Электрическая энергия основа современной жизни. В доме или квартире при помощи электропроводки передаётся энергия к осветительным приборам, обогревателям, компьютерам, электрочайникам, микроволновым печам, холодильникам, телевизорам, фенам, утюгам и другим бытовым приборам (список длинный). Представить комфортную жизнь в квартире либо доме без этих устройств невозможно, поэтому безопасности уделяем особое внимание.
Путь электроэнергии от электростанции к жилому дому
Электрическая энергия вырабатывается путём преобразования:
- традиционно:
- атомной энергии (АЭС); тепловой энергии сжигаемого топлива (ТЭС); потенциальной энергии воды (ГЭС);
альтернативно:
- солнечной энергии; энергии ветра; энергии приливов и отливов.
Для транспортировки электроэнергии от электростанции к населённому пункту применяются высоковольтные воздушные и подземные линии электропередачи (аббревиатура ЛЭП). Для снижения потерь требуется сделать наименьшей проводимую силу тока. Не от напряжения, а лишь от токовой нагрузки зависят тепловые потери в проводнике.
Формула, определяющая мощность электрической сети:
где I – сила тока, измеряемая в амперах; U – напряжение в сети, измеряемое в вольтах.
Из этого соотношения видно – увеличив напряжение добиваются снижения силы тока, не изменяя проводимую мощность. Это собственно и делают в ЛЭП.
Повсеместно трёхфазные электрические сети переменного тока с напряжением от 6 до 330 кВ (тысяч вольт):
Применение алюминия обусловлено его низкой ценой (по сравнению с медью дешевле ≈ в 3,89 раза), которая нивелирует меньшую проводимость (≈ в 1,64 раза).
При подходе к населённому пункту высоковольтная линия входит в трансформаторную подстанцию, где напряжение снижается до 220, 380 или 660 вольт, а сила тока увеличивается.
В главный распределительный щит (аббревиатура ГРЩ) жилого многоквартирного дома входит:
- четырёхжильный кабель:
- три фазы; совмещённая жила под заземление и ноль с обозначением PEN, где её разделяют на две жилы:
- нулевую рабочую жилу N (она же «ноль», «нулевой проводник»); жилу заземления PE (она же «защитная жила», «заземляющая жила», «защитный проводник»), которую соединяют с местным заземляющим устройством.
Далее в подъезде по стояку идёт пятижильный кабель (три фазы + ноль + заземление). Для квартирного энергопотребления требуется одна фаза + ноль + заземление. На каждую из трёх фаз равномерно распределяют по несколько квартир.
В старых многоквартирных домах не проводили разделения PEN проводника и по подъездному стояку шёл четырёхжильный кабель (три фазы + ноль).
В первом приближении заземляющее устройство – это три металлических сваи, вбитые в грунт на глубину 3 и более метров и соединённые между собой стальными полосками длиной по 2 метра более, таким образом, чтобы получился равносторонний треугольник (ориентировочное описание, для общего представления о масштабе конструкции). Для ввода в эксплуатацию требуются системы расчётов, а также письменное разрешение от «ОблЭнерго».
Составляющие электроснабжения в жилом доме или квартире
Система электрического снабжения дома или квартиры включает в себя:
- квартирный щит с инсталлированными устройствами (подробнее ниже); проводники для передачи энергии (кабели и провода); электромонтажные изделия (розетки и выключатели).
В квартирный щит монтируются:
- вводный автоматический выключатель; рубильник или выключатель нагрузки; секционные однополюсные автоматические выключатели отдельно на:
- кухню; комнату; ванную; крупный энергопотребитель (например: водонагреватель, электрическая печь);
устройства защитного отключения (аббревиатура УЗО); другие устройства для систем «умного» управления энергией (реле, контакторы, таймеры и так далее).
Автоматические выключатели служат для защиты потребителей и проводников от токов короткого замыкания (на порядок выше номинального тока, срабатывание в течение 0,1 секунды) и от токов перегрузки (на 45% выше номинального тока, срабатывание за время менее 1 часа).
Устройства защитного отключения (УЗО) защищают живые организмы от поражения электрическим током. Это устройство отслеживает разницу между силой тока в фазе и током в нулевой рабочей жиле. В идеале эта разница должна быть равна нулю, если фиксируется отклонение (10 или 30 мА) – защитное срабатывание в течение 0,04 секунды. Для исправного функционирования требуется жила заземления.
Секционный автоматический выключатель совмещённый с УЗО, называют дифференциальным автоматическим выключателем.
Рубильник или выключатель нагрузки – механический коммутационный аппарат для обесточивания сети вручную (можно использовать вводной автомат, но из-за ограниченности его ресурса, лучше поставить рубильник).
Медь или алюминий в электропроводке?
Эта и последующая часть статьи воспроизведена в видеоролике: «Провод какой маркировки лучше и выгоднее?».
Согласно правилам устройства электроустановок (сокращённо называют ПУЭ) в бытовых электрических сетях запрещено использовать кабели и провода с алюминиевыми жилами. ПУЭ-7 пунктом 7.1.34 на странице 411 это запрещают, ПУЭ-6 этого не рекомендуют.
Отрицательные факторы при применении алюминиевой электропроводки:
- алюминий имеет меньшую электрическую проводимость относительно меди (≈ в 1,64 раза) – при проведении равной силы тока, сечение нужно большее; оголённые алюминиевые провода при контакте с кислородом и озоном воздушной среды образуют оксидную плёнку, которая имеет высокое электрическое сопротивление – приводит к перегреву контактных зажимов; алюминий механически более хрупкий материал – ограниченная стойкость к ударам, вибрациям и перегибам при прокладке.
