среда, 20 февраля 2013 г.

Нужен ли при ремонте квартиры проект электрической сети ?

Если ремонтируется квартира большой площади с протяженными электрическими линиями, либо загородный коттедж, то без проекта электрической сети приступать к электромонтажным работам вообще недопустимо. Проектировщик выполнит все необходимые расчеты по потерям напряжения и токам короткого замыкания в линиях.

Без этих расчетов электрическая сеть может представлять собой большую опасность в аварийной ситуациипри возникновении короткого замыкания автоматический выключатель отключит аварийный участок сети с большой задержкой, что вызовет перегрев кабеля и в особенности контактных соединений. К сожалению и возгорания электрощитов по причине неправильного расчета сети не такая уж редкость.

Однажды
при подготовке работ по ремонту довольно большого пункта общественного питания представитель заказчика заявилу меня два главных требования: «Должен быть обеспечен доступ ко всем клеммным коробкам и ни одной розетки шлейфом!». Он, энергетик с тридцатилетним стажем, слишком хорошо знает то, что ему надо. Имея богатый опыт эксплуатации различных зданий, он знает все слабые места электропроводки.

Действительно, при больших нагрузках на силовую розеточную сеть, целесообразно ответвления к каждой розетке выполнять в коробках. А могут ли похвастаться такими знаниями требований к электрической сети те, кто по своей работе никак не связан с электричеством? Вот здесь и нужны советы грамотного проектировщика, который точно знает то, что именно вам нужно.

Проектировщик
задаст много вопросов и поднимет такие темы, о которых вы, возможно, и не думаликондиционирование помещения, кухонные электроприборы, вытяжка на кухне и в санузле, светильник на балконе, откуда управлять освещением, куда подвести закладные трубы для последующей затяжки в них телевизионных и компьютерных кабелей.

А
теперь рассмотрим самую сложную проблемучто нас ждет при выходе части электропроводки из строя на примере электрической сети малогабаритной городской квартиры. Вот вы купили квартиру, в которой прежними жильцами была выполнена электрическая сеть, и что представляется вашему взору?



Рис. 1. План размещения розеток в спальне и зале
На рисунке 1 показаны розетки спальни (помещение 2) и зала (помещение 3). В спальне четыре розетки - пронумерованы с первой по четвертую. В зале шесть розетокпронумерованы с пятой по десятую.
Пока электропроводка в порядке, то никому и в голову не придет задумываться над тем, где уложены электрические кабели и как соединены розетки между собой. Как обычно половина розеток окажется спрятанной за мебелью. А через два года вы и забудете, что вот за тем тяжелым и под завязку заполненным шкафом спряталась от Вашего взора розеткаи именно в ней произойдет окисление контакта, что приведет к обесточиванию одной или нескольких используемых розеток.

В
зависимости от предпочтений выполнявших монтаж электросети электромонтажников, показанные на рисунке 1 розетки, могут быть подключены различными способами. И кабели могут оказаться и в стенах и в стяжке. Рассмотрим три возможных варианта построения данной сети (на самом деле различных вариантов могут быть десятки).

Рис. 2. План розеточной сети - вариант 1

В
первом варианте (рисунок 2) розетки каждой стены в пределах комнаты подключены отдельным шлейфом от клеммных коробок. Причем кабель к розеткам, стоящим на капитальных стенах, проходит по стене в ПВХ трубе. Проводка в трубах позволяет оперативно заменить вышедший из строя кабель, что бывает частенько при сверлении стен. Перегородка между комнатами тонкая и не позволяет проложить кабель в трубе по стене, поэтому он проведен в стяжке. Если проштробить тонкую стену с обеих сторон для прокладки кабелей в трубах, то ее прочности можно нанести большой урон.

Во втором варианте проводки (рисунок 3) все розетки каждой комнаты подключены шлейфом. Кабель проходит по периметру комнаты. Аналогично по капитальной стене в трубах и вдоль перегородки в стяжке.

В
третьем варианте (рисунок 4) все розетки межкомнатной перегородки объединены в шлейф, причем кабель проложен по стене без трубы. А розетки на капитальных стенах обоих комнат объединены в одну группу.

Рис. 3. План розеточной сети - вариант 2.

Рис. 4. План розеточной сети - вариант 3.

Предположим, что у нас пропало напряжение на розетке 7. В первом варианте розеточной сети вернее всего окислился контакт в розетке 6, либо обломился провод. Во втором варианте вернее всего виноватой будет розетка 10. И в этом случае пропадет напряжение на розетках 5 и 6. В третьем варианте сети обрыв провода надо искать в розетке 4. Глядя на схемы вроде бы все просто. А в реальностиесли что бы подобраться к требуемой розетке, надо двигать мебель? Да еще когда неизвестно, где искать.

В проекте электрической сети должно быть, указанов каких местах, и на каких высотах требуется проложить кабели. В стяжке кабели прокладывают параллельно стенам при заданном удалении от стены. В процессе работ все привязки (расстояния от пола и стен) уточняются. По уточненным данным выполняется исполнительная схема электрической сети. Зная, где проходят кабели, можно всегда так спланировать сверление стен, например, для полок, чтобы не повредить кабели. А в случае возникновения отказа части сети ее ремонт существенно упрощается.

Резервный источник электропитания для дома или дачи

К сожалению, решение проблемы внезапного отключения света (электроэнергии) в нашей стране полностью переложено на плечи собственников жилья. Да, аварийные службы все еще существуют, но срок исполнения заявки на восстановление подачи электроэнергии практически никем не лимитируется и может составлять от часов до недель. Если же, не дай Бог, в вашем коллективном хозяйстве сгорел трансформатор подстанции, то можете считать, что конец света наступил.

Радует только то, что на дворе 21 век и при общем упадке экономики России, в магазинах появляются источники энергии, способные помочь в этой ситуации. Если не иметь в виду альтернативные источники энергии: ветрогенератор, солнечную батарею, компактную гидроэлектростанцию, о которых была речь в предыдущих статьях, то у нас остается выбор между двумя устройствами - инвертором и генератором с ДВС.

Что такое инвертор и чем он нам поможет?

Итак, инвертор или инверторный преобразователь напряжения, это устройство, которое преобразует низковольтное постоянное напряжение (12, 24 или 48 Вольт) в переменное напряжение 220/380 Вольт. Также инвертор содержит цепи позволяющие поддерживать заряд, разряд и дежурное состояние аккумуляторов при наличии напряжения в электросети и его отсутствии.

Инвертор (инверторно-аккумуляторная система) позволяет легко и быстро создать резервную систему электроснабжения. В нормально режиме работы дом или дача получают электроснабжение от электрической сети (централизованное электроснабжение), одновременно с этим происходит зарядка аккумуляторов. В случае отключения электроэнергии включается резервный источник электропитания - инвертор, которые получает электроэнергию от аккумуляторов, работающих в режиме разряда.

Почем недорогой инвертор?

Оценим денежную составляющую. Начнем с необходимой мощности. По статистике, минимальная мощность, которую стоит рассматривать – это 5 кВт. Кроме этого необходимо определиться с емкостью аккумуляторов. От этого параметра зависит, как долго ваш инвертор сможет поддерживать указанную мощность в случае аварии в основной сети. Например, «Ис1-24-6000» (6 кВт) стоит без аккумуляторов 42000 руб., «Mobilen SP4000-c» (4кВт) без аккумуляторов 33000 руб., «PowerStar W7» 5kW/48V (5кВт) 40000 руб.


Оценим стоимость аккумуляторов и время непрерывной работы под нагрузкой в 5 кВт.

Для примера возьмем «PowerStar W7». В соответствии с паспортом на изделие к нему подключают 5 последовательно соединенных аккумуляторов 12 В, 60 Ач. Если взять автомобильные аккумуляторы средней ценовой категории, то это примерно 5х3500=17500 руб. Общая сумма составит 50500 руб.

Теперь о времени непрерывной работы. При нагрузке в 5 кВт, кпд прибора 0.8, т.е. он будет потреблять 5/0.8=6.25 кВт. Входное напряжение аккумуляторов под нагрузкой 60 В.

Потребляемый ток будет 6250/60=104 А. При таком токе (примерно эквивалентен стартерному току автомобиля) аккумуляторы смогут протянуть 15 – 20 мин. После этого, при падении напряжения до 10 В их отключит защита инвертора. Наши расчеты подтверждаются паспортными данными. В них максимальное время работы при максимальной нагрузке 8 кВт составляет не более 5 мин.

Если вы хотите увеличить время работы, то необходимо использовать аккумуляторы большей емкости и, соответственно, большей стоимость. Возникает разумный вопрос: нужно ли вам устройство за минимум 100000 руб. способное поддерживать сеть в 5кВт менее часа?! И это не ошибка, вот например инвертор американской фирмы Outback Power Systems на 3 кВт в комплекте с аккумуляторами стоит 240 000 руб. Максимальное время работы при мощности 3 кВт всего 2.5 часа.

Почем недорогой генератор (электрическая генераторная установка)?

Электрическая генераторная установка
- это специальный двигатель на жидком (бензин, солярка) или газовом топливе, который соединен с генератором в единый агрегат. При сжигании топлива происходит вращение ротора генератора и в его обмотках появляется электрический ток, который подается к потребителю. Генератор переменного тока может быть синхронным или асинхронным. Они могут быть однофазными и трехфазными.

Прежде всего, надо решить, на каком топливе будет работать генераторная установка? У нас есть выбор между соляркой, бензином и газом. Так как газ самый дешевый продукт, то естественно выбрать его. Кроме того, газ баллонный или магистральный уже присутствует в доме.

Посмотрим, сколько стоит газовый генератор на 5 кВт? Цена составляет от 35 до 40 тысяч рублей, например REG GG 7200, т.е. в 6 раз дешевле инвертора! На одно 50 литровом баллоне (стоимость заправки 500 руб.) сжиженного газа он может проработать около 15 часов при максимальной нагрузке!

Под эти генераторы выпускается специальные блоки автоматики (блоки автозапуска), с помощью которых полностью автоматизируется процесс бесперебойного электроснабжения. Правда, следует отметить, что покупка блока автозапуска удорожает источник резервного электропитания почти на 30 тысяч рублей, но все равно, суммарная стоимость системы с газовым генератором оказывается намного меньше, чем стоимость применения для этих же целей инвертора.


Можно поставить систему утилизации отходов и выработки газа, от которого будут работать газовый котел, газовый генератор и ваш автомобиль. Такие системы существуют и называются биоустановки или установки для получения биогаза. Тем самым мы избавим окружающее пространство от доставших всех куч мусора и сэкономим деньги!

Надеюсь, вы прочитали до конца все, что я так старательно описал. Думаю, что вам стало очевидным, что наиболее подходящим источником резервного электропитания для дома или дачи является генератор с двигателем внутреннего сгорания, работающим на газе.

Идеальный стабилизатор

При любом значении напряжения на входе, должен выдавать постоянное значение на выходе, а также, при искажении синусоиды, возникновении всплесков и провалов на входе, на выходе должен выдавать правильную синусоиду без помех - Идеальный стабилизатор способен пропускать через себя любую мощность, при этом качество стабилизации не должно снижаться
— преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.
Необходимость стабилизации напряжения вызвана его нестабильным поведением в течении суток, а также возможным включением-выключением мощных электроустановок, подключенных к той же линии электропередачи, или нагрузок с большим пусковым током.

Неполадки с электропитанием можно разделить на 2 типа:
внешние, например, кратковременные перенапряжения из-за грозовых разрядов и внутренние (внутри сетевые), такие как перенапряжение или провалы вызванные коммутацией и переключением различного мощного оборудования внутри электрической сети.
Сети могут быть как с тенденцией к завышенному напряжению ("перенапряженные"), так и тяготеющие к заниженному значению ("недонапряженные"). Это зависит от их перегруженности, изношенности, сечения проводников, расстояния до трансформаторной подстанции и др.
В обоих случаях нагрузка подвергается повышенному риску выхода из строя при эксплуатации. Необходимо заметить, что в сельской местности наиболее распространены "недонапряженные" сети, а в городской "перенапряженные".

В реальности стабилизатор напряжения - это законченный блок, состоящий из совокупности технических элементов, выполняющих определенные функции. Однако определить содержание устройства по названию «стабилизатор напряжения» однозначно нельзя. В настоящее время существует большое количество разнообразных приборов для выполнения функции стабилизации напряжения:электродинамические сервоприводные (механические) статические (электронные переключаемые) компенсационные (электронные плавные).

Модели производятся как в однофазном (220/230 В), так и трёхфазном (380/400 В) исполнении, мощность их от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт.
Трёхфазные модели выпускаются двух модификаций: с независимой регулировкой по каждой фазе или с регулировкой по среднефазному напряжению на входе стабилизатора. Выпускаемые модели также различаются по допустимому диапазону изменения входного напряжения, который может быть, например, таким: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, ±50%, -25%/+15%, -35%/+15% или -45%/+15% и т.д.

Чем шире диапазон (особенно в отрицательную сторону), тем больше габариты стабилизатора и выше его стоимость при той же выходной мощности.

Быстродействие - это промежуток времени (миллисекунды) за которое стабилизатор способен изменить напряжение на один вольт. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 12...18 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В.Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. 

Эксплуатация автоматических выключателей зимой

Три беды защитных аппаратов


Отказы электрооборудования в сильные морозы до сих пор считаются в России неизбежным злом – ничего не поделать, климатические условия. Силовые автоматические выключатели также довольно уязвимый в этом плане сектор электрооборудования. «Эксперты нашей компании проводили исследования и анализировали, какие проблемы наиболее часто встречаются при работе низковольтных автоматических выключателей в холодное время года. В итоге было выявлено три основных причины, которые могут привести к отказу оборудования. Первая – это ухудшение свойств смазки. Вторая – при низких температурах наблюдаются сбои в работе электронных компонентов. Третья причина – точка росы и последствия этого явления, негативно воздействующие на элементы устройства», – сообщает Игорь Мещеряков, менеджер по оборудованию компании АББ.
Проблема №1. Смазочный материал.
Большинство используемых смазочных материалов создается на базе нефтепродуктов, у которых существует обратная зависимость вязкости от температуры. При определенном отрицательном значении смазка полностью теряет подвижность, что препятствует работе механических частей изделия, и в итоге при возникновении аварийной ситуации автоматический выключатель не сработает. К примеру, широко распространенные продукты («Смазка индустриальная ИП-1» (ТУ 0254-03-53839702-2005), «1-13» (ТУ 0254-02-53839702-2009) и др.) ограничены нижними рабочими температурами от -10 до -20°С.

«Загустевшая масса создает дополнительное сопротивление для зубчатых передач, что нередко приводит к разрушению пластиковых шестеренок в приводах. В частности, эта проблема актуальна для мотор-редукторов, используемых при дистанционном взводе автоматического выключателя. Кстати, сам материал, из которого изготавливаются эти элементы, должен быть протестирован на длительное время работы при экстремально низких температурах. В противном случае причинами разрушения деталей автоматического выключателя может стать не только загустение смазки, но и повышение хрупкости элементов», – поясняет Денис Нечаев, руководитель группы «Силовые автоматические выключатели» компании АББ.

Надо заметить, что существуют смазочные материалы с рабочими температурами до -40–50°С, использование которых в автоматических выключателях возможно, но ведет к удорожанию оборудования. Учитывая, что традиционно защитные аппараты с рабочим напряжением до 1000 В находятся внутри обогреваемых электроустановок, некоторые разработчики жертвуют надежностью работы устройства в угоду невысокой цене. «В свете движения к максимальной энергоэффективности обогрев помещений и узлов, где устанавливаются силовые аппараты, становится неактуальным. В конечном счете, за тепло платит потребитель энергоресурсов или покупатель продукции – а это постоянные финансовые затраты. Гораздо проще приобрести технику, которая способна работать во всем диапазоне температур, возможных в данной местности», – считает Ирина Орлова, инженер-проектировщик компании «ЦЭМ».

«На предприятиях, расположенных в северных районах, часто возникает необходимость в выключателях, которые могли бы успешно работать буквально посреди тайги при низких температурах окружающей среды, – дополняет Игорь Мещеряков. – И такие силовые выключатели постепенно появляются на рынке. Так, например, в аппаратах Emax LTT используется морозоустойчивая смазка. Силовые выключатели этой модели тестировались при температурах окружающей среды от -40°С до +70°С, и все испытания оборудование прошло успешно».

Проблема №2. Электронные компоненты расцепителя защиты.
Как правило, стандартные микроэлектронные изделия не предназначены для эксплуатации в экстремально холодных условиях. К примеру, многие конденсаторы с жидким электролитом имеют нижнюю границу работоспособности -25°С. Ряд конденсаторов с твердым диэлектриком вообще ограничивается минимальными рабочими температурами в -10–15°С. Также в области низких температур возникают определенные проблемы и при работе полупроводниковых приборов. У биполярных транзисторов существенно падают коэффициенты передачи токов (коэффициенты усиления), что может вызвать серьезные проблемы, особенно при ключевом режиме работы.

«Для безупречного функционирования электронных схем расцепителей защитных аппаратов, рассчитанных на эксплуатацию при низких температурах, мы используем специальные морозоустойчивые компоненты – конденсаторы, транзисторы, контроллеры и т.д. Такие микроэлектронные изделия способны выдержать температуры до -40°С, что обеспечивает надежную работу расцепителя силового выключателя, – рассказывает Игорь Мещеряков. – В случае применения стандартных микроэлектронных компонентов расцепитель может выйти из строя – это приведет к нарушению работы силового автомата. Оборудование уже не будет защищать сеть от перегрузок и короткого замыкания. А если в аппарате применяется расцепитель защиты с более сложными функциями, может перестать соблюдаться селективность срабатывания, что приведет к некорректной работе электрической сети».

Проблема №3. Точка росы
Для «холодных» регионов нашей страны характерны резкие перепады температур в период межсезонья. Днем столбик термометра может подниматься до +7–9°С, а ночью опускаться до -10#8211;12°С. При этом в процессе резкого охлаждения, при прохождении точки росы, содержащаяся в воздухе жидкость превращается в конденсат. Его образование внутри столь ответственного узла, как защитный аппарат, где присутствуют напряжения до 1 кВ и токи в десятки и сотни ампер, очень опасно. Влага может вызвать окисление контактов и прочих открытых металлических частей устройства. Кроме того, с высокой вероятностью появятся утечки тока, приводящие к нештатным срабатываниям. И, разумеется, преждевременная коррозия значительно сократит срок службы прибора и потребует частого внепланового обслуживания. Именно поэтому корпуса «морозоустойчивого» оборудования должны изготавливаться из материалов, не подверженных коррозии: например, пластмассы или нержавеющей листовой стали.

Говоря о «холодных» проблемах автоматических выключателей, нельзя не упомянуть и о положительном моменте – минимальная рабочая температура у современных аппаратов на самом деле будет несколько ниже, чем заявленная в технической документации. «Если, например, в паспорте автоматического выключателя указано, что предельная рабочая температура защитного аппарата, размещенного не на открытом воздухе, а в закрытом шкафу, соответствует -36°С, то при наружной температуре в -40°С он будет вполне работоспособен, – объясняет Юрий Нишин, главный энергетик ОАО «Станкосиб», г. Новосибирск. – Это объясняется наличием в схемах и цепях активной составляющей сопротивления, они будут «самоподогреваться» в строгом соответствии с законом Джоуля-Ленца. И даже в неотапливаемом помещении или шкафу температура будет на 5–10 градусов выше, чем на открытом пространстве».

Дистанционный взвод – скорость и удобство


После штатного срабатывания автоматического выключателя и устранения причины неполадок в сети устройство необходимо включить. Однако при температуре -40°С выходить лишний раз из помещения на улицу не очень удобно (если аппарат установлен в трансформаторной подстанции или в распределительном устройстве, находящемся на открытом воздухе). Оборудование может находиться на значительном удалении от предприятия, и система «пошел-включил», а то и «выехал-включил» становится весьма затратной. Время, необходимое работнику, чтобы добраться до нужного шкафа или подстанции, безвозвратно теряется для производственного процесса. Также есть риск, что из-за не сработавшего устройства автоматического ввода резерва (АВР) остановятся технологические циклы предприятия.
Долговечность работы любой системы зависит от надежности каждого из ее элементов. Существует миф, что технику западных производителей лучше не использовать в наших условиях, так как климат в европейских странах более мягкий. Тем не менее, появление на российском рынке автоматических выключателей с высокой степенью защиты от воздействий окружающей среды – результат усовершенствования оборудования зарубежными производителями именно для нашей страны. Причем специалисты уверены – если потребуются еще более морозоустойчивые выключатели, будут созданы и такие.
Источник: http://stabhouse.ru