Текст книги "Электричество: просто и безопасно [в вопросах и ответах]"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 13 страниц)

Определение сечения жил проводов

Как точно вычислить сечение проводов, необходимых для изготовлении проводки?

Для того чтобы правильно вычислить, какое сечение жил проводов необходимо для изготовления проводки, а также для правильного выбора типа выключателей, розеток, приборов защиты и учета электроэнергии, нужно знать о том, какие токи будут проходить по данным проводам. Величина токов напрямую зависит от схемы проводки, а также от общей мощности потребителей.

Как производить вычисления?

Для того чтобы выяснить, какой силы электрические токи протекают в данной системе электропроводки, нужно воспользоваться расчетной электрической схемой потребителя электроэнергии (рис. 28).

Рис. 28. Расчетная электрическая схема жилого строения

Максимально используемый ток можно узнать из паспорта или инструкции к тому или иному электроприбору или электроустановке. Если же такие данные отсутствуют, то их можно достаточно легко вычислить. Для этого нужно разделить мощность данного прибора (она измеряется в ваттах) на номинальное напряжение, которое обычно составляет 220 В.

В случае если электродвигатель однофазный, то полученную величину тока необходимо умножить на два. Это делается для того, чтобы учесть коэффициент полезного действия, а также реальные токи, которые потребляются данным прибором из сети.

Что необходимо учитывать при составлении схемы?

В обязательном порядке при составлении электрической схемы своей квартиры нужно учесть, что нагрузки, представляющие собой приличную мощность, должны находиться как можно ближе к вводному щитку. Это делается с той целью, чтобы провода к розеткам получились как можно более короткими. Если мощная нагрузка будет находиться на значительном расстоянии от щитка, то ее сила тока приведет к тому, что напряжение в протяженных проводах линии будет падать в случае включения данного электроприбора в сеть. В этом случае напряжение на других потребителях электрического тока будет изменяться при подключении более мощного прибора. Это станет сразу заметно, так как приведет к тому, что начнут мигать лампы освещения, экран телевизора может изменить свою яркость. Если же мощный потребитель тока будет подключаться к общей сети с помощью провода со значительным сечением проводящей жилы, то подобные эффекты можно снизить до минимума.

Если вы планируете установить электрическую плиту или жарочный шкаф, то их корпусы придется занулить. Для того чтобы подключить их к общей электрической сети, нужно установить специальную розетку с зануляющим контактом, которую размещают в кухне.

Что еще необходимо учитывать при составлении схемы электропроводки?

Необходимо учитывать тот факт, что реальные токи, которые будут проходить через предохранители и счетчик, будут меньше по сравнению с номинальными, так как редко все потребители электрического тока работают одновременно. Тем не менее аппараты для защиты и учета потребления электроэнергии следует выбирать, предусматривая именно такой случай.

Что происходит с проводами при протекании по ним электрического тока?

Когда по проводам проходит ток, то они начинают нагреваться. Их температура становится больше по сравнению с температурой окружающей среды. Такой нагрев не способен оказывать отрицательное воздействие на металл проводов, однако крайне негативно влияет на изоляционный слой. В процессе нагревания изоляция постепенно изнашивается, становится хрупкой, а затем покрывается сеткой трещин и в итоге происходит ее осыпание с проводящей жилы.

Нагрев бывает различной интенсивности. На этот фактор оказывает влияние технология, по которой проложены провода, их общее количество, местонахождение относительно друг друга, а также материал, из которого изготовлен изоляционный слой. Все эти факторы необходимо учитывать при выборе сечения проводов, так как нужно обеспечивать потребителей энергией таким образом, чтобы провода не перегревались. В этом случае их срок службы в значительной степени увеличится.

Кабели

Что называется кабелем?

Кабель представляет собой одну или же несколько изолированных и скрученных вокруг друг друга жил, которые помещены в герметичную оболочку. На такой оболочке может находиться дополнительный защитный слой, предохраняющий кабель от разного рода механических повреждений.

Где используются кабели?

По своим основным функциям кабели делят на две основные группы – силовые и контрольные. Силовые используются для того, чтобы передавать и правильно распределять электрическую энергию, направляя ее к разного рода токоприемникам и распределительным устройствам. Контрольные необходимы для соединения электрических приборов, аппаратов и сборок зажимов (например, в сетях управления, автоматизации и сигнализации) с источником тока.

Какие бывают кабели по типу изоляционного слоя и виду оболочки?

По разновидности изоляции и оболочки кабели можно разделить на несколько основных групп:

– с пропитанной бумажной изоляцией, помещенные в металлическую оболочку;

– с бумажной изоляцией, которую пропитывают нестекающим составом, и также размещают в металлической оболочке;

– с изоляционным слоем, изготовленным из пластмассы, который затем устанавливают в пластмассовую или металлическую оболочку;

– резиновый изоляционный слой с последующим помещением кабеля в пластмассовую, резиновую или металлическую оболочку.

В каждой из приведенных групп кабели делят по номинальному напряжению, количеству жил, по материалу, из которого они изготовлены, а также по типу защитного слоя.

Чем руководствуются при изготовлении кабелей?

Кабели производят, базируясь на государственных и отраслевых стандартах (ГОСТы и ОСТы), а также руководствуясь техническими условиями.

Какие бывают кабели?

Как правило, кабели рассчитывают на определенное номинальное напряжение, в связи с чем выбирается и его сечение.

Обычно кабели рассчитаны на напряжение 0,66; 1; 3; 6; 10; 20; 35 кВ, их сечение может составлять 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800 и 1000 мм².

Жилы, по которым проходит электрический ток, производят из медной проволоки марок ММ (мягкая) и МТ (твердая), а также из алюминиевых AM (мягкая), АПТ (полутвердая), АТ (твердая), АТП (повышенной твердости). Далее производят скручивание этих жил в одну.

Как оптимизируют изготовление кабелей?

Для того чтобы сделать диаметр кабеля как можно меньше, используют жилы круглой, фасонной или же комбинированной формы. Если в кабеле используются секторные или даже сегментные жилы вместо круглых, то это в конечном счете позволяет уменьшить диаметр данного кабеля приблизительно на четверть. Кроме того, это позволяет в значительной степени уменьшить расход других материалов, идущих на изготовления изоляционного слоя, оболочки и разного рода защитных покровов.

В зависимости от того в каких условиях будет проложен кабель, необходимо использовать кабели с медными или алюминиевыми жилами. Если в кабеле используется однопроволочная алюминиевая жила, сечение которой составляет до 240 мм², то в этом случае стоимость кабеля будет меньше, однако жесткость его будет больше, что в значительной степени усложнит его прокладку.

Как узнать, что в кабеле содержится только одна жила?

Если кабель одножильный, то после цифры, которая сообщает о его сечении, должны находиться еще две буквы – «ож».

Из какого материала обычно изготавливают кабели?

Токопроводящие жилы делают, главным образом, из алюминия, несмотря на то, что сопротивление алюминия в 1,65 раз больше по сравнению с медным. В связи с этим для того, чтобы передать по кабелю электрический ток одинаковой мощности при одинаковом напряжении, необходимо взять алюминиевую жилу, толщина которой будет больше по сравнению с медной для передачи такого же тока. Также следует отметить, что алюминий имеет низкий предел текучести, уровень его теплоемкости по сравнению с медным более высокий.

Изоляция кабелей

Чем обычно характеризуется изоляция кабелей?

Изоляция электрического кабеля должна обладать достаточной электрической прочностью, которая полностью исключает вероятность электрического пробоя при напряжении, на которое рассчитан данный кабель. Для того чтобы изготовить изоляцию жил кабеля между собой, а также для недопущения соприкосновения жил с металлической наружной оболочкой, как правило, используют бумажную, пластмассовую или же резиновую изоляцию.

Чем хороша бумажная изоляция?

Бумажная пропитанная изоляция определяется качественными электрическими характеристиками, большим сроком службы. Такой изоляционный слой в состоянии выдержать высокую температуру при относительно небольшой цене. В связи с этим такой тип изоляции используется достаточно часто. Однако у бумажной изоляции имеется и несколько отрицательных качеств. Например, к недостаткам необходимо отнести гигроскопичность. Из-за нес кабель должен быть изготовлен таким образом, чтобы все оболочки и муфты были тщательно загерметизированы.

Из чего изготавливают бумажную изоляцию?

Как правило, бумажный слой изоляции в кабелях производят из многослойной бумаги увеличенной прочности. Такую бумагу делают на базе сульфатной целлюлозы марки КМ П-120. Данная изоляция более всего подойдет для силового кабеля, который рассчитан на напряжение до 35 кВ.

Вполне допустимо, что изоляция может быть сделана из двухслойной бумаги марок К-080, К-120, К-170 или же многослойной бумаги КМ-12, КМ-140, КМ-170. При этом толщина слоя бумаги составляет 80, 120, 140 и 170 мкм.

Как производят данную изоляцию?

Жилы в процессе изготовления такого изоляционного слоя обматывают бумажными непропитанными лентами. Чаще всего можно встретить обмотку с зазоров. С помощью такого хода можно в определенных пределах изгибать кабель без вероятности того, что он переломится или бумажная изоляция будет повреждена. Для того чтобы электротехнические характеристики кабеля остались на прежнем уровне, необходимо, чтобы зазоры между витками соседних лент, находящихся сверху по вертикали, полностью не совпадали.

Однако в том случае, если необходимо наложить большое количество лент, то не получится избежать совпадений зазоров. Для этого существуют специальные нормы, которые определяют количество таких совпадений. Если кабель предназначен для напряжения до 6 кВ, то совпадений может быть не более 3, для кабеля, рассчитанного на 10 кВ, – не более 4; для кабеля 35 кВ – не свыше 6.

Как накладывают изоляцию?

Слой изоляции очень плотно прилегает к токопроводящей жиле. На нем не должно быть морщин или складок. Если они будут наблюдаться в структуре кабеля, то это приведет к возникновению пустот или же воздушных включений, которые в значительной степени понижают надежность работы кабеля.

От чего зависит толщина изоляционного слоя?

Толщина изоляционного слоя находится в прямой зависимости от номинального напряжения, а также от сечения жил. Этот показатель прописан в соответствующих ГОСТах. Для того чтобы сделать электрическую прочность кабеля как можно выше, на поясную изоляцию кабеля, рассчитанного на напряжение 6 и 10 кВ, а также на жилы и поверх изоляции укладывают экран, изготовленный из электропроводящей бумаги.

Как далее производится изготовление кабеля с бумажной изоляцией?

Жилы, снабженные изоляционным слоем, плотно скручивают, производят заполнение промежутков между ними с помощью изоляционных материалов до тех пор, пока кабель не приобретет круглую форму. Затем на скрученные жилы дополнительно накладывают поясную изоляцию, которая также выполняется с помощью бумажных лент необходимой толщины.

После того как бумажная изоляция намотана на жилы, ее следует тщательно просушить, после чего производят пропитывание маслоканифольными составами: МП-1, если кабель предназначен для напряжения от 1 до 10 кВ и МП-2 – 20–35 кВ.

С помощью пропитывания происходит дополнительное увеличение электрической прочности изоляционного слоя.

Где используется пластмассовая изоляция?

Данный вид изоляции применяется в силовых кабелях. Ее обычно производят из полиэтилена или из поливинилхлорида.

Какими технологическими характеристиками обладает пластмассовая изоляция?

Такой вид изоляции способен сохранять все свои основные свойства в большом диапазоне температур. Пластмассовая изоляция способна хорошо сопротивляться негативному воздействию кислот, щелочей, влажной среды. Она имеет высокие электроизоляционные свойства. Особенно это относится к полиэтилену. В зависимости от технологии изготовления полиэтилен бывает высокой и низкой плотности. Полиэтилен высокой плотности обладает большой температурой плавления и механической прочностью.

Необходимо отметить, что полиэтилен низкой плотности начинает плавиться при 105 °C, тогда как полиэтилен высокой плотности расплавляется при 140 °C.

Зачастую в полиэтилен вводят дополнительные вещества, например органические перекиси, после чего производят вулканизацию данного материала. Оба эти процесса позволяют в значительной степени увеличить температуру плавления материала и сделать его более устойчивым к растрескиванию. Полиэтилен, прошедший через вулканизацию, начинает незначительно деформироваться только при температуре 150 °C.

Для того чтобы получить самозатухающий полиэтилен, в него также вносят дополнительные добавки. Например, для электропроводящих экранов кабелей с полиэтиленовой изоляцией вносят полиизобутилен, ацетиленовую сажу или же стеариновую кислоту.

Каковы преимущества поливинилхлоридного изоляционного слоя?

Поливинилхлорид представляет собой твердый продукт полимеризации. Он не распространяет огонь. Для того чтобы увеличить уровень морозостойкости и эластичности ПВХ, в его состав вносят специальные пластификаторы, например каолин, тальк, карбонат кальция. Для того чтобы добиться цветного ПВХ, в него вносят красящие пигменты.

Отрицательной стороной использования ПВХ является то, что он начинает быстро стареть, находясь под воздействием высокой температуры, солнечного света, а также за счет того, что с течением времени в его составе постепенно разрушается пластификатор. Из-за этого снижается уровень его эластичности и морозоустойчивости.

Что включает в себя резиновая изоляция?

Резиновая изоляция представляет собой смесь натурального или синтетического каучука с наполнителем, размягчителей, ускорителем вулканизации, противостарителем, красителем и некоторыми другими веществами. Для изготовления изоляционного слоя кабелей используют резину РТИ-1, в составе которой находится 35 % каучука.

В чем заключаются преимущества и недостатки резиновой изоляции?

Положительные качества резиновой изоляции заключаются в том, что данный материал очень хорошо гнется и практически не впитывает в себя воду. Однако есть и отрицательные стороны: во-первых, резиновая изоляция имеет большую стоимость по сравнению с остальными разновидностями. Кроме того, рабочая температура жилы должна быть не слишком высокой – не более 65 °C. Такая температура значительно ниже, чем у других видов изоляции. Поэтому допустимая нагрузка на электрический кабель будет не слишком высокой.

Следует также отметить, что с течением времени изоляционный слой, изготовленный из резины, начинает терять свою эластичность и меняет остальные физико-технические характеристики. Разрушается резина из-за различных внешних и внутренних факторов, так как этот процесс чаще всего представляет собой следствие окислительного процесса, который происходит между каучуком и воздухом.

Как защищают резину от старения?

Для того чтобы процесс старения резины шел как можно медленнее, а также для защиты материала от воздействия света, влаги и прочих химических соединений и механических воздействий, кабели имеют дополнительные оболочки.

Из чего производят оболочки для резиновой изоляции?

Лучше всего, если оболочка для изоляционного слоя, выполненного из резины, изготовлена из металла, например, из свинца или алюминия. Если у кабеля изготовлена невлагоемкая изоляция, то они не будут нуждаться в сооружении дополнительной оболочки.

В связи с этим их, как правило, выпускают в пластмассовой или резиновой оболочке. Толщина оболочки в этом случае находится в прямой зависимости от материала, из которого ее изготавливают, а также от диаметра кабеля и конкретных условий, в которых он будет находиться.

СОВРЕМЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ РАБОТ

Электромонтажные инструменты

С чем связаны трудности при проведении электромонтажных работ?

Изготовление системы электропроводки и прокладывание электроустановок связано в первую очередь с выполнением работ, которые потребуют от вас значительных усилий. Это можно отнести к изготовлению в стенах и перекрытиях гнезд, по которым пролегает электропроводка скрытого типа. Также не слишком простыми являются работы, связанные с пробивкой сквозных отверстий, борозд, протягивание проводов через трубы, соединение жил, проводящих электрический ток, и т. д. Данные работы необходимо выполнять с применением элементов механизации. Например, отверстия лучше всего пробивать с использованием электрических механизмов или пневматических инструментов, которые оборудованы сверлами, изготовленными из твердых сплавов. Как правило, данные электромеханизмы рассчитаны на напряжение 220 В. Стоит отметить, что для безопасной работы с такими устройствами, у них должен быть оборудован двойной слой изоляции.

В использовании достаточно безопасными являются пневматические инструменты, кроме того, они немного весят. Однако их использование ограничивается тем, что нужно устанавливать компрессоры и прокладывать трубы, но которым будет поступать сжатый воздух.

Какие инструменты чаще всего используются для электромонтажа?

Устройства, предназначенные для облегчения проведения работ по электромонтажу, имеют самые разные конструкции и принципы действия.

Чаще всего используются следующие приборы:

– бороздофрез;

– трубогиб;

– труборез;

– болгарка;

– ПРТ;

– монтажный пистолет;

– клещи.

Для чего используется бороздофрез?

Бороздофрез включает в себя режущий электрический механизм, который функционирует от электродвигателия, работающего от напряжения 220 В, дисковую фрезу, которая отделана с помощью пластин, выполненных из твердого сплава, рукояток и направляющих роликов. Последние элементы инструмента необходимы для того, чтобы его было как можно легче перемещать по поверхности и получать требуемую глубину обработки. С помощью данного инструмента вы сможете проделать борозду, ширина которой будет максимально равна 10 мм, а глубина – 20 мм.

Зачем нужен трубогиб?

Когда провода ведут в трубах, то их приходится очень много раз сгибать и лишь после этого в них можно укладывать провода. Сгибать трубы вручную – достаточно сложный и трудоемкий процесс, поэтому лучше всего для этой цели брать трубогиб. С помощью данного механизма можно быстро и просто согнуть трубу с незначительной толщиной стенок. Этот инструмент представляет собой чугунную плиту, на которой установлены две оси – на одной имеется значительных размеров шестерня с ручьевым сектором, а на второй установлена малая шестерня.

Малую шестеренку можно вращать с помощью качания рычага, который должен иметь на себе храповое устройство. Около ручьевого сектора установлен ролик. Трубу устанавливают между ручьевым сектором и роликом, затем ее крепят в инструменте с помощью хомута, после чего рычагом гнут на необходимый угол.

Где используется данная конструкция?

Такой трубогиб чаще всего используется на объектах, где объем работ не слишком значительный.

Что делать, если объем работ большой?

В случае если нужно согнуть достаточно большое количество труб, то лучше всего использовать гидравлический трубогиб. Данная конструкция включает в себя гидронасос, гидропресс, у которого должны быть головка со сменными роликами и сменным сектором. Трубу в этом случае помещают между роликами головки и сектором. Далее масло начинают запускать в рабочий цилиндр пресса, вследствие чего производится сгибание трубы.

В настоящее время в продаже можно встретить трубогибы, предназначенные для сгибания труб определенного диаметра – до 20, 50 мм и т. д.

Где используется труборез?

С помощью трубореза удаляют излишки трубы, если она выходит из строительных конструкций, например из фундамента, перекрытия и т. д.

Данный инструмент в своей конструкции имеет следующие элементы: электрошлифовальную машину, корпус (внутри находится суппорте винтовой подачей, абразивный диск, а также зажимная конструкция, с помощью которой данное устройство закрепляется на отрезаемом элементе трубы).

Как функционирует труборез?

Для того чтобы отрезать кусок трубы, ее нужно зажать в губках зажимного устройства, далее включается электрошлифовальная машина, которая и отрезает необходимый участок.

Где используют пилу-болгарку?

Болгарка, как и труборез, применяется для отрезания труб. Главное ее отличие от трубореза заключается в том, что в ее конструкции не предусмотрен механизм крепления на самой трубе. Данный ход делает этот инструмент более удобным в использовании.

Что такое ПРТ?

ПРТ предназначен для прокладывания проводов в трубы, диаметр которых составляет от 20 до 50 мм. Он состоит из стального корпуса, в котором находится механизм протяжки, губки (с их помощью инструмент закрепляется на трубе, в которой будет находиться провод) и рукоятку.

Как работает ПРТ?

Для того чтобы протянуть провод в трубу с помощью данного механизма, нужно установить губки на трубу и закрепить на ней. Затем в зазор между роликами, которые размещаются в корпусе ПРТ, вставляют проволоку, которую крепят с помощью винтов.

Затем начинают постепенно вращать рукоятку, она будет проталкивать проволоку по трубе. Когда проволока выйдет с противоположного конца, к ней прикрепляют провод, затем начинают вращать рукоятку в обратную сторону. ПРТ будет затягивать проволоку вместе с проводом, прикрепленным к ее концу.

Для чего при монтаже нужен монтажный пистолет?

Монтажный пистолет используется для того, чтобы прикрепить с помощью дюбелей разного, рода электроустановочные изделия и поддерживающие конструкции к бетонным, железобетонным или же к металлическим основаниям. Детали крепятся либо с помощью гайки, которую накручивают на резьбовой участок дюбеля, причем его нужно заранее вбить в основание этим пистолетом. Есть и иной способ крепления – деталь пристреливают к основанию с помощью гвоздя.

На чем базируется принцип работы монтажного пистолета?

Данный инструмент забивает в основание с помощью поршня, который разгоняется в его стволе. Такие пистолеты бывают с автоматическим или с ручным взводом. Чаще всего в работах используют монтажный поршневой однозарядный самовзводный пистолет ПЦ-52.

Что входит в конструкцию монтажного пистолета?

Главными элементами данного устройства являются муфта и коробка. Муфта предназначена для соединения всех элементов узла, удержания на месте (в передней части ствола) рассекателя, а также для соединения с наконечником. Основной элемент конструкции – ударно-с пусковой механизм. Он располагается в коробке. Следует отметить, что стволы, наконечники, направители, рассекатели и поршни представляют собой сменные элементы.

Какой крепеж подходит для таких пистолетов?

Лучше всего, если в качестве крепления будут применяться стальные дюбель-гвозди ДГП и дюбель-винты ДВП, прошедшие дополнительную термическую обработку, с шайбами для того, чтобы дюбель помещался строго по центру в направителе, а также надежно фиксировался там. Когда производится выстрел, то движение поршня слегка замедляется за счет сопротивления дюбеля.

Скорость, с которой дюбель вылетает из ствола пистолета, составляет 60–80 м/с.

Если выстрел производится в основание, прочность которого не достаточно высока или же по ошибке был использован слишком сильный патрон, то поршень будет затормаживаться с помощью специального амортизатора, который есть в конструкции пистолета.

Как правильно пользоваться монтажным пистолетом?

Пистолет необходимо взять левой рукой за муфту, а правой за рукоятку. Плотно прижать его к поверхности, куда будет забиваться дюбель, потом нужно плавно спустить курок. После того как будет произведен выстрел, нужно с помощью шомпола установить поршень в крайнее положение и открыть пистолет. В ходе этого процесса стрелянная гильза выйдет из патронника. Если же она останется там, то нужно ее удалить вручную с помощью шомпола.

Что делать, если дюбель забит не полностью?

Если вы увидели, что дюбель не полностью вошел в основание и его часть находится над поверхностью, то нужно по нему выстрелить еще один раз. При этом новый дюбель не следует вставлять в пистолет.

Когда в процессе электромонтажа используются клещи?

Клещи необходимы для того, чтобы оконцевать наконечниками провода и кабели, а также для того, чтобы соединять их гильзами с помощью опрессования.

Клещи имеют в своей конструкции прессующий элемент, блокирующее устройство и рукоятки.

Для того чтобы оконцевать клещи и соединить с помощью опрессовки провода разных сечений, в прессующем элементе размещают сменные пуансоны и матрицы, которые должны соответствовать деталям, подвергаемым опрессовке.

Как происходит опрессование?

Данный процесс осуществляется, когда рукоятки клещей смыкаются друге другом. В ходе этого пуансон и матрица прочно обжимают гильзу или наконечник, которые находятся между ними, а затем происходит их соединение с проводником. В результате этого действия получается весьма прочное соединение.