску листового асбеста. Дюбели используют для крепления различных изделий к кирпичным и бетонным стенам. Применяют дюбели с распорной гайкой, с волокнистым наполнителем, дюбели-гвозди, дюбели-шпильки. Дюбель-гвоздь пробивает закрепляемый элемент конструкции, входит в строительное основание и прижимает к нему своей головкой этот элемент. При использовании дюбелей-шпилек изделие устанавливают на нарезных концах шпилек и закрепляют гайками. Вместо дюбелей можно успешно использовать отходы изоляционных трубок.
Электромонтажные изделия и материалы: 1 - шурупы с конической головкой (ими привинчивают деревянные розетки 5); 2 - воронка; 3 - электромонтажная полутвёрдая трубка; 4 - втулка; 6 - гвозди с малой шляпкой (ими прибивают плоские провода 7 при их открытой прокладке); 8 - электромонтажная трубка; 9 - изолирующий колпачок; 10 и 11 - двух- и однолапковая скобы; 12 - дюбель с распорной гайкой (В - винт; О - оболочка; Г - гайка); 13 - дюбель с волокнистым наполнителем; 14- дюбель-гвоздь; 15 - дюбель-шпилька; 16 - крюк для изолятора; 17 и 18 - полоска и полоска-пряжка (ПР - пряжка; ПЛ - полоска; Э - электрокартон); 19 - стальной крюк для подвешивания люстры; 20 - кабельный наконечник; 21 - оконцованный проводник.
Скобы (двух- и однолапковые) служат для крепления труб. Полосками и полосками-пряжками скрепляют провода в пакеты. Полоску пристреливают к стальному листу, затем обхватывают её концами пакет проводов; под полоску подкладывают электрокартон. Наконечники кабельные кольцевые применяют для оконцевания (вместо обжатия) медных многопроволочных жил. Ответвительные коробки служат для соединений и ответвлений проводов в электропроводках. В коробках устанавливают штепсельные розетки и выключатели.
Крюки для крепления изоляторов используют при выполнении воздушных вводов в помещение. На крюк, по ходу резьбы, наворачивают паклю, а затем изолятор. Крюки для подвешивания светильников можно изготовить из круглых стальных прутков диаметром 6 мм. Внешний диаметр кольца крюка 35 мм, расстояние от перекрытия до начала изгиба не менее 12 мм. Ввинченный крюк необходимо испытать на нагрузку: в течение 1 ч он должен выдерживать без повреждений пятикратную механическую нагрузку по сравнению с нагрузкой, создаваемой светильником.
Односторонние изоляционные ленты шириной 10, 15 и 20 мм используют для изоляции оголённых проводов в местах их соединений. Электромонтажные трубки из ПВХ надевают на жилы проводов и кабелей. Колпачки изолируют места соединений, выполненных скруткой, сваркой или опрессовкой. В качестве изоляционных лаков при электромонтажных работах применяют спиртовые или скипидарные растворы бакелита, шеллака, канифоли. Листовые материалы служат для изготовления щитков, панелей и т.п.
27. Электропроводка
В большинстве современных жилых домов квартирная электропроводка начинается от распределительного щитка, расположенного на лестничной клетке. На щитке имеется общий выключатель, от которого в квартиру идут обычно две или три независимые линии электропроводки: одна из них питает источники света потолочного освещения, другая - штепсельные розетки, а третья - электроплиты (в домах, где они предусмотрены). Каждая линия имеет свой автоматический выключатель или плавкий предохранитель(пробку), что позволяет при коротком замыкании в одной из линий и срабатывании соответствующего предохранителя освещать помещение с помощью светильников, включённых в другую, исправную, линию.
Один из двух проводов линии электропроводки (т.н. фазный провод) находится под напряжением. Между ним и вторым проводом (нулевым) действует опасное для человека напряжение 220 или 127 В. Такое же напряжение действует между фазным проводом и любым проводящим электрический ток предметом, имеющим хороший электрический контакт с землёй (например, водопроводной трубой). Поэтому ни в коем случае нельзя прикасаться к неизолированным участкам электропроводки, а также к контактам лампового патрона или выключателя, т.к. при этом через тело человека может пройти опасный для его жизни электрический ток.
27.1. Виды электропроводок
На рис. 1 даны примеры различных видов электропроводок. Открытая электропроводка (рис. 1, а) выполняется либо на роликах витыми проводами ПРД, ПРВД, либо плоскими проводами ППВ, АППВ, АППР. При скрытой электропроводке (рис. 1, б) провода прокладывают либо под штукатуркой (несменяемая проводка) (рис. 1, д), либо в замоноличенных винипластовых трубах (сменяемая проводка) (рис. 1, е). При скрытой электропроводке ответвления и соединения выполняют в ответвительных коробках (рис. 1, г), утопленных в стену. На рис. 1, б видны их круглые крышки. Электропроводку в электротехнических плинтусах иллюстрирует рис. 1, в.
Рис. 1. Электропроводка: а - открытая; б - скрытая; в - плинтусная; г - электрическая схема; д, е - фрагменты скрытой проводки; А, Б, В, Г, Д, И, Л - основные узлы электропроводки; Е - розетка; Ж - телефон; К - выключатель; 1 - паркет; 2 - теплоизоляция; 3 - железобетонная плита перекрытия; 4 - цементный раствор; 5 - штукатурка; 6 - винипластовая трубка; 7 - коробка потолочная; 8 - коробка осветительная; 9 - электротехнический плинтус; 10 - наличник.
В ванных комнатах и душевых должна, как правило, выполняться скрытая проводка. Если же там выполняется открытая проводка, то провода и кабели должны быть защищены, но не металлическими оболочками и не стальными трубами. Выключатели для ванных комнат и уборных устанавливают вне помещений, вблизи входов. Штепсельные розетки в ванных комнатах применять запрещено, кроме штепсельной розетки для включения электробритвы, но она присоединена к сети через разделительный трансформатор. Использовать эту розетку для питания других, более мощных электроприборов нельзя.
27.2. Прокладка проводов
Прокладка витых гибких проводов (рис. 2). Провод натягивают на ролики и привязывают на угловых и концевых роликах шпагатом или кусками оплётки с обрезков провода. Эскиз участка такой проводки приведён на рис. 2, позиция 1. Между роликами должны быть, как правило, одинаковые расстояния, примерно 800 мм (рис. 2, позиция 2). На этом же рисунке указаны рекомендуемые расстояния от роликов до выключателей, штепсельных розеток, карнизов и т.п.
Рис. 2. Прокладка витых гибких проводов на роликах: 1 - фрагмент прокладки; 2 - места расположения роликов; 3 - последовательность операций при вязке проводов.
Провода не должны подходить к стенам и потолку ближе чем на 10 мм. Поэтому иногда приходится ставить дополнительные ролики, но не все их нужно крепить к балкам и карнизам. В местах ответвлений (узлы Б и В на рис. 1, а) и обходов труб (узел Д) ролики необходимы. Чтобы прочнее закрепить провод на поворотах (узел И, рис. 1, а), а также на последних роликах (узлы Е и К), иногда поступают, как показано на рис. 2, позиция 1. Последовательность операций при вязке проводов к роликам показана на рис. 2, позиция 3.
Прокладка одножильных проводов на роликах и вязка их к роликам. Провода ПВ-1, АПВ, АМПВ, ПРН, АПРН привязывают к роликам «крестом», как показано на рис. 3, б - е, а на углах, где требуется более прочное крепление, «крестом с хомутом» (рис. 3, а). В месте вязки провод дополнительно изолируют двумя слоями изоляционной ленты 1. Для вязки применяют оцинкованную проволоку(она не ржавеет) или же жилы остающихся обрезков провода. Вязка на промежуточных (не угловых и не конечных) роликах может выполняться при помощи колец или шнура из светостойкого пластиката (поливинилхлорида). На рис. 3, в показано ответвление провода. Изоляционная трубка 2 надета на один из пересекающихся проводов.
Рис. 3. Прокладка одножильных проводов на роликах и вязка их к роликам: а - вязка «крестом с хомутом»; б - вязка «крестом»; в - ответвление проводов; г - проволоку пропустили под проводом; д - скрестили; е - пропустили назад, скрестили и скрутили, лишние концы откусили; 1 - изоляционная лента; 2 - изоляционная трубка; 3 - проволока; 4 - провод.
Плоские провода прокладывают как открыто, так и скрыто, причём способ прокладки определяется: а) материалом стен и перекрытий; б) наличием или отсутствием у провода разделительного основания; в) изоляцией проводов; провода в прозрачной изоляции открыто прокладывать нельзя, т.к. прозрачная изоляция несветостойка.
ОГРАНИЧЕНИЯ: а) плоские провода запрещается прокладывать скрыто и открыто в сырых помещениях, непосредственно по сгораемым основаниям, а при открытой прокладке - на чердаках; б) при скрытой прокладке плоских проводов нельзя применять штукатурные, цементные и др. растворы, содержащие добавки поташа и мылонафта - эти вещества разрушают изоляцию проводов.
Открытая прокладка плоских проводов (рис. 4). К сухой гипсовой или мокрой штукатурке 1, а также к несгораемым стенам и перекрытиям провод 2, имеющий разделительное основание, прибивают гвоздями 3 с малой шляпкой (рис. 4, а) через каждые 200-250 мм, но не реже чем через 400 м. При прокладке по деревянной стене открыто (рис. 4, 6) под провод нужно подложить полоску асбеста 4 толщиной не менее 3 мм, выступающую по обе стороны провода не менее чем на 10 мм. Прибивать гвозди нужно осторожно, пользуясь оправкой 5 (рис. 4, в), чтобы не повредить изоляцию. Вместо крепления гвоздями провода можно прикреплять к стенам пластмассовыми или резиновыми скобками 6 (рис. 4, г).
Рис. 4. Открытая прокладка плоских проводов с разделительным основанием: а - по сухой гипсовой или мокрой штукатурке, несгораемым стенам и перекрытиям; б - по деревянной стене; в - прибивание гвоздями; г - крепление к стене пластмассовыми или резиновыми скобами.
Параллельная прокладка плоских проводов (рис. 5). Если плоские провода проходят рядом, то между ними нужно оставлять просветы (рис. 5, а). При пересечении плоских проводов один из них дополнительно изолируют тремя-четырьмя слоями изоляционной ленты 1 (рис. 5, б). Провода нельзя изгибать, как показано на рис. 5, в, т.к. при этом проводники I и II касаются друг друга. Правильно изгибать провод надо так: сначала следует аккуратно удалить часть разделительного основания (рис. 5, л), не затрагивая изоляции проводников, затем нужно так изогнуть провод, чтобы проводник II в месте изгиба был удалён от проводника I (рис. 5, д), но не приближен к нему (рис. 5, е). Плоские провода без разделительного основания изгибают на ребро. Радиус изгиба должен быть достаточно велик, чтобы изоляция не покоробилась. В местах ввода плоских проводов в выключатели, штепсельные розетки и ответвительные коробки разделительное основание выкусываются участки, где проводники I и II могут соприкасаться, дополнительно изолируют.
Рис. 5. Параллельная прокладка (а), пересечение (б) и изгибание (в, г, д, е) плоских проводов.
Прокладка плоских проводов на роликах разрешается в жилых домах и производственных помещениях (кроме пожаро- и взрывоопасных) в сельской местности. В местах установки роликов разделительную канавку плоского провода 1 (у которого нет разделительного основания) разрезают (рис. 6, а), проводники I и II разводят, надевают на ролик 2 и привязывают к нему (вязка к ролику на рисунке не показана).
Рис. 6. Прокладка плоских проводов без разделительного основания (а) и с разделительным основанием (б) на роликах.
Для крепления проводов, имеющих разделительное основание (рис. 6, б), под головку шурупа, закрепляющего ролик 2, подкладывают металлическую пластинку 3; поверх шурупа кладут полоску картона 4, а на неё провод 5. Изгибают внахлёстку картонную полоску, затем металлическую и закрепляют её кольцом 6. Картонная полоска должна быть шире металлической.
Скрытая прокладка плоских проводов (рис. 7). Первый случай. Несгораемая стена (перегородка) 1 покрывается мокрой штукатуркой 2. Провод 3, прокладываемый до штукатурных работ, закрепляют («примораживают») строительным гипсом или алебастром 4 (рис. 7, а).
Рис. 7. Скрытая прокладка плоских проводов: по несгораемой стене (перегородке) перед покрытием мокрой (а) или сухой гипсовой (б) штукатуркой; по деревянной стене перед покрытием мокрой (в) или сухой гипсовой (г) штукатуркой; в пустотах плит или перекрытия (д).
Второй случай. Несгораемая стена покрывается сухой гипсовой штукатуркой 6. Провод 7 прокладывают в заштукатуриваемой раствором 9 борозде 8 в толще стены (перегородки) 5 либо в сплошном слое алебастрового намёта (рис. 7, б), либо под слоем листового асбеста (на рисунке не показан).
Третий случай. Деревянная стена (перегородка) покрывается мокрой штукатуркой 10. Провод 11 прокладывают по слою листового асбеста 12 толщиной не менее 3 мм или по намёту штукатурки толщиной не менее 5 мм. Асбест или намёт штукатурки кладут либо поверх дранки 14, либо в борозду, вырезанную в дранке (не показана). Асбест (намёт штукатурки) должен выступать по обе стороны провода не менее чем на 10 мм. Провод «примораживают» алебастром 13 (рис. 7, в).
Четвёртый случай. Деревянная стена (перегородка) 15 (рис. 7, г) покрывается сухой гипсовой штукатуркой 16. Провод 17 прокладывают либо в сплошном слое алебастрового намёта, либо между двумя слоями 18 листового асбеста, выступающего с каждой стороны не менее чем на 10 мм.
Пятый случай. Прокладка проводов в пустотах плит или перекрытия 19 (рис. 7, д). На рисунке видны крюк 20, на котором висит арматура 21, а также дополнительная изоляция 22 провода 23 при вводе в арматуру. Крюк для навешивания арматуры (люстр и т.п.) нужно изолировать двумя-тремя слоями изоляционной ленты. Крюки, ввинчиваемые в деревянные перекрытия, изолировать не нужно.
Проход через стены и обход препятствий. На рис. 8, а показан проход провода 1 через стену. В отверстие в стене вставлена резиновая полутвёрдая трубка 2 с внутренним диаметром 9-11 мм, а по концам на неё надеты фарфоровые втулки 3. Для ввода в сырые помещения каждый провод проходите отдельной трубке, и со стороны сырого помещения надевают не втулки, а воронки 4. В сырых помещениях вводные отверстия воронок заливают расплавленной изолирующей массой со стороны того помещения, где температура выше. На рис. 8, б показан обход трубы. Концы воронок 4 выступают из стены, а полутвёрдая трубка входит в воронки.
Рис. 8. Прокладка проводов через стены (а) и в обход препятствий (б).
Плинтусные проводки. В электротехническом плинтусе (рис. 9) пять каналов. В двух верхних укладывают провода групповой электрической сети, в трёх нижних - провода радиотрансляции, телефона и телевизионный кабель. Провода телефона и радиотрансляции разделены таким образом, чтобы не было взаимных влияний (помех). Проводка в плинтусах может быть заменена. В каналах провода фиксируют клицами, которые устанавливают через 500...700 мм. Крепят плинтусы несколькими способами: пристрелкой с помощью монтажного поршневого пистолета; приклеиванием; гвоздями к деревянному основанию пола, выполненного из щитового паркета, и др.
Рис. 9. Узлы плинтусной проводки: а - установка надплинтусной штепсельной розетки; б - поворот и подъём электропроводки; в - электротехнический наличник, обрамляющий дверь; г - электротехнический плинтус; д - установка электротехнического плинтуса; 1 - плинтус; 2 - наличник; 3 - основание плинтуса; 4 - крышка; 5 - стена; 6 - чистый пол.
Электротехнический наличник служит для декоративного оформления дверной коробки и для прокладки проводов при огибании дверного проёма.
Крепление роликов. Проще всего крепить ролики к деревянным основаниям. Для этого достаточно проделать шилом небольшое направляющее отверстие и затем шурупом с круглой головкой привинтить ролик (рис. 10, а). Нельзя стучать молотком по головке шурупа: можно сплющить прорезь (шлиц) для отвёртки и обвалить штукатурку. В кирпиче и бетоне отверстия проделывают свёрлами либо долбят небольшим зубильцем или тонким коротким шлямбуром-пробойником (стальной трубкой с зазубренным концом). В пробитое отверстие вставляют деревянную пробку-колышек (рис. 10, б), спираль из вязальной проволоки (рис. 10, в) либо дюбель с волокнистым наполнителем (рис. 10, г). Спираль делают из вязальной проволоки, накручивая её на шуруп так, чтобы он легко ввинчивался в спираль и вывинчивался из неё и чтобы у спирали снаружи были выступающие части (их и прихватит алебастр, с помощью которого спираль укрепляется в отверстии). Алебастр разводят водой до густоты сметаны. Затем пробитое отверстие, освобождённое от пыли и слегка смоченное водой, заполняют разведённым алебастром и в него вставляют спираль с полностью ввинченным в неё шурупом. Через несколько минут алебастр застынет. Тогда шуруп вывинчивают, вставляют в ролик и вновь ввинчивают в спираль. Колышки также крепят на алебастре.
Рис. 10. Крепление роликов: а - к деревянной стене; б, в, г, д - к кирпичной или бетонной стене; е - на сухой штукатурке.
Отверстие под дюбель должно быть определённых размеров, чтобы он в него плотно входил. Когда в пеньку ввинчивают шуруп, он распирает гильзу, и поэтому она прочно закрепляется в отверстии.
Вместо дюбелей можно использовать отходы изоляционных трубок (рис. 10, д). Кусок трубки надрезают, свёртывают, вставляют в отверстие, а затем в неё так же легко, как и в дерево, ввинчивают шуруп.
Крепление на сухой штукатурке 1 (рис. 10, е): сначала в ней высверливают отверстие, затем в него закладывают скобу 2 и, наконец, ввинчивают шуруп 3 с роликом. Ролик и скоба как бы стягивают штукатурку и прочно держатся в ней. Перед тем как скоба будет введена в отверстие, её «усики» сжимают.
27.3. Соединение и изолирование проводов
Чтобы соединить провода, их надо прежде всего очистить от изоляции и отрезать нитки оплётки. Нож при очистке провода нужно держать не перпендикулярно проводу, а параллельно, чтобы не подрезать жилы, иначе их легко надломить.
Для соединения (сращивания) двух кусков медного провода марок ПРД и ПРВД плотно скручивают тонкие проволочки, чтобы они не отделялись, потом скрещивают провода (рис. 11, поз. 1), а затем концом левого провода делают 7-8 оборотов, окружая ими правый провод. Концом правого провода в другом направлении окружают левый провод (рис. 11, поз. 2). Места скрутки рекомендуется пропаять. Нельзя соединять провода так, как показано на рис. 11, поз. 3 (будет плохой контакт) и 11, поз. 4 (это недостаточно прочно).
Рис. 11. Соединение и изолирование проводов с медными жилами.
Место соединения закрывают изоляционной лентой. Ленту наматывают к проводу липкой стороной, с заходом на изоляцию обоих соединяемых проводов (рис. 11, поз. 5); при намотке ленту плотно натягивают и накладывают внахлёстку, так, чтобы каждый следующий виток частично закрывал предыдущий (рис. 11, поз, 6). При соединении витых проводов их различные провода соединяют вразбежку (рис. 11, поз. 7). Выполнение ответвлений по операциям показано на рис. 11, поз. 8 и 9 (участок, который должен быть изолирован, обведён штриховой линией). Если нужно сделать ответвление от обоих проводов, то его выполняют вразбежку (рис. 11, поз. 10).
Соединение плоских проводов в ответвительных коробках. Металлические ответвительные коробки внутри имеют обкладку из изолирующего материала. В сухих и влажных помещениях вместо ответвительных коробок могут быть использованы гнёзда (ниши) в несгораемых стенах и перекрытиях с гладкими стенками, закрытые крышками. При скрытой прокладке ответвления можно выполнять во вводных коробках выключателей, штепсельных розеток и светильников. Необходимо оставлять запас проводов при вводе в коробку не менее 50 мм.
Для ввода в коробку у проводов вырезают на длине 100 мм разделительное основание (рис. 12, поз. 1). Провода вводят в коробку либо через отверстия (рис. 12, поз. 4), либо выламывая в стенках коробки более тонкие участки - подпрессовки (рис. 12, поз. 2 и 3). В коробках без зажимов (рис. 12, поз. 3) для соединений применяют сварку, пайку или опрессовку. Места соединений изолируют лентой либо на сваренные и опрессованные места надевают пластмассовые колпачки (рис. 12, поз. 6).
Рис. 12. Соединение плоских проводов в ответвительных коробках.
Коробка, в которой зажимы расположены на выемной шайбе, показана на рис. 12, поз. 5.
Соединение алюминиевых проводов между собой и присоединение их к приборам. Соединение алюминиевых проводов представляет большие трудности: алюминий под давлением «течёт», вследствие чего контакт нарушается. Поэтому зажимы должны поддерживать постоянный нажим и предотвращать выдавливание провода. Зажимы современных электроустановочных устройств приспособлены для присоединения алюминиевых проводов.
Алюминиевые провода лучше всего соединять сваркой - готовое сварное соединение 1 показано на рис. 13, а. В зажиме (рис. 13, б) пружинящая шайба 4 поддерживает постоянство давления головки винта 2, которое (давление) передаётся шайбе 4 через шайбу 3. Скоба 5 охватывает кольцо 6, предотвращая его выдавливание. Обратите внимание: загнутые края скобы 5 короче диаметра зачищенного провода. В противном случае провод невозможно будет зажать и скоба вместо пользы принесёт вред.
Рис. 13. Соединение сваркой (а) и присоединение алюминиевых проводов в зажимах (б и в).
Соединение алюминиевых проводов сети с медными проводами, например внутри светильника, осуществляют с помощью люстрового зажима, который показан на рис. 13, в: 7 - корпус зажима; 8 - винты; 9 - пружинящие шайбы; 10 - скобы; 11 - гайки.
Присоединение медных проводов к приборам выполняют несколькими способами в зависимости от конструкции зажима. На проводе делают замкнутое (рис. 14, а) или разомкнутое (рис. 14, б) колечко, свивая его обязательно в направлении завинчивания винтов и гаек, иначе при завинчивании колечко разойдётся.
Проволочки, образующие жилу, скручивают и пропаивают или обжимают пистоном. Между головкой винта 2 и колечком 1 кладут шайбу 3 (рис. 14, в). Лучше иметь две шайбы с обеих сторон колечка (рис. 14, г). Если одним винтом присоединяют два провода, то между ними должна быть обязательно шайба 4 (рис. 14, д), иначе при завинчивании винта колечко на одном из проводов может раздаться в стороны и другое колечко в него провалится.
Рис. 14. Присоединение медных проводов к приборам.
Соединение при помощи шпильки 5 с двумя гайками 6 и шайбами 7 показано на рис. 14, е. Когда одну гайку завинчивают, другую надо придерживать гаечным ключом (лучше) или пассатижами (хуже), чтобы она была неподвижна. К некоторым выключателям и патронам провода присоединяют, как показано на рис. 14, ж. вставляют конец зачищенного провода 8 в цилиндрическую обойму 9, после чего провод зажимают винтом 10.
27.4. Обслуживание электропроводки
В обращении с квартирной электропроводкой надо соблюдать простые, но обязательные меры предосторожности: следить за исправностью автоматических выключателей или предохранителей, а также за состоянием электроизоляции проводов. Во избежание повреждения изоляции не допускается подвешивать электропровод на гвоздях, металлических и деревянных предметах, перекручивать провода, пропускать провода или электрические шнуры за газовыми, отопительными или водопроводными трубами, вешать что-либо на провода, выключать электроприборы вытягиванием вилки за шнур, использовать оголённые концы проводов вместо вилок, а также закрашивать или белить открытую электропроводку. Не следует оставлять в эксплуатации штепсельные розетки с разбитым основанием или крышками, разбитые ролики, оголённые провода; патроны устаревшей конструкции с металлическими корпусами нужно заменять на современные. Если прикосновение к подключённому в сеть электроприбору болезненно, прибор необходимо немедленно отключить и проверить изоляцию его токоведущих частей от корпуса.
Особую осторожность в обращении с электропроводкой следует соблюдать в сырых помещениях и в помещениях с земляными, кирпичными или бетонными полами, хорошо проводящими электрический ток, например в ванных комнатах, туалетах, подвалах, гаражах и т.п. В таких помещениях запрещается устанавливать розетки и выключатели, присоединённые непосредственно к сети (можно только через разделительные трансформаторы), а также пользоваться переносными светильниками без защитной арматуры. В домах со скрытой электропроводкой во избежание поражения электрическим током все работы по пробивке отверстий в стенах можно выполнять только в том случае, если известна трасса скрыто проложенных проводов.
Надо знать пропускную способность счётчика и проводов и не перегружать их.
В том случае, когда возникает необходимость установить дополнительный стационарный светильник (например, в кладовке, на антресолях), следует помнить, что выключатель должен быть присоединён в разрыв фазного провода - это обеспечивает отсутствие напряжения на обоих контактах лампового патрона в выключенном состоянии. Если конструкция патрона старая (такие патроны уже не выпускаются, но могут ещё находиться в эксплуатации), то к гильзе (резьбовой детали) должен быть присоединён нулевой провод. Объясняется это тем, что в старых патронах гильза всегда присоединена к сети и, следовательно, если к ней присоединить фазный провод, то прикасаться к гильзе (например, при ввёртывании лампы) будет опасно. В современных патронах присоединение безразлично, т.к. пока лампа ещё не ввёрнута, гильза патрона от сети отсоединена, а когда лампа уже ввёрнуга, прикоснуться к гильзе невозможно.
27.5. Неисправности электропроводки и их устранение
Типичные неисправности электропроводки (как скрытой, так и открытой) сводятся в основном к короткому замыканию между фазным и нулевым проводами; к замыканию фазного провода на землю; к плохим контактам в соединениях; к обрыву проводов.
При коротком замыкании (между фазным и нулевым проводами или между фазным проводом и заземлёнными предметами) перегорают ближайшие предохранители или отключаются автоматические выключатели. Обычно короткое замыкание происходит в момент подключения какого-либо электроприбора к сети, что свидетельствует о том, что причину неисправности следует искать прежде всего в этом приборе.
Плохой контакт в выключателях, патронах, штепсельных розетках и вилках и т.п., а также некачественное соединение проводов являются причиной недостаточного напряжения питания электроприборов и проявляются, например, в пониженной яркости свечения ламп накаливания. Непостоянный контакт в электрической цепи приводит к прерывистой работе электроприборов. В таких случаях рекомендуется прежде всего проверить работу самих электроприборов, включив их в заведомо исправную штепсельную розетку, например в другом помещении квартиры. Плохие контакты у выключателей, как правило, связаны с их поломкой (чаще всего отламываются или теряют упругость пружинящие контактные пластины). Чинить неисправные выключатели бессмысленно, надо просто установить новый выключатель. Для исправления контактов в винтовых соединениях необходимо плотно затянуть винты и гайки. Если в соединениях отсутствуют шайбы, обязательно нужно их подложить. Контакт может нарушиться также из-за того, что окислился провод, он грязен или с него не очень тщательно удалена изоляция; в таких случаях провода достаточно зачистить. При ухудшении контакта ток не увеличивается, поэтому предохранители не могут перегореть, но возникнет сильный местный нагрев, что может стать причиной пожара. Обрывы проводов случаются, как правило, в местах их частых перегибов; место обрыва может быть обнаружено прозвонкой проводов.
Если в квартире погас свет, полезно руководствоваться следующими рекомендациями.
Перед тем как браться за устранение неполадки, следует вынуть все вилки из штепсельных розеток, а выключатели повернуть в противоположные положения (включённые - в положение «выключено» и наоборот). Этими действиями почти наверняка будет отсоединён повреждённый участок электропроводки и в то же время подготовлены заведомо исправные цепи.
Если в квартире несколько групп светильников и погасли лампы, относящиеся только к какой-либо одной группе, то это значит, что предохранители на лестничной клетке целы и трогать их не нужно; неисправность следует искать в цепи этой группы.
Если все группы светильников погасли, то перегорели предохранители или отключились автоматические выключатели либо в распределительном щитке на лестничной клетке (если свет погас только в вашей квартире), либо в начале стояка (если свет погас и у соседей по лестничной клетке). На отключение автоматического предохранителя указывает положение кнопки. С пробками дело обстоит сложнее: их приходится по очереди заменять запасными, т.к. проверить исправность ввинченных предохранителей современных конструкций контрольной лампой или тестером невозможно (их токоведущие части при ввинченной пробке недоступны).
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Недопустимо вставлять в патрон предохранителя, даже на мгновение, отвёртку, гвоздь или другой металлический предмет. Если в сети имеется короткое замыкание, то в лучшем случае от таких «испытаний» перегорят следующие предохранители и вместо одной группы (квартиры) погаснет свет во всех группах (квартирах), но может окончиться и хуже - ослепительный свет электрической дуги обожжёт глаза.
Если отключение сети выполняется ввёртыванием обеих пробок, то необходимо убедиться, что в корпусе предохранителя не остался моток проволоки (т.н. «жук»). Извлекать его оттуда можно деревянной палочкой, но ни в коем случае не металлической.
Ручки инструментов для ремонта электропроводки (отвёрток, пассатижей и т.п.) должны быть изолированы. Их можно обмотать изоляционной лентой так, чтобы из-под них не выступали отдельные металлические детали, например заклёпки. Не следует вытирать мокрыми тряпками горящие лампы: прикасаться к цоколю лампы мокрой тряпкой, да ещё стоя при этом на сыром полу, опасно. Также опасно ввёртывать (и вывёртывать) лампы в неотключённый от сети патрон.
28. Электроустановочные устройства
Обобщённое название электротехнических изделий (патронов, выключателей, переключателей, штепсельных розеток, вилок, предохранителей и т.п.), используемых в электросетях жилых и производственных зданий. На выключателях, патронах и штепсельных розетках указаны наибольшие значения напряжения, тока, мощности. Например, надпись на выключателе «6,3 А 250 В» означает: ток, проходящий через выключатель, не должен превышать 6,3 А и выключатель можно применять в сетях напряжением не выше 250 В; надпись на патроне «250 В 300 Вт» указывает на то, что в патрон можно ввинчивать лампы мощностью не более 300 Вт при напряжении сети не выше 250 В.
Конструкция электроустановочных устройств обеспечивает человеку безопасность благодаря тому, что их неизолированные токоведущие части недоступны для прикосновения. Варианты исполнения электроустановочных устройств весьма разнообразны (рис. 1) и определяются следующими основными факторами: 1) условиями эксплуатации (в сухом или сыром помещении); 2) видом проводки (открытая или скрытая); 3) местом установки (на стене, потолке, шнуре к светильнику, корпусе бытового электроприбора); 4) необходимостью в защитном заземлении (занулении); 5) назначением (управление одной лампой, несколькими лампами или группой ламп в люстре).
Рис. 1. Патроны в пластмассовом корпусе: а - с креплением за ниппель; б - с прижимами 1 и 2 для крепления абажура; в - потолочный; г - настенный.
Выключатели: д - с клавишным приводом 3 для скрытой установки; е - на две цепи (для управления люстрой) для открытой установки; ж - на три цепи, устанавливаемый в прихожей (для освещения прихожей, ванной комнаты, кухни); з - с кнопочным приводом 4 для установки на шнуре.
Штепсельные розетки без защитных (заземляющих или зануляющих) контактов: и - одноместная для открытой установки; к - двухместная на два напряжения для скрытой установки. Вилки без защитных контактов: л - с круглыми (цилиндрическими) контактами; м - с плоскими контактами.
Розетки с защитными контактами: н - для открытой установки; о - для скрытой установки; п - с защитными контактами, расположенными сбоку; 5 - отверстия для защитных штифтов; 6 - отверстия для штифтов, к которым подходят питающие провода; 7 - защитные контакты.
Комбинированное электроустановочное устройство (р): 8 - металлическая коробка; 9 - пластмассовая крышка; 10 - винты, крепящие крышку; 11 - выключатели; 12 - розетки с комбинированными контактами; 13 - пластинки. Вилка с защитным контактом (с): 14 - защитный контакт.
Однотипные электроустановочные устройства, смонтированные на общем основании, в общем корпусе, называются групповыми, разнотипные - комбинированными (блоками). К групповым электроустановочным устройствам относятся, например, выключатель на две и три цепи, трёхместная штепсельная розетка, удлинитель с двумя или тремя розетками. Представление о комбинированных электроустановочных устройствах даёт блок из двух выключателей и розетки (рис. 1, р).
28.1. Крепление электроустановочных устройств
При открытой проводке штепсельные розетки, выключатели, настенные и потолочные патроны привинчивают двумя шурупами к деревянным розеткам, диаметр которых немного больше, чем диаметр устройства (рис. 2, а). Розетку 1 привинчивают одним шурупом 2 с плоской (потайной) головкой, которая несколько вдавливается в розетку - утапливается заподлицо. К розетке устройство привинчивают шурупами 3.
Рис. 2. Крепление электроустановочных устройств: а и б - крепление штепсельной розетки для установки неутопленных электроустановочных устройств; в, г, д, е - укрепление утопленной арматуры в коробках или нишах при скрытой проводке.
Если проводка выполняется скрыто, но применяются неутопленные устройства, то их также крепят к деревянным розеткам (рис. 2, б). Однако розетку привинчивают не одним, а двумя шурупами 4, т.к. в центре розетки должно быть отверстие 5, через которое из стены выходят провода. Провода через отверстие должны проходить либо в трубке, либо через пластмассовую втулку 6.
Если проводка выполняется скрыто и применяется утопленная арматура, то её укрепляют в коробках или нишах. В кирпичные и бетонные стены коробки замуровывают; в деревянных стенах высверливают гнёзда, вставляют в них коробку и привинчивают шурупами. В несгораемых перегородках вместо металлических могут устанавливаться полиэтиленовые монтажные коробки; в них выключатели и розетки при скрытой установке крепят шурупами.
Существует несколько способов крепления электроустановочных устройств в коробках. 1) Выключатель 8 привинчен к скобам 7 (рис. 2, в). 2) В отверстия в коробке вводят скобы 9, после чего ввинчивают винты 10 (рис. 2, г). 3) Устройство вводят через участок коробки, где отверстия шире, а затем поворачивают так, чтобы скобы 11 оказались под выступами (рис. 2, д). Наиболее распространённый способ крепления - крепление с помощью распорных лапок (рис. 2, е). Вывинчивая винт 13, снимают крышку 14 штепсельной розетки и вставляют её в нишу (или коробку). Для этого надо сначала вывинтить из монтажной скобы 12 винты 15, чтобы освободить распорные лапки 16. При этом расстояние между их торцами уменьшится и розетка (выключатель) легко войдёт в нишу. Затем винты 15 надо ввинтить: распорные лапки раздвинутся и плотно закрепят в нише розетку. И, наконец, следует привинтить крышку.
Надплинтусные штепсельные розетки, подпотолочные выключатели, одно-, двух- и трёхклавишные выключатели устанавливают без розеток.