Электроустановочные изделия и осветительные приборы

Лампы накаливания (рисунок 2) – наиболее распространенные источники света. Преобразование электрической энергии в световую происходит за счет нагревания вольфрамовой нити 1 электрическим током. Нить помещается в стеклянный баллон 2, из которого выкачан воздух, либо в баллон, наполненный инертным газом. Спираль укреплена на электродах 3 и 4. Один электрод припаян к металлической гильзе 5 – цоколю, другой – к металлической контактной пластине 6. Их разделяет изоляция 7.

Лампы накаливания просты по устройству, дешевы, имеют высокую надежность, удобны в эксплуатации. Недостатки ламп накаливания – низкий коэффициент полезного действия (около 2%), малый срок службы, отличие цветности излучения от солнечной и уменьшение светового потока в процессе эксплуатации за счет загрязнения баллона. Срок службы нормальных осветительных ламп зависит от напряжения. При номинальном напряжении он составляет не менее 1000 ч. Увеличении напряжения на 10% выше номинального уменьшает срок службы на 60%, уменьшение напряжения на 10% увеличивает вдвое.

Осветительная арматура. Светильник состоит из источника света – лампы и осветительной арматуры. Осветительной арматурой называют часть светильника, служащую для перераспределения и преобразования светового потока лампы (или ламп),предохранения зрения от чрезмерной яркости, а также для крепления и подключения лампы к системе питания и защиты ее от механических повреждений и окружающей среды.

Осветительные патроны (рисунок 3 а) предназначены для укрепления лампы и подвода тока к ней. Корпус резьбового патрона состоит из двух свинчивающихся пластмассовых частей 1 и 2. Внутри находится керамический или пластмассовый вкладыш 3 с контактами 4 и 5. Когда лампа полностью ввернута в патрон, центральный контакт 6 ее цоколя прижимается к пружинящему контакту 5 патрона, а к контакту 4 – гильза 7 цоколя.

Патроны и лампы выпускаются пяти размеров: Р-40, Р-33, Р-27, Р-14, Р-10 (цифры указывают диаметр цоколя в миллиметрах, буква Р от слова резьба). Патроны различают не только по габаритам, но также и по месту монтажа. На рисунке 4 показаны патроны: а ─ ниппельный, б ─ настенный, в ─ потолочный, г ─ патрон с прижимами для крепления абажура, д ─ подвесной.

Рисунок 4 – Патроны

Выключатели. Выключателями называются приборы, осуществляющие прерывание тока в электрической цепи. В зависимости от контактной системы выключатели делятся на кнопочные, рычажные, барабанные и клавишные. Наиболее удобны и долговечны клавишные выключатели с металлокерамическими контактами.

Общий вид одного из исполнений выключателя с клавишным приводом дан на рисунке 5. Если отвинтить винты 7, снять крышку 8, а затем отвинтить винты 9, то снимается узел клавиши (рисунок 5, в, г). Мы увидим корпус, к которому прикреплены рычажок 6, зажимы 10 и 11 для подсоединения проводов и скоба 12. Один зажим соединен с неподвижным контактом 3, а другой с опорой оси О₂, на которой качается рычажок (подвижный контакт) 6. Распорные лапки 13 и винты 14 служат для крепления выключателя в коробках.

Принцип действия выключателя иллюстрируется на рисунке 5 а. Когда клавиша 1 занимает положение, показанное на рисунке, контакты 2 и 3 замкнуты. Чтобы контакты разомкнулись, надо надавить на клавишу, и деталь 5, сжимая пружину 4, переместится вправо и повернет рычажок вокруг оси О₂, контакты разомкнутся. Пружина 4 фиксирует положение рычажка 6, а также создает контактное нажатие.

Переключателемназывают аппарат одновременного управления двумя или несколькими цепями. При повороте барабана переключателя один участок электрической цепи замыкается, а другой размыкается. Переключатели применяют для включения люстр, а также для управления коридорным освещением.

Штепсельные розетки и вилки. Работают в паре, поэтому независимо от внешнего оформления, способа монтажа, установки и крепления должны соответствовать друг другу. Штепсельные розетки и вилки предназначены для подключения переносных токоприемников к электрической сети. Промышленность выпускает двух- трехполюсные розетки и вилки, рассчитанные на силу тока 6, 10, 15, и 25 А с цилиндрическими и плоскими контактами. В штепсельных соединениях всегда есть оголенные токоведущие части ─ штифты вилок. Поэтому в конструкции вилок заложены меры по выполнению требований техники безопасности: штифты вилок на 2/3 длины изолируются.

Двухполюсные штепсельные соединения (см. рисунок 6, в) применяются в тех случаях, когда конструкция прибора не предусматривает заземление (зануление) его корпуса. Такие соединения используются в помещениях без повышенной опасности.

Трехполюсные соединения (рисунок 6, а и б) применяют только в тех случаях, когда заземление (зануление) предусмотрено конструкцией прибора. Заземляющая пластина у такой вилки длиннее и пластины расположены так, что при включении вилки длинная пластина входит в заземленное гнездо раньше и только после этого в гнездо входят рабочие штифты.

Штепсельные розетки и вилки имеют различные варианты исполнения для того , чтобы приборы, рассчитанные на напряжение12, 36, 42 В, нельзя было включить в сеть с напряжением 220 В. Осветительная аппаратура выпускается для скрытой и открытой проводки, для сухих и влажных помещений (полугерметичная), взрывозащищенная и т. п. В конструкции надплинтусных штепсельных розеток предусмотрены защитные устройства (шторки), которые закрывают штепсельные гнезда при вынутой вилке.

Комбинированные устройства (блоки). Представляют собой набор из двух, трех, четырех выключателей и выключателей и штепсельной розетки, двух штепсельных розеток и т.п. В целях экономии электроэнергии на лестничных площадках жилых домов освещение включается с помощью выключателей с термическим прерывателем. На крышках или корпусах электроосветительной аппаратуры обычно имеется надпись, указывающая предельные токи и напряжения, например 10 А, 220 В. Превышение указанного тока вызывает перегрев, а превышение напряжения ─ образование дуги при включении, что приводит к преждевременному выходу из строя электроосветительной аппаратуры.

Коробки. При монтаже многих видов проводок соединение и ответвление проводов выполняется в гнездах строительных конструкций или коробках. Коробки также используются для установки выключателей и штепсельных розеток при скрытой проводке.

Предохранители и автоматы. При перегрузках и коротких замыканиях ток, протекающий по проводам, оказывается значительно больше нормального рабочего тока. Это вызывает нагрев проводов, порчу изоляции или даже ее воспламенение. Для предотвращения этого в цепь включают защитные устройства, которые быстро размыкают цепь, когда ток превышает допустимый. В осветительных и силовых цепях для защиты линий и токоприемников от перегрузок и коротких замыканий применяют плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Плавкие предохранители. Предохранитель однополюсный резьбовой переднего подсоединения (рисунок 7 а) состоит из фарфорового основания 8, к которому подсоединена пластина 7 с контактным винтом 9 и пластина 10 с резьбовой гильзой 6. Пластмассовый чехол 5 укрепляется на предохранителе при ввинчивании кольца 4. Фарфоровая пробка имеет резьбу 1 и контакт 3, соединенный калиброванной проволокой (или вставкой) 2. Собранный предохранитель и цепь тока через его вставку показаны на рисунке 7 б стрелками. При возникновении в защищаемой цепи чрезмерно больших токов вставка плавится (перегорает) и ток прекращается.

Резьбовые предохранители с резьбой Е-27 изготовляют на токи 6, 10, 16 и 20 А и напряжение до 380 В. Значение токов указывается на пробках и контактных винтах. Чтобы нельзя было установить пробки на большие токи, пробки и контактные винты к ним изготовляются разных размеров: пробка на меньший ток ─ длиннее, а винт к ней короче. Поэтому, если ввернуть пробку на ток, больше указанного на контактном винте, цепь в предохранителе не замкнется, так как пробка не достанет до винта.

Питающую линию присоединяют к контакту предохранителя 9, отходящую ─ к винтовой резьбе 10, что обеспечивает безопасность обслуживания. Если пробка перегорает, то ее починить невозможно. Поэтому в настоящее время широкое распространение нашли пробки со сменными вставками.

Автоматические выключателиявляются аппаратами защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий, а позволяют производить нечастую коммутацию в сетях переменного и постоянного тока. Автоматические выключатели выпускаются с тепловыми, электромагнитными и комбинированными расцепителями. Защита от коротких замыканий осуществляется электромагнитным расцепителем мгновенного действия или с выдержкой времени, а защита от перегрузок ─ тепловыми расцепителями.

Провода, шнуры и кабали для внутренних электропроводок. Провод (рисунок 8, а) ─ одна или несколько изолированных или неизолированных токопроводящих жил, поверх которых могут быть наложены легкие защитные покровы. К этой группе относятся также неизолированные провода для воздушных линий электропередач, антенн и контактных линий электрифицированного транспорта.

Электрическим шнуромназывается провод с изолированными жилами повышенной гибкости, служащий для соединения сети с подвижными токоприемниками.

Кабель(рисунок 8, б) ─ одна или несколько изолированных токопроводящих жил, заключенных в герметичную оболочку, поверх которой имеются или могут отсутствовать броня и защитные покровы. Основными элементами всех видов кабелей, проводов и шнуров являются: токопроводящие жилы 1, изоляция 2, поясная изоляция или оплетка 3 и оболочка 4. В конструкцию кабеля входит броня 6, подушка 5 и наружный покров 7.

Токопроводящие жилы изготовляют из меди или алюминия, реже из биметалла и стали. Стандартными являются следующие сечения жил: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800 мм². По числу жил различают одножильные и многожильные провода и кабели. Токопроводящие жилы могут быть одно- и многопроволочными. Последние более сложны в изготовлении, но имеют большую гибкость и поэтому более удобны для монтажных работ. Жилы силовых кабелей изготовляют с круглой, секторной или сегментной формой сечения.

Установочные провода. Основными материалами для изоляции жил являются: изоляционная резина, поливинилхлоридный пластикат, полиэтилен. Установочные провода изготовляют с изоляцией на напряжение 380, 660 и 3000 В.

Для защиты изоляции от механических воздействий, действия света и влаги применяют оболочку из резины, пластмассы или металлических лент с фальцованным швом. Провода, имеющие внешнюю защитную оболочку, называются защищенными. Некоторые провода изготовляют в оболочке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом.

Марка провода─ это буквенное обозначение, характеризующее материал токопроводящих жил, изоляцию, степень гибкости и конструкцию защитных покровов. В обозначении проводов первая буква указывает на материал токопроводящей жилы (А ─алюминий); отсутствие в марке провода буквы А означает, что токопроводящая жила из меди. Вторая буква П означает провод, а третья ─ материал изоляции (например, Р ─ резина, В ─ поливинилхлорид, П ─ полиэтилен, Н ─ негорючая резина). В марках проводов и шнуров могут быть также буквы, характеризующие другие элементы конструкции: О ─ оплетка, Т ─ для прокладки в трубах, П ─ плоский, Ф ─ металлическая фальцованная оболочка, Г ─ гибкий, Л ─ покрытая лакам хлопчатобумажная оплетка, В ─ оболочка из ПВХ пластиката, Д ─ двухжильный, С ─ для скрытой проводки и т.п.

Для выполнения электропроводок в настоящее время наиболее часто применяют провода ПР, АПР, ПРВ, АПРВ, ПВ,АПВ, ППВ, АППВ,АППВС и др.

Силовые кабели. Для изоляции токопроводящих жил кабелей применяют пропитанную бумагу, пластмассу и резину. Пластмассовую изоляцию жил кабелей выполняют из поливинилхлорида (В), полиэтилена (П), самозатухающего вулканизирующегося полиэтилена (Ввс).

В качестве материала для герметичных оболочек в кабелях с бумажной пропитанной изоляцией применяют свинец (С) и алюминий (А), в кабелях с пластмассовой изоляцией ─ поливинилхлорид (В) и полиэтилен (П), в кабелях с резиновой изоляцией используют свинец, алюминий и негорючую резину (Н). Защитные покровы состоят из подушки 5, брони 6 и наружного покрова 7 (рисунок 8).

Броня имеет следующие обозначения: из стальных лент (Б); из стальных оцинкованных плоских проволок (П); из стальных оцинкованных круглых проволок (К).

В электроустановках на напряжение до 100 В наиболее часто применяют кабели марок: АСГ, СГ, АСБ, СБ, СБГ с бумажной изоляцией; АВВГ, ВВГ с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката; АППБ, ППБ с полиэтиленовой изоляцией; СРГ, АСРГ, АВРГ, ВРГ, АНРГ, НРГ с резиновой изоляцией. Кабели ВРГ, АВРП, НВГ, АНРГ применяют для прокладки непосредственно по строительным основаниям в помещениях сырых, особо сырых, пожароопасных и со средой, агрессивно воздействующей на металлические оболочки, для монтажа осветительных и силовых сетей.

Определение сечения проводов и кабелей по допустимому нагреву. При прохождении электрического тока по проводу в нем выделяется значительное количество теплоты за счет потерь мощности в токопроводящих жилах и изоляции. Каждый вид изоляции рассчитан на определенную длительно допустимую температуру, при которой старение изоляции происходит медленно. Предельно допустимая температура нагрева проводов имеет большое значение, так как от нее зависят нагрузочная способность, срок службы и надежность работы кабеля.

Максимальный ток, при котором установившаяся температура провода или кабеля соответствует нормам, называется допустимой длительной токовой нагрузкой. Расчет проводов на нагревание сводится к выбору стандартного сечения провода по максимальному току по таблице 1 и с учетом способа прокладки, типа изоляции и температуры окружающей среды.

Электропроводка. Электропроводкой называют совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями. Правила устройства электроустановок подразделяют силовые и осветительные электроустановки напряжением до 1000 В на внутренние (прокладка внутри зданий и сооружений) и наружные (прокладка вне зданий). По способу монтажа внутренние электропроводки изолированными проводами и небронированными кабелями подразделяются на открытые внутри помещений, скрытые внутри помещений и электропроводки в чердачных помещениях.

Таблица 1 – Допустимые длительные токовые нагрузки на провода с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией.

Примечание: 1 Данные составлены из расчета нагрева жил до 55˚С при температуре воздуха 25˚С и земли 15˚С.

2 В числителе приведены нагрузки для медных жил, в знаменателе ─ для алюминиевых.

Открытая электропроводкапрокладывается по поверхности стен, ферм и другим строительным элементам зданий и сооружений и выполняется на лотках, в коробках и на тросах, роликах, изоляторах, в трубах, в электрических плинтусах и наличниках, в гибких металлических рукавах и т. п.

Скрытая электропроводка прокладывается внутри конструктивных элементов зданий и сооружений, по перекрытиям, при подготовке пола, непосредственно под съемным полом и т. п. При скрытой электропроводке провода и кабели прокладывают в трубах, гибких металлических рукавах, замкнутых каналах и пустотах строительных конструкций, заштукатуриваемых бороздах, под штукатуркой, а также заналичиванием в строительные конструкции при их изготовлении.

Электропроводки имеют большое количество различных конструктивных форм, определяющих методы их монтажа. Виды электропроводок и способы их прокладки, типы проводов и кабелей выбирают в соответствии с требованиями ПУЭ в зависимости от условий окружающей среды, назначения и ценности сооружений, их конструкции и архитектурных особенностей.

Электрическое освещение. Рациональное освещение способствует повышению производительности труда, улучшению качества продукции и безопасности работы обслуживающего персонала предприятий. В зависимости от назначения светильников различают общее, местное, комбинированное, рабочее и аварийное освещение.

Электропитание светильников, общего, местного и аварийного освещения в помещениях без повышенной опасности осуществляется напряжением 220 В. В помещениях с повышенной или особой опасностью напряжение 220 В разрешается применять при высоте установки светильников не менее 2,5 м над полом или в тех случаях, когда конструкция светильника исключает прикосновение к лампе и токоведущим частям. Во всех остальных случаях следует применять напряжение не выше 42В. При особо неблагоприятных условиях для питания ручных переносных светильников применяют напряжение не выше 12В.

Штепсельные вилки, предназначенные для подключения переносных светильников, должны быть выполнены таким образом, чтобы их нельзя было включить в штепсельные розетки с более высоким напряжением.

Правила выполнения открытых проводок. В соответствии с ПУЭ при монтаже электроустановок необходимо выполнение следующих требований:

1 Провода следует прокладывать наиболее коротким путем параллельно архитектурным и строительным линиям таким образом, чтобы они меньше выделялись на фоне стен и потолка.

2 Открытую прокладку незащищенных изолированных проводов выполняют на высоте не менее 2,5 м от уровня пола, ближе к потолку.

3 Спуски к выключателям, штепсельным розеткам, щиткам и светильникам в производственным помещениях должны быть защищены от механических воздействий до высоты не менее 1,5 м от уровня пола.

4 На потолке провода следует прокладывать перпендикулярно плоскости окон, чтобы исключить тени.

5 Цвет оболочки проводов следует подбирать под цвет потолка и стен и по возможности располагать провода на теневой стороне помещения.

6 Соединение и ответвление проводов выполнять в точках крепления или в специальных коробках.

7 В местах пересечения незащищенных проводов для усиления изоляции необходимо их заключать в трубки или обматывать изоляционной лентой.

8 При пересечении проводки с трубопроводами расстояние между ними в свету должно быть не менее 50 мм и при параллельной прокладке – не менее 100 мм.

9 Открытая беструбная проводка непосредственно по строительным основаниям выполняется проводами и кабелями сечением до 16 мм².

Электропроводки в пластмассовых трубах. Открытые электропроводки в винипластовых трубах и коробах применяют в сухих, влажных, сырых, пыльных, с химически активной средой помещениях при прокладке по несгораемым основаниям. Прокладку по сгораемым основаниям выполняют по слою листового асбеста толщиной не менее 3 мм или по намету штукатурки толщиной не менее 5 мм, выступающему с каждой стороны трубы не менее чем на 10 мм.

Схемы осветительных электропроводок. Простейшая схема осветительной электропроводки состоит из резьбового патрона с ввернутой лампой накаливания и выключателя. Для соблюдения правил техники безопасности нулевой провод подключают непосредственно к пружинящему контакту 5 патрона (рисунок), а фазовый ─ через выключатель к контакту 4 (рисунок). В патронах современной конструкции напряжение к резьбовой гильзе подключается после вворачивания лампочки.

На рисунке 9 а показаны возможные варианты подключения к двухпроводной линии осветительного оборудования, устанавливаемого в квартирах. Принципиальная (многолинейная) схема тех же соединений приведена на рисунке 9 б. Эти схемы элементарно просты и не требуют специальных пояснений. Они нужны тем, кто не имеет специальной электротехнической подготовки. А электромонтажникам и электромонтерам нужны не схемы, а планы помещений, на которых показано размещение электрооборудования, направление и число соединяющих его проводов. Нанесение многолинейных схем на план помещения затрудняет чтение чертежа, так как на небольшом участке схемы часто расположено большое количество проводов. Н практике для планов принято выполнять схемы однолинейными (рисунок 9, в). Количество проводов на каждом участке схемы отмечено соответствующим количеством рисок, нанесенных на линии проводки. На участке, содержащем только два провода, риски не ставятся.

В соответствии с нормативными документами групповые линии квартир выполняют однофазным напряжением 220 В по радиальной или кольцевой схеме питания. Ввод в квартиру трехфазных групповых линий на напряжение 380 В значительно повышает опасность электротравматизма, поэтому в нашей стране они не применяются.

Литература

1 Бурда, А.Г. Обучение в электромонтажных мастерских./ А.Г. Бурда. – Москва, Радио и связь, 1988, С. 24…31, 51…55, 103…105, 113.

2 Методические указания к работе.