Подача электроэнергии в жилые и офисные помещения

Каким бы ни было помещение, используемое людьми – офисом, многоэтажным жилым домом, коттеджем, туристическим жилищем, дачей, сараем или хозблоком на садовом участке, избушкой лесника или пасечника, фермерским подворьем – всегда существуют общие принципы снабжения дома (и участка вообще) электроэнергией.

Электрические сети городов (ваш дом может оказаться и в черте города) и сельских местностей получают энергию от Единой энергетической системы страны (ЕЭС), что позволяет поддерживать электроснабжение всех ее районов на достаточно высоком уровне надежности. Существуют несколько категорий надежности: индивидуальные дома можно отнести к третьей (самой низкой), иногда ко второй категории. Для объектов третьей категории допускается перерыв в электроснабжении на время не более суток, для объектов второй категории – не более часа.

Существует понятие “качество электроэнергии”, которое включает в себя в первую очередь стабильность напряжения и частоты.

Электроэнергия в большинстве стран мира, в том числе и в нашей, производится главным образом в виде переменного тока стандартной частоты и стандартного напряжения. Чаще всего для индивидуального дома эти величины составляют: частота – 50 герц (Гц, Hz), напряжение – 220 вольт (В, V). Отклонение напряжения, т.е. относительная разность фактического и стандартного (номинального) напряжений обычно допускается не более 5%.

Стандартный ряд напряжений, применяемых в индивидуальном доме: 12, 40, 110, 127 (устаревшее), 220, 380В (при трехфазной системе питания). Стандартный ряд частот: 50, 200 (допускается), 400 Гц.

Отклонения напряжения и частоты от стандарта, как правило, вредны, а иногда просто опасны. Например, при снижении напряжения на электрических зажимах ламп накаливания даже на 2,5% (а это допустимо!) световой поток лампы снижается на 9%; при снижении напряжения на 10% световой поток лампы уменьшается на 32%.

Световой поток люминесцентных ламп приблизительно пропорционален величине подводимого напряжения, конечно в определенных пределах, покуда лампа вообще может работать, т.е. светить.

Повышение напряжения еще хуже влияет на осветительные приборы и приводит к преждевременному “сгоранию” ламп. При повышении напряжения на 5% срок службы ламп накаливания (обычно составляющий 1000...3000 ч непрерывной работы) сокращается почти вдвое. Для люминесцентных ламп повышение напряжения на 10% сокращает срок их службы (обычно составляющий 8000...10000 ч) на 20...30%.

Пониженное напряжение сети может привести к невозможности зажигания люминесцентных ламп и ненормальной работе телевизоров вплоть до исчезновения изображения на экранах.

Отклонения напряжения от номинала отрицательно влияют и на работу электрических двигателей, особенно асинхронных. Снижение напряжения на зажимах такого двигателя, например на 10%, приводит к уменьшению вращающего момента двигателя (т.е. его “силы”) на 19%. Нагрев двигателя, - а следовательно, непроизводительный расход электроэнергии, - также сильно зависит от колебаний напряжения. Увеличение напряжения приводит к перегреву стальных частей двигателя; понижение напряжения при необходимости сохранения его номинальной мощности приводит к увеличению тока и, следовательно, к перегреву обмоток двигателя, а также проводов и аппаратов питающей сети. В обоих случаях двигатель перегревается, что чревато не только расходами, но и опасностью пожара.

Напряжение сети в зависимости от неизбежных колебаний нагрузки обычно изменяется. Чтобы отклонение напряжения выдерживалось в допустимых пределах, “Правила устройства электроустановок” (ПУЭ), которые являются основным электротехническим кодексом, рекомендуют применять различные средства регулирования напряжения как на трансформаторных подстанциях (это дело Энергосбыта и Управления электрическими сетями и осуществляется централизованно для целых поселков, садовых или дачных товариществ или городских микрорайонов), так и непосредственно в вашем доме при помощи регуляторов и стабилизаторов напряжения, ручных или автоматических, которые есть в продаже.

В настоящее время по многим, в основном по экономическим соображениям электроснабжение поселков осуществляется при помощи трехфазной системы переменного тока.

От крупных районных подстанций электроэнергия на напряжении 10 или 6 (устаревшее) киловольт (кВ) подается непосредственно к объектам: поселкам, селам, фермам, деревням, садовым товариществам, где на специальных распределительных трансформаторных подстанциях (ТП) производится понижение напряжения до уровня, необходимого для использования, т.е. 380 и 220 В. Эти ТП обычно устанавливаются на территории поселка. От них электроэнергия поступает к домам по линиям электропередачи (ЛЭП): воздушным или (реже) кабельным.

Для воздушных линий применяются, как правило, неизолированные провода за исключением особых случаев, например для вводов в здания. В большинстве используются алюминиевые или медные провода. Провода подвешиваются при помощи фарфоровых или стеклянных изоляторов к железобетонным или деревянным опорам (столбам).

Обрыв провода воздушной линии или прикосновение к нему (даже через ветви деревьев) угрожает жизни людей. Поэтому следует особенно строго следить за правилами эксплуатации воздушных линий как стационарных, так и временных.

Для линий напряжением до 1000 В расстояние от проводов до поверхности земли должно быть не менее 6 м. При пересечении улиц ответвлениями к вводам в здания расстояние до тротуаров и пешеходных дорожек допускается уменьшить до 3,5 м. При невозможности соблюдения указанных расстояний у здания должна быть установлена дополнительная опора. Расстояния по горизонтали от проводов при наибольшем их отклонении при ветре до зданий и строений должны быть не менее 1,5 м от балконов, террас и окон и 1 м от глухих стен. Прохождение воздушной линии над зданиями не допускается, за исключением подходов ответвлений от линии к вводам в здания. Расстояние воздушных линий до кроны деревьев и прочей растительности должно быть не менее 1 м.

Электрический ввод в здание от ближайшего столба производится изолированным проводом.

Для этого на доме вблизи того места, где будет установлено вводное устройство со счетчиком электроэнергии и приборами защиты от токов короткого замыкания, укрепляются на конструкции в виде трубостойки или непосредственно на стене штыри или крюки с изоляторами. В стене дома должно быть проделано сквозное отверстие для проводов электропитания. В деревянных стенах следует в это отверстие вставить металлическую трубу. В каменной стене труба может быть металлической, пластмассовой, эбонитовой (род резины) или стеклянной. Следует помнить, что металлические трубы необходимо заземлять.

Наиболее целесообразно к каждому потребителю (участку, усадьбе) подавать электроэнергию так называемой трехфазной системы переменных токов, которая является более экономичной и позволяет использовать для механизмов самые простые, самые дешевые и самые надежные асинхронные двигатели.

При трехфазном вводе к вашему дому должны подводиться 3 линейных провода и один нейтральный или нулевой, который является как рабочим (N), так и защитным (РЕ) проводником. Иногда вместо одного нейтрального провода подводят два, один из которых является защитным (РЕ, и его окраска зелено-желтая), а другой – рабочим (N – голубая окраска). Чаще всего в ТП нейтральная точка трансформатора, от которой на все участки подается нейтральный провод, “глухо” заземляется, и потенциал этого нейтрального провода соответствует нулевому потенциалу земли (почему и провод иногда называется нулевым). Остальные три провода имеют такие потенциалы, что напряжение между любыми двумя проводами (а напряжение – это разность потенциалов) составляет обычно 380 В, а напряжение между любым из линейных проводов и нейтральным проводом оказывается в этом случае 220 В. Заметим, что если нейтральный провод заземлен, то напряжение между любым из линейных проводов и землей или заземленной конструкцией здания, опоры воздушной линии и т.д. тоже составляет 220В, о чем всегда следует помнить. То же напряжение может оказаться между землёй и любой токоведущей частью электрооборудования, присоединенной к этим линейным проводам: проводами электропроводки, клеммами штепсельных розеток, выключателей и т.д.

Все-таки пока в подавляющем числе случаев ввод в индивидуальный дом осуществляется по однофазной схеме. В этом случае к каждому дому поселка подводится один из линейных проводов и обязательно нейтральный (нулевой). Как уже было отмечено, в настоящее время различают нулевой защитный (РЕ) и нулевой рабочий (N) проводники. Они могут объединяться в один или подходить к потребителю раздельно двумя проводами.

Наименьшее расстояние от проводов ввода в объект, а также проводов внутриобъектной электропроводки до поверхности земли должно быть не менее 2,75 м.

Для заземления (зануления) трубостоек предусматривается заземляющий болт диаметром 8 мм. Заземление осуществляется отрезком неизолированного провода, например, марки МЮ или А16, оконцованного кабельным наконечником.

Ввод в строение следует выполнять изолированным проводом или кабелем с негорючей оболочкой. Сечение, марки проводов и кабелей выбираются с учетом их назначения и условий применения согласно ПУЭ.

Устройство повторного заземления нулевого провода на вводе в объект обязательно на всех трехфазных вводах; необходимость такового для однофазного ввода определяется в каждом конкретном случае проектом (в частности это необходимо при воздушной ЛЭП).

Повторное заземление нулевого провода на вводе рекомендуется осуществлять с помощью заземлителя, состоящего из одного или лучше нескольких стальных стержней диаметром не менее 12 мм или отрезков угловой стали с толщиной стенки не менее 4 мм, обеспечивающих требуемое сопротивление в зависимости от удельного сопротивления грунта, что определяется проектом.

Для защиты объектов от возгорания при плохих контактах в месте присоединения проводов ввода к проводам ответвления необходимо контактные соединения выполнять только с помощью зажимов. Присоединение проводов ввода к проводам ответвления в пролете между столбом и домом запрещается. Это может привести к поражению людей и животных электрическим током.

Вводы в помещения рекомендуется выполнять через стены в изолированных трубах таким образом, чтобы вода не могла скапливаться в проходе и проникать внутрь помещения. В целях пожарной безопасности проходы для вводов в стенах из сгораемых материалов должны выполняться в стальных трубах.

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.