Стандарты сотовых сетей связи GSM: принципы построения

Мобильная связь показала свои неоспоримые преимущества и стала незаменимой во всех областях. Ее цифровая основа позволила в структуру мобильных сетей включить обмен данными и обеспечить доступ к интернету. Разработанный стандарт GSM дал мощный толчок структуре построения сотовых сетей связи.

Миниатюризация радиоэлектронной базы позволила перейти к переносным устройствам, отказавшись от громоздких стационарных телефонов. Вкупе с радиодоступом оконечных станций без привязки к определенному месту сделало связь по истине мобильной.

Повсеместное распространение мобильных устройств наложило отпечаток на их эффективную и правильную эксплуатацию, что немыслимо без принципов построения сетей сотовых сетей связи и присущих им особенностей.

Архитектура сети сотовой связи

Свое название сотовая связь получила от слова «сота», под которой подразумевается некая зона на местности, обслуживаемая одной или несколькими базовыми станциями.

Каждая такая область сети мобильной связи имеет свой уникальный номер, который получил название Глобальный идентификатор соты (CGI). Чем больше размер сети, тем больше в ней сот, а для отдельной страны исчисляется просто громадным количеством.

Сотовая сеть связи или стандарт GSM, который определяет принципы ее построения, включает коммутационную составляющую (BSS), базовые станции (SS) и оконечные устройства (MS), то есть сотовые телефоны.

Взаимодействие базовой станции с оконечными устройствами осуществляется с помощью радиоканала в дециметровом диапазоне волн, который разделен на две части для совместной передачи и приема. Нижняя полоса этого диапазона предназначена для передатчиков сотовых телефонов.

стандарт сотовой связиКоммутационная подсистема содержит один или несколько центров, которые осуществляют взаимодействие с аналогичными сетями GSM, телефонной сетью общего пользования, интернетом и системой спутниковой навигации GPS. Кроме того, имеющийся ряд служб предназначен для управления мобильной сетью связи. Сотовая связь зародилась как аналоговая для обмена голосовыми сообщениями, но с переходом на цифровой вид появилась реальность передачи данных (MMS, SMS).

С развитием стандарта GPRS, используемого поверх GSM, осуществлен доступ к интернет с разделением данных на пакеты. Для их передачи  используются свободные в данный момент голосовые каналы. Пользователю, взаимодействующему с GPRS, выделяется виртуальный канал, который на время передачи пакетов становится активным, а в остальные промежутки времени задействуется в интересах других абонентов, что создает эффективное использование структуры сотовой связи.

В соответствии со стандартом GPRS поток данных преобразуется в пакеты и передаётся небольшими порциями через свободные в данный отрезок времени голосовые каналы. На этом принципе увеличивается производительность используемых ресурсов сети GSM.

В этот момент пакету данных протокол GPRS способствует созданию также виртуального канала, который на время его передачи становится действительным, а в остальные моменты времени задействуется с целью обмена пакетами другими пользователями.

Встраиваемые в смартфоны приемники системы GPS предоставили возможность точно определять координаты (до 8 м) нахождения оконечных станций и оперировать соответствующей информацией.

Однако Российское законодательство не позволяет их использовать без загрубленной точности или пользователь обязан иметь специализированную лицензию. Серьезную конкуренцию системе GPS составляет российский навигационный комплекс ГЛОНАСС с точностью определения координат до 3 м, но система не используется в мобильной связи, а лишь на транспорте.

Взаимодействие смартфона с системой навигации осуществляется посредством специальной программы, которая в нем уже загружена, а для отображения местоположения нужна карта местности, которая загружается в смартфон после доступа к интернету.

В принципе, сотовый телефон всегда пытается привязать свои текущее местоположение к координатам расположения ближайших базовых станций. Однако точность местоположения зависит от густоты базовых станций и колеблется от нескольких метров в городе до нескольких километров вдали от города.

Подобной технологией, например, обладает мобильное приложение 2ГИС, которое позволяет значительно быстрее определиться со своим местоположением, нежели с помощью системы GPS. Однако навигационная система может работать и без наличия мобильной связи, и она незаменима в отдаленной местности, что важно, к примеру, при походе в лес, но с предварительно загруженной картой нужного участка в смартфоне.

Приведенные основные черты являются лишь частью основных принципов построения GSM и не в состоянии отобразить полноту архитектуры и многогранность сотовой сети, поэтому более глубокие сведения о ней каждый может почерпнуть из множества дополнительных источников.

Развитие мобильной связи

К вехам развития сотовой сети связи следует отнести ее иерархию стандартов 1G-5G, которые относятся к нескольким поколениям. Вначале мобильная связь предназначалась для обмена голосовой информацией в аналоговой форме, но со второго поколения G2 начинается отсчет сотовой связи в цифровой форме, сети которой стали строиться с применением технологии GSM.

Этот стандарт сотовой связи, наравне с голосовой информацией, позволял обмениваться данными (СМС). В соответствии с принципами построения сети для взаимодействия с интернет поверх структуры GSM, была надстроена технология GPRS, позволяющая обмениваться небольшими порциями в виде пакетов.

Сейчас ведущее положение занимают мобильные сети третьего и четвертого поколения, но развитие продолжается и в скором времени надо ожидать появление сетей сотовой связи пятого поколения. Невзирая на то, что стандарт GSM представляет фундамент сотовой связи, эта структура сети совершенствуется и претерпевает кардинальные изменения.

Так, в стандарте G3 произошел отход от привязки к телефонным сетям общего пользования, а вместо технологии GSM стал использоваться стандарт сотовой сети CDMA. Взаимодействие с интернет осуществляется по протоколу UMTS, который способствует высокоскоростному обмену информацией с передачей ее по свободным речевым каналам.

С этой целью пользователю, взаимодействующему с UMTS, аналогично выделяется виртуальный канал, и он становится активным только, когда следует передача пакетов. В остальное время он задействуется в интересах остальных пользователей, что повышает рациональное использование ресурсов сети.

В сетях G4 применяется стандарт LTE, являющийся потомком технологии GSM, но он несовместим с интерфейсами 2G и 3G старых смартфонов по причине отсутствия в них дополнительных модулей.

К интернету доступ осуществляется по перспективному стандарту радиосвязи WiMAX. Эта разработка ближе стоит к WiFi, нежели к GCM, но, в отличие от беспроводной домашней сети, она предусматривала беспроводную широкополосную передачу данных на расстояния более 1 км (max 80 км).

За сокращенным названием 5G скрывается огромный набор технологий, среди которых:

  1. Использование на приемопередатчиках нескольких антенн, когда за счет разнесенного приема возрастает скорость передачи данных.
  2. Расширение используемых диапазонов в сторону увеличения частоты, что снижает наличие помех, но связано с увеличением излучаемой мощности передатчиков.
  3. Создание логически изолированных сетей с определенными задачами, например, для финансов, транспорта, трансляции видео и широкополосных передач.
  4. Возможность обмена информацией напрямую между расположенными рядом устройствами и др.

Многие из приведенных технологий еще разрабатываются, поэтому тестирование и утверждение стандарта, а также окончательных принципов построения сети ожидается не ранее 2020 года. Тогда только в состоянии увидеть реальную будущую структуру сотовой связи.

СИМ карта для смартфона

Технические характеристики сотового телефона или смартфона совместимы с любой сотовой сетью, но конкретная принадлежность к одной из них определяется СИМ картой.

Кстати, название «сотовый телефон» относится к любому смартфону, но не наоборот, потому что в смартфон загружена более сложная операционная система, он имеет быстродействующий процессор, увеличенный размер экрана и объем памяти, а также возможность доступа к интернету и загрузку сложных программ. Однако СИМ карты отличаются постоянством и взаимозаменяемостью.

Уникальность смартфона или мобильного телефона, как любого серийного продукта, определяется индивидуальным номером IMEI, который используется в журнале действий сотового оператора. Серийный номер мобильного телефона (смартфона), как правило, обозначается на упаковочной коробке и в наклейке под аккумулятором, а также хранится в самом устройстве в электронном виде и может быть всегда считан программным путем.

СИМ карта для смартфона (сотового телефона), кроме предоставления абонентского номера, по аналогии с IMEI, включает внутренний номер ICCID, который нередко представлен штрих-кодом и символами (до 19) под ним. Он также уникальный и не повторяется на какой-то другой карте и по нему определяется индивидуальная принадлежность СИМ карты в любой сети мобильной связи мира, а также другая информация, хранящаяся в базе данных оператора сети сотовой связи.

По размерам различают мини-, микро- и наноСИМ карты, которые представляют кусочек пластика с 8 контактными площадками для подключения к мобильным устройствам, из которых 2 не используются, но на нано-картах всего 6 рабочих контактов, и они немного тоньше своих старших братьев.

СИМ карта имеет две степени защиты: в виде PIN-кода из четырех цифровых символов и более длинного PUK-кода, которые предоставляются оператором сотовой связи вместе с картой.

структура сотовой связи

В виде исключения некоторыми операторами указанные коды не предоставляются и доступ к сети возможен без них. По самой сути СИМ карта для сотового телефона не что иное, как микрокомпьютер со своим процессором и памятью, но ее объем не велик и хранящиеся в ней данные могут быть перемещены в основную память мобильного телефона.

Если раньше для электропитания СИМ карты использовалось напряжение 5 В, то в современных картах оно снижено до 3,3 В.

Одновременно с тенденцией уменьшения размеров устройств в 2009 году появились смартфоны с двумя СИМ картами. Они удобны тем, что сокращаются финансовые издержки, если приходится часто звонить абонентам сетей различных операторов мобильной связи, но требуют повышенного расхода энергии аккумулятора.

Несмотря на то, что отслеживание вызовов осуществляется по обеим картам, но по причине присутствия в сотовом телефоне одного передатчика допускается лишь поочередное их использование, например, одной СИМ карты для телефонных звонков, а другой – для доступа к интернету.

В любом случае мобильное устройство с вставленным аккумулятором даже в выключенном состоянии продолжает работать в дежурном режиме и ожидает включения, а с подсоединением зарядного устройства к электросети запускается процедуру зарядки. При переходе в рабочий режим начинается загрузка операционной системы, которая вначале проверяет наличие СИМ карты и приступает к поиску базовых станций. Независимо от наличия СИМ карты, устройство подключается к ближайшей базовой станции, что создает возможность экстренного вызова.

Базовая станция всякий раз осуществляет запрос IMEI мобильного телефона и IMSI СИМ карты с целью идентификации абонента. В целях безопасности связи код внутреннего номера СИМ карты в открытом виде в устройство не поступает, но на его основе процессором СИМ карты создается шифрованный ключ. Если данные совпадают с хранящейся информацией у оператора, то абонент получает доступ к сети.

Тарифы для мобильного телефона

Списание денег за использование мобильного телефона в сети осуществляется по трем видам тарифов для мобильного телефона:

  • авансовым;
  • кредитным;
  • предоплаченным.

Авансовый тариф предусматривает внесение абонентом какой-то суммы на счет, из которой деньги за разговоры постепенно списываются. Он в некоторой степени позволяет планировать и ограничивать расходы на сотовую связь.

При кредитном тарифе общая стоимость продолжительности всех разговоров суммируется обычно за месяц и абоненту выставляется счет. Такой подход удобен тем, что абонент застрахован от обстоятельств, когда надо срочно осуществить вызов, а деньги на счету закончились и устройство заблокировано.

При использовании этих тарифов для мобильного телефона продолжительность вызовов накапливается в центре управления сетью коммутационной подсистемы и обрабатывается специальным устройством, называемым биллингом, в порядке общей очереди.

Движение очереди зависит как от вычислительной мощности биллинга, так и непредвиденных обстоятельств, например, аварии, поэтому неизбежны задержки между фактом разговора и списанием денег, которые могут составлять несколько суток.

Предоплаченный тариф нередко называется «припейд платформой», в которой очереди отсутствуют, но при разговоре одновременно производится соединение с центром управления в реальном масштабе времени. Его преимущество в том, что отсутствует абонентская плата и удается точно контролировать наличие денег на счету.

Однако в реальном времени трудно контролировать, например, такие услуги, как «уход в минус», поэтому, когда лимит на счете исчерпан, то звонок немедленно прерывается, что является существенным недостатком.

В случае роуминга учет продолжительности вызова осуществляется в «гостевом» центре управления, а расход денег подсчитывается «домашним» биллингом, поэтому неизбежны задержки в списании средств до одного месяца.

Стоимость оплаты услуг этого режима не зависят от используемых тарифов для сотового телефона, а только непосредственно от подключения абонента к конкретному оператору сотовой сети и какой оператор используется в гостях.

К существенному недостатку относится связь между абонентами одного оператора, находящимися в роуминге у другого оператора, например, при разговоре двух друзей, отдыхающих за пределами действия сети мобильной связи «своего» оператора. Тогда минута разговора в роуминге оплачивается в двойном размере обоими абонентами, что очень накладно.

Def-коды операторов

Присвоение телефонных номеров мобильным устройствам осуществляется в соответствии с так называемыми Def-кодами операторов. Они разрабатываются не по географическому признаку, но с их помощью предоставляется возможность приблизительно судить о месте проживания абонента. В интернете имеются подробные таблицы Def-кодов операторов, структура которых следующая:

  1. Последовательности цифр начинается с префикса, обозначающий код страны (для России +7);
  2. D — включает информацию о принадлежности к конкретной мобильной сети связи (для ведущих российских операторов начинается с «9»);
  3. E — содержит сведения, определяющие однозначно оператора мобильно связи (1 и 8 – МТС, 2 и 3 – Мегафон, 9, 5 и 6 – другие операторы);
  4. F – указывает на конкретный административный округ, к которому относится оператор мобильной связи.

Таблица

мобильная сеть связи GSMТак, например, начальная цифра части Def-кода, обозначения F обозначает, в частности, для оператора МТС:

  • 0, 5 – Центральный административный округ (дополнительно, включая Нижегородскую область и часть абонентов Московской зоны);
  • 2 — Уральское административное образование (с дополнительным включением Удмуртии и Кировской области);
  • 7 – Приволжский административный округ (дополнительно некоторые номера Московского региона и т.д.)

Как видно из таблицы 75 возможных кодов мобильной связи из диапазона 900-999 задействованы тремя ведущими операторами, 4 кода используются в интересах других операторов и резерв составляют 21 код, которые свободны и пока не принадлежат ни одному сотовому оператору.

Команды USSD

Если подходить с технической стороны, то технология USSD относится к одной из встроенных функциональных услуг мобильной связи стандарта GSM. Услуга USSD позволяет пользователям обмениваться данными с сервисным приложением в режиме с высокой скоростью без задействования речевых каналов, потому что обмен информацией осуществляется с использованием канала сигнализации.

Для пользователя USSD-запросы не что иное, как короткие команды, начинающиеся с символа «*» и заканчивающиеся обозначением «#», ограниченные 182 знаками, но не превосходящие 20 знаков.

С другой стороны, дословное обозначение USSD интерпретируется как сервисные коды, которые поддерживаются по умолчанию всеми сотовыми телефонами.

Эту функцию отключить невозможно, но и пользование ею никому не навязывается, и операторы сотовой сети предоставляют абонентам широкие права выбора. Кто-то отдает предпочтение живому диалогу с оператором, посредством личного кабинета и мобильных приложений или останавливается на СМС-сообщениях.

Технологии USSD взаимно увязана с СМС, они дополняют одна другую, расширяя возможности оператора. СМС (ММС) — сообщения, как команды USSD, базируются также на канале сигнализации, но они имеют следующие отличия:

  • USSD создает соединение пользователя лишь с оператором, а СМС – дополнительно с другим абонентом;
  • при USSD достигается выше надежность связи;
  • информация ответов на команды USSD не фиксируется в памяти устройства;
  • команды USSD не подлежат тарификации, включая и международный роуминг;
  • обмен СМС-сообщениями осуществляется с более низкой скоростью, так как ответ подвержен двум транзакциям, а при USSD одной, поэтому не превышает 5 с;
  • в USSD используются только команды, а СМС, как правило, содержит текст.

Технология ММС, наравне с текстовыми сообщениями, используется для обмена мультимедийными сообщениями: графическими изображениями, видео- и аудиофайлами. В отличие от СМС, файл ММС может достигать в среднем 100 килобайт, но размер сообщения может быть и больше в зависимости от поставщика абонентских услуг.

Сервисные коды в зависимости от оператора сотовой связи и мобильного устройства могут различаться, поэтому информация о конкретном их значении обычно доступна в личном кабинете пользователя, но есть и общие команды USSD, которые характерны для всех сотовых телефонов.

принципы построения сотовых сетей

Поскольку не один десяток кодов своего оператора как поставщика услуг запомнить практически невозможно, то основные следует сохранить в памяти телефона. Однако львиная доля услуг подключается через USSD-портал, то они доступны для обозрения в меню управления услугами, куда ведут следующие коды:

    • МТС, Билайн, Теле2 — *111#p;
    • Мегафон — *105#p.,/

Некоторые производители с целью легкого запоминания сервисных кодов интерпретируют сервисные коды в виде букв. Например, *#GPRS*TOOL# обозначает код *#4777*8665#, а для расшифровки кода используются кнопки сотового телефона, на которых нанесены указанные буквы. Тогда букве G соответствует кнопка 4, букве P – 7 и т.д.

Примечание. При наборе команды USSD, она, как правило, сразу же выполняется автоматически без нажатия кнопки ввода, но сервисными кодами следует пользоваться с осторожностью, так как по незнанию их назначения не исключено обнуление всех настроек мобильного устройства.

Безопасность связи

Сотовые телефоны оказались незаменимыми помощниками в повседневной деятельности. Многие люди используют их в качестве базы со справочными данными, начиная от контактов, днях рождения и кончая личной конфиденциальной информацией, а также доступом к финансовым ресурсам и источникам. Тогда нетрудно представить последствия, если эта информация окажется достоянием третьих лиц.

Операторы мобильных сетей предлагают различные услуги и сервисы, чтобы обеспечить абонентам безопасность связи. Многие аспекты в первую очередь зависят от самих пользователей, поэтому не следует предоставлять мобильный телефон даже на 5 минут незнакомым людям. Так, например, сервисный код *#21# всегда подскажет абоненту, на какой номер осуществляется переадресация его входящих вызовов или сообщений, а удалить переадресацию поможет код ##002#.

Этот код оправдывает себя, например, перед поездкой за рубеж, потому что не позволяет терять деньги в случае международного роуминга, а также за использование голосовой почты. Поиск украденного устройства облегчится, если владельцу известен его серийный номер IMEI, который отображается на дисплее мобильного телефона при вводе команда USSD *#06#.

В этом случае также не лишне предусмотреть защиту устройства стойким паролем с ограниченным числом попыток его ввода, когда все данные удаляются или устройство блокируется.

Используемые меры защиты передаваемой информации не позволяют получить к ней доступ при ее перехвате, но уязвимой остается операционная система аппарата. Современный сотовый телефон мало чем отличается от компьютера, поэтому неоценимую помощь в безопасности связи оказывают средства антивирусной защиты, отказ от установки программ из неизвестных источников, использование паролей, отсутствие информации о них в браузере и другие меры предосторожности.

сотовые сети связи GSM

Наравне с информационной безопасностью связи, следует помнить, что радиоизлучение не безвредно для здоровья. Поэтому нужно стремиться к ограничению контактов с мобильным устройством и держать его подальше от своей постели и мест отдыха, выключать его из-за отсутствия надобности, когда он находится рядом. Не меньшая опасность исходит и от антенн базовых станций.

Первыми признаками отрицательного воздействия сотовой связи является головокружение, чувство оцепенения, легкое замешательство, ощущение как будто что-то проскальзывает от лица к уху и шее. Подозрение наличия подобных симптомов и чувства странного состояния указывают на ограничение соприкосновения с радиоизлучениями и тщательного контроля сложившейся ситуации.

Таким образом,стандарты сотовых сетей GSM и их принципы построения являются основополагающими. Общее представление о структуре сети и принципах ее построения позволяет использовать более эффективно предоставляемые услуги.

Несмотря на то, что мобильные устройства стали обыденной вещью. Без них немыслимо существование, но только осмысленным пользованием сотовой связью ограничиваются нежелательные расходы, достигается безопасность и сохранение своего здоровья.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Как сделать электрический пол своими руками в частном доме

На комфорт проживания и эффективность отопления помещений оказывает влияние различное обогревательное оборудование. Популярность подогрева напольной поверхности объясняется снижением стоимости материалов, созданием уюта, равномерным распределением тепла в помещениях, гибким использованием, сокращением простудных заболеваний и др.

Вследствие отсутствия статического электричества, по сравнению с обычными радиаторами отопления, сокращается образование пыли, что существенно для лиц, склонных к недугам дыхательных путей. Теплый пол важен для семей с маленькими детьми, когда на него без опаски можно садиться, ложиться, играть и заниматься развлекательными упражнениями.

Нередко теплый пол выполняет функции основной или дополнительной системы обогрева. Его создание базируется на двух типах технологий: водяной или с использованием электричества. В городском многоэтажном доме водяной теплый пол подключается к трубам отопления или горячего водоснабжения, но возможности ограничены, если отсутствует индивидуальный котел.

Сделать теплый пол своими руками в частном доме не накладывает на владельца каких-то существенных ограничений. Наравне с водяным и электрическим теплым полом, предоставляется возможность создания капиллярных и электро-жидкостных комплексов.

Монтаж теплого пола своими руками связан не только с экономией денег, но и предоставляет свободу выбора. Конфигурация такой конструкции будет соответствовать исключительно индивидуальным потребностям, а не навязанному шаблонному проекту. Наиболее просто в частном доме смонтировать теплый пол с задействованием электричества и тогда не понадобятся даже специальные знания.

монтаж теплого пола

Эффективность электрического теплого пола

Поверхность теплых полов служит своего рода радиатором отопления, что сокращает потери тепла. Однако в городском многоэтажном доме при этом обогреваются и потолок и помещения соседей, расположенные ниже.

Водяной пол считается «мокрой зоной», размещение которой в соответствии с санитарными требованиями не допускается над жилыми помещениями и кухней.  Монтаж водяной системы не обходится без дорогостоящего оборудования и привлечения специалистов, а в многоквартирном доме и без административного разрешения, так как возникает угроза затопления соседей.

Укладка труб отопления требует их армирования или стяжки с прокладкой гидроизоляции, а также кропотливой работы и занимает немало времени. Регулирование температуры полноценного обогрева не обходится без наличия смесительного устройства и водяного насоса. Самостоятельная настройка параметров терморегулирования сложная, поэтому потребуется помощь специалистов.

Однако дальние от источника помещения остаются более холодными, так как вода по мере поступления постепенно охлаждается. Водяной пол, подключаемый к системе централизованного отопления многоквартирного дома, неизбежно вызывает снижение общего давления в трубах, а наличие усиленной стяжки вызывает дополнительные нагрузки на конструкцию здания и уменьшает высоту помещений. Дополнительно, он не отличается высокой надежностью, а его использование напрямую связано с отопительным сезоном.

Теплому полу на основе воды присуща высокая экология, потому что от него не излучается электромагнитное поле. Он становится выгодным, когда обогреваемая площадь превышает 60 квадратный метров и исключен дополнительный расход электрической энергии на обогрев. Поэтому он отличается экономической эффективностью в эксплуатации, когда смонтирован в частном доме.

Достоинства электрического теплого пола

  1. Быстро нагревает пространство и возможность гибкой самостоятельной настройки температурного режима.
  2. Равномерный прогрев снизу-вверх соответствует гигиеническим нормам здоровья.
  3. Создает комфортный микроклимат в помещении и не пересушивает воздух.
  4. Не заменим при прогреве поясницы и бронхов, при ревматизме и простудных заболеваниях.
  5. Улучшает дизайн помещений и сочетается со многими типами напольных покрытий.
  6. Отличается надежностью в эксплуатации и не замерзает зимой.
  7. Обладает длительным сроком службы и простотой монтажа своими руками.
  8. Доступен для людей со средним достатком, так как стоимость его ниже водяного пола.
  9. Нагревательные элементы можно размещать на стенах жилых помещений и офисов.

Минусы электрического теплого пола

  1. Высокая требовательность к типам напольных покрытий, которые обусловлены специфическими материалами.
  2. Сокращается полезный объем помещений из-за чернового основания, но меньше, нежели при водяной системе.
  3. Увеличивается опасность поражения электричеством особенно в сырых строениях и санузлах.
  4. Создание радиопомех вследствие электромагнитного поля, сопутствующего греющим компонентам (кабелю).
  5. Повышенные требования к электропроводке в загородном доме.
  6. Существенный расход электроэнергии, но меньше, чем с применением обычных нагревателей.

Дополнительно к сказанному следует отметить, профессионалы и пользователи, которые сделали монтаж электрического теплого пола своими руками, едины в своем мнении. Они склоняются к тому, что грамотно составленный проект, и соблюдение рекомендаций по укладке элементов обогрева в значительной степени компенсируют приведенные минусы, а опасность эксплуатации теплого электропола сопоставима с микроволновой печью, холодильником или утюгом.

Виды электрического теплого пола

Сделать электрический теплый пол своими руками нетрудно в разных местах, включая балконы и лоджии. Основная отличительная черта в том, что он включается в любое время, когда в помещении становится прохладно.

Вид электрического теплого пола определяется выбранными компонентами, среди которых:

  • греющий кабель;
  • термоматы, то есть электроматы;
  • пленочные устройства инфракрасного излучения;
  • стержневые составляющие с аналогичными функциями.

электрический теплый пол

Специальный греющий кабель

Область, где используются греющие кабели обширная, потому что они универсальны и представляют самые мощные способы обогрева. Ими обогреваются водосточные и водопроводные трубы, грунт, квартиры и балконы, лестницы, индивидуальные дома и постройки хозяйственного назначения. Греющий кабель удобен в местах, где планируется минимальная толщина стяжки или отделка кафельной плиткой (ванная, санузел, кухня).

В создании электрического основания помещения применяется одножильный греющий кабель, как наиболее дешевый, но создающий электромагнитные волны. Двухжильный кабель имеет несколько дороже, а уровень электромагнитного поля у него не выше, чем у телевизора. Он проще поддается укладке своими руками, когда не надо совмещать ближний и дальний конец в одной точке.

Греющий кабель обычно создается на основе резистивных элементов, но не редко могут использоваться полимерные матрицы и он называется саморегулирующимся. Тогда, чтобы резистивный кабель не перегревался, то его не следует укладывать в местах, где будет находиться массивная мебель или оборудование и обязательно потребуется регулятор температуры.

Принцип работы полимерных нагревательных элементов направлен на ограничение перегрева. Если какая-то часть кабеля перегревается, то в этой области уменьшается сила тока и сокращается выделение тепла, а остальные зоны работают в прежнем режиме.

После снижения температуры заданный режим работы саморегулирующей системы восстанавливается, но она значительно дороже и отличается длительным сроком службы. В то же время, для саморегулирующего кабеля отсутствуют ограничения по размещению в критических зонах, а конструкция в состоянии работать и без температурного регулятора.

Греющие кабели различаются по мощности, и чем она выше, тем сильнее происходит нагрев. Так, например, для подогревающего электропола на балконе и лоджии потребуется мощность кабеля порядка 200 Вт/м2, а для жилых зон 150 Вт/м2. Толщина такого греющего кабеля колеблется в пределах 5-7 мм и укладывается обычно он змейкой на специализированную монтажную планку или кладочную сетку с задействованием теплоотражающих материалов.

Смонтировать греющий кабель не простая процедура, так как между его смежными частями следует выдерживать заданный шаг укладки, добиваясь промежутка не менее 8 см. Греющий кабель обязательно монтируется в стяжку из бетона примерно в 3-5 см толщиной, что необходимо учитывать заранее.

Электрические маты

Система термомат, иначе электрический мат не что иное, как тот же греющий специальный кабель, но меньшего размера (до 3 мм) и уже прикрепленный к стекловолоконной сетке. Поставляются термоматы в рулонном виде внешне представляющие коврики. Другое отличие электроматов: греющий кабель в аналогичном рулоне имеет меньший размер, но по мощности не уступает отдельному кабелю.

Электрический теплый пол с использованием термоматов считается лучшим, когда принято решение о покрытии его керамической плиткой. Создание основания комнаты значительно упрощается, потому что рулон легко раскатывается по готовой стяжке, но, избегая зон размещения мебели, и с использованием только клея для плитки. При этом существенно не уменьшается высота комнаты и облегчается создание конструкции своими руками.

В электромате греющий кабель закрепляется с заданным шагом, и его величина мощности составляет 100-150 Вт/м2 при ширине и длине мата 50 см и 20-24 м соответственно. В ходе размещения матов кабель разрушать не допускается, но он легко поворачивается после разрезания подложки из стекловолокна с последующим ее закреплением.

В техническом отношении не существенно укладывать отдельный кабель по намеченной схеме или раскатывать рулон. Во втором случае кабель можно также конфигурировать в определенном направлении, но немного с превышением его расхода. В то же время, термоизолирующая подложка со стяжкой и кафельной плиткой неплохо поддерживает температуру, поэтому нагревательный элемент чаще находится в обесточенном состоянии, благодаря чему экономится электроэнергия.

Пленочные элементы инфракрасного обогрева

Тепло, как известно, излучается в инфракрасном диапазоне волн, поэтому под такое определение подпадают все без исключения нагревательные приборы. Пленка инфракрасного обогрева, скорее всего, названа не по своей физической сущности, а в рекламных целях, чтобы ее название отличалось от других источников обогрева.

В инфракрасной пленке функция нагревательного элемента принадлежит карбоновым пластинам, то есть углеродным. Использование такой технологии способствовало созданию очень тонкого нагревательного прибора аналогичного мату. В отличие от кабельных образцов, инфракрасная пленка не требует бетонной стяжки, а вся ее тепловая энергия расходуется непосредственно на нагрев покрытия пола.

Инфракрасная пленка не излучает электромагнитные поля и является экономичным нагревательным устройством. При неисправности одного из элементов остальные продолжают действовать, потому что соединены параллельно с двумя медными полосами. Разброс диапазона по мощности инфракрасной пленки составляет 140-150 Вт/м2, что способствует равномерному нагреванию напольного покрытия.

Благодаря тонкому слою (0,4 мм) сделать электрический теплый пол своими руками в частном доме с применением инфракрасной пленки не представляет великих трудностей.  Он наилучшим образом сочетается с мягкими покрытиями, такими как ламинат, ковролин, линолеум, и его создание занимает немного времени.

Подогревающий электропол из этих компонентов способен функционировать непосредственно после окончания его создания и, в противовес греющему кабелю, жестко закрепленному в стяжке, находит многоразовое использование. Когда требуется изменить размер полосы пленки, то ее разрешается разрезать по отмеченной на поверхности линии надреза.

Инфракрасная пленка удобна также для обогрева стен и потолка помещения, так как не занимает много места. Тонкая структура инфракрасной пленки связана с повышенной уязвимостью. Она легко повреждается, если поверхность основания неровная, а также при установке мебели и падении тяжелых предметов. Поэтому ее желательно при использовании с мягкими напольными покрытиями дополнительно защитить более жестким слоем, например, из фанеры или оргалита.

Стержневые нагревательные элементы

Как разновидность электроматов следует выделить стержневые конструкции, когда в виде элементов обогрева служат стержни из карбона с добавлением серебра и меди. В противоположность греющему кабелю, составные части виде стержней размещаются с заданным шагом и соединяются параллельно с двумя шинами из полимерного проводника. Они аналогично инфракрасной пленке и не излучают электромагнитные поля.

Стержневые конструкции более прочны, нежели инфракрасная пленка, поэтому они, наряду с электроматами, монтируются в стяжку или в плиточный клей. Величина мощности инфракрасных стержней составляет порядка 130-160 Вт/м2 при ширине рулона 83 см и длине до 20 м и с шагом между ними до 10 см. Когда температура пола повышается до 60 градусов, то потребляемая мощность элементами сокращается в 1,5 раза, поэтому они не критичны к размещению над ними мебели.

Функция саморегуляции относится к характерной особенности стержневых нагревательных элементов, которой обладают и отдельные виды инфракрасной пленки. Как уже отмечалось, это свойство исключает перегрев, когда элементы прекращают временно выделять тепло на проблемном участке. Однако высокая стоимость рулонов из инфракрасных стержней удерживает от создания своими руками в частном доме электрического теплого пола.

Теплому полу, использующему электричество присуще мягкое нагревание помещений, исключая точечные источники высокой температуры. Широкие возможности по плавному и точному регулированию температуры предоставляют неплохие перспективы такого способа обогрева, как составной части комплекса «умный дом».

Выбор электрического теплого пола

Система обогрева с помощью теплого электропола в частном доме применима на разных объектах в виде основного или дополнительного источника тепла. Так, например, в первом случае потребуются мощные нагреватели, поэтому важно из всего многообразия образцо осуществить грамотный выбор электрического теплого пола, предлагаемого множеством компаний.

Комплект системы тёплого электропола обычно содержит несколько основных частей:

  • нагревательную составляющую;
  • термодатчик;
  • регулятор температуры;
  • электрический силовой кабель.

Термодатчик совместно с нагревателями монтируется в стяжке, а регулятор температуры размещается на стене. В соответствии с прилагаемой инструкцией обогревающий комплекс подсоединяется к электросети. Тогда пол обогревается нагревателями, уровень его нагрева определяется датчиком, а согласно его показаний температурный регулятор контролирует выставленную температуру.

При выборе следует помнить, что каждому помещению выделяется отдельная система со своим терморегулятором, так как по предназначению они не одинаковы, и температура в них может отличаться. В то же время, греющий кабель, как и электроматы, являются законченной конструкцией и длину ее произвольно изменять не допустимо.

Выбор того или иного вида электрического теплого пола и способа обогрева должен учитывать следующие факторы:

    • в каком состоянии находятся помещения и их площадь;
    • значение мощности системы, удовлетворяющей требованиям;
    • тип имеющегося или планируемого напольного покрытия;
    • предполагаемая сумма издержек.

План помещений и мощность системы

Решение о монтаже электрического теплого пола своими руками принимается на этапе отделки помещений или позже, но в обоих случаях содержит определенные ограничения. Кроме того, в частном доме далеко не все помещения требуют обогрева, поэтому составление плана производится для каждой отдельной комнаты.

В расчет берется не общая площадь комнаты, а только площадь укладки нагревательных элементов. Желательно, чтобы такая отапливаемая площадь занимала 50% — 80% от общей площади комнаты. Так, на плане отмечаются зоны размещения мебели без ножек, под которой нагревательные элементы размещать не следует, а также ближе 5 см до ее границ.

План также должен учитывать минимальные расстояния от секций нагревательных элементов до стен комнаты. Оптимальным считается промежуток в половину шага размещения нагревательных секций, но не менее 5 см.

От радиатора отопления нагревательные элементы располагаются не ближе 8 см. Между секциями стержневых нагревательных элементов интервал составляет до 10 см. Датчик температуры размещается в глубине и посредине между витками нагревательных элементов в полуметре от их границы.

Анализ статистических данных тепловых потерь современных частных домов подсказывает, что при соблюдении требований по теплозащите оптимальная мощность при дополнительном отоплении на квадратный метр (Вт/м2) принимает следующие значеният для:

  • жилых зон и кухни первого этажа – 140-150;
  • жилых областей и кухни второго этажа – 120-130;
  • ванной комнаты – 140-150;
  • балкона и лоджии – 180;
  • всех помещений (основное отопление) – 180.

Тогда, зная площадь, покрываемую нагревательными элементами, то есть ее отапливаемую часть нетрудно предварительно определить требуемую величину мощности, опираясь на которую выбирается тип нагревателей и их объем. Если в качестве нагревательного элемента выбран греющий кабель, то в его характеристиках нередко указывается мощность на погонный метр (Вт/м).

Тогда следует самостоятельно определить шаг его укладки на 1 м2 с помощью соотношения:

 h=S*100/L,
где S — отапливаемая площадь (м2),
L — общая длина кабеля (м).

Так, например, если греющий кабель имеет характеристику 30 Вт/м, то его укладку следует осуществлять с шагом 20 см, чтобы получить удельное значение мощности 150 Вт/кв. м.

Вид напольного покрытия

На выбор теплого электропола немалое влияние оказывает вид напольного покрытия. Любому его типу присущи разные характеристики теплопроводности и чувствительности к температуре, совместимость которых обязательна с выбранным способом обогрева.

Наиболее лучшим напольным покрытием для теплого электропола во всех отношениях считается керамическая плитка. Она без последствий переносит многочисленные перепады нагрева и охлаждения, а в экологическом отношении безопасна.

теплый пол своими руками

На упаковке других напольных покрытий обычно указывается диапазон допустимых значений температуры. Так, например, для линолеума или ламината мощность электрического теплого пола 100-130 Вт/м2 считается оптимальной, и она соответствует температуре его поверхности 26-28 градусов. Поэтому аналогичные напольные покрытия рекомендуется использовать только при дополнительном обогреве.

Деревянные полы из натуральной древесины также надо нагревать не выше этих пределов. С одной стороны, при повышенной температуре материал рассыхается с образованием щелей, но, с другой стороны, он в состоянии выделять вредные вещества. Тогда в большинстве вариантов в качестве нагревательного элемента и оправданно применить инфракрасную пленку или электромат.

Сколько потребляет энергии теплый электропол

Принцип действия существующих электронагревательных приборов заключается в нагревании непосредственно окружающего воздуха. В отличие от них, электрический теплый пол нагревает промежуточную среду в виде бетонной стяжки с напольным покрытием, которые аккумулируют тепло. По этой причине в общем случае потребление энергии им при одинаковой мощности ниже, а конечный эффект выше.

Однако на потребление электроэнергии для обогрева оказывают влияние многие факторы, среди которых следует выделить основные:

  • климатическая зона расположения частного дома;
  • ориентация строения в соответствии со сторонами света;
  • температура воздуха снаружи;
  • взаимное расположение помещений и задаваемая в них температура;
  • из какого материала выполнены стены и их толщина;
  • конструкция потолка, пола и их покрытия;
  • площадь дверей, окон и их состояние;
  • объем помещений и др.

Воздействие этих факторов в той или иной степени определяет мощность используемых нагревателей в конструкции электрического теплого пола. Для компенсации непредвиденных потерь тепла обычно номинальная их мощность увеличивается на 30-40%. Тогда с учетом этого вычисляется общее потребление энергии системой, которое может оказаться затратным, по сравнению с другими типами электронагревательных приборов.

Поэтому для снижения расходов на электроэнергию, возможно, придется пересмотреть и скорректировать принятое решение. В первую очередь решается вопрос относительно обогрева некоторых комнат, после чего рассматривается использование других видов нагревательных элементов. Среди них в эксплуатации наиболее экономичны инфракрасные обогреватели, а термоматы потребляют электроэнергии на 30% больше, чем греющий кабель.

Монтаж электрического теплого пола своими руками

Технология монтажа теплого электропола своими руками незначительно отличается от вида используемых нагревателей. В общем случае она включает следующие процедуры:

  1. Набросок проекта и расчет необходимых материалов.
  2. Контроль на соответствие действующей электропроводки.
  3. Выбор основного оборудования и компонентов.
  4. Непосредственно монтаж электрического теплого пола.
  5. Предварительный контроль собранной системы.
  6. Заливку бетонной стяжки.
  7. Окончательная отделка пола.

С одной стороны, особенности последовательности монтажа каждого вида системы представлены в соответствующих документах, поставляемых с оборудованием. С другой стороны, в сети имеется «вагон и маленькая тележка» материалов решения данной проблемы, и нет смысла повторять прописные истины. Поэтому уместно остановиться лишь на подключении системы к электросети своими руками.

теплый пол в частном доме

Управление степенью нагрева электрического теплого пола осуществляется вручную или автоматизировано. В первом варианте наблюдается неоправданный расход электроэнергии, так как невозможно поддерживать определенную температуру. Второй вариант предусматривает автоматизированное управление с помощью механического или электронного терморегулятора и датчика температуры.

Схема подключения системы к электронному или к механическому регулятору температуры одна и та же. Датчик температуры подключается к 6 и 7 контакту (NTC) клеммной колодки терморегулятора. К контактам 1 и 2 подключается электросеть, но, в отличие от датчика температуры, для корректной работы с соблюдением назначения проводов: к 1 контакту (N) нейтраль, а к 2 контакту (L) фазный провод.

Нагревательные элементы подключаются к 3 и 4 контактам, но в некоторых устройствах назначение 2 и 3 контактов может быть изменено. Если в устройстве отсутствует контакт для заземления, то провод (PE) от распределительного щитка соединяется с экранированной оболочкой нагревательных элементов через отдельную колодку.

Подключение электросети с помощью розетки и вилки недопустимо, поэтому используется автоматический выключатель в комплекте с УЗО. Тогда ошибка с подменой фазного и нейтрального провода исключается. Если необходимо подключить несколько секций нагревательных элементов, то дополнительно используется распределительная коробка. Когда мощность нагревательных элементов превышает 3 кВт, то они подключаются через контактор.

Иногда, наравне с датчиком температуры, размещенным в бетонной стяжке с нагревательными элементами, используется дополнительный датчик, показывающий температуру воздуха в комнате, а к контакту 5 может подключаться внешний таймер. Монтаж терморегулятора осуществляется на стене помещения в подрозетник на высоте до 1,5 м от пола и вдали от других источников тепла, чтобы иметь реальные показателей температуры.

Контроль работы системы начинается сравнением сечения жил кабеля электропроводки с мощностью используемых нагревательных элементов. После проверки отсутствия короткого замыкания и включения электросети терморегулятором устанавливается минимальная температура, затем включается система и переводится в максимальный режим. Характерный щелчок свидетельствует о замыкании цепи обогрева. Нагревательные элементы должны равномерно повышать температуру и отсутствовать какое-либо искрение.

Таким образом, решение вопроса как сделать электрический теплый пол своими руками в частном доме не представляет особых сложностей, если соблюдать требования по его монтажу и электробезопасности. Теплый пол в состоянии работать и радовать глаз не один десяток лет, когда тщательно подобраны его компоненты и напольное покрытие.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети

С незапамятных времен человек стремился облегчить свое существование, используя различные приспособления и двигатели. С открытием электричества особое место в его помыслах занимают электродвигатели, а развитие современных технологий заставляет, казалось бы, обыденные вещи и явления рассматривать под иным углом. Нередко желание удовлетворить интерес в какой-либо области заставляет нас двигаться от простого к сложному с прояснением непонятных деталей.

Электродвигатели, как незаменимые помощники, постоянно сопровождают нас на протяжении всей жизни. Поэтому среди домашних мастеров, например, проблема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети занимает далеко не последнее место.

Основная причина состоит в том, что асинхронный трехфазный мотор отличается низкой себестоимостью, простой в изготовлении и эксплуатации, обладает высоким КПД и в силу этих причин получил массовое распространение.

В быту такими электродвигателями оснащаются различные устройства и механизмы (вентилятор, насос, циркулярная пила и прочее), но сфера их использования ограничивается наличием электросети с одной фазой и ее возможности не позволяют их использовать на полную мощность.

В этом направлении создано немало схем подключения трехфазных электромоторов, и их множество различается по сложности реализации. Тогда понятие о составе и принципе функционирования асинхронного двигателя приведет к осмысленному решению задачи.

Особенности асинхронного электродвигателя

Применительно к используемому роду тока электродвигатели разделяются на две большие группы: электродвигатели постоянного и переменного тока. Среди устройств переменного тока разнятся синхронные и асинхронные двигатели. Наряду с рядом достоинств асинхронного двигателя, его основной недостаток заключается в сложности регулирования скорости вращения его вала традиционными методами.

Основными элементами любого электродвигателя является неподвижный статор и подвижный ротор. Момент вращения в электродвигателе создается при взаимодействии статорного магнитного поля с роторным, когда возникает разность частоты их вращения.

Синхронный мотор переменного тока, по сравнению с асинхронным, имеет иную конструкцию ротора. В первом варианте ротором является постоянный магнит или электромагнит. В асинхронном двигателе может быть фазный ротор или короткозамкнутый из металлических стержней, соединенных с обеих сторон и называемых «беличьей клеткой».

синхроный и асинхронный двигатель

Статор трехфазного электродвигателя содержит мощные рабочие обмотки, и их концы выводятся на общую клеммную колодку. При протекании по ним переменного тока создается движущееся по кругу магнитное поле, поэтому скорость вращения определяется частотой тока и числом создаваемых полюсов.

Между токами, протекающими по обмоткам, создается сдвиг между фазами, который определяется месторасположением обмоток на статоре. Для трехфазных электромоторов эта величина представляется 120 градусами.

В без коллекторном асинхронном двигателе под действием статорного магнитного поля протекающий ток в короткозамкнутой обмотке ротора превращает его в электромагнит с присущими ему противоположными полюсами. Подключенная нагрузка обуславливает протекание больших токов по обмоткам, и вся конструкция нагревается, поэтому для охлаждения асинхронного двигателя на валу ротора устанавливается вентилятор.

Главная особенность асинхронного электромотора в том, что под нагрузкой наблюдается «отставание» вращения ротора от движения магнитного поля статора. Иными словами неодновременный процесс отличается асинхронностью, а возникающее явление названо скольжением. В этом случае скорость вращения статорного магнитного поля в действительности всегда выше, чем у ротора.

В роторе мощных синхронных двигателей изменяемое электромагнитное поле создается за счет размещенных на нем обмоток, подключенных к коллектору. В момент пуска и разгона мотора кратковременно создается асинхронный режим, когда обмотки ротора нередко через реостат или накоротко замыкаются. При приближении скорости вращения к номинальной величине к проводникам ротора прикладывается постоянное напряжение, поэтому нередко моторы такого типа включают обмотку возбуждения.

Разность потенциалов на обмотки ротора подается посредством щеток, и протекающий ток в проводах изменяется одновременно с переменой полюсов магнитного поля, то есть синхронно. По этой причине скорость вращения вала синхронного электродвигателя практически не зависит от нагрузки, и он всегда вращается в одну сторону. В то же время, нагрузка должна быть согласована, чтобы мотор мог ее выдержать. В противном случае, неизбежны поломки синхронного электродвигателя.

По внешнему виду без разборки синхронный мотор переменного тока трудно отличить от асинхронного двигателя, который обычно имеет ребристый корпус и наличие вентилятора. Однако указанная на шильдике скорость вращения мотора однозначно характеризует его тип.

Синхронному устройству присуще обозначение скорости вращения в круглых значениях, например, для частоты 50 Гц 3000 об/мин или 1500 об/мин. Для асинхронного двигателя указанные значения отклоняются в меньшую сторону. Так, для таких моторов, к примеру, мощностью 750 Вт характерны значения 2730 или 1325 оборотов в минуту, то есть с величиной скольжения 0,053.

схема подключения

Проектирование и создание электродвигателей осуществляется с учетом работы их в трехфазной сети, так как в таком режиме они работают с минимальными потерями электроэнергии и имеют высокий КПД. Как правило, в заводском исполнении их обмотки соединены в виде треугольника или звезды. Иногда при подключении звездой нейтральный провод присоединяется к нулевой точке, что делать не нужно.

Когда применяется подключение трехфазного двигателя к однофазной сети, то он работает с отдачей неполной мощности. Ее потери в большинстве вариантов могут превышать 50%, что с чем необходимо считаться.

Создание режима работы трехфазного асинхронного двигателя при имеющейся единственной фазе добиваются многими способами. Поэтому неизбежно возникает вопрос, на каком же выборе схемы подключения остановиться? Для решения этой задачи рассмотрено несколько подходов, на основании которых предоставляется возможность выбрать приемлемое решение.

Кстати, самый простой запуск трехфазного электродвигателя, подключенного к однофазной сети с напряжением 220 вольт, осуществляется с помощью шнура. При этом шнур обматывается вокруг вала мотора, после чего, следует резкий рывок за свободный его конец. При таком способе большие потери мощности, он малоэффективный и им пользуются редко, но и он может пригодиться.

Фазосдигающий конденсатор для трехфазного двигателя

В домашних условиях электродвигатели по большей части применяются в подсобном хозяйстве. Когда к частному дому подключение электричества выполнено тремя фазами, то проблем обычно не возникает. Однако далеко не у всех домовладельцев имеется трехфазная электросеть, а острая необходимость вынуждает использовать электромоторы для удовлетворения возникающих потребностей.

Наиболее популярным и доступным подключением асинхронного трехфазного устройства к однофазной электрической сети является способ с применением фазосдвигающего конденсатора. Когда обмотки мотора спроектированы на оптимальное напряжение 127 В, то в существующей электросети применяется расположение их по схеме «звезда».

Для номинального разности потенциалов 220 В аналогичный способ используется редко, так как приводит к дополнительной потери мощности до 30%. Тогда используется соединение обмоток электромотора по схеме «треугольник».

подключения асинхронного двигателя

В процессе включения и работы устройства может использоваться в схеме, как рабочий, так и пусковой конденсатор. В практическом плане рабочий конденсатор подбирается в среднем из расчета 7 мкФ на 100 Вт мощности устройства, а пусковая емкость, как правило, превышает вычисленную величину в 2-3 раза.

Под пусковой емкостью подразумевается суммарное значение емкости рабочего и пускового конденсатора. Надобность в нем нередко отпадает, если мотор запускается без нагрузки, но, когда он нагружен, то не в состоянии запуститься или обороты им набираются с замедлением.

фазосдвигающий конденсатор

Оптимальное значение конденсаторов определяется экспериментальным путем в избранном режиме работы электродвигателя. Если величина рабочей емкости больше требуемой, то мотор начинает перегреваться, а при слишком малом значении наблюдается пониженная им отдача мощности.

Когда же электродвигатель работает не под нагрузкой, то в обмотке с подключенной емкостью присутствует ток на 20-30% больше оптимального. Мотор работает в недогруженном режиме, и, следовательно, величину емкости рабочего конденсатора надо уменьшить.

В маломощных устройствах рабочая емкость нередко отсутствует, а используется лишь конденсатор в начале работы. Мотору требуется пусковая емкость для облегчения ускоренного запуска, но когда он набирает порядка 70% оборотов, то конденсатор пуска через 2-3 с отключается и разряжается.

Подобную операцию сподручнее делать с помощью специального переключателя, когда при утопленной клавише «Пуск» первая пара контактных соединений замыкается, а при ее освобождении размыкается, но в замкнутом состоянии остается другая пара соединителей, и они разрываются при нажатии клавиши «Стоп».

Конденсаторы выбираются из числа металлобумажных или пленочных типа: МБГО, МБГП, КГБ, МБГ4, БГТ, СВВ-60, К75-12, К78-17. Для улучшенного запуска электрического мотора на исполнение роли емкости пуска подыскивается специализированный конденсатор, а полярные конденсаторы обычно не используются.

Применяемые конденсаторы должны выдерживать предельное рабочее напряжение как минимум в 1,5 раза выше реального его значения, присутствующего в однофазной электросети. Так, в сетях с разностью потенциалов 220 В считается величина такого напряжения не ниже 350 В.

Конденсаторы большой емкости сподручнее применять в виде пусковых, а рабочий конденсатор практично набирать из более мелких путем их параллельного соединения. Тогда легче осуществлять маневрирование при подборе оптимальной емкости.

трехфазный двигатель

Известно более эффективное подключение трехфазного двигателя к однофазной сети с высоким КПД, когда в одной из обмоток используется фазосдвигающий конденсатор, сдвигающий фазу вперед, а во второй дроссель с индуктивным сопротивлением, сдвигающий ее в другом направлении. В третью обмотку включается резистор.

В этом варианте, конечно, увеличивается мощность асинхронного двигателя, но усложняется конструкция преобразователя и он потребляет столько же электроэнергии, что и мотор. Отсюда очевидно, что такое преобразование экономически не выгодно.

Использование фазосдвигающего конденсатора наиболее простой метод подключения трехфазного электромотора. Не меньшей популярностью пользуются без конденсаторные схемы на основе электронных ключей, использующих тиристоры и симисторы, но они отличаются сложностью реализации.

Преобразование однофазного напряжения в трехфазное

По самой сути электродвигатель является обратимым механизмом. С одной стороны, он преобразует электроэнергию в механическую энергию, а, с другой стороны, способен совершать обратные действия, выполняя функции генератора.

Неоднократно было подмечено, что после случайного исчезновения напряжения на одной из обмоток асинхронного двигателя вращение его вала не останавливается, а между выводами отключенной обмотки возникает ЭДС. Наличие этого факта натолкнуло на задействование трехфазного электродвигателя с целью преобразования однофазного напряжения в трехфазное.

Не вдаваясь в тонкости имеющегося явления, следует подчеркнуть, что трехфазный асинхронный двигатель, включенный в однофазную сеть, когда вращается в режиме холостого хода, является своего рода трансформатором.

Однако, тем не менее, возникающей разности потенциалов на его обмотках, вполне достаточно для питания других потребителей электроэнергии и, в частности, трехфазных электродвигателей. Если же придать мотору вращение от других источников энергии, например, от бензиновых или дизельных двигателей, то конструкцию успешно превращается в резервный источник питания.

Мощность асинхронного двигателя, функционирующего в этом режиме должна составлять по величине не менее 80% суммарной мощности предполагаемых потребителей. К однофазной электрической сети он подключается вначале без нагрузки, и для запуска можно обойтись небольшой емкостью фазосдвигающего конденсатора.

Так, для электрического мотора мощностью 3-4 кВт достаточно примерно 40-60 мкФ. В режиме использования обмоток по схеме «звезда» с выхода снимается 380 В, а вариант «треугольника» позволяет снимать 220 В, но нужно не упускать из внимания, что разность потенциалов 380 В более опасно для жизни человека.

трехфазный двигатель асинхронный

Запуск мотора осуществляется без нагрузки после нажатия кнопки. Когда ротор достигнет оптимальных оборотов, кнопка отпускается и подключается нагрузка. Такой преобразователь мощностью 4 кВт на холостом ходу потребляет порядка 200 Вт электроэнергии.

Частота, вырабатываемого трехфазного тока по такой схеме, несколько отличается от 50 Гц, а слабым ее местом является некоторый перекос фаз, то есть на одной из обмоток присутствует повышенное напряжение. Вследствие этого незначительно уменьшается КПД преобразователя, а также электродвигателей, подключенных к нему.

В принципе, большинство потребителей нечувствительны к такому отклонению величины напряжения и работают стабильно. Однако для повышения эффективности преобразователя в обмотку с повышенным напряжением можно дополнительно включить автотрансформатор, который позволит в то же время регулировать потребляемую мощность. С этой целью подойдет ЛАТР или специально изготовленный трансформатор на основе торроидального магнитопровода от сгоревшего мощного электродвигателя.

Так, например, самодельный автотрансформатор на магнитопроводе от электродвигателя 5 кВт может содержать 300 витков эмалированного провода сечением до 4 мм2 с отводами от каждых 30 витков. Если используется магнитопрвод других размеров, то число витков уточняется по формуле:

W=220·45/S,
где S = a x bплощадь магнитопрвода, в см2.

Итак, преобразование однофазного напряжения в трехфазное с помощью электродвигателя сопряжено с основными требованиями:

  • электродвигатель-преобразователь с малым числом оборотов в минуту (от 1000 и ниже), по сравнению с высокоскоростным, легче запускается и создает более «мягкую нагрузку на электросеть;
  • мощность используемого мотора должна превышать суммарную мощность подключенных потребителей;
  • величина потребляемого электродвигателем тока в рабочем режиме должна соответствовать паспортным данным;
  • на число оборотов вала двигателя-генератора напряжение однофазной электросети практически не оказывает влияния;
  • вырабатываемые значения напряжений пропорциональны аналогичной разности потенциалов питающей сети, но немного меньше;
  • первым обязательно включается электродвигатель–преобразователь, а затем уже нагрузка, но выключение осуществляется в обратном порядке.

Частотный преобразователь для трехфазного двигателя

Скорость вращения трехфазного электродвигателя переменного тока, как известно, зависит от числа создаваемых полюсов и от того насколько быстро движется в нем магнитное поле. В существующей трехфазной сети число полюсов ограничено, а частота вращения магнитного поля жестко связана с аналогичным параметром сети. Поэтому регулировка скорости вращения трехфазного электродвигателя, а, следовательно, и отдаваемая им мощность ограничена узким диапазоном.

Частотный метод регулирования скорости асинхронного двигателя основан на принципе изменения частоты f напряжения питания по известной со школьной скамьи формуле изменять скорость движения магнитного поля статора при постоянном числе пар полюсов р:

трехфазный двигатель подключение

Теория управления электроприводами при помощи частоты известна с 30-х годов прошлого столетия с использованием тиристоров, но практическую реализацию она получила совсем недавно. Разработка устройств на ее основе сдерживалась развитием элементной базы.

С созданием биполярных IGBT-транзисторов с изолированным затвором и силовых схем на их базе, появились широкие возможности использования инверторов. Разработка микропроцессорных систем с высокой производительностью позволило создавать современные частотные преобразователи с приемлемой стоимостью.

Основная задача частотных преобразователей заключается в широком диапазоне регулировки скорости вращения асинхронных трехфазных двигателей, то есть с их выходов снимается переменноетрехфазное напряжение с регулируемой частотой. Суть работы любого инвертора состоит в преобразовании постоянного тока в переменный. Поэтому для него не важен источник происхождения постоянного напряжения: будь то трехфазная или однофазная сеть.

Поэтому частотный преобразователь, в принципе, осуществляет трансформацию однофазного напряжения в трехфазное без существенных потерь. По своим характеристикам он выгодно отличаются от других аналогичных способов преобразования для трехфазного двигателя, что оказалось основной причиной применения их в быту.

Принцип действия частотного преобразователя

Стабильная работа электродвигателя зависит от формы подаваемого на него напряжения, каковой является синусоида. Преобразователь частоты формирует синусоиду из дискретного, то есть цифрового сигнала.

В соответствии с теоремой Котельникова дискретные отсчеты разные по амплитуде или скважности любого аналогового сигнала, пропущенные через фильтр низкой частоты (ФНЧ), восстанавливают исходную его форму. Это явление относится к основополагающему принципу работы частотного преобразователя, где роль ФНЧ нередко исполняют обмотки электродвигателя.

трехфазный асинхронный двигатель

Современный частотный преобразователь включает несколько основных электронных каскадов:

  • однофазное или трехфазное выпрямительное устройство;
  • сетевой фильтр;
  • каскад инверторов;
  • схему управления с встроенной или независимой панелью;
  • импульсный источник электропитания;
  • систему охлаждения.

При включении пульсации выпрямленного напряжения электросети сглаживаются фильтром, где также частично компенсируется реактивная составляющая. В блоке силовых ключей на IGBT-транзисторах методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в каждом из трех каналов (по количеству фаз) формируется соответствующее двух уровневое ШИМ-регулируемое напряжение. Управление выходными транзисторами в каскаде инвертирования осуществляется от драйверов ШИМ посредством оптичесой развязки.

За управление и настройку частотного преобразователя отвечает микроконтроллер по алгоритму заложенному в программное обеспечение. В измерении параметров устройства участвуют датчики тока Холла. Выходного напряжения приближается к синусоидальной форме с повышением частоты работы ШИМ. Наиболее часто в этом каскаде используются значения частот 4кГц, 8 кГц, 16 кГц, которые могут меняться  при подготовке к функционированию.

Однако, чем выше частота переключения инвертора, тем более сложное устройство выходного фильтра, компенсирующего импульсные помехи, что отражается на производительности системы.

Окончательный результат работы частотного преобразователя представляется в виде трехфазного напряжения близком к синусоидальной форме. Частота этого напряжения может регулироваться от 1 до 800 Гц.

асинхронный двигатель и частоный преобразователь

Выбор частотного преобразователя

Определяющим критерием выбора частотного преобразователя является его стоимость. Сейчас доступно множество моделей таких устройств и чем больше в них заложено функций, тем они дороже. Однако в быту обычно применяются асинхронные двигатели мощностью не выше 3 кВт, поэтому возможности мощного и «накрученного» частотного преобразователя далеко не всегда востребованы. Тогда достаточно обойтись простой моделью, которая выполняет основное назначение в конкретных условиях.

В то же время, следует выбирать модель устройства с некоторым запасом мощности, так как в критических условиях у него сработает защита по температуре или, в худшем случае, выйдет из строя. Во всех частотных преобразователях используется общий принцип действия, а основное различие в схеме управления ими и используемой элементной базы. С встроенным микроконтроллером, конечно, изделие дороже.

В своем выборе лучше остановиться на простой схеме управления частотным преобразователем, но с повышенной его мощностью. Покупать устройство лучше у проверенных поставщиков и с обязательным условием гарантии. От предлагаемых изделий частными лицами по сравнительно низким ценам сомнительно ожидать высоких результатов от такого ответственного узла.

Наибольшей популярностью пользуется продукция от таких производителей, как Siemens, ABB или Danfoss, которая проста в наладке, но ее цены «кусаются». Торговую сеть в подавляющем большинстве заполонили азиатские компании. Имеются неплохие устройства и у отечественных производителей, но их качество зависит от многих, порой даже непредсказуемых факторов, например, зависящих от дня недели сборки изделия.

При выборе частотного преобразователя следует учитывать следующее.

  1. Согласование мощности с используемой нагрузкой.
  2. Какой основной источник питания: однофазная или трехфазная электросеть или постоянное напряжение.
  3. Какие типы электродвигателей поддерживаются: асинхронные, синхронные и др.
  4. Скалярный или векторный механизм управления двигателем, который предпочтительнее.
  5. Допустимых диапазон регулировок и питающих напряжений, когда устройство работает без сбоев.
  6. Возможности программного обеспечения, панели управления прибором и варианты ее использования: встроенная, выносная.
  7. Длительность гарантированного срока эксплуатации в соответствии с техническими характеристиками.

Как подключить частотный преобразователь

Устройство предназначено для прямого подключения к электросети с использованием дополнительного электрооборудования и силовых кабелей сечением, соответствующих требованиям ПУЭ. Когда источником частотного преобразователя мощностью до 3 кВт служит однофазная электросеть, к нему подключается трехфазный электродвигатель с обмотками, соединенными треугольником, чтобы не потерялась его мощность.

При питании от трехфазной электросети обмотки электродвигателя соединяются звездой. Если в моторах мощностью более 5 кВт предусмотрена возможность работы в обоих режимах, то с целью сокращения момента пуска вначале используется схема треугольника, а после достижении оптимальных оборотов следует переход к звезде.

При переключении на вторую схему обороты электродвигателя могут существенно снизиться. Тогда восстановление скорости вращения мотора осуществляется путем повышения силы тока, но такая система отличается сложностью и, как правило, в быту не используется.

Собранную систему к электросети рекомендуется подключать через соответствующий автоматический выключатель. Тогда в случае короткого замыкания она отключится полностью. В дополнение ко всему не повредит включение в цепь внешнего тормозного резистора. Для измерения величины напряжения на выходе можно использовать также вольтметр.

Отсюда очевидно, что частотный преобразователь для трехфазного двигателя, по сравнению с другими методами его пуска и работы отличается универсальностью, компактностью и наименьшими потерями мощности. Его преимущества заключаются в следующем:

  • возможность создания почти синусоидальной формы трехфазного тока;
  • создаются условия, исключающие потери мотором мощности;
  • обеспечивается работа любой конструкции электродвигателей;
  • простота конструкции устройства и небольшое потребление ею мощности.

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное своими руками

В домашней однофазной сети обычно используются электродвигатели, мощность которых колеблется в пределах 1 кВт. Поэтому нет резона отказываться от преобразователей однофазного напряжения в трехфазное, созданными своими руками.

Эта задача не представляет собой сложности, а в интернете размещено множество схем и инструкций по сборке аналогичных устройств. Однако для более мощных моторов все-таки лучше использовать промышленные образцы.

На выбор схемы преобразователя оказывают влияние не только его конечная стоимость, но и условия, в которых ему предстоит работать. Главное, чтобы устройство было надежное и успешно решало назревшие задачи в бытовых условиях. Особо тщательно следует выбрать переключающие транзисторы, рассчитанные на большое значение протекающего тока, например, типа IRG4BC30W или аналогичные.

С целью компактности в самодельных конструкциях, как и заводских, используются импульсные блоки питания, которые вырабатывают необходимые значения напряжений. Если схема ориентирована на использование микроконтроллера, то потребуется программатор и жидкокристаллический индикатор. Приведенные ниже для примера схемы не отличаются оригинальностью, но заслуживают внимания по причине простоты и доступности электронных элементов.

Схема инвертора

трехфазный электродвигатель
Схема блока питания.

трехфазный электродвигатель схема подключения

Вследствие большого объема материала порядок сборки и отладки не приводится, но аналогичные сведения и соответствующая схема размещены в журнале «Радио» 2001 г. №4.

Таким образом, схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети может быть создана на основе различных способов. В быту обычно возникает такая задача с подключением маломощных асинхронных трехфазных двигателей, которая наиболее эффективно решается применением частотного преобразователя. В домашнем хозяйстве находят применение простейшие схемы таких устройств, созданные своими руками.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Монтаж электропроводки в частном доме своими руками

С приобретением земельного участка в перспективе каждый владелец стремится построить индивидуальный дом. Одной из главных задач на передний план выдвигается его электроснабжение, основы которой заранее определяются уже в начале строительства сооружения.

В зависимости от материала конструкции определяется монтаж электропроводки в частном доме по скрытому или открытому варианту. На этой же стадии заранее намечаются трассы прохождения электрических кабелей и проводов, их переходы между этажами и стенами здания, а также размещение основного электрооборудования: распределительных щитков, коробок, розеток, выключателей и т.д.

Окончательное решение о воплощении в жизнь схемы электропроводки своими руками или пригласить с этой целью специалистов обычно принимается позднее. Предпочтительнее монтаж электропроводки осуществлять при подключенной электросети к домовладению, но не исключаются и параллельные работы, когда этот вопрос находится в стадии согласования с РЭС.

Монтаж электропроводки в частном доме можно начинать уже после возведения его стен и крыши. Если владелец обладает достаточными знаниями в электротехнике, уверен в себе и имеется необходимый набор профессионального инструмента, то практическую реализацию отдельных элементов схемы электропроводки, как правило, осуществляет самостоятельно руками.

Электропроводка в частном доме своими руками включает следующую последовательность действий:

  • Создание схемы электропроводки;
  • Выбор электрооборудования;
  • разметку помещения;
  • Прокладку проводов;
  • Монтаж распределительного щитка;
  • Подключение розеток и выключателей;
  • Коммутацию электрооборудования;
  • Проверку электропроводки;
  • Монтаж контура защитного заземления;
  • Тестирование схемы.

Создание схемы электропроводки

Монтаж электропроводки своими руками в частном доме не обходится без создания схемы или ее наброска. Чтобы не упустить отдельные детали, в соответствии с планом здания на схеме отображаются:

  • распределительный щиток;
  • розетки;
  • одно- и двух клавишные выключатели;
  • распределительные коробки (РК).

монтаж электропроводки

Схема создается с учетом размещения мебели и потребителей энергии, от чего зависит размещение розеток. Для равномерного распределения нагрузки и исключения перекоса фаз во внутренней электросети все потребители распределяются по нескольким группам, например, по этажам, по величине мощности потребителей, типу помещений и т.д.

Каждая отдельная линия обычно включает свой автоматический выключатель и УЗО или дифавтомат, что повышает безопасность внутренней электропроводки и упрощается отыскание неисправностей. На схеме электропроводки указываются все защитные устройства и их номиналы с учетом потребляемого тока на данном участке. Обычно в одну группу объединяется не более 5-6 розеток.

У проемов дверей как обычно устанавливаются выключатели, которые следует на схеме разместить продуманно с той или иной стороны. Здесь же следует отметить их принадлежность к размещаемым светильникам и оптимально разместить РК. Важно знать, что автоматический выключатель разрешается устанавливать на нулевой провод, если при его срабатывании отключаются все проводники дома, находящиеся под напряжением.

Выбор электрооборудования

Потребляемая мощность нагрузки напрямую связана с номинальными значениями тока, на который рассчитан электрический кабель или устройство защиты. Для точного расчета в руководящих документах (ПУЭ) приведены специальные таблицы для вариантов внутренней и внешней электропроводки.

Так, например, для группы осветительных приборов обычно используется медный кабель с поперечным сечением жил 1,5 мм2. Он подключается к автоматическому выключателю на 10 А, а в розеточных группах применяется кабель сечением 2,5 мм2, который замыкается на автоматический выключатель 16 А. Для потребителей электроэнергии мощностью от 5 кВт задействуются проводники с площадью поперечного сечения от 4 мм2.

Алюминиевые жилы проводов, в отличие от медных, пропускают в 1,5 раза меньший ток, и они менее прочные. К тому же, если монтаж электропроводки осуществляется обоими типами жил проводников, то следует иметь в виду, что не допускается осуществлять их непосредственное соединение, так как такой контакт быстро окисляется и его сопротивление резко повышается.

электропроводка своими руками

В торговой сети имеется немало типов проводов и кабелей, пригодных для внутренней электропроводки. Поэтому в первую очередь следует учитывать, что с целью подключения трехфазных потребителей электроэнергии применяются пятижильные силовые кабели, а для однофазного электрооборудования трехжильные. Однако они отличаются своими характеристиками и параметрами.

Монтаж электропроводки своими руками в частном доме следует выполнять продукцией с двойной изоляцией. Такие свойства присущи электрическим кабелям типа ВВГ или ПВГ, у которых дополнительное обозначение НГ указывает, что они не горючие. Альтернативой им служит кабель NYM германского производства. Из-за своей гибкости провод ПВС используется для подключения светильников, но он значительно уступает силовым кабелям и он недолговечен.

Для стационарной электропроводки лучше использовать одножильный кабель, так как у него более высокая механическая прочность и надежность контактных соединений. В то же время, соединения многожильных проводов осуществляется с применением специальных наконечников, которые должны быть обжаты.

Автоматический выключатель защищает электропроводку при перегрузке потоку и при коротком замыкании, УЗО защищает людей от поражения электрическим током, а дифавтомат выполняет функции автоматического выключателя и УЗО одновременно. В быту чаще всего используются защитные устройства с номинальным током: 6,10,16, 25, 32 и 40 А с номенклатурным обозначением С.

Выбор автоматического выключателя связан непосредственно с площадью поперечного сечения проводов при условии, что допустимый пропускаемый проводником ток больше значения, указанного на изделии, но при этом ток нагрузки должен быть меньше этой величины.

УЗО и дифавтомат, кроме номинального значения тока, характеризуются током утечки, значение которого для внутренних групп потребителей электроэнергии составляет 30, 10 мА, а для входных, защищающих строение от пожара, 100 и 300 мА. В быту нашли применение типы А и АС.

Распределительные или распаячные коробки (РК) позволяют сократить расход проводов, которые изготавливаются из металла и пластика различной формы. Они выбираются с учетом свободного размещения в них проводов и элементов коммутации.

К ним, как к розеткам и выключателям, предъявляются требования по необходимой степени защиты (IP), первое цифровое значение (0-6) которой указывает на ограждение от пыли и посторонних предметов, а вторая цифра (0-8) – от проникновения жидкостей.

Соединение проводов осуществляется несколькими способами: скруткой, опрессовкой, пайкой, сваркой или с помощью клеммников (соединителей), которое нашли более широкое применение. В отличие от скруток, соединители создают надежный контакт и более удобную коммутацию, например, в РК. Они бывают как одноразового, так и многоразового использования.

электропроводка в частном доме

Разметка помещения и прокладка проводов

Монтаж электропроводки своими руками отталкивается от двух основных принципов:

  • подвод в нужное место требуемого количества электричества;
  • создание трасс прохождения кабелей, чтобы они не оказались помехой другим инженерным коммуникациям и отделке помещений.

С целью соблюдения этих принципов существуют определенные правила, которые приняты во всем мире:

  1. Монтаж электропроводки осуществляется только по двум линиям: горизонтали и вертикали.
  2. Трассы проводов от всех точек подключения должны следовать вертикально вверх до горизонтальной линии размещения РК.
  3. Выдерживать определенные расстояния от пола, потолка, дверных (оконных) проемов и углов помещения до трасс кабелей.
  4. При подвесных и натяжных потолках лучше размечать горизонтальные трассы проводов за их поверхностью

сжема разметки помещения

Разметка помещений осуществляется с помощью уровня, рулетки и линейки. После грамотно сделанной разметки должно быть ясно даже не специалисту размещение основного электрооборудования, трасс прокладки проводов, размеры монтажных отверстий, и штроб.

Для надписей на потолке и стенах лучше всего подходит маркер. Сделанные им пометки различимы после удаления пыли и грязи.

Электропроводка в частном доме открытым способом выполняется в пластиковых кабельных каналах, гибких или жестких ПВХ-трубах с использованием специальных клипс.  Для скрытой электропроводки используются каналы (штробы), куда закладываются токоведущие линии, которые временно закрепляются обычно пластиковыми хомутами, клипсами, отрезками проводов или алебастром через полметра.

Штробление стен осуществляется штроборезами или в простейшем случае болгаркой и перфоратором. Создания отверстий для подрозетников производится посредством алмазных коронок диаметром 68 мм или большим для распределительных коробок. Помимо основных приспособлений понадобятся средства защиты и уборочный инвентарь.

Прокладка проводов, размещенных предварительно в гофрированных рукавах, обычно ведется от РК до распределительного щитка. Первая точка крепления создается с учетом удобства маневрирования кабелями вблизи РК. Монтаж кабеля заканчивается сверкой его со схемой и обязательной маркировкой, для которой лучше использовать кусочек светлой термоусадочной трубки.

Монтаж распределительного щитка

Основная роль в монтаже электропроводки отводится электрическому щитку. Таких щитков в частном доме может быть несколько навесных или встраиваемых, в металлическом или пластиковом корпусе. Заслуженной популярностью пользуются изделия от производителей ABB, IEK, Hager, Schneider Electric, Legrand.

Монтаж распределительного щитка осуществляется, как правило, вблизи от входа в дом или на этаж в хорошо освещенном, сухом и доступном месте, которое хорошо проветривается. Этим требования вполне отвечаю прихожие или тамбуры. Высота размещения щитка колеблется от 1,4 м, но не более 1,8 м от пола. Расстояние от оконных (дверных) проемов и углов помещения должна составлять не менее 15 см для беспрепятственного открывания дверцы и свободного доступа.

Электрические щиты имеют разные размеры, среди которых различают на 8, 12, 24, 36 и 54 модулей или мест. Электрооборудование, монтируемое в распределительном щитке, имеет стандартные унифицированные размеры.

Так, например, ширина одного модуля в виде однополюсного автоматического выключателя составляет 17,5 мм, а трехфазное аналогичное устройство будет занимать уже три модуля. Все устройства обычно имеют крепление под DIN-рейку шириной 35 мм.

В зависимости от производителя и модели комплектация электрических щитков может отличаться. Так, например, могут отсутствовать одна или обе шины заземления и нулевого проводника, которые придется приобретать отдельно. Качественный щиток имеет приспособления для крепления вводимых кабелей, а все DIN-рейки монтируются на рамке, которая легко убирается и устанавливается вновь.

схема распределительного щитка

Для сборки и монтажа распределительно щитка дополнительно потребуется провод ПВ1 или ПВ3 (ПкГВ) с площадью поперечного сечения не меньше вводимых кабелей. Обычно для соединения модулей используются медные жилы 4 мм2 или 6 мм2.

Однако применение специальных однополюсных или трехполюсных шин-гребенок позволяет сэкономить место и облегчает монтаж, а торцевые заглушки придают им эстетичный вид.

Если PEN проводник не разделен на столбе ЛЭП, то эта операция осуществляется во внутреннем основном распределительном щитке. Как правило, он ближе всего расположен к вводу электричества в частный дом, и к нему же подключен непосредственно контур защитного заземления. В промежуточных и межэтажных распределительных щитках такие действия не разрешаются.

Нередко с целью экономия места в распределительном щите вместо автоматического выключателя и УЗО монтируется дифавтомат. Однако здесь следует иметь в виду, что УЗО является пассивным элементом, а дифавтомат активным, то есть более совершенным.

Поэтому в случае использования трехфазного устройства если аварийной окажется фаза, от которой получает питание  дифавтомат, то он может не сработать и не отключить напряжение на других фазах.

Подключение розеток и выключателей

В настоящее время установка розеток и выключателей производится с соблюдением требований разных стандартов. Так, с 90-х годов прошлого столетия розетки выключатели в новых домах стали устанавливаться по европейскому стандарту: на высоте 0,3 м и 0,9 м от пола соответственно.

Обосновывается это тем, что при низком расположении розеток провода устройств не мешают передвигаться и по помещению и не «бросаются в глаза», а дети свободно могут достать до выключателя.

В ПУЭ высота размещения розеток и выключателей не определена, но указано, что они должны быть не ближе 0,6 м от открытых источников воды и входа в душевую комнату, а также на расстоянии полметра от газовой установки. Так называемый «советский стандарт» предусматривает их установку на высоте от 1 м от пола, а розетку над рабочим столом и тумбочкой удобно монтировать не выше 20 см от верхнего края мебели.

схема подключения розеток

Владелец частного дома определяет самостоятельно, где и сколько ему розеток подключить с учетом, что одна розетка приходится на 4 м периметра жилой комнаты и на каждые 10 квадратных метров площади коридора.

Розетки при монтаже электропроводки подключатся двумя способами: посредством отдельной линии или шлейфом. При этом важно не создать путаницу в цветовой маркировке жил кабеля. В противном случае, при подаче напряжения не исключено короткое замыкание или постоянное срабатывание устройства защиты. В то же время, рекомендуется использовать розетки, рассчитанные на ток, не менее 10 А.

Раньше выключатели устанавливались на высоте 1,6 м от пола, что не затрудняло установку под ними мебели, и они находились на уровне глаз, что существенно для выключателей с подсветкой. В то же время, рекомендуемые отечественные требования затрудняли игру маленьких детей с электричеством, но современные электроприборы изготавливаются уже с учетом требований по электробезопасности.

Размещение выключателей в первую очередь зависит от типа помещения. Так, например, в коридоре их лучше установить в обоих концах, в складских и тамбурных помещениях у входа, а в гостиной и спальне вблизи дивана или кровати. Также их высота расположения зависит от стороны, в которую будет открываться дверь.

схема подключения выключателей

Подключению выключателей и светильников также присущ ряд особенностей. Во-первых, нулевой провод подключается непосредственно к одному из контактов светильника, а фазный провод разрывается на выключателе.

Во-вторых, следует «прозвонить» проводники тестером или отверткой-индикатором, чтобы отыскать на котором из них будет находиться фаза, так как цветовая маркировка проводов раскраска в этом случае мало пригодна. Если же на корпусе светильника отсутствует контакт для подключения «земляного» провода, то на него необходимо наложить надежную изоляцию.

С целью экономии электричества в частном доме стали чаще использоваться автоматические датчики управления освещением, подключение которых нередко требует использование специальных выключателей.

Наряду с одно- и двух клавишными выключателями с 2 и 3 контактами соответственно, существуют проходные и крестовые выключатели. Такие изделия имеют 3 и более контактов, которые называются уже переключателями.

В частности, такие переключатели незаменимы для управления освещением из нескольких удаленных мест с помощью проходных выключателей.  Например, такая система удобна для управления освещением длинного коридора или на межэтажных переходах, когда все действия осуществляются не в темноте.

схема проходного выключателя

Коммутация электрооборудования

В первую очередь следует отметить, что п. 2.1. 22 ПУЭ указывает на наличие запаса проводов при их коммутации или соединении. Такой запас необходим для создания повторного соединения при использовании одноразовых соединителей и скруток, которые, кстати, запрещены, правилами ПУЭ.

В последнем случае применение ранее используемого соединения сопряжено с ухудшением контактов между проводниками, поэтому скрутки разрешено применять только, например, со сваркой или пайкой.

Коммутация электрооборудования осуществляется в распределительных коробках посредством двух основных вариантов соединения. К первому варианту относятся скрутки, сварки, пайки, опрессовки, которые требуют дополнительной изоляции, но их можно оставлять в РК без доступа.

Во втором способе опора производится на всевозможные соединители и клеммники, когда их конструкция уже содержит электроизоляционные материалы, но они не находят широкого применения в РК, расположенных в трудно доступных местах.

Наконец, еще раз следует заострить внимание, что непосредственное соединение медных и алюминиевых жил кабелей категорически запрещается. В области их соприкосновения быстро возникает окисная пленка, которая приводит к исчезновению надежного контакта, что в худшем случае приводит к искрению и возникновению пожара.

Проверка электропроводки

Правильным считается монтаж электропроводки своими руками, когда все соединения и маркировка элементов цепей выполнены в соответствии с созданной схемой. Первая проверка правильности монтажа электропроводки в частном доме проводится до начала штукатурных и отделочных работ.

Вначале проводится визуальный осмотр внешнего состояния всех контактных соединений, взаимное расположение отдельных компонентов и правильность технологии монтажа электропроводки на отдельных участках.

После окончания монтажа всей электропроводки или отдельных линий осуществляется прозвонка всех элементов с помощью тестера, а лучше мультиметра на наличие короткого замыкания и обрыва проводников. Можно, конечно, иногда использовать лампочку от карманного фонаря и батарейку.

При этом напряжение электросети должно быть обязательно отключено. Если сомнение вызывает изоляция проводов, то она проверяется мегаометром. Сопротивления изоляции электропроводки должно быть не менее 0,5 мОм.

Проверка электропроводки считается успешной, если:

  • отсутствуют в ней короткие замыкания и обрывы проводников;
  • значение номинального тока жил кабеля не ниже номинала тока, имеющегося в цепи устройства защиты;
  • в соединениях проводов имеется надежный контакт и не используются скрутки;
  • провода, проходящие через элементы конструкции строения, заключены в трубы, короба или специальные каналы;
  • в цепи заземляющих и нулевых рабочих проводников отсутствуют предохранители и разъединяющие устройства;
  • сечение PEN и PE проводников в трехфазных цепях не ниже сечения фазных жил и др.

Монтаж контура защитного заземления

Неотъемлемой и необходимой частью электропроводки в частном доме является защитное заземление, которое предохраняет от электрических травм при пиковых значениях тока, возникающих при коротком замыкании.

Заземляющее устройство в соответствии с требованиями ПУЭ включает заземлитель и заземляющие проводники, куда подключается главная заземляющая шина. Сопротивление контура защитного заземления по растеканию тока не должно превышать 4 Ом, а его эффективность оценивается только в совокупности с УЗО.

Монтаж контура защитного заземления своими руками осуществляется в виде треугольника или линии, но в первом случае заземление надежнее. Материалом служит металлическая полоса, уголок или трубы размером от 1,5 см.

Вертикальные заземлители углубляются на 1 — 2 м в траншее глубиной 0,6 – 0,7 м на расстоянии 2,5 – 3 м. Сверху к ним привариваются горизонтальные заземлители в виде металлической полосы. Место для контура защитного заземления выбирается не ближе 1 м и не дальше 10 м от частного дома.

Подключение контура защитного заземления к главной заземляющей шине производится с помощью той же полосы или медного проводника, пропускающего ток не ниже, чем линейные провода ЛЭП. Проводник присоединяется к контуру с помощью приваренного к нему болта. Алюминиевые детали в конструкции контура заземления использовать не разрешается.

монтаж защитного заземления

Измерение сопротивления контура защитного заземления производится квалифицированными специалистами с составлением соответствующего акта. Это непростая процедура и требует большого объема работ и сложной аппаратуры, которая не под силу владельцу частного дома.

Простейшая проверка смонтированного контура защитного заземления осуществляется тестером или посредством лампочки. С этой целью в розетке определяется фазный провод, и снимаются показания прибора между фазой и нейтралью. Тут же щуп убирается с нулевого провода и им касаются контура защитного заземления. Если показания отличаются незначительно, то состояние контура находится в пределах нормы.

При существенной разнице показаний прибора потребуется улучшение свойств защитного заземления, для чего к контуру добавляются вертикальные заземлители. Аналогичным образом осуществляется проверка свойств заземления лампочкой, о которых судят по яркости ее свечения.

Тестирование схемы

Заключительное тестирование схемы электропроводки проводится специалистом, после чего делается заключение о вводе внутренней электросети в эксплуатацию. Иначе, проверяющая комиссия впоследствии может выявить ряд проблем и отказать в разрешении, что связано с внесением корректив в схему монтажа.

Перед тестированием схемы после положительного результата первоначальной проверки электропроводки убедиться в соответствии сечения проводов мощности подключаемой нагрузки. С этой целью необходимо посчитать всю предполагаемую потребляемую мощность в частном доме освещением и бытовым электрооборудованием.

Наличие напряжения в электропроводке проверяется индикатором и мультиметром. Тестирование УЗО и дифавтоматов осуществляется путем запуска их в тестовый режим нажатием соответствующей кнопки на них и такую проверку следует проводить не реже, чем один раз в квартал.

Для проверки корректности подключения потребителей к электросети на помощь может прийти тестер розеток, который показывает допущенные нарушения в монтаже схемы.

Предварительно оценить сопротивление изоляции электропроводки позволяет мультиметр. Для этого необходимо отключить напряжение сети, отключить от розеток все бытовые приборы и освещение, установить мультиметр в режим измерения большого сопротивления. В распределительном щитке освободить провода от контактов, отыскать фазный с нулевым проводом и провести измерение сопротивления между ними.

Таким образом, монтаж электропроводки своими руками в частном доме будет успешным, если составить продуманную до мелочей соответствующую схему. Знание основных требований руководящих документов позволяет осмысленно подойти не только к созданию схемы электропроводки, но и к грамотному ее монтажу. В то же время, на основании схемы расчет приборов и всех необходимых материалов электропроводки становится намного легче.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Подключение электричества к частному дому своими руками

Электросеть частного домовладения условно включает несколько компонентов: ввод электричества в частный дом, установку распределительного щитка и разводку электропроводки.

Под вводом электричества в частный дом подразумевается его техническое подключение к электроснабжению. Качественный монтаж оказывает непосредственное влияние на долговечность и безопасность использования внутренней электросети.

Подключение электричества к частному дому является наиболее ответственным мероприятием, и оно выполняется только после решения всех административно-правовых вопросов. Львиную долю работ по техническому подключению к внешней электросети можно произвести своими руками. Однако следует помнить, что ввод электричества наиболее ответственный этап, поэтому следует строго придерживаться требований руководящих документов (ПУЭ).

Однако идеально правильного способа подключения к электричеству частного дому практически не существует, о чем утверждают даже специалисты. Решение задачи зависит как от индивидуальных условий, так и от принятых правил монтажных работ, присущих разным регионам, но существует ряд моментов, противоречащих качественному выполнению работ.

Обособленно стоящим вопросом является учет электроэнергии, так как принятая система контроля накладывает свои требования на тип и размещение соответствующих приборов. Поэтому к решению этого вопроса также следует подойти продуманно, чтобы в будущем не пришлось изменять технологическое присоединение строения к электроснабжению.

Ввод электричества в частный дом

В деревенском секторе или СНТ, как правило, строятся воздушные ЛЭП, проходящие по улицам, поэтому отводы в частные домовладения осуществляются обычно от опоры ЛЭП.

Главное требование к вводу электричества в строение заключается в отсутствии транзитных отводов внутри него. Непосредственный ввод электрического кабеля в здание следует осуществлять через стену в отверстие с размещенной металлической гильзой.

Когда ввод электричества производится своими руками, то особое внимание обращается на правила и качество монтажа, чтобы оградить строение от пожара и исключить человеческие жертвы. Поэтому оставшееся после прокладки кабеля свободное пространство в трубе заполняется цементным раствором слабой твердости. Для этого может использоваться пакля, вымоченная в этом растворе.

Различают два способа ввода электричества в частный дом, то есть ответвления: по воздушной линии или под землей. Первый способ, как наиболее легкий и недорогой, используется чаще всего. Однако если расстояние от дома до столба превышает 25 м, то предпочтение отдается второму способу. К тому же, отсутствие висящих проводов придает более эстетичный вид земельному участку.

Подключение электричества к частному дому своими руками определено общепринятыми правилами. Основные требования по допустимым значениям расстояний приведены в таблице.

подключение электричестваДополнительно открытая проводка, которая практически уже не применяется, должна находиться на столбе выше 2 м, а расстояние между несущими жилами более 0,1 м при пролете до 6 м и более при увеличенной дистанции между столбами.

Подключение по воздушной линии

Ввод электроснабжения по воздуху, как отмечалось, относится к простейшему и дешевому способу подключения электричества к частному дому. В этом случае применяются как голые провода, так специализированный электрический кабель, но наиболее широкое применение получил самонесущий изолированный провод (СИП). Он отличается повышенной стойкостью к ультрафиолетовым лучам, влаги, снегу и льду, что существенно для открытого воздуха.

Крепление проводов и силовых кабелей осуществляется с помощью изоляторов из фарфора, стекла или полимерных материалов, которые раньше устанавливались на крюках. Сейчас в торговой сети доступно множество видов более совершенных крепежных составляющих и зажимов.

вввод электричества

Так, например, вспомогательными компонентами СИП для однофазного провода являются 2 натяжителя с двух концов и 4 орешка (по 2 с каждой стороны). Орешки представляют изолированные и герметичные изделия, а их конструкция имеет специальные зажимы типа крокодильчиков. Они прокалывают провод ЛЭП без его зачистки при вкручивании болта, который рекомендуется затягивать до облома его шляпки.

Специализированная арматура способствует производить натяжку СИП с некоторым послаблением, а при чрезмерных физических нагрузках освобождает проводник и не позволяет ему обрываться. Если для ввода электричества в частный дом применяется обыкновенный электрический кабель, то он обязательно подвешивается с помощью стального троса.

К особенностям подключения по воздушной линии относятся следующие.

  1. В качестве вводных линий электричества в частный дом можно задействовать медные и алюминиевые жилы с площадью поперечного сечения не менее 10 кв. мм. и 16 кв. мм соответственно.
  2. Вводная или отходящая линия должна крепиться, например, на одном из фронтонов, но ни в коем случае под свесом крыши.
  3. Если расстояние от земли до линии менее 2, 75 м, то на стену или крышу устанавливается стойка из металлической трубы, называемой «гусаком».
  4. Чтобы атмосферная влага не проникала в дом, гусак имеет загнутую вниз часть, а в случае закладной трубы в стене дома она располагается выше крепления кабеля и троса.
  5. К стене здания кабель крепится накладными скобами, а металлический трос посредством рым-болта.
  6. По всей протяженности троса, при переходе с троса на стену и при вводе кабеля непосредственно в строение он подвешивается с заметной слабиной, а трос натягивается не очень сильно.
  7. Укладку самого кабеля следует проводить с плавными переходами и без резких изгибов, а для надежности его часть, проходящая сквозь стену, обматывается асбестовой нитью.
  8. Кабель снаружи следует размещать как можно ближе к распределительному щитку помещения, чтобы сократить длину переходной линии между этими точками.
  9. Если внешний металлический распределительный щит размещается на стене дома, то он соединяется коротким отрезком силового кабеля с внутренним распределительным щитом.
  10. Обычно переход с СИП или голых проводов осуществляется кабелем ВВГнГ, но с использованием специальных зажимов и колодок, исключающих непосредственный контакт меди с алюминием.
  11. В заключение необходимо помнить, что запрещаются все несанкционированные работы на столбе ЛЭП. Эти действия принадлежит  организации, отвечающей за обслуживание электросети.

Подземный ввод электричества

Если расстояние между точкой ответвления от ЛЭП и точкой подключения не слишком большое, то подземный ввод электричества в частный дом сопряжен с повышенной стоимостью работ.

Наряду с отсутствием висящих над территорией участка проводов, такое подключение обладает высокой пожарной безопасностью, кабель защищен от обрывов и ему не потребуется крепление на стене, потому что он проходит в фундаменте или под ним.

Для подземного подключения электричества к частному дому применяется бронированный силовой кабель (БСК). Его жилы изготавливаются из алюминия (аббревиатура АВБбШв) или из меди (аббревиатура ВБбШв) и заключены в стальную оплетку, которая не разлагается в грунте. Если же используется кабель ВВГ, то ему необходима дополнительная защита, например, в виде водопроводной трубы.

С целью качественного выполнения работ и снижения их стоимости выгодно самостоятельно подобрать сертифицированные материалы и своими руками заложить кабель в землю. Тогда специалистам останется доверить на заключительной стадии только самые важные и ответственные работы.

К особенностям ввода электричества по подземному кабелю относятся следующие.

  1. Как и при технологическом присоединении по воздуху для доступной мощности потребления до 15 кВт выбирается подземный кабель с площадью поперечного сечения алюминиевых проводников не меньше 16 мм2 или медных – 10 мм2.
  2. На стадии принятия решения о подключении к электричеству частного дома своими руками посредством подземного кабеля выбирается трасса его прокладки, недоступная для и повреждения посторонними людьми и работающими механизмами.
  3. Если в районе предполагаемой трассы кабеля встречаются какие-либо коммуникации, то потребуется согласие соответствующих организаций по созданию траншеи.
  4. Кабель укладывается в траншею волнообразно без натяжения на песчаную подушку на глубину 0,7 м, когда он размещается в трубе или поверх его создается защитное покрытие, например, из кирпичей или до 1 м без покрытия.
  5. Для подземного ввода электричества в частный дом задействуется только целый кусок кабеля с прочной лентой брони или используемой трубы.
  6. Труба для размещения кабеля не должна быть сплошной по всей его длине, чтобы образующийся лед от грунтовых вод не стал источником повреждения линии.
  7. Части кабеля, выходящие на поверхность земли у столба и стены дома, следует защитить от повреждений, например, с помощью металлической трубы длиной не менее 2 м.
  8. При вводе кабеля через ленточный фундамент он размещается на глубине до 0,7 м от нижней кромки, чтобы в случае просадки здания не был разрушен.
  9. В заключение осуществляется обязательное заземление брони со стороны столба и точки ввода в здание.

Наконец, в процессе работ по вводу электричества в частный дом не менее важной является задача учета электроэнергии. В зависимости от требований контролирующей организации она решается по-разному, но обязательным условием является свободный доступ к снятию показаний приборов учета электроэнергии.

Учет электроэнергии на столбе

Многие электроснабжающие организации выдвигают требования по установке электрического счетчика за пределами земельного участка. Если РЭС для беспрепятственно доступа к опоре ЛЭП рекомендуют использовать отдельно стоящую стойку (трубостойку), то в СНТ приборы учета электроэнергии обычно размещаются на столбе в специальном металлическом ящике.

Металлический ящик на столбе или трубостойке играет роль вводно-распределительного устройства (ВРУ), для которого подходит бокс со степенью защиты IP31 (IP54). ВРУ, кроме электросчетчика, содержит обязательно вводный автоматический выключатель, который помещается в специальную коробку для последующего пломбирования. Также ВРУ может включать дополнительную розетку, противопожарное УЗО, шины заземления и нулевого провода, если расщепление PEN проводника предусмотрено на столбе. Трубостойка и корпус ВРУ должны иметь надежное заземление, а все точки электрического подключения позже могут быть опломбированы.

учет электроэнергии

С одной стороны, такое размещение ВРУ очень удобно, когда возведение здания только начинается, а также от него можно сделать ответвления в подсобные строения, обходя основной распределительный щиток внутри помещения. Однако, с другой стороны, устройство слабо защищено от вандализма, а так как оно обычно располагается не выше 1,5 м, то требует дополнительной прокладки кабеля от несущих проводов ЛЭП и защиты его от повреждений.

С целью защиты от проникновения влаги ввод всех кабельных линий осуществляется только снизу. При этом кабель нередко помещаются в гофрированный рукав, и крепится к столбу металлическими лентами с шагом не более 1 м. При подземном вводе электричества в частный дом кабель, выходящий из трубы, подключается непосредственно к ВРУ. Но при использовании воздушной линии она согласно требованиям должна располагаться значительно выше 1,5 м. Отсюда очевиден дополнительный расход проводов.

В зависимости от используемой системы учета электроэнергии первостепенное значение имеет выбор типа электросчетчика. Если раньше для учета электроэнергии поголовно использовались электрические счетчики индукционного типа, то сейчас они остались в прошлом. С внедрением электронных счетчиков появилась возможность удаленного учета электроэнергии, которая нашла широкое применение.

Среди систем учета электроэнергии наибольшее распространение получила так называемая автоматизированная система контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). Она применяется не только в промышленности, но и в секторе коммунальных услуг. В ее основу заложен принцип съема показаний приборов учета электроэнергии, который производится посредством слаботочных линий связи или той же электросети, но в каждом случае требуется дополнительное специальное устройства, называемое модемом, которое часто встроено в электросчетчик.

Наличие того или иного модема в устройстве учета электроэнергии указывается в его буквенно-цифровой маркировке. В сельской местности и в СНТ часто посреднической средой являются ЛЭП, поэтому для этой цели разработан специальный модем по технологии PLC или наиболее поздняя разработка – PLCI. Поэтому, чтобы не ошибиться с приобретением однофазного или трехфазного электросчетчика, важно знать, в какой системе учета электроэнергии он будет задействован.

В подавляющем большинстве электронные приборы учета электроэнергии предусматривают пропускать номинальный ток 5 А, но в то же время его значение не должно превышать 60 А. Такие величины вполне согласуются с максимально допустимой мощностью потребления 15 кВт, поэтому аналогичные электросчетчики включаются непосредственно на вводе электричества в частный дом. Однако когда величина потребляемой мощности отличается в большую сторону, то приборы учета электроэнергии включаются с задействованием трансформаторов тока.

Таким, образом, подключение электричества к частному дому своими руками доступно двумя методами: воздушным и подземным. На выбор того или иного способа подключения к электричеству частного дома накладывают отпечаток исключительно намерения его владельца. Оба приема имеют свои положительные и негативные стороны, поэтому в зависимости от тех или иных условий обращается особое внимание на их качественную и количественную сторону.

Учет электроэнергии подводит итоги потребляемой мощности, поэтому выбор соответствующего электросчетчика не менее важен, чем другие вопросы электроснабжения. При осмысленном подходе оплата электричества не вызывает затруднений и проблем.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Три фазы в частном доме как подключить: зачем

В городских квартирах проблема электропитания решена однозначно в пользу подведения одной фазы и не зависит от ее жильцов. Исключение могут составлять многоквартирные дома с использованием электрических плит.

Однако зачем подключать три фазы в частном доме? Этот вопрос становится актуальным, так как его решение напрямую зависит от стоящих задач и желания владельца. Поэтому в начале освоения земельного участка следует определиться сразу же с количеством подключаемых фаз.

Несмотря на то, что трехфазная схема подключения и разводка незначительно отличаются от однофазной, они потребуют приобретение несколько иного электрооборудования. Если же решение о переходе на трехфазную сеть возникает значительно позже, то неизбежны работы по их усовершенствованию. В дополнение к этому нужно переоформить с РЭС договор об электроснабжении, что связано дополнительными расходами потерями времени на согласование документов.

Три фазы или одна

Однозначное решение в пользу того или иного варианта относительно частного домовладения отсутствует. В отличие от квартиры, где за поддержание микроклимата отвечают многие организации, частный дом подвержен атмосферным осадкам и ветрам, морозам и зною, что должно учитываться при электроснабжении. Другая особенность в том, что электричество требуется не только для жилого помещения, но и для подсобных строений и территории участка.

По ряду причин решение владельцев нередко склоняется в пользу подключения три фазы в частном доме. В любом случае процедура электроснабжения частного дома включает решение как юридических, как и технических задач. Если законодательные акты разрешают подводить к участку электричество мощностью до 15 кВт, то проблема возникает с ограниченными возможностями электроэнергетики.

Так, например, основными потребителями электроэнергии в СНТ, являются постоянно проживающие на территории участники. Действия по ограничению пользования электричеством, которое им необходимо, неправомерны. Отсюда с целью реальных возможностей подстанций, ЛЭП и остального электрооборудования вводятся ограничения по потребляемой мощности, без реализации которых выделенной мощности для СНТ может и не хватить всем садоводам.

Тогда при осмысленном выборе трех фаз или одной нужно к рассмотрению проблемы подойти более широко. В этом неоценимую помощь может оказать знание положительных и негативных сторон подключения три фазы в частном доме.

три фазы в частном доме

Преимущества трех фаз

У многих сложилось ошибочное мнение, что трехфазное электроснабжение в состоянии повысить величину потребляемой мощности, что не соответствует действительности. Однако действительные качественные показатели трех фаз, по сравнению с одной, заключаются в следующем.

  1. Подключение трех фаз в частном доме создает в общем случае три независимых однофазных электросети и два значения напряжения переменного тока: 380 В и 220 В. Первое напряжение между двумя фазами называется линейным, а второе между фазой и нулевым проводом называется фазным.
  2. При аварии, отсутствии или снижении напряжения в одной или в двух фазах создается возможность электроснабжение потребителей электроэнергии от третьей фазы. Однако при это следует не забывать, что отсутствие напряжения в одной из фаз повлечет поломку трехфазных электродвигателей.
  3. Трехфазная сеть наиболее востребована в частных домах небольших населенных пунктов, где используются маломощные трансформаторные подстанции, что сопряжено нередко с перекосом фаз.
  4. Три фазы снижают нагрузку на электросеть путем равномерного ее распределения между тремя источниками. При этом в каждом проводнике трехфазной схемы будет присутствовать меньший номинальный ток.
  5. Трехфазное подключение широко распространенных в быту асинхронных электродвигатели с короткозамкнутым витком создает оптимальный крутящий момент и не снижает их КПД.
  6. Потребляемая мощность из трехфазной сети поступает в 3 раза больше, нежели от однофазной, а при одной и той же нагрузке можно использовать жилы силовых кабелей с меньшей площадью поперечного сечения.
  7. Возможность установки устройств защиты с меньшими номинальными значениями. Так, например, для потребляемой мощности до 15 кВт используется автоматический выключатель на вводе с номинальным током 63 А для однофазной сети, то для трехфазной сети достаточно аналогичного выключателя с током 25 А.
  8. Упрощается подключение таких потребителей энергии как трехфазные электроплиты, духовки, котлы отопления, бойлеры, системы кондиционирования и другого мощного электрооборудования.
  9. Легче получить разрешение от РЭС на повышение допустимого уровня потребляемой мощности, а у контролирующих потребление электроэнергии организаций возникает меньше претензий к владельцам частных домов, использующих трехфазное питание 380 В.

Недостатки трех фаз

Негативные стороны подключения три фазы в частном доме в то же время являются положительными моментами использования однофазной сети. К ним можно отнести следующие.

  1. Для ввода трехфазного электричества в дом необходимо использовать силовой кабель как минимум с 4 жилами, а для однофазной сети достаточно двухжильного кабеля.
  2. Увеличиваются размеры распределительных устройств и щитов, так как размещаемое трехфазное электрооборудование имеет большие габариты, а также его стоимость выше однофазного.
  3. Дополнительно для каждой фазы потребуется отдельный автоматический выключатель, а для отслеживания разности потенциалов и переключения между фазами при возможном перекосе фаз реле контроля напряжения. Не лишним будет и УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений).
  4. Для трехфазной разводки в частном доме потребуется больше выключателей, розеток и другого электрооборудования, а также увеличенный объем электропроводов, так как в трехфазной схеме используются пятижильные кабели, вместо трехжильных, что также неизбежно отражается на дополнительных расходах.
  5. В трехфазной сети присутствует линейное напряжение 380 В, которому в целях электробезопасности следует уделять повышенное внимание, так как его значение более опасно для человека, по сравнению с фазовым напряжением 220 В.
  6. Усложняется монтаж электропроводки в помещениях, связанный с равномерным распределением нагрузки между фазами, чтобы не допустить их перекоса по напряжению.
  7. Подключение мощных однофазных потребителей энергии не исключает пофазный перекос токов, когда их часть начинает появляться в нулевом проводнике.
  8. Особое внимание следует уделять надежности общего нулевого провода, так как при его обрыве или перегорании в фазах возникает перенапряжение, что приводит к выходу из строя многих электроприборов.

Из сопоставления приведенных характеристик напрашивается предварительный вывод о том, что три фазы в частном доме будут оправданным решением, если:

  • возникает необходимость в подключении электродвигателей и мощного электрооборудования, работающего от электросети 380 В;
  • когда устройства потребляют общую мощность более 5 кВт или жилая площадь дома свыше 100 квадратных метров;
  • домовладение находится на большом расстоянии от трансформаторной подстанции и неизбежно падение напряжения на фазе.

Трехфазное электроснабжение частного дома, в отличие от однофазного, в техническом отношении сложнее, требует большего расхода как материальных, так и денежных средств, поэтому не всегда оправдано. Так, например, порядок заключения договора с РЭС как при трехфазном, так и при однофазном подключении примерно один и тот же, а разрешенная потребляемая мощность в обоих вариантах не превышает 15 кВт и выгоды здесь не видно.

Тогда, если в распоряжении отсутствуют трехфазные потребители электроэнергии и в будущем не предвидится использование таковых, а помещения не планируется отапливать с помощью электричества, то вводить в дом 380 В не имеет великого смысла. Подавляющее большинство бытовых электроприборов прекрасно работают и от 220 В.

Как подключить три фазы

Независимо от выбранного варианта технологическое присоединение частного дома к электросети предусматривает согласование целого пакета документов и заключение Договора с РЭС об электроснабжении. Несмотря на то, что для одного частного домовладения разрешена потребляемая мощность до 15 кВт, в некоторых населенных пунктах и СНТ она может быть ограничена более низкими значениями. Причиной является выделенные лимиты электроэнергии для объекта и ограниченные возможности трансформаторной подстанции.

Однако в любом случае перед обращением в РЭС или Правление СНТ важно заранее определиться с суммарной потребляемой мощностью электрооборудованием, которое используется или будет задействовано на участке. Так, например, если в СНТ потребляемая мощность ограничена 10 кВт, то с целью выполнения этого требования установленный автоматический выключатель на трехфазном вводе будет иметь номинальный ток 16 А, а при однофазном подключении его значение будет в 3 раза выше.

Тогда очевидно, что при подключении трех фаз невозможно использовать однофазное электрооборудование, для работы которого необходима мощность более 3, 5 кВт. Если же используются устройства (электродвигатели, сварочные трансформаторы, импульсные блоки питая и другие), когда при их пуске возникают броски тока, то потребляемая ими мощность должна быть в 2-3 раза ниже, нежели 3,5 кВт. С учетом этого, прежде чем подключить три фазы в частном доме, следует основательно «почесать репу».

Дальнейшая процедура подключения трех фаз организационно ничем не отличается от однофазного электроснабжения. Если в технических условиях не указан дополнительный объем работ и мероприятий, то за технологическое присоединение взимается плата 550 рублей, размер которой определен действующими правилами в соответствии с Постановлением Правительства РФ №861 от 27.12.2004. Однако сроки подключения электроэнергии к домовладению могут отличаться в зависимости от условий.

Технологическое присоединение частного дома к трехфазной электросети осуществляется на основании выполнения всех требований, предписанных в технических условиях. Непосредственные действия осуществляются штатным сотрудником РЭС или электриком в СНТ, но самостоятельное подключение категорически запрещено. Технологическое присоединение к электросети заканчивается составлением акта и опломбированием счетчика.

Схема трехфазного подключения

Тонкость технического вопроса схемы трехфазного подключения в первую очередь заключается в создании зануления и заземления. Как правило, от трансформаторной подстанции к столбу ЛЭП подводится 4 провода, один из которых, так называемый PEN, выполняет функцию одновременно заземления и зануления. Правильная схема разводки трех фаз в частном доме предусматривает наличие 5 проводов, то есть необходимо из провода PEN выделить шину PE (заземление) и провод N (нулевая жила или нейтраль).

Основным руководящим документом ПУЭ при использовании стандарта TN-C-S предусматривается в схеме трехфазного подключения создание повторного заземления на входе здания и главной заземляющей шины (ГЗШ). Тогда проводник PE подключается к контуру защитного заземления сооружения посредством стальной полосы 40 х 4 мм или медным проводом с площадью поперечного сечения не менее 10 кв. мм.

схема подключения трех фаз

ГЗШ изготавливается из меди, но допускается применять сплавы из стали. В устройстве шины алюминий использовать запрещается, а также наконечники на проводах из него подсоединяемых к ней. Соединения на ней следует осуществлять с помощью болтов, а для выравнивая потенциалов к ней подключаются все металлические трубы, входящие в здание, ванные и корпуса всех щитов.

Местом расщепления PEN проводника может быть ближайший столб ЛЭП или вводный щит, размещенный на стене или внутри строения. В первом варианте за безопасную эксплуатацию отвечает электроснабжающая организация, а во втором случае ответственность ложится на владельца здания. В соответствии с правилами работы на конце PEN проводника, размещенном на столбе, разрешается проводить только представителям организации, на которую возложено электроснабжение.

Кроме того, следует иметь в виду, что в случае обрыва воздушного PEN провода питающей ЛЭП в соответствии со схемой подключения ток будет протекать по проводнику, подключенному к контуру дополнительного заземления. Отсюда следует, что его материал и площадь поперечного сечения должны готовы выдерживать такие повышенные нагрузки, а также в грозу через контур заземления может замыкаться путь молнии. Поэтому размер провода выбирается не тоньше, чем основной проводник ЛЭП, а линию защитного заземления размещать в труднодоступных местах с использованием сварки.

Подключение три фазы в частном доме осуществляется к распределительному щитку, от которого осуществляется разводка электропроводки внутри помещений в соответствии с разработанной схемой. Линейные провода фаз подключаются к вводному трехполюсному автоматическому выключателю, а затем к электросчетчику. В целях противопожарной безопасности на входе используется УЗО с током утечки 100 (300) мА или дифференциальный автомат.

схема разводки распределительного щитка

Дополнительно схема распределительного щитка включает такие основные приборы, как:

  • автоматически выключатели для освещения и розеточных групп;
  • УЗО (дифавтоматы) для потребителей с током утечки 30 и 10 мА;
  • разделенные шины: нулевую и заземления.

Разработка схемы разводка электропроводки осуществляется с разделением на группы, в которые включаются однотипные потребители с учетом равномерного распределения нагрузки по всем трем фазам. В цепях групп дополнительно устанавливаются потребительские УЗО, но к ним не желательно подключать совместно освещение и розетки. В противном случае, устройство защиты отключит розеточную группу и освещение и тогда устранение неисправности придется проводить в темноте.

При подключении сварочного оборудования через потребительское УЗО, то во время работы неизбежны токи утечки, превышающие допустимые. Тогда УЗО будет периодически срабатывать и прерывать процесс, что не желательно.

Таким образом, ответ на вопрос зачем три фазы в частном доме и как подключить электричество склоняется в положительную сторону, если в хозяйстве используется мощное электрооборудование и механизмы с трехфазными двигателями. Тогда не придется расщеплять одну фазу на три, когда мощность электродвигателей снижается наполовину. К тому же, авария на одной или двух фазах не приводит к полному обесточиванию здания, так как создается возможно переключения между фазами.

Схема подключения и разводка трех фаз имеет свои особенности, но они не так сложны, по сравнению с однофазным электроснабжением, чтобы отказаться от получаемых удобств и расширенных возможностей. Правда, увеличивается расход кабельной продукции и стоимость вспомогательного трехфазного электрооборудования и принадлежностей.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Электричество в частном доме своими руками

Современный уровень цивилизации практически невозможно представить без электричества, что неудивительно. Оно решает множество задач и органически связано с повседневной жизнью. Наравне с работой всех бытовых устройств, без него большинство инженерных систем безмолвны.

Электричество в частном доме сейчас не роскошь, а востребованная необходимость. Поэтому каждый владелец недвижимости стремится, как можно скорее наладить электроснабжение, так как комфорт в доме зависит от своевременного и правильного подключения электричества.

С целью ускорения принятого решения нередко большинство действий осуществляется своими руками на стадии возведения здания и после. Технологическое присоединение к электросети в общем случае осуществляется на основании соответствующего соглашения, заключенного владельцем с районной электрической сетью (РЭС).

Электричество в частном доме

Проблема электроснабжения частного дома находится в прямой зависимости от статуса земельных угодий. Так, владелец участка под индивидуальное жилищное строительство или подсобное хозяйство решает вопросы подключения электричества самостоятельно. В то время как Федеральный закон ФЗ-217, вступивший в силу с 2019 года, упрощает эту процедуру для членов садового или огородного некоммерческого товарищества, то есть СНТ и ОНТ соответственно.

Так, например, по закону появилась возможность электроснабжения не только садового дома, но и не застроенной территории, а все проблемы подключения электричества к садовому дому предписано решать непосредственно через товарищество.

Закон также распространяется на владельцев недвижимости или территории в периметре СНТ или ОНТ, но не являющихся участниками товарищества. В то же время, за владельцем клочка земли остается право подачи заявки на его электрификацию самостоятельно.

Вначале определяется расположение поблизости электросети 380/220 В (между опорами проложено 4 отдельных провода или кабель в виде жгута). Если таковая отсутствует, то обращается внимание на электрическую сеть с напряжением 6-10 кВ (на опорах 3 провода).

Затем следует отыскание организации, в зоне ответственности которой находится ближайшая линия электропередачи. После обращения местные органы власти срок предоставления необходимых сведений составляет пару недель.

Технологическое присоединение (ТП) к электроснабжению усадьбы осуществляется на основе предварительного согласования и утверждения соответствующих документов. Рассмотрение запроса от физического лица связано с такими важными ограничениями, как:

  1. Величиной предельно допустимой мощности для одного участка 15 кВт.
  2. Удаленности домовладения от ЛЭП для сельской зоны до 500 м и в городском секторе до 300 м.
  3. Облегченной ставкой (550 рублей) на присоединение, действующей в одном районе один раз в 3 года по причине, что сетевые компании полную оплату дорогостоящих работ осуществляют из своего бюджета.
  4. Подключением только объектов 3 категории, у которых число источников питания не более одного, то есть обладающих невысокой надежностью.

Документы для подключения электричества

Технологическое присоединение к электросети сети осуществляется только на основании представленного перечня деловых бумаг и исполнения, предписанных в них работ. Этот перечень включает:

  • заявку на ТП к электроснабжению, предоставляемую в РЭС;
  • технические условия (ТУ), выдаваемые после приема заявления;
  • завершение предписанных в ТУ необходимых мероприятий;
  • получение утвержденного акта о технологическом при соединении;
  • непосредственно само присоединение к электрической сети;
  • установку электросчетчика и его опломбирование;
  • заключение соглашения с РЭС о поставке электроэнергии.

Заявка на технологическое присоединение

Заявление для заключения договора с РЭС на электроснабжение индивидуального домовладения составляется по единой форме и предоставляется:

  1. Непосредственно владельцем частного домовладения или через посредника, обладающим нотариально заверенными полномочиями.
  2. Заказным письмом, отправляемым почтой, в двух экземплярах с реестром вложенных материалов.
  3. Заполнением заявления на официальном информационном ресурсе РЭС.

Все данные, указанные в заявке должны подкрепляться необходимыми документами. К ней дополнительно прилагаются:

  • копии паспорта владельца частного владения и кодов идентификации;
  • копии документов о регистрации недвижимости;
  • схема электроснабжения индивидуального хозяйства с размещением потребителей электроэнергии на объекте, если затребованная мощность превышает 7 кВт.

Однако последний документ требуется не всегда и не во всех РЭС. Те не менее, но он составляется владельцем и предполагает расчет общей мощности используемого электрооборудования.

Проект обычно включает описательную и графическую часть, которая предусматривает принципиальные схемы освещения (установки светильников), электроснабжения оборудования (установки розеток) и заземления.

Примечание. Создание проекта можно поручить учреждению, обладающего лицензией на этот вид работ. Совместно с документом электроснабжения частного дома заявитель получает заверенную подписью руководителя копия лицензии с наличием печати учреждения.

Важно! 1. Не разрешается подавать одновременно несколько заявок в разные РЭС.
2. Наряду с копиями документов, от заявителя могут потребовать представить их оригиналы.
3. Если в дополнении к заявлению отсутствуют некоторые документы, то сетевая организация должна в недельный срок известить об этом заявителя.

После одобрения решения по заявке РЭС предоставляет владельцу проект Соглашения на ТП индивидуального хозяйства к электрической сети. Его обязательным приложением являются ТУ.

Технические условия на технологическое присоединение

В согласии с утвержденными Правилами, подготовка ТУ производится РЭС в месячный период. Разработка технических условий осуществляется, когда:

  1. Вводится в эксплуатацию новый объект, будь то СНТ, ОНТ или частное домовладение.
  2. Увеличивается мощность потребителей, подключенных к электросети, например, изменение плана застройки СНТ (ОНТ).
  3. Усовершенствуется схема электроснабжения, например, изменяется точка ввода или категория надежности объекта.

Тогда составляется новый Договор между РЭС и владельцем, приложением к которому являются ТУ на технологическое присоединение. Требования и процедуры, изложенные в документе, владелец участка обязан выполнить не позднее двух лет. Затем осуществляется контрольная проверка представителем компании и выдается разрешение на электричество в частном доме.

Технические условия, наряду с общими положениями, определяют объем работ и мероприятия, выполняемые сетевой компанией и заявителем. Документ, как правило, содержит требования к:

  • точкам технологического присоединения к электросети;
  • устройству, контролирующему наибольшую потребляемую мощность;
  • распределительным устройствам (РУ), приборам учета электроэнергии и месту их размещения;
  • монтажу, проведению испытаний системы электроснабжения и другие, обусловленные индивидуальными условиями;
  • расстояниям от опоры ЛЭП до рубежа индивидуального хозяйства в пределах 25 м.

При предоставлении заявителю проекта Договора и ТУ, ему отводится месяц на их рассмотрение и подписание. Если у владельца хозяйства возникают разногласия по предъявляемыми условиями, то он вправе в течение этого срока официально согласовать с РЭС свои требования или отозвать заявку с обоснованием мотивации.

Выполнение технических условий

После подписания Договора начинается стадия выполнения требований ТУ. Все работы за пределами частного домовладения осуществляются сетевой организацией, а в пределах участка его владельцем. Требования технических условий должны быть выполнены неукоснительно.

Так, например, при удаленности точки технологического присоединения более 25 м от ближайшей опоры ЛЭП на заказчика возлагаются обязанности по установке дополнительных опор.

Их установку или прокладку подземного кабеля он может осуществить своими руками или с привлечением сетевой организации, но за свой счет. Тогда оплаченное таким образом электрохозяйство отходит в его собственность.

До подключения электроснабжения частного дома должно быть смонтировано вводно-распределительного устройства (ВРУ). Его размещение и монтаж заказчик вправе осуществить своими руками, но с установкой рекомендуемых защитных устройств и соединений проводов.

Прибор учета электроэнергии обычно является принадлежностью ВРУ. Главное требование к его расположению заключается в доступности контроля его показаний. В отдельных случаях требования определяют установку электросчетчика на опоре ЛЭП или на отдельной стойке за пределами домовладения.

Наконец, от заказчика может потребоваться в качестве выполнения технических условий приобретение типа и подходящего сечения силового кабеля для ввода электричества в частный дом. Дополнительно не лишним будет также подбор электрооборудования и проводов для монтажа внутренней проводки.

После завершения предписанного объема работ представитель РЭС проверяет их на соответствие ТУ и качество исполнения. Затем выполнение требований ТУ оформляется соответствующим актом по ТП к электросети, который выдается заказчику.

При положительном результате сетевая организация выносит определение на непосредственное технологическое присоединение частного дома к электрической сети, которое заканчивается опломбированием электросчетчика.

Окончательное электроснабжение частного дома своими руками заканчивается предоставлением РЭС его владельцу двух актов: об ответственности сторон при эксплуатации и о разграничении принадлежности по балансу. После этого ему разрешается пользоваться электроэнергией на легальной основе.

Особенности подключения электричества в товариществах

Заключение о подсоединении СНТ (ОНТ) к электросети обсуждается на общем собрании и оформляется соответствующим протоколом. Заявление в РЭС подается представителем товарищества, имеющего полномочия и доверенность. Непременным приложением заявки являются:

  1. Копия устава СНТ или ОНТ.
  2. Копия протокола общего собрания с решением членов о подключении к электросети и заключении договора на технологическое присоединение участков.
  3. Копия документов о подтверждении права на собственность владельцев участков земли и дачных домов.
  4. Проект со схемой размещения потребителей электроэнергии и выделяемой мощности для каждого участка.
  5. Список владений товарищества с указанием данных владельцев и кадастровых номеров каждого.

После рассмотрения заявления РЭС также предоставляет в месячный срок в двух экземплярах проект Договора и технические условия применительно к каждому земельному участку. Председатель товарищества обязан убедиться, что Договор составлен с учетом положений существующего законодательства. При положительном результате он ставит подпись на одном экземпляре и передает в оба экземпляра в РЭС.

В случае отклонения положений Договора от действующего законодательства председатель вправе отказаться от его подписи с обоснованием причины. Тогда в обязанности РЭС входит в 5-дневный срок привести документ в соответствие с существующими законодательными актами и предоставить его в скорректированной редакции.

На исполнение мероприятий, определенных в ТУ, членам товарищества предоставляется годичный срок. В компетенцию сетевой компании входит объем работ, указанный в ТУ, до пределов территории СНТ (ОНТ). Дальнейшие работы в зоне товарищества по исполнению требований ТУ возлагается на его членов за их счет.

В конечном итоге к издержкам на электрификацию участков добавляются расходы членов СНТ (ОНТ) на строительство ЛЭП и установку трансформаторной подстанции, так как подключение объединения, как правило, осуществляется к части электрической сети с напряжением 6 (10) кВ.

электроснабжение частного дома

Технологического присоединение отдельных владений к развернутой электросети осуществляется применительно вышерассмотренных требований электриком товарищества. При этом оформление соответствующих актов не требуется, а оплата потребляемой энергии членами поступает на финансовый счет товарищества.

Характерной особенностью является то, что существующие Правила учитывают изменения и дополнения, определяемые последним Федеральным законом. С вводом понятий СНТ и ОНТ потребителями электричества считаются не только коллектив товарищества, но и садоводы с огородниками как индивидуальные потребители электроэнергии, не входящие в него.

Во-первых, вновь закреплено право электрических на использование инфраструктуры товарищества с целью подключения «индивидуалов». Во-вторых, СНТ получило возможность на ограничение или отключение электроснабжения потребителей, подключенных к своей электрической сети, которые не компенсируют потери в ней и не несут расходов на общую инфраструктуру.

Правила подключения электричества

Электроснабжение частного дома своими руками требует соблюдения общепринятых правил. В целях безопасности ими устанавливаются допустимые расстояния от кабелей и проводов в различных зонах, что следует учитывать.

подключение электричества к частному дому

Строение к электроснабжению обычно подсоединяется посредством ответвлений от ЛЭП воздушными или подземными линиями. При этом к вводному силовому кабелю предъявляются строгие требования по допустимой величине пропускаемого тока.

Потребляемая мощность является основанием для определения значения тока, поэтому для однофазной сети он вычисляется путем деления величины общей мощности на напряжение 220 В, а для трехфазной сети является частным от деления той же мощности на напряжение 380 В и дополнительно на квадратный корень из 3.

Определение площади поперечного сечения жил кабеля в соответствии с вычисленным значением тока определяется по специальным таблицам, приведенным в ПУЭ. В них указаны оптимальные величины для жил из меди или алюминия с некоторым превышением, учитывающим нестандартные ситуации.

При электроснабжении частного дома своими руками обычно учитывается, что 1 квадратный миллиметр медного провода допускает прохождение в среднем тока 7 А, а нагрузка на алюминиевый провод допускается в 1,5 раза меньше.

С учетом ограничений потребляемой мощности до 15 кВт для ввода электричества в дом обычно используются медные жилы кабеля с площадью поперечного сечения не менее 10 квадратных миллиметров или алюминиевые жилы с площадью 16 квадратных миллиметров. Кабель при ответвлении по воздуху в обязательном порядке прикрепляется без натяжения к стальному тросу, а оба конца подземного кабеля при выходе на поверхность земли в целях безопасности заключаются в металлическую трубу.

В последнее время для воздушного ввода электричества широко используется так называемый самонесущий изолированный провод (СИП): двухжильный для однофазного тока и четырехжильный для трехфазного тока. Его жилы выполнены из алюминиевого сплава, и он внутри уже содержит металлический трос. Комплект поставки также включает специальное крепление, что очень удобно. Номинальный ряд значений площади поперечного сечения жил начинается с 16 кв. мм.

При подземном вводе электричества в дом используется бронированный силовой кабель с надежным изоляционным слоем. Он значительно дороже СИП и обращение с ним потребует соблюдение некоторых условий. Так, его укладка осуществляется на песчаную подушку без натяжения и перегибов, а сверху он прикрывается кирпичом или заключается в асбоцементные трубы.

Внутрь здания кабель заводится через отверстие в стене с заложенным отрезком трубы, но при воздушном вводе исключается его создание под свесом крыши. После прокладки кабеля отверстие заполняется негорючими материалами, например, цементным раствором.

технологическое присединениу к электросети частного дома

Таким образом, электричество в частном доме своими руками имеет актуальное значение. На этапе освоения земельного участка, когда принято решение о строительстве здания, оно становится незаменимым помощником. Поэтому о подключении к электросети индивидуального хозяйства следует позаботиться заранее, так как рутинная процедура сбора и согласования всех разрешительных бумаг затягивается на длительный срок.

Электроснабжение частного дома в первую очередь требуется его владельцу, поэтому сетевые анклавы проявляют в решении этой задачи слабую заинтересованность. Эта процедура становится менее сложной и упрощается, если индивидуальный земельный надел находится в границах садовых или огородных товариществ. Тогда львиная доля проблем обходит стороной их участников.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Электрические сети и системы: классификация электросетей

С незапамятных времен человек использовал для своих нужд силы природы. Сила ветра и падающей воды, солнечный свет и энергия, получаемая от сгорания топлива, всегда находили достойное применение. Со временем эти силы природы явились источником электроэнергии как наиболее универсальной, но требовались пути ее доставки.

Электрические сети и системы решают задачу доставки электроэнергии и распределения ее для нужд потребителей. Слабое место постоянного тока заключался в ограниченной возможности доставки электроэнергии на расстояния глобальных масштабов. Проблема благодаря переменному току ликвидирована только в 19 веке.

Окончательную точку в передаче электричества на дальние расстояния поставили трехфазные системы как самые выгодные и экономичные. Несмотря на то, что они опираются на общие основополагающие принципы, в настоящее время единая классификация электросетей отсутствует.

Электросети России

Электрические сети и электростанции составляют основу энергосистемы, куда дополнительно входят тепловые сети. На территории России создана и действует единая энергетическая система (ЕЭС) как основной объект электроэнергетики государства.

Она объединяет 70 энергосистем, расположенных в 81 субъекте РФ, которые связаны общим режимом, единым процессом производства энергии и централизованным управлением.

В Федеральном законе об электроэнергетике электросетям отводится особый статус, указывающий на безопасность страны. Электрические сети России разделяются на:

  • магистральные;
  • региональные;
  • районные, распределительные сети.

Магистральные электросети объединяют в единую систему отдельные регионы государства, наиболее мощные электростанции и крупные объекты потребления энергии. Они отличаются такими параметрами как сверхвысокой и высокой величиной используемого напряжения, а также мощными потоками, достигающими несколько гигаватт.

Региональные системы являются принадлежностью области или края. Они взаимодействуют с магистральной части комплекса и включают собственные источники электрической энергии.

Их задача заключается в обслуживании наиболее важных потребителей (города, районы, предприятия и так далее) и им присущи высокие и средние значения напряжения. Величины мощности в них исчисляются сотнями мегаватт и гигаваттами.

Районные, распределительные электросети подключаются к региональной составляющей системы. Они, как правило, не используют собственные источников энергии, и обеспечивают электричеством маломощных потребителей в виде внутриквартальных, поселковых электросетей и т.д.

К основным параметрам этой компоненты относятся средняя и низкая величина напряжения и объемы малой мощности, не превышающие несколько мегаватт.

электрические сети и системы

Обозначения:
1 – источник электроэнергии (ГЭС, АЭС, ТЭС, и др.).
2, 4 – распределительные пункты.
3 – линии электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения.
5 – понижающие подстанции.
6 – трансформаторные подстанции.

Устройство электросети

Электрическая сеть в техническом отношении включает в себя передающую компоненту, то есть линии электропередачи, силовые трансформаторы, дополнительные элементы, приборы защиты и регулировки режимов работы. Необходимым электрооборудованием оснащаются все распределительные пункты и подстанции.

Производство электричества осуществляется мощными генераторами переменного тока, установленными на электростанциях.

С целью уменьшения потерь при передаче электричества на большие расстояния первичное трехфазное напряжение преобразуется повышающими трансформаторами до 110 и киловольт и выше. Доставка электроэнергии осуществляется по трем проводам, то есть в соответствии с числом фаз.

Дальнейшая транспортировка электричества осуществляется по высоковольтным ЛЭП до распределительных пунктов. Эти пункты оборудованы распределительными устройствами, содержащими коммутационную аппаратуру, сборные и соединительные шины, приборы для измерения параметров и вспомогательные элементы.

По конструктивному исполнению и устройству они могут быть открытого (ОРУ) и закрытого (ЗРУ) типа.

Распределение энергии, поступающей из высоковольтных линий, осуществляется, как правило, без преобразования напряжения, которое затем понижается дважды. Вначале значение напряжения из сотен киловольт преобразуется в 10 или 6 кВ понижающими подстанциями, и с их выходов энергия поступает на трансформаторные подстанции.

Иначе их называют «трансформаторными будками», и они разбросаны по промышленным объектам, жилым массивам, поселкам, дачным кооперативам и т.д.

Основным устройством трансформаторной подстанции является понижающий трансформатор. С его выхода трехфазное или однофазное напряжение 380/220 В распределяется между потребителями электроэнергии. В то же время, трансформаторная подстанция подключается к контуру защитного заземления и создается так называемая нейтраль в виде нулевого провода

От трансформаторной подстанции для доставки электроэнергии потребителям используется уже 4 провода. Нейтраль является общим проводником для всех трех фаз и подключается к совместной точке их соединения по схеме «звезда». Обычно она также подключается к контуру защитного заземления и называется глухо заземленной.

Распределение энергии между приемниками электричества и их согласование с низковольтной электросетью 380/220 В осуществляется с помощью силовых (распределительных) шкафов и щитков.

К ним подводятся ответвления от основной электрической сети в виде воздушных линий или подземных кабелей, а их устройство включает, как правило, автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы и другое электрооборудование.

классификация электросетей

Классификация электросетей

Электрическая сеть состоит из комплекса электроустройств в виде распределительных пунктов, подстанций, кабельных и воздушных ЛЭП, токопроводов.

В силу сложности и великого многообразия электросетей их единая классификация отсутствует. Поэтому за основу принимаются основные параметры электрической сети, которые в той или иной степени определяют ее характерные особенности.

Классификация по роду тока

С учетом этой характеристики существуют электросети постоянного и переменного тока. В электросетях постоянного тока обычно применяются однопроводные, двухпроводные и трехпроводные (+, -, 0) пути доставки электричества.

Электрические сети переменного тока используют для передачи электроэнергии одну или 3 фазы. В России ее частота определена в 50 Гц, в США — 60 ГЦ, а в Японии используются обе частоты.  В ЛЭП однофазных электросетей применяются одно- и двухпроводные линии, в трехфазных – трех — и четырехпроводные.

Существуют еще двухфазные системы переменного тока, но их применение ограничено. Они широко использовались в начале 20 века и имели две пары проводов. Сдвиг тока между фазами составлял 90 градусов.

Наибольшее распространение получили трехфазные электросети с переменным током. Электричество с постоянным потенциалом находит применение в основном для электрифицированного подвижного состава, под который сооружаются специальные ЛЭП.

Иногда на промышленных объектах, например, в электрометаллургии или для электролиза растворов могут создаваться ЛЭП с постоянным током.

Однако на пике последних исследований особо интересны высоковольтные ЛЭП с током постоянной величины (HVDC). Они начинают динамично использоваться для доставки энергии от электростанций и являются альтернативным направлением энергетики.

Их достоинства в том, что они характеризуются высокой экономичностью. В них отпадает надобность в выполнении требований по синхронизации частот ЛЭП и обеспечивается параллельная работа с различными электросетями постоянного тока.

Классификация по напряжению

По величине напряжения электрические сети подразделяются на 2 типа – до 1 кВ или свыше 1 кВ. Им присущи следующие разновидности:

  • ультравысокого уровня выше 1 тысячи киловольт (1150 кВ, 1500 кВ);
  • сверхвысокого уровня (1 тысяча киловоль, 500 кВ, 330 кВ);
  • высокого напряжения — ВН (220 кВ, 110 кВ);
  • первого среднего напряжения – СН-1 (35 кВ);
  • второго среднего напряжения – СН-2 (20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ);
  • и низкого напряжения – НН (0,4 кВ, 220 В, 110 В и ниже).

В целях локального освещения могут использоваться напряжения малых величин от 12 В до 36 В. В электросистемах с переменным током до 1 кВ и свыше находит применение глухо заземленная и изолированная нейтраль, но при напряжении свыше 1 кВ, довольно часто задействуется изолированная (не заземленная) нейтраль.

Для справки. На энергообъектах промышленного назначения и в электрификации транспорта нашел применение постоянный ток с такими значениями напряжения:

  • в контактной сети электрифицированных железных дорог 3300 и 1650 В;
  • для движения вагонов метрополитена – 825 В;
  • в промышленном подземном транспорте используется разность потенциалов 275 В;
  • в установках электролиза 220–850 В, а в работе дуговых печей — 75 В.

Классификация по назначению

Электрические сети включают системообразующую и распределительную часть. Задача системообразующей компоненты в объединении распределительных пунктов, электростанций и высоковольтные ЛЭП и обеспечении их совместной работы как единой системы управления. Распределительная часть электросети обеспечивает раздачу энергии от источника потребителям.

Межсистемные и системообразующие составляющие районных энергосистем составляют верхнее звено. Межсистемные части формируют объединенную энергосистему из мощных электростанций и районных компонентов с единым центром управления, в которых используется разность потенциалов 330кВ и более.

Электросети системообразующих районных энергосистем объединяют в единую систему крупные подстанции, работающие с напряжением 110, 220 кВ.

Питающие и распределительные цепи составляют связующие элементы электросистем. Питающие линии представляют высоковольтные ЛЭП, по которым энергия от центрального источника подводится к пункту распределения энергии и понижающей подстанции

Распределительные цепи от источника питания, распределительного пункта и подстанции доставляют электричество к отдельным приемникам электроэнергии.

В распределительной составляющей системы обычно используется напряжение 35, 10, 6 и 0,4 кВ, которые предназначены для обеспечения электроэнергией, например, промышленные объекты. К ним также относятся городские и сельские электросети, что закреплено в ГОСТ 24291–90.

Классификация по принципу построения и конструктивному исполнению

Электросети могут создаваться как по замкнутому, так и по разомкнутому (нерезервированному) принципу. По разомкнутому принципу построения линии получают одностороннее питание от одного единого источника. Замкнутый комплекс ориентируется на электропитание от двух источников.

В разомкнутой системе при обрыве цепи отключается питание от всех потребителей, что является основным недостатком. Использование второго варианта устраняет этот недостаток, а выбор того или иного варианта зависит от типа электроприемников. По степени надежности потребители разделяются на три категории.

К высшей категории относятся электроприемники, не допускающие перебоя в их электроснабжении. Они включают такие, из-за которых возникает угроза безопасности страны, опасность, грозящая жизни людей, существенный материальный ущерб, нарушения в работе ответственных составляющих коммунального хозяйства, комплексов связи, телевидения и др.

Вторая категория представлена электроприемниками, отсутствие питание которых оказывает непосредственное влияние на перебои производства массовой продукции, приостановкой работы ответственных механизмов, оборудования и так далее.

Остальные электроприемники относятся к третьей категории, и их электроснабжение осуществляется от одной точки питания, но с условием, что восстановительные мероприятия и замена вышедших из строя частей не более одних суток.

По конструктивному исполнению обычно выделяют воздушные и подземные системы на основе специальных кабелей, проложенных в траншеях и коллекторах, токопроводы и проводки (силовые и освещения).

Таким образом, электрические сети и системы прочно укрепились в современной жизни. Они являются стратегическим объектом и тесно связны с безопасностью страны.

В электросети России ярко выражена магистральная компонента и распределительная часть, которая используется в интересах потребителей. Однако единая классификация электросетей отсутствует по причине их сложности и многообразия, несмотря на то, что многие положения закреплены в стандартах и руководящих документах.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Развитие электроэнергетики: параметры электросети

Электричество человеку известно давно, но проблема доставки его на большие расстояния была снята только в 19 веке. Развитие электроэнергетики, как мировой отрасли, призвано обеспечить возрастающие потребности людей в универсальной энергии. В свою очередь основные параметры электросети занимают ведущее место в ее доставке потребителям.

Передача электрического тока на расстояние впервые на практике начала использоваться в телеграфии. В ту пору острая проблема возникла с передачей значимую мощность на большое расстояние постоянным током. По причине нагревания проводов до потребителя доходила мизерная доля электроэнергии, поэтому источник питания и потребитель могли находиться только на небольшой удаленности, которая не превышала 15 км.

Открытие переменного тока позволило преодолеть тупиковое состояние. Автор этого открытия неизвестен, но века следует отметить, что огромное значение переменному току придавал Никола Тесла. На этой почве между ним и Томасом Эдисоном разгорелся исторически спор, который получил название «Война токов».

С 19 века электричество прочно вошло в жизнь человека. Эдисон был приверженцем постоянного тока и ратовал за его развитие, но тогда его передача ограничивалась 15 км. Несмотря на приводимые доводы в пользу постоянного тока, победу по передаче большой мощности одержал все-таки переменный ток, а трехфазный ток окончательно поставил точку в этом направлении на ближайшую перспективу.

Громадная заслуга в развитии электроэнергетики принадлежит русскому инженеру Доливо-Добровольскому, который показал преимущества систем трехфазного тока при передаче его на большие расстояния.

В 1891 году впервые была передана электроэнергия на расстояние 178 км при напряжении 30 кВ с КПД 77%. Он создал также трехфазный синхронный генератор, трехфазный трансформатор и асинхронный электродвигатель.

Почему в России напряжение 220 В?

Развитие электроэнергетики начиналось с использования в практических целях постоянного тока. Немалая лепта в этом направлении принадлежит Эдисону. С ним связано массовое производство ламп с угольными электродами, использующими для освещения электрическую дугу.

Изобретение принадлежит Яблочкову и называется свечой его имени. В ходе экспериментов было установлено, что устойчивое состояние дуги между электродами достигается при оптимальном напряжении 45 В.

В момент возникновения дуги, когда электроды соприкасаются друг с другом, в лампе возникает ток короткого замыкания. Для его уменьшения и стабильного горения дуги использовалось балластное сопротивление. Балласт позволял сгладить перепады тока, но падение напряжения на нем дополнительно составляло 20 В.

В этом случае для функционирования свечи Яблочкова требовалось напряжение 65 В. Лампы с угольными электродами по причине экономии энергии стали использоваться парами, но с одним балластом. Для питания такой системы величина напряжения составляла 110 В, и в конце 19 века такое значение напряжения в электросетях постоянного тока для бытового применения считалось стандартным.

С целью сокращения высоких потерь мощности в проводах, Эдисон предложил удвоить величину постоянного напряжения до 220 В, то есть один из основных параметров электросети. Идея Теслы, относительно переменного тока, базировалась на действующем уже стандарте. Его предложение касалось однофазного и двухфазного варианта электрической сети, поэтому для двухфазного тока было принято значение линейного напряжения 220 В.

В то же время, Тесла отстаивал вращение генератора переменного тока как 3600 оборотов в минуту, что соответствовало частоте 60 Гц. По его мнению, это значение удачно сочеталось с системой исчисления времени, поэтому в США частота переменного тока 60 Гц была принята в качестве стандарта. Однако с внедрением трехфазного тока, двухфазная система Теслы в скором времени изжила себя.

В Европе раньше электрогенераторы вращались посредством паровых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Оптимальной скоростью их вращения считалось 3000 оборотов в минуту, что соответствовало частоте переменного тока 50 Гц. Поэтому в Европе был принят стандарт напряжения 220 В с частотой 50 Гц.

Развитие электроэнергетики в России имеет германское начало, так как строительство электростанций осуществлялось с привлечением немецких инженеров. Поэтому, принятые стандарты в Европе, автоматически перекочевали в российскую электроэнергетику. В нашей стране до 60-х годов прошлого столетия в бытовом секторе использовалось переменное напряжение 127 В, но в США не 110 В, а 120 В.

Впоследствии для снижения затрат в России значение переменного напряжения было увеличено до 220 В, а в Европе до 230 В. На этом остановились, так как более высокое напряжение становилось опасным для человека. В Америке, чтобы не выбрасывать старые электроприборы, напряжение 120 В попросту увеличили до 240 В.

С целью унификации с европейскими стандартами в России принят ГОСТ 29322-2014. В нем закреплено применение в бытовом секторе переменного однофазного напряжения 230 В и трехфазного – 400 В.

Наряду с этим документом, продолжается действие старого стандарта 220/380 В не ослабло, а также допустим и третий вариант 240/415 В. Однако на более 60% территории России, где проживает примерно 100 млн человек, существует еще децентрализованное электроснабжение.

развитие электроэнергетики1

Развитие электроэнергетики России

До революции развитие электроэнергетики в России осуществлялось замедленными темпами. Так, электроснабжение бакинских нефтепромыслов напряжением 20 кВ осуществилось только в 1902 году, и лишь в 1912 году была построена в 70 км от Москвы торфяная электростанция с напряжением ЛЭП 70 кВ.

Массовая электрификация России началась с 1920 года в соответствии с принятым планом ГОЭЛРО, рассчитанным на 15 лет. К 1938 году план был перевыполнен в 3 раза. Далее развитие электроэнергетики России осуществлялось по пятилетним планам.

В конечном итоге в СССР была создана мощная и самая большая энергосистема. Она была закольцована с энергосистемами стран Восточной Европы и являлась сердцем международной энергетической системы «Мир».

Наиболее активный период электроэнергетики СССР приходится на 50-е годы прошлого века. Тогда была введена в строй первая опытно-промышленная ЛЭП Кашира – Москва длиной 100 км с напряжением 200 кВ и мощностью 30 МВт. После восстановления разрушенного войной народного хозяйства с 1956 года по 1960 год были построены ЛЭП 500 кВ от электростанций на Волге, снабжающие электричеством Москву и Урал.

Так, в 1956 году была введена в эксплуатацию первая двух цепная ЛЭП 400 кВ Куйбышев – Москва. Общая протяженность трассы составляла около 1690 км, и она включала три переключательных пункта в Вешкайме, Арзамасе, Владимире и две приемные подстанции в районе Москвы («Ногинск» и «Бескудниково»).

На заключительном этапе строительства электротрассы Куйбышевская ГЭС – Москва совершено важное открытие. Незначительное усовершенствование основного оборудования ЛЭП способствовало работать с напряжением до 500 кВ. Такая возможность выливалась в получение громадного экономического эффекта, поэтому в строящиеся ЛЭП были внесены соответствующие корректировки.

Потом в 60 – 70 годы появились первые в мире ЛЭП с напряжением 750 кВ, а несколько позднее – линии переменного тока 1150 кВ. ЛЭП первого типа имеются лишь в США, Бразилии и Канаде.

Подавляющая доля ЛЭП на участках жилых массивов в последние годы имеют кабельный или кабельно-воздушный вариант. Для этой цели используются кабели из созданного на микромолекулярном уровне полиэтилена на напряжение 110, 220, 500 кВ и номинальный ток до 4000 А.

Параметры электросети

Источником тока электросети является генератор, установленный на электростанции, и он вырабатывает синусоидальный переменный ток. Генератор трехфазного тока содержит три обмотки, напряжения в которых сдвинуты на 120 градусов.

Напряжение, поступающее из энергосистемы, сначала понижается до 6-10 кВ и поступает на трансформаторную подстанцию. После нее напряжение 380/220 В распределяется между потребителями электроэнергии.

параметры электросети

К базовым параметрам любой электросети переменного тока относятся: напряжение, мощность и номинальная частота. Электрическая сеть характеризуется и другими стандартными параметрами, но они представляют профессиональный интерес и на бытовом уровне принимаются во внимание редко. К ним следует отнести:

  • коэффициент временного напряжения;
  • диапазон изменения напряжения;
  • импульсное напряжение;
  • отклонение частоты напряжения и другие.

Напряжение в трехфазной сети

По напряжению электросеть переменного синусоидального тока характеризуется действующим (среднеквадратичным) его значением, например 220 В. Подавляющая часть измерительных приборов (тестеров, вольтметров) и приемников электроэнергии рассчитано именно на это величину.

Однако в связке с действующим напряжением присутствует так называемое пиковое (амплитудное) напряжение 310 В. Его можно измерить, например, с помощью осциллографа. Соотношение между ними следующее:

Для трехфазных электросетей в России утверждена стандартная последовательность номинальных значений разности потенциалов: 220/127, 380/220, 660/380 В; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ и в них различают линейные (числитель) и фазные (знаменатель) напряжения.

Первый тип разности потенциалов присутствует между двумя любыми фазами и составляет, к примеру, 380 В, а фазное напряжение 220 В присутствует между фазой и нейтральным (нулевым) проводом. Эти величины связаны соотношением:

напряжение в трехфазной электросети

Нередко при некачественном энергоснабжении действующее напряжение в электрической сети невозможно точно определить с помощью цифрового мультиметра (цифры начинают прыгать). На показания прибора оказывают влияние, например, отклонение напряжения по форме от гладкой синусоиды, гармоники, симметрия циклов и другие импульсные помехи.

Несмотря на то, что перепады напряжения сглаживаются, каждый прибор отличается своими фильтрами и аналого-цифровыми преобразователями, поэтому погрешность их показаний будет разная.

Мощность переменного тока

В электросети переменного тока различают три вида мощности: активную (Р), реактивную (Q) и полную (S).За единицу измерения активной мощности принят Ватт (Вт или W). Учет реактивной мощности осуществляется в Вольт-Амперах (В.А, V.A) специальными приборами с обозначениями «Вар» (Var). Полная мощность также измеряется в Вольт-Амперах.

мощность переменного тока

В общем случае для трехфазной нагрузки активная мощность соответствует сумме мощностей каждой из фаз. В зависимости от величины коэффициента мощности, то есть угла сдвига фаз (φ), активная мощность может принимать положительное или отрицательное значение.

В однофазной цепи активная мощность энергии изменяется только по величине, но не по направлению, так как коэффициент принимает значение 1. В этом случае она является необратимой, поступает к потребителю и превращается в другие виды энергии.

Реактивная мощность обусловлена нагрузками индуктивного и емкостного характера. Она не преобразуется в тепло или другие виды энергии, потому что ее среднее значение за период составляет нуль. Однако наличие токов между генератором и реактивным потребителем создает бесполезную нагрузку на генератор и линию, что обуславливает дополнительные потери электроэнергии.

Для трехфазной нагрузки в общем случае реактивная мощность соответствует сумме мощностей в каждой фазе. При угле сдвига фаз от 0 до +90 градусов, то есть при преобладании индуктивной нагрузки она принимает положительное значение, а от 0 до -90 градусов, то есть при преобладании емкостной нагрузки – отрицательное.

Значение полной мощности электросети из трех фаз определяется как общая сумма активной и реактивной составляющей. От ее величины зависят размеры генератора и как следствие поперечное сечение и количество витков проводов обмотки, а также толщина материала изоляции. В частности, для однофазной цепи справедлива формула:

S = U × I,
где U —действующее значение напряжения в генераторе (B);
I — действующая сила тока c учетом обмотки генератора (A).

В любом случае следует принимать во внимание, что величина полной мощности имеет смысл, когда активная мощность преобладает над отрицательной реактивной составляющей. Когда выражение под знаком радикала становиться комплексным числом, то его действительная часть соответствует активной мощности, а мнимая – реактивной.

Поэтому непосредственное вычисление комплексной мощности по току и напряжению не представляется возможным по причине, что ее величина становится не синусоидальной при синусоидальном токе. Для исследования используется сложный математический аппарат с привлечением комплексных чисел.

Частота переменного тока

Как известно, любому синусоидальному процессу присуща частота колебаний, которая является основным параметром электросети. Число оборотов турбины генераторов связано непосредственно с частотой производимого переменного тока.

Его номинальная частота 50 (60) Гц определена из чисто практических соображений. Наиболее опасным диапазоном частот считается 40 — 60 Гц, но с увеличением частоты риск поражения электрическим током сокращается.

частота переменного тока

Проводимые исследования показывают, что на современном уровне технологического развития более эффективным считается использование частоты 170-240 Гц. Кроме безопасности, с повышением частоты переменного тока, как известно, значительно сокращаются габариты индуктивных устройств (генераторов, электродвигателей, трансформаторов и т.д.).

Однако с изменением этого параметра потребуются неоправданно высокие расходы, как на реконструкцию существующих электросетей, так и широкого парка используемых промышленных и бытовых приемников тока. Поэтому в ближайшее время считается нецелесообразно отходить от существубщей частоты переменного тока 50 (60) Гц.

Если для ряда устройств, например, нагревателей, ламп накаливания, импульсных блоков питания и других частота переменного тока не играет существенной роли, то для потребителей с реактивным характером нагрузки ее изменение критично. По причине изменения их параметров, и в первую очередь сопротивления, они не в состоянии работать в заданных режимах.

Поэтому частота в электросети должна быть стабильной, для чего используются различные методы и устройства, а для измерения специальные приборы (частотомеры). Измерение частоты вращения, например, валов электродвигателей осуществляется тахометром.

С частотой переменного тока (f) в герцах тесно связана угловая частота (ω), измеряемая рад/с. Она больше используется в расчетах электрических цепей, а соотношение частот определяется формулой: ω = 2πf = 2π/T.

Наиболее просто частота переменного тока определяется осциллографом на основе сравнения эталонной частоты с измеряемым значением. По так называемым фигурам Лиссажу на экране удается рассчитать измеряемую частоту переменного тока.

Таким образом, развитие электроэнергетики позволило использовать электрический ток в разных сферах жизни. Для передачи энергии от источника на большие расстояния наилучшей формой оказался трехфазный переменный ток, но удовлетворение бытовых нужд по большей части принадлежит однофазному току, базирующемуся на трехфазной системе.

Основные параметры электросети, которыми она характеризуется, включают: напряжение, мощность и частоту переменного тока. Эти технические характеристики широко используются как в теоретических разработках, так и на практике.

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.

Электробезопасность в быту: монтаж электрооборудования

С раннего детства мы привыкли к домашнему комфорту, который создает нам электричество.
В темное время суток оно освещает наше жилище и дорогу, по которой мы движемся, согревает нас, если холодно, дает возможность слушать музыку, смотреть телевизор, разговаривать по телефону.

Электричество поднимает нас и опускает в лифтовых кабинах многоэтажных домов. Оно греет нам воду, с его помощью люди могут готовить пищу или замораживать продукты, стирать и гладить белье, собирать пыль в доме, бриться, сушить волосы и т.д.

В то же время, от нас требуется неукоснительно соблюдать электробезопасность в быту и правила, так как с электрическим током шутить опасно. Особые требования и правила предъявляются к монтажу электрооборудования и выбору электрических приборов.

Влияние электрического тока на организм человека

Истинная природа самого электричества до сих пор неизвестна. Есть множество гипотез, предположений и догадок, но ни одна из них в полной мере не может пояснить однозначно его природу, несмотря на то, что свойства электричества используются во всех сферах современной жизни.

Электрический ток, как и медаль, имеет две стороны. Если его одна сторона связана с благами, то вторая сторона способна негативно влиять на организм человека и принести ему огромный вред. В частности, это может выражаться как:

  • травма, обусловленная ударом электрического тока;
  • пожар в жилище со всеми вытекающими отсюда последствиями;
  • гибель человека (животного) – как непосредственно от электрического тока, так и от вторичных факторов его воздействия (пожар, взрыв).

электробезопасность в быту

Каким же образом электричество превращается в губителя живых организмов? Дело в том, что оно способно очень быстро превращаться в тепло. Проходя через живые клетки человека, животного или растения, электрический ток поражает их так сильно, что способен погубить.

Основной составляющей живой клетки является вода, которая представляет собой отличный проводник для электричества, а человеческое тело примерно на 70% состоит из различных жидкостей.

От величины влияния электрического тока на организм человека зависит результат последствий. Плачевной практикой установлено, что если через сердце проходит ток величиной 0, 1 А и более, то оно останавливается, наступает клиническая смерть, которая у человека длится в среднем 7 минут.

Если в этот момент не начать оказывать помощь пострадавшему, то он умирает. В целях соблюдения электробезопасности в быту следует помнить, что переменный ток частотой 40-60 Гц более опасен, чем постоянный ток или ток высокой частоты. Кстати, на этом еще Т.Эдиссон обосновывал свою критику по использованию переменного тока, приверженцем которого был Н.Тесла.

Электрический ток незаметен, ничем не пахнет, не имеет цвета, не издает звуков и не осязается, поэтому предупредить человека о своем присутствии он не может. О нем просто надо знать и быть предельно осторожным! Поэтому для более близкого «знакомства» с электричеством всегда нужно приглашать в помощники различные измерительные приборы, а электрический индикатор фазы в первую очередь.

При поражении электрическим током опасность усугубляется тем, что пострадавший в большинстве случаев не состоянии оказать себе помощь. Возникающие судороги и паралич сковывают движения. Поэтому электробезопасность в быту одно из важнейших требований при обращении с электричеством.

Существует пороговый ощутимый электрический ток – 0,6…1,5 мА. Ток в 10…15 мА приводит к тому, что пострадавший уже не в состоянии убрать руки от провода или электроприбора. Безопасным напряжением считают 36 В (для светильников местного стационарного освещения, переносных светильников и т. д.) и 12 В (для переносных светильников при работе внутри металлических резервуаров, котлов, в сырых помещениях). Но при определенных ситуациях и такие напряжения могут представлять опасность.

правила электробезопасноти в быту1

С электричеством человек встречается практически на каждом шагу. Поэтому каждый обязан неукоснительно соблюдать правила по электробезопасности в быту, которые определены в многочисленных инструкциях, памятках, положениях, стандартах и других документах.

Выбор электрооборудования

Нарушение основ при монтаже электрооборудования чревато серьезными последствиями, как для самих исполнителей, так и для пользователей. В качестве основополагающего документа при проектировании и эксплуатации, электроснабжении и монтаже электрооборудования действуют «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). Этот документ обязан быть настольной книгой любого электрика, будь то профессионал или любитель.

Как правило, электромонтажные работы начинаются с электропроводки. Прежде чем делать проводку нужно хорошенько осмотреть помещение и выбрать источник питания и разрешенную мощность потребления.

Общая расчетная мощность потребления для квартиры начинается с 3-х киловатт, а для частного дома от 6 кВт. Этот параметр регламентируется, а также зависит от мощности подстанции (трансформатора) в данной зоне.

На что обратить внимание

Монтаж электрооборудования непростая задача, поэтому для того чтобы ничего не упустить и все предусмотреть, в первую очередь необходимо получить ответ на следующие вопросы:

  1. Где будут размещаться электрощиты, в том числе, и слаботочный, и их количество?
  2. Где будет стоять стиральная машина? Для нее кабель лучше проложить отдельно и подключить на отдельный автомат?
  3. Что будет на кухне? Где электропечь, электроплита и холодильник?Для первых двух, закладываются отдельные кабели, сечение которых будет зависеть от мощности приборов. Не забывать про розетки над рабочей поверхностью, вентилятора вытяжки и точечное освещение.
  4. Где будут стоять розетки, выключатели и сколько их?
  5. Где будут устанавливаться светильники, и какие (потолочные, встроенные, настенные — бра и люстры)?Кстати, имеются люстры с дистанционным пультом и на несколько режимов работы.
  6. Будет ли использоваться теплый пол? К нему нужна отдельная подводка.
  7. Где будет стоять телевизор или телевизоры?В зависимости от того какие телепередачи вы желаете смотреть будет зависеть разводка кабелей по комнатам, и что еще нужно иметь дополнительно к аппаратуре?
  8. Будут ли использоваться слаботочные системы: телефон, интернет, сигнализация, видеонаблюдение, видеодомофоны и, если особо необходимо, то и система контроля управления доступом (СКУД) и др.

Выбор силовых кабелей

Отечественная промышленность при производстве силовых кабелей придерживается следующих значений площади поперечного сечения проводов: 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0… кв. мм. Они наиболее часто используются в индивидуальном хозяйстве.

Для электропроводки лучшим выбором может оказаться силовой кабель ВВГнг(А)-LS. Если он выполнен по стандарту, то имеет круглую форму и заполнение.  После обозначения ВВГ остальные символы указывают на повышенную пожарную безопасность, прочность изоляции и т.п.

Как правило, силовые кабели вне коробов (за потолком, в чердачных, подсобных помещениях и других) прокладываются, по возможности, отдельно от слаботочных кабелей и помещаются в гофрированный металлический или пластиковый рукав.

Примечание. Площадь поперечного сечения провода и его диаметр находятся в соотношении: S = 0,785d**2.
монтаж электрооборудования

В индивидуальных хозяйствах наибольшее распространение получили силовые кабели с круглыми проводами из меди или алюминия. Те и другие имеют как положительные стороны, так и недостатки.

Так, например, медные жилы более прочны и, по сравнению с алюминиевыми проводами одного и того же сечения, пропускают несколько больший ток. В то же время, кабель с алюминиевыми жилами намного легче и значительно дешевле

В последнее время для однофазных источников электроэнергии выпускаются силовые электрические кабели с тремя жилами, а для трехфазных – с четырьмя или с пятью проводами. Как правило, «рабочий нуль» или нейтраль «N» имеет синий цвет; заземляющий провод «РЕ»желто-зеленого цвета. «Линейный провод «L» отличается светлым, красным, коричневым цветом или другим, за исключением синего и желто-зеленого цветов.

На выбор сечения жил кабеля оказывает влияние потребляемый ток. В зависимости от условий прокладки кабеля по проводу одного сечения допускается пропускать отличающийся по величине ток. В ПУЭ с этой целью приводятся соответствующие таблицы.

В простейших практических расчетах за основу можно принять, что по медному проводу сечением 1 квадратный мм допускается пропускать ток порядка 7А.
Такая величина тока соответствует потребляемой мощности при напряжении 220 В около 1,5 кВт (220 х 7 = 1540 Вт). Для освещения обычно используется кабель с жилами сечением 1,5 квадратных мм, а для розеточных групп — 2,5 квадратных мм.

Ответвления от магистрали для ввода электроэнергии в дом обычно выполняют кабелем с жилами сечением 16 квадратных мм, но реже 10 квадратных мм, прокладываемым «по воздуху» или в земле.В первом случае опорой кабеля является стальной трос, но чаще всего используется самонесущий изолированный провод (СИП).

Для прокладки в земле электрический силовой кабель обязательно подбирается с дополнительной металлической оболочкой (бронированный). В этом случае он заглубляется на 70 см, укладывается на песчаную «подушку» в асбоцементных трубах или сверху закладывается кирпичом. В противном случае, кабель заглубляется до 1 м.

Выбор электроприборов

Монтаж электрооборудования немыслим без электроприборов. Основную группу таких изделий составляют автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы, электросчетчики и другие приборы.
Основной характеристикой автоматического выключателя (другое название автомат защиты) или УЗО является их рабочий ток, величина которого указывается на их корпусе, например, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А. Дополнительно на УЗО (дифавтомат) указывается ток утечки в мА (10, 30, 100, 300).

Автоматические выключатели обозначаются буквами A, B, C, D, указанными на корпусе. Лучшими считаются с электроприборы с буквами C и  D, но нередко энергетическая компания предъявляет претензии к автоматическим выключателям типа D, поэтому перед приобретением требуется вопрос предварительно согласовать.

В целях противопожарной безопасности выбирается УЗО с током утечки 100 или 300 мА, которое устанавливается на входе.  УЗО с током утечки 30 и 10 мА относятся к пользовательскими и монтируются для той или иной группы потребителей электроэнергии.

Выбор электроприборов защиты в большинстве случаев зависит от сечения используемых жил кабеля. При этом исходят из того, что силовой кабель должен иметь допустимую величину тока несколько выше величины тока, от превышения которого срабатывает изделие.

Так, например, освещение обычно подключается к автоматическому выключателю, рассчитанного на 10А, а для розеточной группы выбирается прибор на 16А или более, Они срабатывают при коротком замыкании в сети или превышении потребляемого тока.

УЗО предназначено для защиты от утечки тока как через тело человека при касании линейного проводника,  подключенного к фазе, так и в виде искр при нарушении контактных соединений. Отсюда очевидно, что этот прибор обеспечивает в первую очередь электробезопасность в быту. Оно используется в сочетании с автоматическим выключателем. Вместо этой комбинации приборов часто используется дифавтомат, который выполняет их функции.

Как правило, УЗО объединяет цепи, идущие к нескольким автоматическим выключателям. Для обеспечения электробезопасности в быту используются однофазные или трехфазные УЗО с током утечки не более 30 мА. УЗО с 10-миллиамперным током утечки монтируется в розеточной группе, питающей электрооборудование, которое работает на земле или в сырых помещениях

В дополнение к УЗО, рассчитанные на установку в распределительный щиток, можно приобрести электрические розетки, содержащие вмонтированное УЗО в их корпус. Электроприборы, используемые в разных условиях, выбираются с соответствующей степенью защиты, которая обычно указывается на корпусе, например, как IP44.

монтаж электрооборудования1

Учет расхода потребляемой энергии осуществляется однофазными или трехфазными электросчетчиками. Раньше производились счетчики индукционного типа, но их вытеснили электронные счетчики.

Для включения в сеть напряжением до 380В применяются счетчики на ток от 5 до 60 А прямого включения. Если потребляемый ток превышает допустимую величину, указанную на счетчике, то он включается через трансформатор тока.

При выборе электросчетчика возникает вопрос, какому прибору отдать предпочтение? Чтобы ответить на него, надо понимать какие задачи будут возлагаться на приобретаемое изделие, кроме простого списывания показаний один раз в месяц.

В пользу электронных счетчиков говорит тот факт, что они могут учитывать расход энергии в соответствии с ночным и дневным тарифами. Сейчас нередко контроль учета электроэнергии осуществляется дистанционным путем посредством, так называемой, системы АСКУЭ.

С этой целью информация со счетчиков снимается через слаботочную сеть, но чаще всего через электросеть. Специальные модемы, позволяющие осуществлять такие операции, как правило, уже встроены в счетчик, например в соответствующий ряд электросчетчиков «Меркурий».

Выбор вспомогательного электрооборудования для монтажа

В подавляющем большинстве случаев в индивидуальном хозяйстве используется бытовая электросеть с напряжением 220/380В и частотой 50 Гц без каких-либо преобразований.

Однако при использовании электрических приборов в помещениях с повышенной влажностью (подвалы, погреба, сараи) необходима безопасная величина напряжения. Поэтому для соблюдения правил электробезопасности в быту используются понижающие трансформаторы с выходным напряжением от 12 до 36 В.

В зависимости от используемых величин напряжений сети подбираются соответствующие осветительные приборы и другие принадлежности. Так, плавный пуск ламп накаливания, что продлевает им срок службы (отсутствуют скачки напряжения), осуществляется посредством диммера. Блок защиты нужно подбирать по мощности и желательно их не использовать с выключателями, имеющими подсветку.

правила монтажа электрооборудования

Для освещения используются лампы накаливания, галогеновые, люминисцентные и энергосберегающие, светодиодные сборки и т.д. Основные принципы выбора электроламп заключаются в следующем:

  • Не доверять надписям на коробке, например, что энергосберегающая лампа на 11 Вт заменяет лампу накаливания на 60 Вт и т.д. (особенно для недорогих китайских ламп). 2. Исходя из этого, следует покупать лампы большей мощности.
  • Оставлять лампы накаливания там, где надо часто включать – выключать свет или, где свет очень редко включается (ванна, туалет).

Соединения жил кабелей при монтаже электрооборудования осуществляется специальными соединителями, перемычками или, в крайнем случае, так называемыми «скрутками», на которые потом обязательно накладывается изоляционная лента. Однако здесь следует иметь в виду, что с целью уменьшения окисления для соединения медных и алюминиевых жил «скрутки» не используются.

Выбор специального электрооборудования

На стадии подготовки к проведению монтажа электрооборудования вопрос выбора специальных потребителей электроэнергии не столь актуален. Необходимость в них возникает значительно позже.

Однако следует иметь в виду, что качество электричества в дачных кооперативах не всегда соответствует нормам. Поэтому ряд электроприборов (электрокотлы, холодильники, компьютеры и другие потребители) рекомендуется включать через стабилизаторы напряжения.

Если электронасос, сварочный аппарат и другие мощные потребители приобретаются позднее, то надо все-таки учитывать, что для управления силовыми нагрузками (электронагревательные приборы, электродвигатели индукционные печи и так далее) используются магнитные пускатели или контакторы. Их ресурсы по включению и отключению, по крайней мере, на порядок выше, автоматических выключателей.

Монтаж защитного заземления

Монтаж электрооборудования в качестве неотъемлемой части предусматривает работы по создания надежного защитного заземления. Некоторые рассуждают, что такой элемент является не основным, так как нулевой провод (нейтраль) так или иначе заземлен на электроподстанции (электрической опоре).

Ошибочность таких рассуждений заключается в том, что электрический ток распространяется не мгновенно, а с какой-то определенной скоростью. Отсюда временной интервал срабатывания защитных приборов зависит от расстояния до устройства заземления.

В любом случае это расстояние до подстанции (электрической опоры) значительно длиннее расстояния до индивидуального устройства заземления. Следовательно, защитный прибор в первом случае сработает на несколько долей секунды позже.

В ряде случаев такого, казалось бы, небольшого интервала может оказаться вполне достаточным условием для необратимых последствий. Поэтому защитное заземление для электробезопасности в быту не окажется лишним. С другой стороны, защитное заземление необходимо также и для оборудования громоотвода.

монтаж электрооборудования в быту

Основное требование к устройству защитного заземления — минимальное сопротивление перехода: заземляющий проводник – земля, которое не должно превышать 4 Ом. Различают: естественное и искусственное заземление. Устройство заземления включает заземлитель и заземляющий проводник.

Заземлитель может быть простым металлическим стержнем или сложным комплексом элементов специальной формы. С увеличением площади заземляющих электродов, их количества, глубины размещения, повышения концентрации солей в грунте, его влажности и так далее качество заземления улучшается.

Заземляющим проводником является, как правило, многожильный медный провод в изоляции желто-зеленого цвета, имеющий надежный контакт с заземлителем. Минимальной величиной сечения провода заземления считается 6 квадратных мм, но не меньше сечения жил используемого силового кабеля.

В простейшем случае устройство защитного заземления монтируется в виде буквы V с использованием стальных полос длиной не менее 1,5 м. На концах полос и в месте их соединения размещаются металлические штыри (колья, трубы) на сварных соединениях, заглубляемые в землю более, чем на 1 м.

Вначале снимается дерн, конструкция помещается в грунт и присыпается землей. Средний металлический стержень, на котором оборудуется клемма для заземляющего провода, должен выступать над поверхностью грунта. Чтобы провод не подвергался окислению, место соединения обрабатывают соответствующим защитным составом, например битумом.

О перспективе развития монтажа электрооборудования

В заключение монтаж электрооборудования может вылиться в создание, так называемого, «умного дома». Практика показывает, что автоматизация в той или иной степени присутствует в любом индивидуальном хозяйстве, а это уже составной элемент «умного дома».

Создание специализированной системы позволяет управлять оборудованием в помещениях и знать о состоянии дел в доме, находясь в любом месте участка или за его пределами. Помощь в этом может оказать как мобильная связь, так и вычислительная (компьютерная) сеть

Созданная система при запросе сама расскажет о состоянии дел в доме, выполненных задачах, а также даст возможность внести изменения в текущую работу приборов.

Таким образом, народная пословица гласит, что не боги горшки обжигают. Поэтому монтаж электрооборудования может проводиться каждым более-менее подготовленным владельцем дома.

Однако в целях достижения электробезопасности в быту и соблюдения установленных правил все-таки сложные работы следует доверять подготовленным специалистам. Недаром говорят, что каждый должен заниматься своим делом. Так, повар обязан лепить пельмени, пирожник — печь пироги, а сапожник – тачать сапоги, электрик — вешать светильники, а секретарь — красить ногти!

P.S. Основным инструментом заработка в сети и не только является компьютер. Как придать ему надежность, сделав быстрым и бессмертным, а также ускорить его работу до 30 раз приводится в следующей рассылке: barabyn.ru/wp/computer.