/
Автор: Шмаков С.Б.
Теги: электроника электротехника домоводство домашний мастер справочник электрика
ISBN: 978-5-94387-821-3
Год: 2014
Текст
Шмаков СБ.
Профессиональные советы домашнему электрику. — СПб.: Наука и Техника, 2014. —
400 с. + цв. вкл. 8 с.
ISBN 978-5-94387-821-3
Современная электросеть развивается вместе с появлением новых нагрузок, новых требо-
ваний по безопасности, новых задач. Справочник содержит необходимые современному
домашнему электрику сведения по элементам домашней электросети, электробезопасности,
эффективным источникам света, учету и экономии электроэнергии. Изложение материала
ведется на современной базе нового 7-го издания ПУЭ (Правил устройства электроуста-
новок).
Книга будет полезна и тем, кто делает ремонт квартиры, и тем, кто формирует под свои
задачи электросеть строящегося коттеджа или купленной квартиры в новостройке в со-
стоянии «без отделки, после строителей».
Приводится много интересных примеров, полезных советов, важных предупреждений, ри-
сунков и таблиц. Книга и виртуальный видеокурс воспринимаются легко, читатель находит
простые ответы на многие сложные вопросы. При этом не следует забывать, что ряд сложных
вопросов электроснабжения вместе с вами должны решать профессионалы.
Книга предназначена для широкого круга читателей. Информация будет полезна как
«продвинутым» электрикам, так и тем, кто хочет овладеть искусством домашнего мастера-
электрика. Это настольная книга каждого мужчины.
Виртуальный видеокурс находится по адресу http://planerist916.ru/. Вас ждут многие десятки
профессионально снятых видеороликов, предназначенных для современных домашних
электриков.
9 785943 87821:
ISBN 978-5-94387-821-3
Автор и издательство не несут ответственности
за возможный ущерб, причиненный в ходе
использования материалов данной книги
Контактные телефоны издательства
+7 (812) 412-70-25,412-70-26
+38 (044) 468-05-83
Официальный сайт: www.nit.com.ru
© Шмаков СБ. и др.
© Наука и Техника (оригинал-макет), 2014
000 «Наука и Техника».
Лицензия № 000350 от 23 декабря 1999 года.
198097, г. Санкт-Петербург, ул. Маршала Говорова, д. 29.
Подписано в печать 4.10.2013. Формат 70x100 1/16.
Бумага газетная. Печать офсетная. Объем 25 п. л.
Тираж 1500 экз. Заказ № 756.
Отпечатано с готовых диапозитивов
в ГП ПО «Псковская областная типография»
180004, г. Псков, ул. Ротная, 34
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 11
1.1. Электробезопасность шаг за шагом 11
Электроэнергия в нашей жизни 11
Чем опасно электричество 12
Повышение сопротивления тела человека 13
Меры безопасности при проведении электротехнических работ 14
1.2. Знаки и плакаты безопасности 16
Назначение знаков и плакатов безопасности 16
Запрещающие плакаты 16
Предупреждающие плакаты 18
1.3. Инструменты домашнего электрика 19
Набор инструментов электрика 19
Цифровые комбинированные измерительные приборы (мультимерты) 20
Электроизмерительные клещи 22
Индикаторная отвертка 23
Указатели напряжения 24
Электроинструмент 25
Монтерские ножи 27
Кусачки 27
Отвертки 29
1.4. Инструменты как источник опасности 29
1.5. Учимся паять 31
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование 33
2.1. Для чего нужно заземление 33
2.2. Базовые системы заземления 35
Система заземления TN-C 35
Система заземления TN-S 36
Система заземленияTN-C-S 38
Система с заземленной нейтралью ТТ 39
Система с изолированной нейтралью IT 40
2.3. Взгляд на системы заземления изнутри 41
Расшифровка условных обозначений систем заземления 41
Требования к сечению проводников PEN и РЕ 42
Меры безопасности при осуществлении защитного заземления 42
2.4. Практическая реализация систем заземления 43
Для чего системы заземления снабжаются устройствами защитного отключения
(УЗО) 43
Как определить, какая стоит система заземления в многоквартирном доме... 44
Как определить, какая стоит система заземления в коттедже или даче 46
Какие цвета изоляции проводников в кабеле 47
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома 48
3.1. Ввод и распределение электроэнергии в многоквартирном доме 48
Особенности распределения электроэнергии в многоквартирном доме
с системой TN-C 48
Профессиональные советы домашнему электрику
Особенности распределения электроэнергии в современном многоквартирном
доме с системой TN-C-S 52
Вводные распределительные устройства 52
3.2. Современные этажные электрощитки 53
Назначение 53
Обозначение электрощитков 54
Щитокэтажный ЩЭм4-5211 55
Щиток этажный типа ЩЭ1409 56
3.3. Квартирные щитки 57
Назначение 57
Деление квартирной электросети на группы 57
Электрическая схема щитка 58
Примеры схем квартирных щитков 60
Установка квартирного электрощитка 61
3.4. Расчеты квартирной электросети 64
Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя 64
Расчет токовой нагрузки группы потребителей '. 64
Типовой вариант выбора сечений проводов и номиналов средств защиты 68
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности 69
4.1. Разновидности и особенности современной электропроводки 69
Виды электропроводки 69
О запрете на использование алюминиевых проводов в квартирной
электропроводке 69
4.2. Современные кабели и электроустановочные изделия для квартирной
электропроводки 71
Современные кабели и их особенности 71
Кабель^УМ 71
КабельБВГнг 72
Установочный плоский провод ПУНП 72
Провода с резиновой изоляцией 73
Провод ПВ 73
4.3.0 цветах изоляции различных групп проводов 74
4.4. Типовые сечения кабелей для основных функциональных групп
электропроводки 75
Функциональные группы потребителей 75
Методика выбора сечения проводов 75
Типовые сечения жил проводов и кабелей 77
4.5. Расположение элементов скрытой проводки 77
Основные правила прокладки электропроводки 77
Высота зазмещения розеток и выключателей 78
4.6. Как правильно проложить скрытую проводку в новостройке 79
Создание схемы размещения потребирелей электроэнергии 79
Проведение разметочных работ 79
Штробление стен и выбивания углублений для электроустановочных изделий 80
Укладка провода в каналы 81
Установка электрощитка 82
Содержание 5
Глава 5. Электросеть деревянного дома 83
5.1. Особенности электросети деревянного дома 83
5.2. Ввод в деревянный дом 84
Ответвление от воздушной линии 84
Ввод через трубостойку 85
Требования ПУЭ по вводу от воздушной линии 86
5.3. Современные провода и кабели для ввода электроэнергии в дом 87
Провода самонесущие изолированные СИП 87
Анкерные зажимы для самонесущих проводов 88
Кабель силовой ВВГнг 89
5.4. Обеспечение электробезопасности при вводе электроэнергии в дом 90
Дополнительная защита кабеля 90
Защита участка от наружной стены дома до распределительного щитка 91
5.5. Вводное распределительное устройство (щиток) 93
Особенности состава электрощитка деревянного дома 93
Состав стандартного электрощитка 93
Подключение УЗО в распределительном щитке 94
Особенности использования УЗО в деревянном доме 97
5.6. Создаем контур заземления 98
Естественные заземлители., 98
Искусственные заземлители 99
Состав контура заземления 99
Формирование контура заземления 100
Глубинный заземлитель 102
Что нужно сделать после устройства контура заземления 103
5.7. Измерители сопротивления заземления и их использование 104
Измерители заземления М416 104
Порядок проведения измерения сопротивления контура
защитного заземления 105
Как провести проверку соединения заземлителей
с заземляемыми элементами 106
5.8. Особенности подключения в щитке при различных системах заземления ... 107
Подключение в электрощите дома при наличии контура заземления 107
Подключение дома к контуру заземления по системе TN-C-S 108
Подключение дома к контуру заземления по системе ТТ 108
5.8. Внутренняя проводка в деревянном доме 109
Проводка открытым кабелем 109
Проводка в электротехнической гофрированной трубе 112
Проводка в кабель-каналах или электротехнических коробах 113
Скрытая проводка в деревянном доме 115
5.9. Электропроводка в доме из бревен 116
Особенности создания открытой проводки в доме из бревен 116
Особенности создания скрытой проводки в доме из бревен 119
Технология выполнения скрытой проводки в доме из бревен 121
Места соединений 124
Самостоятельный монтаж проводки • 124
5.10. Особенности электроснабжения деревянной бани 125
Способы подачи электроэнергии 125
Расчет нагрузки 128
Безопасные светильники для бани 130
Заземление и защита в деревянной бане 131
6 Профессиональные советы домашнему электрику
Глава 6. Защита дома от удара молнии 133
6.1. Принцип действия и расчет молниезащиты 133
Кто изобрел громоотвод 133
Расчет эффективной молниезащиты 134
6.2. Элементы молниезащиты 136
Молниеприемники 136
Классическая конструкция молниеотвода 137
Физические молниеприемники 137
6.3. Выбор системы защиты при различных условиях 138
Особенности защиты дома с металлической кровлей 138
Особенности защиты дома с кровлей из шифера 139
Особенности защиты дома с кровлей из черепицы 139
Использование деревьев для молниезащиты 140
6.4. Заземление молниеотвода 141
Роль заземления в молниезащите 141
Особенности конструкции заземлителей 141
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 142
7.1. Современное светодиодное освещение 142
Достоинства светодиодного освещения 142
Динамика развития светодиодного освещения 144
Светодиодный дизайн » 144
7.2. Светодиоды: устройство, принцип действия, питание 145
Принцип действия светодиода 145
Строение традиционных светодиодов 146
Строение мощных светодиодов 146
Индекс цветопередачи 149
Мощные светодиоды Luxeon 150
Современные высокоэффективные светодиоды 153
Питание светодиодов 155
7.3. Светодиодные лампы 158
Назначение и примеры исполнения 158
Достоинства и недостатки светодиодных ламп 159
Основные элементы светодиодной лампы 160
Пускатель-балласт (драйвер) 161
Алюминиевый радиатор 162
Плата, на которой установлены светодиоды 163
Светодиоды 166
Рассеивающая свет оптика (линзы, рассеиватели) 167
Цоколь 168
Светодиодные лампы фирмы Shine Technologies Limited 170
Светодиодные лампы фирмы Philips 176
Светодиодные лампы фирмы OSRAM ' 176
7.4. Светодиодные ленты 183
Что такое светодиодная лента 183
Достоинства светодиодных лент \ 184
Устройство и внутренняя схема светодиодной ленты 186
Основные категории светодиодных лент на рынке 188
Обозначение светодиодных лент 190
Характеристики светодиодных лент ...., '. 191
Разновидности популярных SJS/ID светодиодов для светодиодных лент 191
Содержание 7
Разновидности светодиодных лент по количеству и типу светодиодов 192
Разновидности светодиодных лент по направленности свечения 194
Разновидности светодиодных лент по яркости свечения 196
Диапазон потребляемых мощностей 197
Цветовая гамма светодиодных лент 198
Разновидности светодиодных лент от воздействия влаги и пыли 200
Разновидности светодиодных лент по цвету подложки 204
Наиболее популярные светодиодные ленты на основе светодиода SMD 3528... 204
Наиболее популярные светодиодные ленты на основе светодиода SMD 5050... 209
Выбор светодиодной ленты по величине светоотдачи 212
Определение типа светодиодной ленты при отсутствии маркировки 213
Расчет сечения провода для подключения светодиодной ленты 214
Расчеты блока питания для светодиодных лент 216
Схемы подключения одноцветных светодиодных лент к сети 220 В 218
Схемы подключения светодиодных лент к сети 220 В 219
Подключение светодиодных RGB усилителей и блоков питания 222
Подключение светодиодной ленты к бортовой сети автомобиля 228
Правила квалифицированного монтажа 229
Комплектующие для монтажа светодиодной ленты 230
Резка и пайка светодиодной ленты 231
Крепление и соединение светодиодных лент 231
Профиль для светодиодной ленты 232
Качество и стоимость светодиодных лент 234
Почему ленты одного типа могут ощутимо отличаться в цене? 235
Применение светодиодных лент 236
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 239
8.1. Галогенные лампы: принцип действия, параметры, схемы включения 239
Принцип действия галогенных ламп 239
Преимущества галогенных вамп 241
Основные параметры 241
Типовые схемы включения 242
Габаритные размеры и срок службы галогенных ламп 242
Эксплуатационные особенности 244
8.2. Современные галогенные лампы с питанием 220 В 244
Линейные (софитные) галогенные лампы 244
Линейные лампы повышенной эффективности 245
Одноцокольные галогенные лампы с резьбовыми цоколями 246
Капсульные галогенные лампы 246
Зеркальные галогенные лампы 247
8.3. Современные низковольтные галогенные лампы 248
Назначение перехода к низкому напряжению питания 248
Низковольтные капсульные галогенные лампы 249
Низковольтные лампы с интерференционными отражателями 250
Низковольтные зеркальные лампы с алюминиевыми отражателями .• 252
8.4. Трансформаторы и электроника для галогенных ламп 254
Особенности включения низковольтных галогенных ламп 254
Преимущества электронных трансформаторов. .*. 255
Принципиальная схема электронного трансформатора 255
Расчет электронных трансформаторов различной мощности 257
Блок питания на микросхеме TDA4605 258
8.5. Продление срока службы галогенных ламп 259
8 Профессиональные советы домашнему электрику
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними 261
9.1. Устройство, принцип действия, классификация, параметры 261
Принцип построения полноразмерных люминесцентных ламп 261
Достоинства люминесцентных ламп 263
Недостатки полноразмерных люминесцентных ламп 265
Классификация ЛЛ ведущих производителей 267
9.2. Стандартные линейные люминесцентные лампы 268
Особенности ламп, которые нужно учитывать 268
Маркировка полноразмерных линейных ЛЛ 269
Коды цветности 270
Разновидности полноразмерных зарубежных ЛЛ 270
Отечественные ЛЛ 271
9.3. Люминесцентные лампы с улучшенной цветопередачей 272
9.4. Люминесцентные лампы типа Т5 278
9.5. Современные ультрафиолетовые и специальные люминесцентные лампы... 282
Лампы для дезинфекции, загара, установок фотобиологического действия 282
Лампы для освещения аквариумов 284
Лампы для декоративного освещения 286
9.6. Компактные люминесцентные лампы 287
Классификация КЛЛ 287
Дополнительные возможности КЛЛ 287
Соответствия КЛЛ различных производителей 288
Технические характеристики КЛЛ 289
9.7. Электронные пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп 296
Преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов 296
Основные направления развития ПРА 297
Отечественные электронные ПРА 298
Структурная схема электронного балласта 299
Как зажечь люминесцентную лампу 300
Глава 10. Современные электросчетчики 301
10.1. Назначение, разновидности, характеристики 301
Электрический счетчик: первое знакомство 301
Разновидности электросчетчиков 302
Характеристики электросчетчиков 304
10.2. Выбор электросчетчика 306
Сравнение электронных и индукционных счетчиков электроэнергии 306
Какой электросчетчик выбрать 307
10.3. Принцип действия и работа электросчетчиков 311
Устройство и принцип действия однофазного индукционного счетчика 311
Принцип работы индукционного трехфазного электросчетчика 313
Принцип действия гибридного электронно-механического счетчика 313
Структура и принцип действия электронных электросчетчиков 314
10.4. Установка счетчика 317
Способы установки 317
Использование трансформатора тока 318
Особенности включения счетчиков и измерительных трансформаторов 319
10.5. Схемы включения электросчетчиков 320
Прямые схемы подключения электросчетчика 320
Схема подключения однофазного счетчика 321
Схема подключения трехфазного счетчика 322
10.6. Организационные вопросы замены счетчика 323
Содержание 9
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 324
11.1. Причины возникновения перегрузок сети и коротких замыканий 324
Защита от последствий короткого замыкания 324
Количество теплоты и температура 325
Температуры различных частей одной и той же цепи 326
11.2. Ввинчиваемые автоматические выключатели ПАР с резьбой Е-27 327
Особенности автоматических выключателей 327
Виды применяемых расщепителей и характеристики автоматов 328
Принцип действия автоматического выключателя серии ПАР 329
11.3. Современные автоматические выключатели, устанавливающиеся
на DIN-рейку 332
Устройство современного автоматического выключателя 332
Принцип действия автоматического выключателя 334
Разновидности автоматов защиты по количеству полюсов 336
Времятоковые характеристики срабатывания
по электромагнитному расцепителю 337
Времятоковые характеристики срабатывания по тепловому расцепителю 342
Особенности работы тепловых расцепителей
многополюсных автоматических выключателей 344
Особенности работы тепловых расцепителей автоматических
выключателей, установленных в ряд один за другим 345
Влияние окружающей температуры на тепловое срабатывание
автоматического выключателя 345
Рабочее напряжение автоматического выключателя 346
Предельный ток короткого замыкания автоматического выключателя 347
Расчет автоматического выключателя при формировании квартирного щитка.. 348
Глава 12. Устройства защитного отключения 349
12.1. Варианты защиты человека от удара током 349
Воздействие электрического тока на человека 349
Как защитить человека от смертельного поражения электрическим током? .. 352
Почему важна электрическая защита 354
12.2. Использование устройства защитного отключения 354
Принцип действия защитного отключения 354
В каких случаях установка УЗО нецелесообразна? 356
История развития устройств защитного отключения 356
О русскоязычной терминологии защитного отключения 356
О терминологии защитного отключения за рубежом 357
12.3. Электромеханические и электронные УЗО 358
Типы УЗО по конструкции 358
Отличия электронного и электромеханического УЗО 359
Быстродействие современных УЗО 361
12.4. Классификация и характеристики УЗО 362
Типы УЗО по виду тока и времени срабатывания 362
Разновидности УЗО по номинальному напряжению
и номинальному току нагрузки 363
Разновидности УЗО по номинальному отключающему
дифференциальному току lDn (по уставке) и номинальному
неотключающему дифференциальному току lDn0 364
Разновидности УЗО по степени защиты от воздействия
окружающей среды и температурному режиму эксплуатации 366
Дополнительные характеристики УЗО, показатели качества устройства 367
10 Профессиональные советы домашнему электрику
12.5. Схемотехника и принцип действия УЗО 368
Принципиальная электрическая схема УЗО 368
Основные функциональные блоки УЗО 370
Режимы работы УЗО , 370
Внутреннее устройство УЗО 374
Условное графическое изображение УЗО 375
Схемы включения УЗО 375
Схема подключения пожарного УЗО при вводе в квартиру 378
УЗО со встроенной защитой от сверхтоков — дифавтомат 379
Маркировка на корпусе УЗО 380
12.6. Использование УЗО 381
Особенности применения УЗО при различных системах заземления 381
Анализ причин срабатывания УЗОи алгоритм поиска неисправностей 381
Автоматический Выключатель Дифференциального Тока — АВДТ 384
12.7. Применение УЗО 385
Новые задачи УЗО 385
Общие рекомендации по применению 386
Глава 13. Простые электромонтажные работы 387
13.1. Подключение бра 387
13.2. Подключение люстры с двухклавишным выключателем 387
13.3. Подключение потолочного светильника
с двумя проходными выключателями 389
Глава 14. Обзор ресурсов сети Интернет для современного домашнего электрика 391
14.1. Информационные сайты по электротехнике 391
Специализированные поисковые системы 391
Информационные порталы электротехнического рынка в Интернете 391
Лучшие электротехнические форумы 392
Бесплатные коллекции ГОСТов и других нормативно-технических документов.. 393
Электронные библиотеки 394
14.2. Интернет для домашних электриков и радиолюбителей 395
Сайты по цветовой, кодовой маркировке электронных компонентов
и их аналогам 395
Самые популярные сайты для домашних электриков 396
Список литературы 397
ГЛАВА 1
ПЕРВЫЕ ШАГИ ДОМАШНЕГО ЭЛЕКТРИКА
Быть домашним электриком (сантехником, электрон-
щиком и другим умельцем)—почетная обязанность каждого
мужчины, домохозяина. Глава знакомит с первыми шагами
на пущи становления электрика: мерами безопасности,
инструментом электрика, пайкой. Освоив эту главу, можно
смело осваивать искусство домашнего электрика.
1.1. Электробезопасность шаг за шагом
Электроэнергия в нашей жизни
Электрическая энергия является важной составляющей нашей
повседневной жизни. Практически невозможно представить себе
день современного человека без использования в том или ином виде
электрической энергии.
Открытие электричества принесло в нашу повседневную жизнь
массу удобств и полезных приборов. Электричество проникло во все
сферы жизни человека: быт, транспорт, промышленное производство,
сельское хозяйство, наука, культура и полеты в космос. Более того,
сфера использования электричества расширяется. Потребление элек-
трической энергии человечеством с каждым годом растет в геометри-
ческой прогрессии.
Та огромная роль, которую играет электроэнергия в нашей жизни,
обусловлена ее полезными свойствами:
♦ легкостью передачи на большие расстояния по сравнению с дру-
гими видами энергии;
♦ возможностью преобразований в другие виды энергий с высо-
ким КПД, независимо от ее количества. Поэтому нет необходи-
мости в ее хранении;
♦ возможностью значительной концентрации мощности при про-
изводстве электроэнергии;
12 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ электроэнергия проявляется в виде потока, который раздробить
на части легче, чем другие энергетические потоки (уголь, нефте-
продукты).
Потребление электроэнергии может плавно меняться от нуля до
максимума в зависимости от хода самого процесса производства или
нагрузки рабочего механизма.
Электроэнергия является наиболее чистым видом энергии и в
наименьшей степени загрязняет окружающую среду. Ориентация на
использование трехфазного тока придала использованию электро-
энергии однородность.
Стало привычным повсеместное превращение электрической энер-
гии в другие виды энергии. Так, с помощью разнообразных нагрева-
тельных элементов можно получить тепловую энергию для обогрева
помещений. Или, используя электродвигатели, можно легко превра-
тить энергию электричества в механическую энергию.
Чем опасно электричество
Электричество может быть опасным для человека. За кажущейся
простотой и безобидностью электрической энергии скрывается боль-
шая угроза для жизни и здоровья человека, если он забывает об эле-
ментарных мерах предосторожности и безопасной эксплуатации элек-
трических сетей и бытовых электроприборов.
Ситуация усугубляется еще и тем обстоятельством, что электри-
ческий ток невозможно увидеть или услышать, и ток легко может
превратиться из полезного и необходимого нам в опасный или даже
смертельный фактор.
Органы чувств человека при работе с электричеством оказываются
бесполезны, так как обнаружить наличие электрического тока в про-
воднике можно только при наличии специальных приборов.
Причин опасности взаимодействия тока и человека две: во-первых,
механическое повреждение тканей человека, во-вторых, воздействие
тока на нервную систему людей.
Внимание.
Убивает не напряжение, а ток! Опасность для человека представ-
ляет только протекающий по нему ток.
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 13
Так, искорки статических разрядов на синтетической одежде имеют
напряжение более 5 кВ, но ничтожную силу тока. Они особого вреда,
кроме дискомфорта, не приносят.
А прохождение тока с силой 30-50 мА от бытовой электросети
через сердечную мышцу уже может вызвать фибрилляцию (трепета-
ние) сердечной мышцы и рефлекторную остановку сердца.
D
Примечание.
Ток менее 2мА безопасен для человека. Ток в ЮмА считается уже
опасным. При таком токе человек еще вполне в состоянии ото-
рваться от токоведущей части самостоятельно. Ток в 50 милли-
ампер и выше считается смертельным, может привести к леталь-
ному исходу.
Если ток не заденет сердце (а пути электричества в человеческом
организме весьма причудливы), то его воздействие может вызвать
паралич дыхательных мышц, что тоже ничего хорошего не сулит.
Случались совершенно поразительные происшествия, когда элек-
трический ток, не оставляя видимых повреждений, буквально зажа-
ривал внутренние органы, доводя их до кипения.
Повышение сопротивления тела человека
Теперь от описания кошмарных последствий перейду к физике
процесса поражения электрическим током и защиты от него. Задача
защиты — в максимальной степени снизить величину тока до безо-
пасного уровня или до нуля.
Напряжение в бытовой электросети имеет фиксированную вели-
чину 220 В. Значит, для уменьшения тока через тело человека при
несчастном случае нужно увеличить электрическое сопротивление
человека.
Расчетное электрическое сопротивление тела человека перемен-
ному току частотой 50 Гц при анализе опасности поражения человека
током принимается равным 1000 Ом. В реальности эта величина не
статична и может составлять от 3000 до 100 Ом.
Простой расчет по закону Ома показывает, что, не принимая ника-
ких мер по защите, человек получить электротравму током
I=U/R,
14 Профессиональные советы домашнему электрику
где: J — ток, грозящий нам опасностью; U — напряжение сети 220 или
380 В (при повышении напряжения опасность растет); R — сопротив-
ление или все, что можно сделать, применяя средства защиты.
Повышая это численное значение, мы понижаем грозящую нам
опасность.
Примечание.
Практически безопасным для человека считается ток один или
два миллиампера. Сопротивление человека для этого должно быть
больше двухсот килоом при напряжении сети 220 В.
На этот результат работают все средства защиты, изоляция про-
водки, сухие руки, а также изолированный инструмент, диэлектриче-
ские перчатки, диэлектрические калоши, резиновые коврики и прочие
подставки и накладки из материалов, плохо проводящих электриче-
ство...
Сопротивление ручек отверток или изолирующих накладок куса-
чек измеряется мегаомами, именно поэтому мы не чувствуем проте-
кающего по нам тока. А он есть.
Примером служит индикаторная отвертка (см. стр. 7 цв. вклейки).
Касаясь ею фазового проводника и наблюдая за свечением неоновой
лампочки, мы являемся частью электрической цепи — резистором.
Ток достаточен для свечения неонки, а для человека слишком мал, и
не причиняет ему никакого вреда.
Но существует еще главный фактор, Повышающий сопротивление
тела человека — это знание и строгое соблюдение правилам электро-
безопасности. Рассмотрим их.
Меры безопасности
при проведении электротехнических работ
Совет.
Никогда не работайте усталым — электрическое сопротивление
организма при таком состоянии понижено, внимание ослаблено,
реакция замедлена.
Сложность электротехнических работ и уровень своей подготовки
надо оценивать очень критично. Самостоятельный ремонт домашней
электросети и электротехники — дело весьма ответственное, а потому
требует квалифицированного подхода и соблюдения действующих
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 15
Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Поэтому без ясного
понимания причины, вызвавшей неисправность, без знания прин-
ципа работы устройства весьма небезопасно вмешиваться в систему.
Если нет опыта, но есть непонимание, «как это делается» — присту-
пать к активным действиям нельзя. Лучше вызвать специалиста. Это
не только самый простой путь решения проблемы, в данном случае,
но иногда и единственно правильный. При этом есть возможность
подучиться, смотря за работой специалиста.
Внимание.
К электричеству необходимо относиться уважительно и не перео-
ценивать свои знания и способности.
Но мелкие работы по ремонту розетки, выключателя или кабеля
можно выполнить самостоятельно. Особых знаний и навыков для
этого не требуется. При этом следует помнить основное правило: пре-
жде чем приступать к работам, следует проверить, снято ли с элек-
тросети напряжение.
Кроме того, даже если вы сами отключили вводной автомат, необ-
ходимо проверить отсутствие напряжения индикаторной отверткой
(см. стр. 7 цв. вклейки) или лю.бым доступным вам способом.
Почему нужна такая проверка? Автоматический выключатель может
быть отключен, но его контактные группы могли закоротиться, спечься,
например, при аварии, и он неисправен. Или в щите есть другие пути
прохождения потенциала на «вроде бы отключенный» участок.
D
Примечание.
Индикаторная отвертка, а еще лучше указатель низкого напряжения
двухполюсный, должны быть всегда под рукой. И перед применением
ВСЕГДА надо проверять их исправность. Это очень просто — прове-
рить наличие напряжение там, где оно есть точно и по светящемуся
индикатору оценить исправность указателя напряжения.
После проведения обесточивания квартирной сети жизненно необ-
ходимо принять меры к невозможности несанкционированного
включения напряжения^Для этого можно:
♦ поставить дежурить человека;
♦ закрыть на замок дверь в электрощиток;
♦ написать красным фломастером* на бумажке — «не включать, ра-
ботают люди», и повесить ее на выключенном автоматическом
выключателе.
16 Профессиональные советы домашнему электрику
Это необходимо и для безопасности домашнего электрика. Есть и
специально разработанные плакаты и таблички. Они подробно рас-
смотрены в следующем разделе.
1.2. Знаки и плакаты безопасности
Назначение знаков и плакатов безопасности
Знаки и плакаты безопасности в электроустановках необходимы
для обеспечения запрета операций с аппаратами коммутации (их
включение или отключения), чтобы в процессе работы электрообору-
дования на него по ошибке никто не подал напряжения.
По назначению плакаты и знаки безопасности делятся на:
♦ запрещающие (рис. 1.1, а, рассмотрены далее подробно);
♦ предупреждающие (рис. 1.1, б, рассмотрены далее подробно);
♦ предписывающие;
♦ указывающие.
По характеру применения плакаты и знаки электробезопасности
выполняются переносными и стационарными (постоянными).
Запрещающие плакаты
Запрещающие плакаты используются для запрета действий с ком-
мутационными аппаратами (включение/отключение), чтобы во время
работы на электрооборудовании на него ошибочно не было подано
напряжение.
«Работа под напряжением. Повторно не включать» — этот знак
запрещает повторное ручное включение автоматов без согласования с
работающим электриком после того, как они были автоматически отклю-
чены. Такие плакаты вывешиваются на автоматы или рубильники, когда
выполняются ремонтные работы под напряжением.
Размеры плаката — 80x50 мм, ширина красной каймы — 5 мм.
Надпись выполнена буквами красного цвета на белом фоне.
«Не включать. Работают люди» — плакат переносной, запре-
щающий подачу на линию напряжения. Должен вывешиваться на
ключи, кнопки и привода управления коммутационных аппаратов,
при включении которых напряжение может быть подано на линию.
Применяется для электроустановок как до 1000 В, так и выше.
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика
17
Плакат выполняется размерами 80x50 или 240x130 мм, ширина
красной каймы составляет соответственно 5 и 13 мм. Надпись выпол-
няется буквами красного цвета на белом фоне.
РАБОТА
ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ
повторно не включать
НЕ ВКЛЮЧАТЬ
работают люди
ОПАСНО!
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ!
БЕЗ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ
ПРОХОД ЗАПРЕЩЕН
НЕ ВКЛЮЧАТЬ
работа на линии
СТОЙ!
НАПРЯЖЕНИЕ!
ИСПЫТАНИЕ!
ОПАСНО
ДЛЯ ЖИЗНИ
НЕВЛЕЗАЙ!
УБЪЕТ
Рис. 7. Т. Знаки и плакаты безопасности:
а —запрещающие; б—предупреждающие
18 Профессиональные советы домашнему электрику
«Не включать. Работа на линии» — плакат переносной, запрещаю-
щий подачу на линию напряжения. Вывешивается на ключах и при-
водах управления коммутационных аппаратов, включение которых
может подать на линию напряжение.
Размеры плаката — 80x50 или 240x130 мм. Ширина красной каймы
соответственно 5 и 13 мм. Надпись выполняется белыми буквами на
красном фоне.
Предупреждающие плакаты
Предупреждающие плакаты информируют о приближении на опасное
расстояние к находящимся под напряжением токоведущим частям.
«Стой! Напряжение» — предупреждает об опасности приближения
к токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряже-
нием. Плакат применяется в электроустановках с напряжением до
1000 В и выше.
Размеры знака — 280x210 мм. Стрела красная. Ширина красной
каймы — 21 мм. Надпись выполнена буквами черного цвета на белом
фоне.
«Не влезай! Убьет» — этот плакат предупреждает о возможном
приближении к токоведущим частям, находящимся под напряжением,
при подъеме по конструкции.
Размеры знака — 280x210 мм. Стрела красного цвета. Ширина
красной каймы — 21 мм. Надпись выполнена буквами черного цвета
на белом фоне.
«Испытание! Опасно для жизни» — плакат предупреждает об
опасности поражения действием электрического тока при проведении
высоковольтных испытаний. Такие знаки вывешиваются на огражде-
ниях рабочих мест во время проведения высоковольтных испытаний.
Размеры знака — 280x210 мм. Стрела красного цвета. Ширина крас-
ной каймы — 21 мм. Надпись выполнена буквами черного цвета на
белом фоне.
«Осторожно! Электрическое напряжение» — знак, предупре-
ждающий об опасности поражения действием электрического тока.
Вывешивается в электроустановках любого класса и подкласса под-
станций и электростанций.
Знак выполняется в виде равностороннего треугольника со сторо-
ной 80,100,160, 360 мм — для дверей помещений, 25,40, 50 мм — для
тары и оборудования. Стрела и кайма черного цвета, фон — желтого.
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 19
1.3. Инструменты домашнего электрика
Набор инструментов электрика
Для успешного проведения электромонтажных и ремонтных работ
различной категории и уровня сложности современный электрик
должен располагать определенным комплектом измерительных и
электромонтажных инструментов, входящих в так называемый набор
инструментов электрика.
Перед тем как приобрести инструмент, обязательно нужно подер-
жать его в руке — он должен быть удобным в обращении. Иначе впо-
следствии вам будет очень неудобно с ним работать, что может даже
привести к травме.
Рабочий инструмент всегда должен находиться в исправном сосго-
янии. Благодаря этому можно гарантировать как личную безопасность
мастера, так и высокое качество проделанных работ. Рассмотрим
состав комплекта.
Измерительный мультиметр. Это основной рабочий прибор элек-
трика. Он позволяет решать большинство задач по определению рабочих
характеристик исследуемой или монтируемой электрической цепи.
Индикаторная отвертка и более функциональный двухполюсный
индикатор напряжения (ПИН-90, например). Оба эти прибора слу-
жат для оперативной проверки наличия (или отсутствия) фазного
напряжения на отдельных участках электрической сети.
Электроизмерительные клещи предназначены для измерения элек-
трических величин (тока, напряжения, мощности, фазового угла и др.)
без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Соответственно
измеряемым величинам существуют клещевые амперметры, ампер-
вольтметры, ваттметры и фазометры.
Непременные составляющие классического набора электрика
(обязательно с изолированными ручками, где они предусматрива-
ются): наборы отверток различного размера и назначения, бокорезы,
пассатижи, кусачки, пинцеты, молоток, шлямбур, монтажное зубило,
набор напильников, ножовка для работы по металлу, тиски и инстру-
мент для снятия изоляции (типа КСТ-6, например), монтерские ножи
для разделки кабелей и зачистки концов проводников, инструмент для
обжима проводов с набором матриц под различные наконечники.
Несколько комплектов ключей должны включать, в том числе,
торцевой и раздвижной ключ.
20 Профессиональные советы домашнему электрику
Переносной электроинструмент (электродрель, перфоратор,
штроборез) и надежный переносной удлинитель большой длины.
В комплект для работы с электроинструментом обязательно должны
войти сверла и буры различного размера, насадка типа «корона» (для
изготовления отверстий в стене под монтажные коробки розеток и
выключателей), а также насадки для штробореза.
Расходные материалы: электрические кабели и провода различных
марок и сечений, набор изоляционных лент различных марок, соеди-
нительные клеммники и разъемы, шурупы, комплект дюбелей, полих-
лорвиниловую и термоусадочную трубку различного диаметра.
При проведении ремонтных работ вам всегда смогут пригодиться
аккумуляторный фонарик, рулетка, а также два комплекта перча-
ток — матерчатые и резиновые. Об этом пусть и вспомогательном, но
крайне необходимом инструменте, также следует побеспокоиться при
комплектовании набора электрика.
Цифровые комбинированные измерительные приборы
(мультимерты)
Понятие «мультиметр» более точно отражает назначение этого
многофункционального прибора. Число имеющихся разновидностей
настолько велико, что каждый электрик может найти прибор, в точно-
сти отвечающий его специфическим требованиям как по виду и диа-
пазону измеряемых величин, так и по набору сервисных функций.
Назначение органов управления стандартного мультиметра при-
ведено на рис. 1.2.
Кроме стандартного набора величин (напряжения и силы постоян-
ного и переменного тока, а также сопротивления) современные муль-
тиметры позволяют измерять емкость и индуктивность, температуру
(с помощью внутреннего датчика или внешней термопары), частоту
(герц и об/мин), а также длительность импульсов и интервалы между
импульсамив случае импульсного сигнала.
Почти вс£ они могут осуществлять прозвонку (проверку целост-
ности цепи с подачей звукового сигнала при ее сопротивлении ниже
определенной величины).
Очень часто в них реализованы такие функции, как проверка полупро-
водниковых приборов (падение напряжения на p-n-переходе, коэффи-
циент усиления транзисторов) и генерация простого тестового сигнала
(обычно меандр определенной частоты). Многие современные модели
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика
21
вольтметр
переменного -
тока
вольтметр
постоянного -
тока
переключатель -
килоОм метр -
панель для
проверки -
транзисторов
выключатель
питания '
прибора
милиамперметр
- постоянного
тока
амперметр
постоянного
тока и его
- гнездо
проверка
"транзисторов
- проверка диода
гнездо для щупа
- положительной
полярности
гнездо для щупа
- отрицательной
полярности
Рис. 1.2. Назначение органов управления стандартного мультиметра
обладают вычислительными возможностями и графическим дисплеем
для отображения формы сигнала, правда, с невысоким разрешением.
Среди сервисных функций особое внимание привлекает таймер
выключения питания и достаточно редко встречающаяся, но време-
нами незаменимая, подсветка дисплея.
Популярностью пользуется автоматический выбор предела изме-
рения — у большинства последних моделей мультиметров переключа-
тель режима служит лишь для выбора измеряемой величины, а предел
измерения прибор определяет сам.
Некоторые простые модели и вовсе не имеют такого переключа-
теля. Стоит отметить, что в ряде случаев подобное «разумное» поведе-
ние прибора может доставлять неудобства (http://www.spin-spb,ru).
Весьма полезна фиксация (удержание) показаний. Чаще всего она про-
изводится при нажатии соответствующей клавиши, но некоторые при-
боры позволяют автоматически фиксировать любое стабильное и отлич-
ное от нуля измерение. Иногда фиксация возможна для кратковременных
замыканий или размыканий цепи (триггер) в режиме прозвонки.
22 Профессиональные советы домашнему электрику
Некоторые модели имеют одновременно и стрелочный, и цифро-
вой индикаторы. Очень удобен индикатор с двумя цифровыми шка-
лами для отображения второй одновременно измеряемой или вычис-
ляемой в ходе измерения величины. Но еще полезней индикатор, где
вместе с цифровой имеется аналоговая (столбиковая) шкала.
Новые мультиметры с графическим дисплеем предусматривают
возможность отображения формы сигнала, так что с небольшой
натяжкой их можно отнести к простейшим осциллографам.
Выбирая мультиметр, не стоит забывать и про аксессуары к нему.
Первое, на что требуется обратить внимание, — это шнуры, так как
вряд ли вам доставит удовольствие работать с прибором, у которого
шнуры все время выходят из строя. Для того чтобы этого не происхо-
дило, провода должны быть максимально гибкими, а заделка в щупы
и вилки выполнена с использованием защитных резиновых втулок. В
случаях, когда требуется измерение тока или температуры, вам пона-
добятся токовые клещи или температурные пробники.
Если мультиметр будет применяться в промышленных условиях, то
имеет смысл приобрести защитный резиновый башмак или поясную
сумку. Нужно поинтересоваться и тем, на какое время работы рас-
считаны батареи, а также задуматься, не стоит ли выбрать прибор с
питанием от аккумуляторов.
Электроизмерительные клещи
Электроизмерительные клещи предназначены для измерения
электрических величин — тока, напряжения, мощности, фазового
угла и др. — без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы.
Соответственно измеряемым величинам существуют клещевые
амперметры, ампервольтметры, ваттметры и фазометры.
Наибольшее распространение получили клещевые амперметры
переменного тока, которые обычно называют токоизмерительными
клещами. Они служат для быстрого измерения тока в проводнике без
разрыва и без вывода его из работы. Электроизмерительные клещи
применяются в установках до 10 кВ включительно.
Простейшие токоизмерительные клещи переменного тока рабо-
тают на принципе одновиткового трансформатора тока, первичной
обмоткой которого является шина или провод с измеряемым током, а
вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр,
намотана на разъемный магнитопровод.
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 23
Для охвата шины магнитопровод раскрывается подобно обычным
клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или
рычаги клещей.
Переменный ток, проходя по токоведущей части, охваченной маг-
нитопроводом, создает в магнитопроводе переменный магнитный
поток, индуктирующий электродвижущей силой (ЭДС) во вторичной
обмотке клещей. В замкнутой вторичной обмотке ЭДС создает ток,
который измеряется амперметром, укрепленным на клещах.
В современных конструкциях токоизмерительных клещей применя-
ется схема, сочетающая трансформатор тока с выпрямительным прибо-
ром. В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяется к элек-
троизмерительному прибору не непосредственно, а через набор шунтов.
Правила пользования клещами. Электроизмерительные клещи
могут применяться в закрытых электроустановках, а также в откры-
тых в сухую погоду. Измерения клещами допускается производить как
на частях, покрытых изоляцией (провод, кабель, трубчатый патрон
предохранителя и т. п.), так и на голых частях (шины и пр.).
Человек, производящий измерение, должен пользоваться диэлек-
трическими перчатками и стоять на изолирующем основании. Второй
человек должен стоять сзади и несколько сбоку оператора и читать
показания приборов электроизмерительных клещей.
Индикаторная отвертка
Отвертка-щуп или индикаторная отвертка служит для определе-
ния, какой из проводов подключен к фазе. Принцип измерения напря-
жения заключается в следующем: жалом отвертки следует дотронуться
до провода или контакта, которые предположительно находятся под
напряжением (см. стр. 7 цв. вклейки).
Указательным пальцем необходимо нажать на контактную головку.
В рукоятке отвертки находится лампочка, которая загорается, как
только жало щупа касается фазного провода или находящегося под
напряжением контакта.
Если при контакте отвертки с проводом лампочка не загорелась,
провод не подключен к сети, то есть он нейтральный.
К сожалению, с помощью отвертки-щупа нельзя определить, ней-
тральный это провод или фазный, но имеющий разрыв.
Зажимы типа «крокодил» позволяют освободить руки во время
измерений.
24 Профессиональные советы домашнему электрику
С помощью индикаторной отвертки можно также обнаружить
скрытую проводку. Для этого необходимо определить место пред-
полагаемого расположения проводки и провести над ним жалом
отвертки.
Когда жало пройдет точно над проводкой, на отвертке загорится
красная лампочка. Метод этот не совсем точный, зато инструмент
доступен каждому мастеру благодаря своей низкой цене.
Внимание.
Правила безопасности необходимо четко соблюдать, например,
нельзя брать отвертку мокрыми руками.
Указатели напряжения
Указатели напряжения — переносные приборы, предназначенные для
проверки наличия или отсутствия напряжения на токоведущих частях.
Все указатели имеют световой сигнал, загорание которого свидетель-
ствует о наличии напряжения на проверяемой части или между прове-
ряемыми частями. Указатели бывают для электроустановок до 1000 В и
выше. Указатели могут быть двухполюсными и однополюсными.
Однополюсные указатели (рассмотрены в предыдущем разделе)
требуют прикосновения лишь к одной — испытуемой токоведущей
части. Связь с землей обеспечивается через тело человека, который
пальцем руки создает контакт с цепью указателя. При этом ток не пре-
вышает 0,3 мА.
Изготовляются однополюсные указатели обычно в виде автома-
тической ручки. Ее корпус выполнен из изоляционного материала и
имеет смотровое отверстие.
В корпусе размещены сигнальная лампочка и резистор. На нижнем
конце корпуса укреплен металлический щуп, а на верхнем — плоский
металлический контакт, которого пальцем касается оператор.
О
Примечание.
Однополюсный указатель может применяться только в установ-
ках переменного тока, поскольку при постоянном токе его лам-
почка не горит и при наличии напряжения.
Его рекомендуется применять при проверке схем вторичной ком-
мутации, определении фазного провода в электросчетчиках, лампо-
вых патронах, выключателях, предохранителях и т. п.
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 25
Двухполюсные указатели требуют прикосновения к двум частям
электроустановки, между которыми необходимо определить наличие
или отсутствие напряжения. Принцип их действия — свечение неоно-
вой лампочки или лампы накаливания (мощностью не более 10 Вт)
при протекании через нее тока, обусловленного разностью потенциа-
лов между двумя частями электрической установки, к которым при-
касается указатель. Потребляя малый ток — от долей до нескольких
миллиампер, лампа обеспечивает устойчивый и четкий световой сиг-
нал, излучая оранжево-красный свет.
После возникновения разряда ток в цепи лампы постепенно увеличи-
вается, т. е. сопротивление лампы как бы уменьшается, что в конце кон-
цов приводит к выходу лампы из строя. Для ограничения тока до нор-
мального значения последовательно с лампой включается резистор.
Двухполюсные указатели могут применяться в установках как
переменного, так и постоянного тока. Однако при переменном токе
металлические части указателя — цоколь лампы, провод, щуп могут
создать емкость относительно земли или других фаз электроуста-
новки, достаточную для того, чтобы при касании к фазе лишь одного
щупа указатель с неоновой лампочкой светился. Чтобы исключить это
явление, схему дополняют шунтирующим резистором, шунтирующим
неоновую лампочку и обладающим сопротивлением, равным добавоч-
ному резистору.
Внимание.
Правила техники безопасности запрещают применять вместо
указателя напряжения так называемую контрольную лампу—
лампу накаливания, ввернутую в патрон, заряженный двумя корот-
кими проводами.
Это запрещение вызвано тем, что при случайном включении лампы
на напряжение большее, чем она рассчитана, или при ударе о твердый
предмет возможен взрыв ее колбы и, как следствие, ранение оператора.
Электроинструмент
Весь электроинструмент подразделяют на два класса: профессио-
нальный и бытовой. Принципиальное отличие их состоит лишь в
допустимых нагрузках, т. е. количестве часов, которое электроинстру-
мент может работать без ущерба для электродвигателя.
26 Профессиональные советы домашнему электрику
Внимание.
Бытовой инструмент можно использовать в работе не более
четырех часов в день, причем каждые 15 минут нужно делать пере-
рывы примерно на это же время.
Дрель — это электроинструмент, необходимый для сверления
отверстий.
Дрель с ударом помимо традиционных «вращательных» движе-
ний выполняет еще и «поступательные» движения вперед-назад.
Необходимо это для увеличения производительности и дает возмож-
ность работать с более прочными материалами — например, сверлить
отверстия в кирпиче и бетоне.
Совет.
Обычную дрель целесообразно использовать для работы с деревом,
т. к. ударный механизм будет раскалывать мягкий материал.
Угловая дрель используется для работы в ограниченном простран-
стве и в труднодоступных местах, когда существует необходимость
сверлить под углом 90° к ручке дрели. Редуктор, на котором закреплен
патрон, имеет форму буквы «Г», или угла, отсюда и название — угло-
вая. При помощи такой дрели удобно работать в труднодоступных
местах — например, под капотом автомобиля.
Дрель-миксер, помимо обычной функции сверления, подходят для
размешивания текучих материалов — таких как растворы, краска,
гипсовые или цементные смеси и пр.
Для удобства размешивания они оснащены дополнительной руко-
яткой, которую можно закрепить в нескольких различных позициях.
Дрель-шуруповерт позволяет не только сверлить отверстия в раз-
личных материалах, но и заворачивать/выворачивать винты, шурупы
и саморезы. Они обычно имеют небольшую мощность и компактный
размер: профессионально такие дрели обычно используют сборщики
мебели, да и в домашнем хозяйстве они очень удобны — если, конечно,
вы не собираетесь сверлить отверстия в кирпиче или бетоне.
Также дрели подразделяются на аккумуляторные и сетевые, в соот-
ветствии с используемым источником питания.
Совет.
Инструмент с автономным питанием целесообразно применить там,
где поблизости нет розеток, в труднодоступных местах и для работ,
связанных с частым перемещением (т. к. очень сложно быстро перехо-
дить с одного места на другое, при этом перемещая за собой провод).
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 27
Перфораторы предназначены для сверления бетона и других проч-
ных сред, пробивки кабельных каналов и др. Их принципиальное отли-
чие состоит в конструкции редуктора, ведь основной режим работы
перфоратора — удар, в то время как у дрели — сверление. Функция
удара выключается в перфораторе лишь при необходимости.
Монтерские ножи
Монтерские ножи должны иметь прямолинейное лезвие без зазуб-
рин и заусениц. Кроме того, нож должен иметь двухстороннюю
заточку 30-40°.
Одна из главнейших задач монтерского ножа — снятие изоляции
с проводов. Это довольно непросто, если учесть, что снять ее нужно,
не повреждая жилу проводника. Чем жила тоньше, тем сложнее снять
с нее изоляцию.
При освобождении провода от изоляции следует двигать лезвие
ножа от себя, лишь касаясь смежной с изоляцией поверхности жилы.
D
Примечание.
Обычной ошибкой при снятии жилы является снятие сгрружек с
жилы.
Для того чтобы этого избежать, следует выпрямить провод в месте
вскрытия. При снятии изоляции носок полотна ножа должен опережать
рукоятку. Снятие изоляции с конца провода сечением свыше 3 мм2 ста-
нет менее трудоемким, когда к торцу жилы приставить подушечку
большого пальца, а остальными пальцами зажать рукоять ножа.
Полотно ножа продвигают осторожно к большому пальцу, снимая
лезвием изоляцию в виде стружек, если изоляция прилипла к жиле,
пальцем левой руки поддерживают провод.
Кусачки
Кусачки подразделяются на несколько видов. Любые кусачки
можно считать электромонтажными, если на них надевают резино-
вые или пластмассовые трубки. Рычаги кусачек делаются из стали
марки У7, У7А, 7ХФ, 8ХФ. При пользовании кусачками следует пом-
нить несколько правил, которые помогут дольше ими пользоваться.
Кусачки могут перекусывать проволоку из мягких металлов, какими
являются медь и алюминий любого поперечного сечения.
28 Профессиональные советы домашнему электрику
D
Примечание.
Торцевыми кусачками не должна перекусываться стальная прово-
лока, сечение которой больше 1 мм. Стальную твердую проволоку
лучше перекусывать клещами, а лучше всего перерубать бойком
молотка, положив на острый угол, кроме того, это будет легче сде-
лать, если ее перегнуть.
Чем крупнее сечение жил перекусываемого провода, тем ближе к
середине режущих кромок должен располагаться перекусываемый
объект.
При работе держать кусачки нужно большим пальцем за одну
ручку, указательным, средним и безымянным за другую ручку, а мизи-
нец обычно помещается между ручками, для развода их после произ-
веденного перекусывания.
Если кусачки «ходят» туго, то можно помочь мизинцу и безымян-
ным пальцем. При сжатых рукоятках лезвия губок должны плотно
контактировать. Зазор между кромками не может быть более 1 мм.
Внимание.
Опасайтесь попадания кожи пальцев между рычагами кусачек, осо-
бенно такое возможно в старых кусачках. Если ваши кусачки ино-
гда норовят прищемить кожу, располагайте пальцы подальше,
поближе к концам рукояток.
При частом использовании ось, соединяющая рычаги кусачек,
изнашивается. Чтобы этот процесс замедлить, надо смазывать ось.
Пользуются также и шарнирными кусачками. Одно из их досто-
инств — это то, что они увеличивают первоначальный нажим на
рычаги кусачек в два раза при выполнении работы. Но кромки этих
кусачек, как показывает практика, не выдерживают больших нагрузок
и могут расколоться во время проведения работы. Это существенный
недостаток такого инструмента.
Существуют маникюрные кусачки и кусачки боковые.
Внимание.
Боковыми кусачками вообще запрещается перекусывать стальные
изделия, ими можно обрабатывать только мягкие металлы.
Кусачками удобно снимать изоляцию с проводов. Для хорошего
перекусывания важно определить момент, когда кусачки перекусят
изоляцию проводов. После этого нужно прекратить сдавливать руко-
ятки кусачек и начать снимать изоляцию с провода. При снятии изо-
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 29
ляции не надо скрести медь, из которой сделана жила, это может при-
вести к механическому излому.
Если диаметр медной жилы не превосходит 0,5-0,8 мм, то следует
не скрести рабочими кромками кусачек по жиле. Кроме того, это
может привести к уменьшению сечения жилы, а, значит, и ее проч-
ности, но и способствует продольному излому жилы.
Кусачки можно натачивать, если они тупые. Если кусачки с зазубри-
нами, то они не смогут полноценно выполнять свои функции. Правда,
если кусачки имеют две зазубрины на кромках напротив друг друга, то
это даже поможет им справляться со снятием изоляции, практически
не задевая жилы проводника..
Отвертки
Отвертка — инструмент для закручивания и раскручивания вин-
Тов, шурупов, круглых гаек и т. д. Состоит она из стального стержня
и ручки. Лезвие обычно заканчивается наконечником в виде лопатки,
он бывает и четырехгранным, и шестигранным.
Чтобы не нарушать поверхность деталей и механизмов, лезвие
отвертки обычно притупляется. Толщина лезвия должна соответ-
ствовать ширине краев шлица детали, усилие к которой прикладыва-
ется с помощью отвертки. Если у вас нет подходящей отвертки из-за
того, что ширина шлица детали не соответствует ширине отвертки, то
такую отвертку можно немного сточить с краев.
Совет.
Легче всего откручивать или закручивать крепежный элемент, если
ширина лопатки отвертки соответствует длине шлица этой
крепежной детали.
Крестообразная отвертка позволяет передавать большие усилия
при отвинчивании или завинчивании шурупа, самореза, чем это
делает обыкновенная отвертка с плоской лопаткой. При ее отсутствии
зачастую можно заменить «обыкновенной» с плоскими лопатками.
1 А. Инструменты как источник опасности
Безопасность и качество работы зависят в большой степени от
состояния инструмента. Он должен быть исправным, удобным в
30 Профессиональные советы домашнему электрику
обращении, а режущий инструмент — острым и правильно зато-
ченным.
Инструменты в неумелых руках могут стать источником всевоз-
можных травм. Чтобы избежать их, нужно помнить о правилах без-
опасности и соблюдать их. К примеру, режущий инструмент должен
быть постоянно остро заточен, поскольку при работе тупым инстру-
ментом придется прикладывать к нему большее усилие, и он скорее
соскользнет, сорвется и поранит.
Это не означает, что острый инструмент безопасен: работая им,
также нужно соблюдать осторожность. Пользуясь отверткой, пом-
ните, что ее лезвие должно соответствовать по размерам головке
винта. Конец лезвия должен быть тупым.
Прежде чем завинчивать отверткой шуруп, нужно шилом или дре-
лью сделать гнездо для его посадки.
Передавая отвертку (или шило, стамеску, долото) друг другу, дер-
жите ее лезвием к себе. Не кладите ножницы, отвертки и другие подоб-
ные инструменты лезвием к себе или так, чтобы они свешивались за
край крышки стола.
Внимание.
Не строгайте материал в руках, и тем более ножом, по направле-
нию к себе.
При опиливании металла следите за тем, чтобы пальцы левой руки
не заходили за край напильника вниз. Не проверяйте пальцем каче-
ство опиливаемой поверхности. Металлическую стружку после опи-
ливания собирайте со стола не голыми руками, а волосяной щеткой-
сметкой.
Разрезаемый металл надежно закрепляйте в тисках. Полотно
ножовки должно быть натянуто не слабо и не слишком туго. Слабо
натянутое полотно может сломаться, а туго натянутое — лопнуть. В
обоих случаях вы можете пораниться обломками полотна.
Разрезая ручными ножницами тонкий листовой материал, держите
его левой рукой в брезентовой рукавице. Это предохранит руку от
ранений острыми кромками металла и лезвиями ножниц. Не пользуй-
тесь тупыми ножницами и ножницами с разболтанным шарниром.
Выполняя работу, не разговаривайте и не отвлекайтесь посторон-
ними делами. Если вы все же нарушили правила и случайно пора-
нились, смажьте йодом кожу вокруг раны, наложите на рану чистые
марлю, полотняную тряпочку, носовой платок и забинтуйте это место.
Глава 1. Первые шаги домашнего электрика 31
1.5. Учимся паять
В ряде случаев электрику приходится проводить пайку. Пайка —
это не наляпывание припоя, как смолы или цемента, на соединяемые
детали. Это процесс всасывания припоя в микрозазоры за счет капил-
лярных явлений и адгезии (прилипания) припоя за счет поверхност-
ных явлений. Все это элек!ростатические силы, хотя это не привычная
для вас электростатика, это силы межмолекулярного взаимодействия
на близких расстояниях. И здесь нужно четко помнить, как работают
явления смачивания и капиллярности.
Во-первых, если конец жала стряхнут от излишка припоя или
вытерт о тряпку, то эта блестящая поверхность обладает сильным
притяжением расплавленного припоя. Она может высосать его откуда.
Это нужно, например, при отпайке элементов или исправлении пайки.
Для удаления большего количества припоя применяется кусок экра-
нирующей оплетки от кабеля.
D
Примечание.
Существует паяльник с ложбинкой но конце, которая как ложка
заполняется припоем при касании старой пайки, хотя сейчас при-
нято применять вакуумный отсос.
Во-вторых, если вы возьмете на кончик жала мало припоя, то
нечему будет всасываться в зазор между спаиваемыми деталями, и
нечему будет окружать этот зазор по периметру.
В-третьих, если припоя много, то пайка будет в виде слишком боль-
шой капли и может замкнуть соседние контакты.
В-четвертых, если канифоли или флюса недостаточно на жале
паяльника, а также при недостаточной температуре, то пайка получа-
ется не блестящей, рыхлой и непрочной. То же получается при слиш-
ком высокой температуре, когда флюс исчезает раньше, чем сделает
доброе дело.
В-пятых, если канифоли или флюса много в зазоре, то он там
закипит и будет выплескивать припой в виде брызг на соседние кон-
такты.
В-шестых, при нужном количестве припоя и нужной температуре
паяльника (и не слишком большой массе спаиваемых деталей) при-
пой аккуратно самостоятельно обтекает спаиваемые контакты и само-
стоятельно всасывается в микрозазоры между ними. То есть, форма и
прочность пайки формируются сами, как нужно.
32 Профессиональные советы домашнему электрику
Примечание.
Помните, что две зачищенные хоть до зеркального блеска медные
детали никогда не соединятся вместе (разве что вы их склепаете
или сварите). При пайке они соединяются тонким слоем припоя,
который всасывается между ними, только если они уже хорошо
залужены (покрыты предварительно тонким слоем припоя).
Итак, перед пайкой спаиваемые места нужно залудить или использовать
уже залуженные детали. Ручной пайке уже, наверное, сотни или тысячи
лет. И с тех пор почти ничего не изменилось в технологии, смола (кани-
фоль) она была и тогда смола, а олово и свинец также не изменились.
Некоторые зачищают провода паяльником или специальной элек-
трической обжигалкой или зажигалкой. Фторопластовая изоляция не
плавится паяльником, а при горении испускает белый дым с высоким
содержанием фтора и фтористых соединений. Попадание этого дыма
в глаза приведет к их химическому ожогу. Когда счищаете изоляцию
кусачками, то провод зажимаете пинцетом одной рукой, а другой
легко сжимаете кусачками (НЕ ДОСТАВАЯ ДО ЖИЛОК) и тянете
изоляцию. Если кусачки острые, то изоляция легко слезает.
Совет.
Нужно держать кусачки плоской частью, направленной от провода,
чтобы срезаемая изоляция упиралась в эту плоскую часть, а не
зажималась стороной, заточенной на угол.
Нельзя сильно сжимать при этом кусачки, то есть они не должны
ни в коем случае оставлять надрезы и вмятины на медных жилах.
Совет.
Если при зачистке у вас оторвалось несколько жилок вместе с изо-
ляцией или вы заметили вмятины от кусачек, то обрежьте провод
и снова зачищайте конец.
Особенно трудно пинцетом держать фторопластовый провод, так
как последний всегда мылкий на ощупь. Пинцет с гладкими губками
может не удержать провод. Пинцет с зубчатыми губками может повре-
дить изоляцию или жилки. В данном случае желательно не исполь-
зовать пинцет с тонкими кончиками, так как площадь зажима будет
мала, и придется нажимать сильнее и может быть и это не поможет.
Если провод выскальзывает, то лучше накрутить его на кончик пин-
цета, чтобы увеличить площадь трения. В любом случае пинцет с широ-
кими губками предпочтителен, как меньше травмирующий провод.
ГЛАВА 2
СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ:
ОСОБЕННОСТИ, ВЫБОР, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Система определяет способ заземления нейтрали,
как используются нулевой и защитный провод: раздельно
или совмещены в один. В современных домах принята
система защитного заземления TN-C-S. Но она не является
единственной. Практическая глава поможет разобраться
в этом вопросе.
2.1. Для чего нужно заземление
Важность заземления, пожалуй, понятна даже ничего не смысля-
щему в электричестве человеку: ни один объект не примут в эксплуа-
тацию без соблюдения всех норм безопасности.
В этой главе не буду рассматривать как физически производится
заземление многоэтажного или частого дома, дачи. Это будет тема
отдельной главы. Рассмотрим уже «плоды» произведенного зазем-
ления.
Система заземления определяет, как произведено заземление ней-
трали, какой способ заземления конечного потребителя, как исполь-
зуются нулевой и заземляющий провод: раздельно или совмещены в
один.
Рассмотрим, в чем отличаются друг от друга основные системы
заземления, какие особенности той или иной системы, ну и, конечно
же, расшифруем буквенные их обозначения.
Примечание.
С электростанции по линиям электропередач к ближайшей к нам
трансформаторной подстанции идут три провода — три фазы.
Земля, по которой мы ходим, тоже участвует в передаче энергии в
качестве четвертого провода (рис. 2.1, а). Напряжение на проводах
34
Профессиональные советы домашнему электрику
Электростанция
Трансформаторная
подстанция
Государственная
районная
электростанция
ГРЭС
п п п
Воздушная линия
напряжением
33...750кВ
Вводно-
распредели-
тельное
устройство в
жилом доме
Повышающий
трансформатор
при ГРЭС
Понижающий
трансформатор
Кабельная линия
напряжением
0,4 кВ
Распредилительное
устройство 6... 10 кВ
понижающей подстанции
(центра питания)
Понижающий
трансформатор
центра питания
Распредели-
тельный пункт
Распредели-
тельная
кабельная линия
Питающая
кабельная
линия
Рис. 2.1. Упрощенная схема подачи электроэнергии от электростанции
до трансформаторной подстанции:
а — принцип подачи электроэнергии; б — путь от электростанции до ВРУ
ЛЭП, а затем и силовых кабелях, входящих в ваш дом, существует не
само по себе, а измеряется относительно земли.
Конечные потребители электроэнергии в городах и селах запи-
тываются от трансформаторных подстанций через ВРУ (вводно-
распределительное устройство). Расположенный в подстанции транс-
форматор понижает напряжение до 380/220 В для подачи конечным
потребителям.
На подстанции специально создают земляной провод, который,
грубо говоря, соединен с землей. Его и называют «землей», хотя пра-
вильно — «нейтраль». Для этого подстанция имеет контур защитного
заземления, на который непосредственно подключена глухозаземлен-
ная (заземленная напрямую, а не через какие-то устройства) нейтраль
трансформатора.
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование 35
Примечание.
Напряжения на «нейтральном проводе» нет, служит он только для
того, чтобы фазный провод имел пару. В нашем случае эта ней-
траль называется глухозаземленной, она непосредственно под-
ключена к заземляющему контуру. Как альтернатива, существует
понятие изолированная нейтраль трансформатора или генера-
тора, не присоединенная к заземляющему устройству или присое-
диненная к нему через большое сопротивление приборов сигнализа-
ции, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.
Второй провод так и называется — «фаза». Это та же самая фаза,
что вышла с электростанции, только прошедшая через множество
переключений и трансформаций.
2.2. Базовые системы заземления
Система заземления TN-C
В нашей стране все линии электропередачи от трансформаторной
подстанции до ВРУ (вводно-распределительного устройства) зда-
ний (рис. 2.2) — четырехпроводные (три фазных провода LI, L2, L3 и
совмещенный нулевой проводник PEN). Эта схема от подстанции до
ВРУ условно называется TN-C (расшифрую далее).
В старых сетях PEN проводник так и шел до потребителя в таком
объединенном виде PEN. Поэтому к потребителю шло 2 проводника
при однофазном включении (L, PEN) и 4 проводника — при трехфаз-
ном включении (LI, L2, L3, PEN).
Эта схема условно тоже называется TN-C, где:
Т — заземленная нейтраль, непосредственная связь нейтрали
источника электропитания с землей (лат. terra);
N—источник электропитания заземлен, а заземление потре-
бителей производится только через PEN-проводник (ит.
Neutre — нейтраль);
С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводни-
ков совмещены в одном проводнике (PEN-проводник), (англ.
Combined).
Схема системы защитного заземления TN-C представлена на рис. 2.2.
Достоинства подсистемы TN-C. Это наиболее распространенная
подсистема, экономичная и простая.
36
Профессиональные советы домашнему электрику
L1o-
L2o-
L3o-
PEN«?-
Трехфазный
потребитель
\\~:
■ Двухфазный |
{потребитель i
-L1
-L2
-L3
•PEN
Группа освещения Розеточная группа
Рис. 2.2. Устаревшая система защитного заземления TN-C
Недостатки подсистемы TN-C очень существенные. У такой
системы нет отдельного проводника РЕ (защитное заземление). Это
означает, что в жилом доме в розетках отсутствует заземление. Не
редко при такой системе делается зануление. Зануление это крайняя
мера, рассчитанная на эффект короткого замыкания. Если проводник
фазы окажется на корпусе прибора, произойдет короткое замыкание
(КЗ), в итоге, сработает автоматический выключатель на отключение.
При такой системе TN-C недопустимо уравнивание потенциалов в
ванной комнате.
Вывод.
Система заземления TN-C используется в старом жилом фонде и не
может быть рекомендована для новых домов.
Система заземления TN-S
В современных сетях совмещенный нулевой проводник PEN рас-
щепляется при вводе в здание (в ВРУ) на два проводника (рис. 2.3):
♦ нулевой рабочий проводник N;
♦ нулевой защитный проводник РЕ.
В итоге к потребителю с вводного устройства идет 3 проводника
при однофазном включении (L, N, РЕ) и 5 проводников (LI, L2, L3, N,
РЕ) — при трехфазном включении.
Эта схема, начиная с ВРУ и до конечного потребителя, условно
называется TN-S, где:
Т — заземленная нейтраль, непосредственная связь нейтрали
источника электропитания с землей (лат. terra);
N — источник электропитания заземлен, а заземление потребите-
лей производится только через PEN-проводник (ит. Neutre —
нейтраль).
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование
37
S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники
разделены (англ. Separated).
Схема системы защитного заземления TN-S представлена на
рис. 2.4.
Достоинства подсистемы TN-S. Это наиболее современная и безо-
пасная система заземления. Рекомендуется при строительстве новых
зданий. Способствует хорошей защите человека, оборудования, а
также защиты зданий.
PEN
PEN
_ РЕ
О
S =10 мм2 (Си)
S = 16mm2(AI)
N
S = 10 мм2 (Си)
16mm2(AI)
S = 10 мм2 (Си)
S = 16mm2(AI)
PEN
I о о о о о
РЕ
РЕ
Повторное
заземление
Рис. 2.3. Расщепления REN проводника в ВРУ:
а — схемы расщепления; — наглядное представление
L1O-
L2o-
L3O-
No-
PEq
-L1
-L2
-L3
-N
■РЕ
■JL
Трехфазный
потребитель
i Двухфазный |
] потребитель«
Группа освещения Розеточная группа
Рис. 2.4. Дорогостоящая система защитного заземления TN-S
38
Профессиональные советы домашнему электрику
Недостатком подсистемы TN-S является лишь ее высокая стои-
мость. Поэтому она менее распространена. Эта подсистема требует
прокладки от трансформаторной подстанции пятижильного в трех-
фазной сети или трехжильного кабеля однофазной сети, что ведет к
удорожанию проекта.
Система заземления TN-C-S
В итоге была изобретена комбинированная система из двух рас-
смотренных ранее систем. Она получила название TN-C-S — нулевой
рабочий и нулевой защитный проводники объединены в одном про-
воднике, начиная от источника питания до ввода в здание (образуя
TN-C). При вводе в здание производят расщепление «нефазного» про-
водника PEN на проводник N и проводник РЕ. Следует помнить, что
после расщепления такая система требует повторного заземления при
вводе в здание!
Достоинства подсистемы TN-C-S. Подсистема TN-C-S рекомендо-
вана для широкого применения. Технически достаточно легко выпол-
нима. При переходе с подсистемы TN-C требует не сложной модерни-
зации.
Недостатки подсистемы TN-C-S. Нуждается в модернизации стоя-
ков, в подъездах. При обрыве PEN проводника электроприборы могут
оказаться под опасным потенциалом.
Таким образом, вся схема от ТП до потребителя, объединяющая
две системы, называется TN-C-S. Схема представлена на рис. 2.5.
PEN
Группа освещения Розеточная группа
Рис. 2.5. Современная система защитного заземления TN-C-S
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование
39
Система с заземленной нейтралью ТТ
А вот используемые редко системы ТТ «Заземленная нейтраль» и
IT «Изолированная нейтраль» рассмотрим кратко.
Система ТТ — система, в которой нейтраль источника питания
глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки
заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически неза-
висимого от глухозаземленной нейтрали источника.
Расшифровка такая:
Т — заземленная нейтраль, непосредственная связь нейтрали
источника электропитания с землей (лат. terra);
Т — открытые проводящие части заземлены, т. е. существует раз-
дельное (местное) заземление источника электропитания и
электрооборудования.
В этой системе (рис. 2.6):
♦ трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь
токоведущих частей с землей;
♦ все открытые проводящие части электроустановки здания
имеют непосредственную связь с землей через заземлитель,
электрически не зависимый от заземлителя нейтрали трансфор-
маторной подстанции.
Достоинством такой системы является высокая устойчивость к
разрушению N по пути от трансформаторной подстанции к потреби-
телю. Это разрушение никак не влияет на РЕ.
Есть и недостатки. Так требуется более сложная молниезащита,
ведь возможно появления пика между N и РЕ. Еще в этой системе
нереально для обычного автоматического выключателя отследить
Группа освещения
РЕ
Розеточная группа
Рис. 2.6. Система с заземленной нейтралью ТТ
40 Профессиональные советы домашнему электрику
КЗ фазы на корпус прибора (и далее на РЕ). Это происходит из-за
большого сопротивления местного заземления, имеющего величину
30-40 Ом.
D
Примечание.
ПУЭ рекомендуют системуТТтолько как «дополнительную» систему
(при условии, что подводящая линия не удовлетворяет требова-
ния TN-C-S по повторному заземлению и механической защите PEN),
а также в установках на открытом воздухе, где есть риск одновре-
менного соприкосновения с установкой и с физической землей (или же
физически заземленными металлическими элементами).
Следует помнить, что система ТТ требует обязательного примене-
ния УЗО. Обычно устанавливают вводное УЗО уставкой 300-100 мА,
которое отслеживает КЗ между фазой и РЕ, а за ним — персональные
УЗО для конкретных цепей на 30-10 мА для защиты людей от пора-
жения током.
D
Примечание.
Система ТТ очень популярна в сельской местности нашей страны в
связи с низким качеством большинства сельских воздушных линий.
Система с изолированной нейтралью IT
Система IT — система, в которой нейтраль источника питания
изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства,
имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части
электроустановки заземлены.
Расшифровка такая:
I — изолированная нейтраль (англ. isolation);
Т — открытые проводящие части заземлены, т. е. существует раз-
дельное (местное) заземление источника электропитания и
электрооборудования.
Ток утечки на корпус или на землю в такой системе будет низким и
не повлияет на условия работы присоединенного оборудования.
Система с изолированной нейтралью IT (рис. 2.7) применяется,
как правило, в электроустановках зданий и сооружений специаль-
ного назначения,^ которым предъявляются повышенные требования
надежности и безопасности, например, в больницах для аварийного
электроснабжения и освещения.
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование
41
L1o-
L3o-
No
Сопротивление I
заземления нейтрали П
источника питания [J
(если имеется)
Заземлитель
Открытые!
провОдЯЩие i
части \ Трехфазный
, потребитель
Заземляющее
устройство
электроустановки
|
-L1
-L2
-L3
Однофазный
потребитель
Рис. 2.7. Система с изолированной нейтралью IT
2.3. Взгляд на системы заземления изнутри
Расшифровка условных обозначений систем заземления
Международная классификация систем заземлений обозначается
заглавными буквами. Первая буква указывает на характер заземле-
ния источника питания, а вторая — на характер заземления открытых
частей электроустановки.
Первая буква — состояние нейтрали источника питания относи-
тельно земли:
Т — заземленная нейтраль, непосредственная связь нейтрали
источника электропитания с землей (лат. terra);
I —изолированная нейтраль (англ. isolation).
Вторая буква — состояние открытых проводящих частей относи-
тельно земли:
Т — открытые проводящие части заземлены, т. е. существует раз-
дельное (местное) заземление источника электропитания и
электрооборудования;
N— источник электропитания заземлен, а заземление потребителей
производится только через PEN-проводник (ит. Neutre — ней-
траль).
Последующие (после N) буквы — совмещение в одном проводнике
или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного
проводников:
С —функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводни-
ков совмещены в одном проводнике (PEN-проводник), (англ.
Combined);
42 Профессиональные советы домашнему электрику
S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники
разделены (англ. Separated).
Нефазные проводники называются так:
N — нулевой рабочий (нейтральный) проводник (англ. neutral);
РЕ — защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой
защитный проводник, защитный проводник системы урав-
нивания потенциалов, от англ. Protective Earth);
PEN— совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий прово-
дники (англ. Protective Earth and Neutral).
PEN и его элементы — стандарты Международной Электротехни-
ческой Комиссии (МЭК).
Требования к сечению проводников PEN и РЕ
Сечение PEN проводников должно быть не менее сечения N прово-
дников и не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 по алюминию независимо
от сечения фазных проводников.
Сечение РЕ проводников должно равняться сечению фазных при
сечении последних до 16 мм2, 16 мм2 при сечении фазных проводни-
ков от 16 до 35 мм2 и 50% сечения фазных проводников при больших
сечениях.
Сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля, должно
быть не менее 2,5 мм2 — при наличии механической защиты и 4 мм2 —
при ее отсутствии.
Меры безопасности при осуществлении защитного заземления
Внимание.
Не допускается нулевой рабочий N и нулевой защитный РЕ прово-
дники подключать под один контактный зажим, в целях сохранения
соединения защитного проводника с заземлением в случае выгора-
ния (разрушения) контактов зажима.
Запрещается объединять нулевой защитный и нулевой рабочий
проводники после разделения PEN-проводника на вводе в здание.
Запрещается устанавливать коммутирующие контактные и бес-
контактные элементы в цепях РЕ и PEN проводников. Допускаются
только специально предназначенные для этих целей соединители и
соединения, которые могут разбираться при помощи инструмента.
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование 43
По международным стандартам фаза и «нейтраль» считаются
силовыми проводами, поэтому необходимо соблюдать следующие
требования:
♦ во-первых, в конструкции прибора необходимо обеспечить изо-
ляцию всех проводов от корпуса;
♦ во-вторых, в схеме прибора «нейтраль» и фаза считаются фаз-
ными, поэтому нельзя использовать нулевой N-провод в каче-
стве защитного РЕ-проводника. Это обусловлено тем, что даже в
исправной системе на нейтрали может появляться «напряжение
смещения нейтрали». В отдельных случаях его величина может
достигать 50 В, и из защитного он превращается в смертельно
опасный!
2.4. Практическая реализация систем заземления
Для чего системы заземления снабжаются
устройствами защитного отключения (УЗО)
Наиболее перспективной для нашей страны является система
TN-C-S, позволяющая в комплексе с широким внедрением УЗО обе-
спечить высокий уровень электробезопасности в электроустановках
без их коренной реконструкции.
Внимание.
В электроустановках с системами заземления TN-S и TN-C-S элек-
тробезопасность потребителя обеспечивается не собственно
системами, а устройствами защитного отключения (УЗО), дей-
ствующими более эффективно в комплексе с этими системами
заземления и системой уравнивания потенциалов.
Собственно сами системы заземления (без УЗО) не обеспечивают необ-
ходимой безопасности. Например, при пробое изоляции на корпус элек-
троприбора или какого-либо аппарата, при отсутствии УЗО отключение
этого потребителя от сети осуществляется устройствами защиты от сверх-
токов — автоматическими выключателями или плавкими вставками.
Быстродействие устройств защиты от сверхтоков, во-первых, усту-
пает быстродействию УЗО, а, во-вторых, зависит от многих факто-
ров — кратности тока короткого замыкания, которая, в свою очередь,
44 Профессиональные советы домашнему электрику
зависит от сопротивления проводников, переходного сопротивления
в месте повреждения изоляции, длины линий, точности калибровки
автоматических выключателей и др.
Наличие на объекте металлических корпусов, арматуры и пр., сое-
диненных с РЕ-проводником, повышает опасность электропораже-
ния, поскольку в этом случае вероятность образования цепи «токо-
ведущий проводник — тело человека — земля» гораздо выше. Только
УЗО осуществляет защиту от прямого прикосновения.
Внедрение систем TN-S и TN-C-S в европейских странах, к опыту
которых мы вынуждены постоянно обращаться, поскольку там рас-
сматриваемые проблемы решались на два десятилетия раньше, также
проходило с большими трудностями.
Приведу пример.
В литературе описан случай, когда электромонтер при подключе-
нии одного объекта ошибочно подключил фазу на защитный про-
водник, что повлекло за собой смертельное поражение нескольких
человек.
В плане обеспечения условий электробезопасности при эксплуа-
тации электроустановки серьезной альтернативой вышерассмотрен-
ным системам заземления является сравнительно новое, но все более
широко применяемое эффективное электрозащитное средство —
двойная изоляция.
Достижения химической промышленности в области производ-
ства пластиков и керамик, имеющих великолепные механические и
электроизоляционные характеристики, позволили значительно рас-
ширить ассортимент электробезопасных электроприборов и электро-
инструментов в исполнении «двойная изоляция», при применении
которых тип системы заземления в плане обеспечения условий элек-
тробезопасности не едмеет значения. Изделия в исполнении «двойная
изоляция» маркируются соответствующим знаком.
Как определить, какая стоит система заземления
в многоквартирном доме
Случай 1. Дом старый. Имеется четырехпроводный стояк на этаж-
ном щитке и двухпроводный ввод в квартиру. Ранее отмечалось,
что в старых домах подключение квартир сделано по системе TN-C.
Характерным признаком такой системы является четырехпроводный
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование
45
стояк на этажном щитке (LI, L2,
L3, PEN). При таком типе про-
водки при однофазном под-
ключении от этажного щитка
в квартиру приходит только
два провода (L, PEN). Условно
такое подключение показано на
рис. 2.8.
Повторное заземление на
этажном щитке отсутствует,
хотя иногда PEN-проводник
соединяется с корпусом щитка.
Щит этажный
L1 L2 L3 PEN
Е
Е
1
1
В
в
•
•
•
L3
PEN
Щит квартирный
•
Рис. 2.8. Наглядно представление системы
защитного заземления TN-C
Внимание.
При ремонте делать на таком щитке расщепление совмещенного
нулевого проводника (PEN) не рекомендуется.
А переход на современную систему TN-C-S в таких домах придется
отложить до тех времен, пока расщепление совмещенного нулевого
проводника (PEN) не будет сделано организацией, обслуживающей
дом, на ВРУ
Случай 2. Дом старый. Стояк в подъезде четырехпроводный (II, L2,
L3, PEN), а в квартиру приходит три провода и один из них защитный
нуль (РЕ). Т. е. в этажном щитке сделано локальное расщепление нуля.
Это, скорее всего, незаконно сделал предыдущий владелец квартиры.
Четырехпроводный стояк на этажном щитке и трехжильный ввод
в квартиру являются признаком локального расщепления нуля на
этажном щитке (рис. 2.9).
Случай 3. Дом новый или
в доме проведен капитальный
ремонт электросети. Повторное
заземление подводится к ВРУ,
там же выполнено расщепление
совмещенного нулевого прово-
дника PEN.
Признаком такого расщепле-
ния является пятипроводный
стояк на этажном щитке (LI, L2, Рис Z9# Наглядное представление
L3, N, РЕ). Это значит, что в доме системы защитного заземления TN-C
совпеменная система TN-C-S с незаконным локальным расщеплением
современная система 1JN ^ Ъ. PEN на этажном щитке
Щит этажный
L1 L2 L3 PEN
Е
Е
1
1
В
В
•
•
•
L3
РЕ
N
Дит квартирный
46
Профессиональные советы домашнему электрику
Щит этажный
L1 L2 L3 N РЕ
Я
в
9
1
•
•
•
L3
N
РЕ
Щит квартирный
Рис. 2.10. Реализация системы защитного
заземления TN-C-S
при однофазном вводе в квартиру
При таком типе проводки при
однофазном подключении от
этажного щитка в квартиру
приходит три проводника (L,
N, РЕ).
То есть признаком системы
TN-C-S в квартире является
пятипроводный стояк на этаж-
ном щитке и трехпроводный
(или пятипроводный при трех-
фазном варианте) ввод в квар-
тиру (рис. 2.10).
Как определить, какая стоит система заземления
в коттедже или даче
Все линии электропередачи между трансформаторными подстан-
циями (ТП) и зданиями — четырехпроводные (LI, L2, L3, PEN).
Случай 1. Если на вводе в дом на ВУ совмещенный нулевой прово-
дник PEN не расщеплен, то во всем здании получится система TN-C.
При таком типе проводки при однофазном подключении от этаж-
ного щитка по дому (даче) осуществляется проводка только двумя про-
водами (L, PEN). Трехфазные потребители запитываются четырьмя
проводами (LI, L2, L3, PEN).
Случай 2. Если во входном устройстве дома (или ранее — в ВУ на
опоре) нулевой проводник PEN расщеплен на нулевой и защитный, то
в доме осуществлена система TN-C-S. Система TN-C-S может имеет
место только после точки расщепления, считая со стороны от транс-
форматорной подстанции.
После расщепления при однофазном подключении из ВУ выходят
три проводника (L, N, РЕ), а при трехфазном — пять (LI, L2, L3, N,
РЕ). Таким образом, признаком системы TN-C-S в коттедже является
выходящий из ВУ при трехфазном подключении пятипроводный, а
при однофазном подключении трехпроводный входной кабель.
Переход на систему TN-C-S на вводе в коттедж на ВУ можно реко-
мендовать делать во всех случаях, как при однофазном, так и при
трехфазном подключении, прямо на вводе в здание или ближайшей
опоре, подведя туда шину от вашего повторного заземления, которое
в коттедже в принципе не сложно организовать.
Глава 2. Системы заземления: особенности, выбор, использование 47
Какие цвета изоляции проводников в кабеле
В кабеле у каждого провода свой собственный цвет (см. стр. 8 цв.
вклейки). Необходимо придерживаться такого простого правила, как:
«Во время соединения проводов, не меняй их цвет».
Согласно ПЭУ, в бытовой электропроводке:
♦ коричневый или красный цвет — фазный провод L;
♦ синий цвет — нулевой рабочий N (или как его называют «ней-
тральный» или «ноль»);
♦ голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на кон-
цах — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий про-
водник PEN;
♦ желто-зеленый цвет (см. Примечание) — нулевой защитный РЕ
(заземляющий проводник).
Примечание.
В ПЭУ отмечается, что цветовое обозначение нулевых защитных
проводов производится чередующимися продольными или попереч-
ными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) жел-
того и зеленого цветов.
Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой
N и голубым цветом. Совмещенные нулевые защитные и нулевые
рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение PEN и
цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые
полосы на концах.
Опытные электрики рекомендуют и читателям запомнить заучен-
ный ими еще много лет назад: синий — рабочий ноль; желтый (зеле-
ный) — защитный; самый светлый из кабеля (пучка) — фаза.
ГЛАВА 3
ЭЛЕКТРОСЕТЬ
МНОГОКВАРТИРНОГО ДОМА
Многоквартирный дом — сложная инженерная система.
Электропитание строится по определенным схемам.
В главе рассмотрена организация входных устройств,
этажных щитков, приводятся расчеты квартирных щит-
ков, проводов и кабелей с учетом конкретных потребите-
лей электроэнергии в квартире.
3.1. Ввод и распределение электроэнергии
в многоквартирном доме
Особенности распределения электроэнергии
в многоквартирном доме с системой TN-C
TN-C — это старая система заземления, характерная для домов
прошлого века постройки. Она на входе в дом — четырехпроводная
(три фазных провода LI, L2, L3 и совмещенный нулевой проводник
PEN). PEN проводник в этой системе так и идет до потребителя в
таком объединенном виде PEN.
В итоге к потребителю в этой системе проложено:
♦ 2 проводника при однофазном включении (L, PEN);
♦ 4 проводника — при трехфазном включении (LI, L2, L3, PEN).
Примечание.
Иногда на схемах фазные провода обозначают латинскими буквами
(А, В, С).
Питающий кабель, идущий под землей от трансформаторной под-
станции, входит во вводной ящик, который соединен кабелем с рас-
пределительным щитом (рис. 3.1). От него отходят стояки, проклады-
ваемые вертикально, например, по лестничным клеткам.
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
49
Провод
Этажный щиток
15
кв.№8
кв.№6
кв.№4
кв №2
Кабель
/
кв №7
- Стояк
кв.№5
кв.№3
кв.№1
К стояку
Распредели-
тельный щиток
Вводной Распредели-
ящик тельный щит
Рис. 3.1. Кабельный ввод в многоэтажный дом с системой заземления TN-C
К стоякам на каждом этаже присоединены этажные щитки, от
которых провода расходятся по квартирам.
В зависимости от размеров дома и его этажности, а также системы
прокладки кабелей (в земле или коллекторе) вводы выполняются тем
или иным способом. Почему? Потому что, во-первых, нагрузка 100-
квартирного дома значительно меньше нагрузки 500-квартирного.
Во-вторых, требования к электроснабжению пятиэтажного дома
относительно невелики: в таких домах нет лифтов, хватает напора
водопроводной сети. Оставлять же без электропитания лифты и водо-
снабжение 30-этажного дома совершенно недопустимо.
По этим причинам в большие дома нередко вводится не один, а
два и даже три кабеля со взаимным резервированием. Распределение
электроэнергии между квартирами и общедомовыми нагрузками
(лифты, насосы, общее освещение) довольно сложно. Его выполняют
с помощью комплектных электротехнических устройств. Их размеры,
места установки и способы крепления строго согласованы с конструк-
циями домов.
Рассмотрим варианты присоединения квартир к стоякам в много-
квартирном доме с системой TN-C. Стояк имеет четыре провода: три
фазы, обозначаемые буквами А, В, С, как показано на рис. 3.2, а, и
совмещенный нулевой проводник PEN.
50
Профессиональные советы домашнему электрику
А В С PEN
кв. №6
кв. №4 ^
380 В
кв. №2
кв. №5
кв. №3
Ток в нейтральном
проводе
Рис. 3.2. Распределение нагрузки между фазами:
а — структура электроснабжения стояка;
б — ток в нейтральном проводе
Между каждой парой фаз (А-В, В-С и С-А) напряжение в 1,73
раза выше, чем между любой фазой и нейтралью (A-PEN, B-PEN).
Значит, если между фазами 380 В, то между каждой фазой и нейтра-
лью 380/1,73 = 220 В. В каждую квартиру вводят два провода: фазу и
нейтральный провод. В этих проводах ток одинаков. Иначе и быть не
может, так как проводов всего два, поэтому в любой момент времени
один из них прямой, а другой — обратный.
Квартиры к разным фазам присоединяют по возможности равно-
мерно. Так, на рис. 3.2, а из шести квартир к каждой фазе присоеди-
нено по две. Равномерное распределение нагрузки исключает пере-
грузку отдельных проводов стояка и обмоток трансформатора и,
кроме того, дает возможность уменьшить ток в нейтральном проводе.
Этот вопрос требует пояснений.
Из схемы видно, что все квартиры присоединены к нейтральному
проводу PEN. Он для всех квартир является обратным, поэтому через
него должна проходить сумма всех токов. Но какая сумма? Не ариф-
метическая, а геометрическая. Чтобы ее найти, нужно изобразить
нагрузки каждой фазы векторами, приняв их длины пропорциональ-
ными нагрузкам фаз; затем эти векторы следует расположить под
углами 120° и по правилу параллелограмма сложить сперва нагрузку
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
51
Автоматический Выключатель Квартирные Провода стояка
выключатель | провода
Отсек для
слаботочных
устройств
Табличка
с номером
квартиры
Рис. 3.3. Пример исполнения электрошкафа
двух фаз, а затем, опять-таки по правилу параллелограмма, сложить
найденную нагрузку двух фаз с нагрузкой третьей фазы. Пример
такого сложения дан на рис. 3.2, б. Из него видно, что ток в нейтраль-
ном проводе получился меньшим, чем ток любого провода фазы А, В
или С. При совершенно равномерной нагрузке фаз тока в нейтраль-
ном проводе нет, поэтому его часто упрощенно называют нулевым.
Нередко в домах постройки прошлого века вместо этажных щит-
ков применяли совмещенные электрошкафы. Пример такого электро-
шкафа дан на рис. 3.3. Шкаф имеет отсеки с отдельными дверцами. В
одном отсеке расположены автоматические выключатели и выключа-
тели, таблички с номерами квартир, в другом, запертом, — счетчики;
третий отсек предназначен для слаботочных устройств: телефонов,
радиотрансляционной сети, сети телевизионных антенн, витых пар
домофона, Интернета и др.
К каждой квартире в таком этажном щитке относятся один выклю-
чатель и два автоматических выключателя:
♦ один — для линии общего освещения;
♦ другой — для линии штепсельных розеток.
В некоторых шкафах имеется штепсельная розетка с защитным
контактом, к которой присоединяют уборочные машины.
52 Профессиональные советы домашнему электрику
Особенности распределения электроэнергии в современном
многоквартирном доме с системой TN-C-S
Электрическая проводка в жилом помещении состоит из электри-
ческого ввода, электрощитка и групповой электрической сети, кото-
рая распределяет электропитание от щитка по всему помещению.
Электропроводка каждой группы выполняется электрическим кабе-
лем определенного сечения и автоматом защиты с заранее рассчитан-
ном номиналом.
Вводные распределительные устройства
Входная линия от трансформаторной подстанции попадает на ВУ
или ВРУ. Устройство ВРУ для многоквартирного дома, в принципе,
отличается от ВУ лишь наличием оснащения для распределения элек-
троэнергии по зданию.
Вводное распределительное устройство — это совокупность аппа-
ратов защиты (автоматические выключатели, предохранители и др.),
приборов учета электроэнергии (амперметры, вольтметры, электро-
счетчики), электрооборудов ания (рубильники, разъединители, транс-
форматоры тока, шины и т. п.) и строительных конструкций, которые
устанавливаются на вводе в жилое помещение, либо здание, включаю-
щие, в том числе, в себя аппараты защиты и приборы учета электроэ-
нергии отходящих линий электропроводки.
Примечание.
Главное, что икВУ,и ВРУ подводится линия повторного заземления.
Это значит, что создавать деление совмещенного нулевого прово-
дника PEN можно только здесь!
Итак, во вводном распределительном устройстве дома нулевой про-
водник PEN расщепляется на нулевой и защитный, этим в доме будет
осуществлена система TN-C-S. Система TN-C-S имеет место только
после точки расщепления, считая со стороны от трансформаторной
подстанции. В современных этажных щитках обычно стоят электро-
счетчики и трехфазные вводные автоматы на квартирные электро-
щитки, УЗО, дифавтоматы.
После ВУ или ВРУ электроэнергия попадает на этажные щитки в
многоквартирном доме. К современным этажным щиткам идет 5 про-
водов (LI, L2, L3, N, РЕ).
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
53
3.2. Современные этажные электрощитки
Назначение
Щитки предназначены для распределения и учета электрической
энергии, защиты электрических сетей квартир от перегрузок и корот-
ких замыканий, токов утечки на «землю» вследствие повреждений
изоляции сетей. А щитки со слаботочным отделением предназначены
также для установки кабелей и аппаратуры телевизионной, радио-
трансляционной, телефонной, Интернет сетей.
Современные щитки этажные ЩЭм разработаны с учетом:
♦ новых требований по увеличению их нагрузочной способности;
♦ количеству групповых линий на квартиру;
♦ дизайну и обеспечению безопасности при эксплуатации.
Типовые комбинации аппаратуры для щитков представлены в
табл. 3.1, а внешний вид представлен на рис. 3.4.
Устройство щитков позволяет осуществлять их подключение к
сетям с системами заземления TN-S и TN-C-S без разрезания маги-
стральных проводов сечением до 90 мм.
Типовые комбинации аппаратуры для щитков
Условное
обозначение
(тип) щитка
ЩЭмХ-ЗОХХ
ЩЭмХ-31ХХ
ЩЭмХ-32ХХ
ЩЭмХ-40ХХ
ЩЭмХ-41ХХ
ЩЭмХ-42ХХ
ЩЭмХ-50ХХ
ЩЭмХ-51ХХ
ЩЭмХ-52ХХ
ЩЭмХ-бОХХ
ЩЭмХ-61ХХ
ЩЭмХ-62ХХ
Количество линейных аппаратов на квартиру (шт.)
и их номинальные токи
Выключатель автоматический
16А
2
1
1
3
2
2
4
3
3
5
4
4
40А
-
1
-
-
1
-
-
1
-
-
1
-
Выключатель автоматич.
с УЗО (ток утечки 30 мА)
16А
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
40 А
-
-
1
-
-
1
-
-
1
-
-
1
Таблица 3.1
Номинальный
ток вводного
квартирного
аппарата, А
40
63
63
40
63
63
40
63
63
40
63
63
Примечание. Вид климатического исполнения всех этих щитков — УХЛ4
54
Профессиональные советы домашнему электрику
б
Рис ЗА. Внешний вид этажного щитка ЩЭмЗ:
а — так щиток выглядит при поставке;
б — щиток, установленный в нишу в рабочем состоянии
Обозначение электрощитков
Структура обозначения щитков представлена ниже:
ЩЭм X X - X X X X УХЛ4
Щиток этажный модернизированный
О — знак дополнительного исполнения (указывается при
необходимости)
Количество квартир (2; 3; 4)
Общее количество линейных аппаратов
на квартиру (3; 4; 5; 6)
Наличие и тип линейного аппарата на 40 А:
0 — отсутствует;
1 — выключатель автоматический без УЗО;
2 — выключатель автоматический с УЗО
Наличие автоматического выключателя
на стояке питающей сети:
0 — отсутствует;
1 — имеется
Наличие слаботочного отделения:
0 — отсутствует;
1 — имеется
'— Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
55
Приведу примеры обозначения щитков.
Щиток этажный ЩЭмЗ-3001 — щиток на 3 квартиры, без автома-
тического выключателя магистральной линии (стояка), имеется отде-
ление для размещения слаботочных устройств. В щитке, на каждую
квартиру, установлены:
♦ 1 двухполюсный выключатель нагрузки на 40 А (ввод в квартиру);
♦ 2 автоматических выключателя на 16 А;
♦ 1 автоматический выключатель с УЗО на 16 А.
Щлток этажный ЩЭм4-5211
Щиток этажный ЩЭм4-5211 — щиток на 4 квартиры, установлен
. автоматический выключатель магистральной линии (стояка) с рас-
цепителем 125 А, имеется отделением для размещения слаботочных
устройств. В щитке, на каждую квартиру, установлены:
♦ 1 двухполюсный выключатель нагрузки на 63 А (ввод в квартиру);
♦ 3 автоматических выключателя на 16 А;
♦ 1 автоматический выключатель с УЗО на 16 А;
♦ 1 автоматический выключатель с УЗО на 40 А.
Принципиальные схемы щитков представлены на рис. 3.5 и 3.6.
1
(
1
(
(
ч^ 2-QF2
PI
Njv 2-QF3
vsT" 2-QF4
2PI
(
1
ч^ 3-QF2
PI
4s _ 3-QF3
x^T" 3-QF4
3PI
2QS
РЕ-
Рис. 3.5. Принципиальная схема щитков ЩЭмЗ-4210и ЩЭмЗ-4211
56
Профессиональные советы домашнему электрику
D
L1-
L2-
L3-
N-
РЕ-
Рис. 3.6. Принципиальная схема щитков ЩЭмЗ-4200 и ЩЭмЗ-4201
Примечание.
Счетчиками электрической энергии изготовитель щитки не ком-
плектует, но возможна их установка (рис. ЗА). При этом необхо-
димо исходить из того, что количество модулей, устанавливае-
мых в щитке, включая вводные аппараты квартир, не должно пре-
вышать 60 единиц (один модуль соответствует однополюсному
выключателю шириной 18 мм).
Щиток этажный типа ЩЭ1409
Щиток этажный типа ЩЭ1409 является дополнением к номенкла-
туре щитков этажных ЩЭм и предназначен для приема и распреде-
ления электрической энергии, защиты сетей от токов перегрузок и
коротких замыканий.
Номинальные токи автоматических выключателей, устанавливае-
мых в щитке ЩЭ1409 — 40...63 А. Щиток ЩЭ1409 устанавливается в
нише стены размерами 300 х 290 х 130 мм. Схема электрическая прин-
ципиальная щитка ЩЭ1409 представлена на рис. 3.7.
Далее на квартирный щиток идет пять проводов (LI, L2, L3, N, РЕ).
QF1
QF2
QF3
QF4
L1 L2 N РЕ
Рис. 3.7. Принципиальная схема щитка ЩЭ1409
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома 57
3.3. Квартирные щитки
Назначение
В многоэтажных домах прошлого века постройки на лестничных
клетках изначально установлен электрощит (этажный щиток). В нем
расположены электросчетчики и автоматические выключатели для
всех квартир, расположенных на
данной лестничной площадке.
Однако сейчас приходится обу-
страивать электрощитки и в кварти-
рах по следующим причинам:
♦ нехватка места в этажном щит-
ке для размещения электро-
счетчиков, УЗО, автоматов и
диф. автоматов;
♦ сохранность достаточно доро-
гого оборудования от воров-
ства и вандализма.
Существуют щитки как для
наружной установки, так и для *
скрытой. Например, мой квартир-
ный ЩИТОК представлен на рис. 3.8. Рис. 3.8. Внешний вид квартирного
Он встроенный. щитка для скрытой установки
Деление квартирной электросети на группы
Большое количество энергоемких электрических приборов застав-
ляет пересмотреть электрическую схему квартиры, разделив потреби-
телей на группы. Наибольшее распространение получили два способа
деления квартирной электросети на группы:
♦ по видам потребителей — чаще всего удобно применять для
малогабаритных квартир (на освещение, на розетки кухни, на
кондиционеры, розетка на стиральную машину, на бойлер, на
остальные розетки в квартире);
♦ по помещениям — целесообразно использовать в энергонасы-
щенных крупногабаритных квартирах: зал, комнаты, кухня, ко-
ридор, технические помещения;
♦ комбинированный вариант первого и второго способа.
58 Профессиональные советы домашнему электрику
Квартирный щиток предназначен для индивидуального отключе-
ния питающих напряжений для отдельных групп квартиры, индикации
наличия фаз, учета электроэнергии и пр.
Обычно прибегают к двум вариантам схем защиты и отключения
электричества по квартире.
Вариант 1. Все розетки на один автомат (защищены УЗО), все осве-
тительные приборы на другой автомат (без УЗО) и третий автомат на
электрическую плиту (или другие мощные потребители).
Достоинства:
♦ простая схема;
♦ нет дополнительных распределительных коробок;
♦ низкая стоимость.
Недостатки:
♦ при аварии вся квартира остается без электроснабжения или
освещения.
Вариант 2. Автомат на каждое помещение, совмещающий в себе пита-
ние электророзеток и освещения, с распределением полномочий в рас-
пределительных коробках. В этом случае удобно снабдить особо опасные
помещения отдельным устройством автоматического отключения и УЗО.
Достоинства:
♦ отличное управление, каждая зона под контролем;
♦ максимальная защита;
♦ при аварии почти вся квартира остается с электроснабжением.
Недостатки:
♦ большой щиток;
♦ высокая цена проекта.
Электрическая схема щитка
На рис. 3.9 приведена принципиальная схема квартирного щитка.
Схема щитка выполнена для трехпроводной электрической сети при
однофазном электрическом вводе (система заземления TN-C-S).
В трехпроводной сети один провод выполняет функцию фазы,
второй — функцию рабочего нулевого проводника, третий — про-
вод заземления. На электрических схемах условно они обозначаются
латинскими буквами: фаза — L (line), рабочий ноль — N (neutral), про-
вод защитного заземления — РЕ.
Условные обозначения на электрической схеме щитка прокоммен-
тированы на рис. 3.10.
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
59
Wh
QF1
-РЕ
N
L
QF2 QF3 QF4 QA2 QA3 QF5 QF6 QF7 QF8 QF9
Рис. 3.9. Принципиальная схема квартирного щитка
РЕ
Отдельная разветвленная
группа с одним
дифференциальным
автоматом и двумя
однополюсными автоматами
Обозначение шин
подсоединения проводов
\
N
1
однополюсной автомат защиты
QF2
QF3 QF4 QA2
QA3
QF5 QF6 QF7
QF8 QF9
Рис. 3.10. Принципиальная схема квартирного щитка с комментариями
Вводной автомат защиты. Устройство, предназначенное для защиты
всей электросети от, токов короткого замыкания, а также для общего
принудительного отключения помещения от электропитания.
Электрический счетчик. Устройство для контроля расхода элек-
троэнергии. Значение расхода показывает в кВт-час. По показаниям
электрического счетчика производится оплата за электричество.
60 Профессиональные советы домашнему электрику
Электросчетчики могут быть электромеханические и электронные.
Последние могут, в ряде случаев, программироваться.
Дифференциальный автомат защиты. Это электромеханическое
устройство, объединяющее в себе автомат защиты от короткого замы-
кания и УЗО (устройство защитного отключения) для защиты чело-
века от поражения электрическим током, реагирует на ток утечки.
Шины подсоединения проводов. Каждый электрический щит ком-
плектуется как минимум двумя шинами. Одна — для нулевых про-
водов, вторая — для проводов заземления. В приведенном примере
электрической схемы щитка таких шин четыре (N; N1; N3; N4).
В щитке предусмотрены две отдельные функциональные группы
(справа на схеме). Одна группа — на два ответвления, вторая — на
три. Например, этот вариант подойдет для отдельных функциональ-
ных групп ванной и кухни.
Примеры схем квартирных щитков
Электромонтаж квартирного щитка производится на основе
электрической схемы. Если вы приобретаете щиток в сборе, то элек-
трическая схема щитка должна прилагаться. Если вы предполагаете
монтировать щиток самостоятельно, то нужно позаботиться, чтобы
схема щитка делалась вместе с электропроектом. А если вы имеете
техническое образование, можно сделать схему электрощита само-
стоятельно.
Пример наглядной схемы простого квартирного щитка с приме-
нением УЗО приведен на стр. 1 цв. вклейки слева. Для наглядности
показаны марки кабелей и сечения проводов, которые можно приме-
нить для отдельных кабельных линий.
Схема небольшого квартирного щитка для многокомнатной квар-
тиры представлена на стр. 3 цв. вклейки слева. В данной схеме диф-
ференциальный автоматический выключатель АД63 устанавливается
для защиты розеток кухни, где используется большое количество
бытовой техники, и гидромассажной ванны. Дифференциальный
выключатель нагрузки ВД63 защищает другие объекты: розетки и
выключатели комнат, бытовую технику, освещение санузлов.
Пример комплектации щитка стандартной квартиры представлен
на стр. 1 цв. вклейки справа. На вводе в квартиру устанавливается
УЗО ВД63 с дифференциальным током 30 мА последовательно с авто-
матическим выключателем ВА63 или дифференциальный автомати-
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома 61
ческий выключатель АД63. Всего могут быть несколько групп потре-
бителей.
В данном случае это группы освещения и розеток, защищенных
двумя автоматическими выключателями ВА63 с номинальным током
16 А и электрическая плита, которую защищает автоматический
выключатель с номинальным током 25 А.
Иногда в отдельную группу выделяются стиральная машина или
кондиционер. В этом случае устанавливается автоматический выклю-
чатель ВА63 с номинальным током 16 А.
Рассмотрим более сложную схему группового распределительного
щита для многокомнатной квартиры (см. стр. 2 цв. вклейки). В этом
случае на вводе установлено УЗО ВД63 с дифференциальным током
300 мА, так как естественный (фоновый) ток утечки электрообору-
дования может быть достаточно высоким (вследствие большой про-
тяженности электропроводки при установке УЗО с меньшим током
утечки возможны ложные срабатывания).
Первые три автоматических выключателя предназначены для
защиты осветительных цепей. Дифференциальный автоматический
выключатель АД63 с дифференциальным током 10 мА используется
для защиты электрооборудования ванной комнаты, так как во влаж-
ном помещении особенно опасен контакт с токоведущими частями
электроустановки. Группа из УЗО ВД63 и трех автоматических выклю-
чателей ВА63 предназначена для защиты розеток. Трехфазный автома-
тический выключатель ВА63 и УЗО ВД63 защищают мощных потреби-
телей, например, электроплиту или сауну. Последняя линия из одного
УЗО ВД63 и двух автоматических выключателей ВА63 предназначена
для защиты цепей, например, подсобного помещения.
Установка квартирного электрощитка
Монтаж электрощита — процесс ответственный, и важную роль в
нем играет выбор места его установки. Рассмотрим основные этапы
установки квартирного электрощитка.
Шаг 1. Выбирается место установки щитка. С точки зрения удоб-
ства пользования квартирный электрощит стараются размещать
ближе ко входу в помещение. Обычно его размещают возле входной
двери, что позволяет смонтировать щиток вблизи электроввода в
квартиру. По правилам электромонтажа щиток устанавливается на
высоте 1,5-1,6 метра. После расстановки мебели к щитку должен быть
62 Профессиональные советы домашнему электрику
свободный доступ. И хоть хочется его спрятать куда-нибудь в шкаф,
следует помнить, о пожарной безопасности.
А с экономической точки зрения идеальным местом является сре-
дина помещения. При таком расположении квартирного электрощитка
расходуется минимальное количество кабеля для электропроводки.
Шаг 2. Выбор размеров щитка в соответствии с количеством авто-
матов, которые планируется разместить в щитке. Решается, будет ли
стоять в данном щитке электросчетчик и другое необходимое обо-
рудование. Чем больше «начинки» планируется, тем больше должен
быть размер щитка.
Шаг 3. Выбирается вид щитка: для скрытой или наружной уста-
новки. При скрытой установке выбивают в стене нишу и вмуровывают
щит в стену. При наружной установке закрепляют щит на поверхно-
сти стены.
Шаг 4. Выбирается материал щитка: пластмасса или металл.
Шаг 5. Приобретается щиток, качественные автоматы (в свой
щиток я поставил Moeller), монтажный провод, шины.
Шаг 6. Производится монтаж корпуса. Так, в корпусе нужно
открыть перфорированные отверстия для ввода электрических кабе-
лей. Если вы монтируете открытый электрощиток можно его полно-
стью собрать. Установить DIN-рейки для монтажа автоматов защиты,
контактные шины для рабочих проводов. Если нужно, установить
электросчетчик. Полностью сделать электромонтаж всех соединений
в щитке.
Шаг 7. Сборка электрощита начинается с разделки кабелей. С
помощью ножа аккуратно снимаем наружную изоляцию с кабеля и
маркируем отдельные его жилы.
Шаг 8. Электощиток для скрытой установки помещается в зара-
нее подготовленную нишу. Затем щиток закрепляется в выбранном
месте. Его электромонтаж связан со штукатурными работами, а это
достаточно грязные работы. Поэтому скрытый элетрощиток лучше
собирать по месту. Подключаем «нулевые» и «земляные» проводники
к соответствующим шинам.
Шаг 9. Производим установку автоматов на DIN-рейку (рис. 3.11).
Если в квартирном электрощите будут установлены дифреле либо
дифавтоматы, нулевые и фазные проводники защищаемых цепей под-
водим к этим приборам. Способ крепления автомата на DIN-рейке
(вид со стороны рейки) представлен на рис. 3.12, в вид установлен-
ного автомата — на рис. 3.13.
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
63
а б
Рис. 3.11. Методика установки автомата на DIN-рейку
Рис. 3.12. Способ крепления автомата
на DIN-рейке (вид со стороны рейки)
Рис. 3.13. УЗО, установленное
на DIN-рейке
К автоматам подключаем только фазные проводники соответству-
ющих потребителей.
Полезный совет.
При монтаже квартирного электрощита рекомендую использо-
вать 10 А автоматы для защиты цепей освещения и 16 А для розе-
точных групп.
Полезный совет.
Еще желательно установить устройство защиты от перенапря-
жений. Этот прибор проверяет качество электропитания вашей
квартиры или дома и отключает его в случае сильного отклонения
его от заданных параметров.
Шаг 10. И в завершении процесса сборки электрощитка устанав-
ливаем внутреннюю крышу, производим на ней маркировку автома-
тов и рисуем схему электрощита. Данную информацию размещаем на
внутренней стороне двери щитка.
64 Профессиональные советы домашнему электрику
ЗА Расчеты квартирной электросети
Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя
Для того чтобы выбрать сечение кабеля и номинал автомата защиты
необходимо рассчитать предполагаемую нагрузку этой сети.
При расчете нагрузки электросети нужно помнить, что расчет
токовой нагрузки отдельного бытового прибора и группы из несколь-
ких потребителей отличаются друг от друга.
Расчет токовой нагрузки и выбор автомата защиты в однофаз-
ной электросети, 220 вольт для одиночного потребителя достаточно
прост.
Для этого нужно вспомнить основной закон электротехники (закон
Ома), посмотреть в паспорте на прибор его потребляемую мощность
и рассчитать токовую нагрузку.
Например: проточный водонагреватель на 220 В. Потребляемая
мощность 5 кВт.
Ток нагрузки можно рассчитать по закону Ома.
^узки = 3000 Вт/220 В = 13,6 А.
Вывод: на линию для электропитания проточного водонагрева-
теля нужно установить автомат защиты не менее 14 А. Таких автома-
тов в продаже нет, поэтому выбираем автомат с большим ближайшим
номиналом в 16 А.
Расчет токовой нагрузки группы потребителей
Рассмотрим расчет токовой нагрузки и выбор автомата защиты в
однофазной электросети, 220 вольт для электропроводки квартиры
или группы в этой квартире.
Под группой электропроводки понимается несколько потреби-
телей, подключенных параллельно к одному питающему кабелю от
электрощитка. Для группы устанавливается общий автомат защиты.
Автомат защиты устанавливается в квартирном электрощите или
этажном щитке. Расчет сети электрогруппы отличается от расчета
сети одиночного потребителя.
Для расчета токовой нагрузки электрогруппы потребителей вво-
дится так называемый коэффициент спроса (Кс), который определяет
вероятность одновременного включения всех потребителей в группе
в течение длительного промежутка времени.
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
65
Кс = 1 соответствует одновременной работе всех электроприборов
группы. Понятно, что включения и работы всех электроприборов в
квартире одновременно практически не бывает. Есть целые системы
расчета коэффициента спроса для домов, подъездов. Для каждой
квартиры коэффициент спроса различается для отдельных комнат,
отдельных потребителей и даже для различного стиля жизни жиль-
цов. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно равен 1,
а коэффициент спроса пылесоса равен 0,1.
Поэтому для расчета токовой нагрузки и выбора автомата защиты
в группе электропроводки коэффициент спроса влияет на результат.
Расчетная мощность группы электропроводки рассчитывается по
формуле:
Р = К Р
расчетная спроса ' установочная*
Т = Р /220 В
нагрузки расчетная'
В табл. 3.2 приведены электроприборы одной небольшой квар-
тиры. Рассчитаем токовую нагрузку для нее и выберем входной авто-
мат защиты с учетом коэффициента спроса.
Расчет приведенной мощности потребителей квартиры
Электроприборы
Освещение
Телевизор
Телевизор
Бытовая электроника
Холодильник
Посудомоечная машина
Стиральная машина
Утюг
Пылесос
Тепловентилятор
Бойлер
Электробатарея
Другие потребители
Итого:
Коэффициент спроса
Кс
0,7
0,7
0,7
0,2
0,8
0,1
0,1
0,1
0,1
0,9
0,2
0,5
0,3
0,32
Мощность
В Вт
800
160
150
200
150
300
380
800
400
800
1500
1000
660
8770
Таблица 3.2
Приведенная
мощность
Р,Вт
560
112
105
40
120
30
38
80
40
720
300
500
198
2843
Приведенная мощность в сети рассчитывается как сумма мощ-
ностей всех потребителей, умноженная на их коэффициент спроса
(правая колонка в табл. 3.2).
А коэффициент спроса квартиры равен соотношению мощностей:
приведенной и полной.
66
Профессиональные советы домашнему электрику
Кскв„=2842/8770=0,32.
Ток нагрузки рассчитывается из Приведенной мощности:
1Н=2843 Вт/220 В = 12,92 А.
Соответственно, выбираем автомат защиты на шаг больше: 16 А.
Теперь определимся, как выбрать сечения кабелей для различных
групп электропроводки
По приведенным выше формулам можно рассчитать мощность
электросети и значение рабочего тока в сети.
Останется по полученным значениям выбрать сечение электриче-
ского кабеля, который можно использовать для рассчитываемой про-
водки в квартире.
Правила устройства электроустановок ПУЭ такую таблицу приво-
дят (табл. 3.3). По таблице ниже ищем значение:
♦ расчетного тока нагрузки;
♦ расчетную мощность сети.
Затем выбираем сечение электрического кабеля.
Выбор сечения медного кабеля Таблица 3.3
Сечение медных жил
кабеля, мм2
Ток нагрузки, А
А
Мощность, КВт
Для напряжения 220 В
Для напряжения 380 В
Кабели, проложенные открыто
0,5
0,75
1
1,5
2
2,5
4
5
10
16
25
35
11
15
17
23
26
30
41
50
* 80
100
140
170
2,4
3,3
3,7
5
5,7
6,6
9
11
17
22
30
37
нет
нет
6,4
8,7
9,8
11
15
19
30
38
53
64
Кабели, проложенные в трубе
1
1,5
2
2,5
4
5
10
16
25
35
14
15
19
21
27
34
50
80
100
135
3
3,3
4,1
4,6
5,9
7,4
11
17
22
29
5,3
5,7
7,2
7,9
10
12
19
30
38
51
Глава 3. Электросеть многоквартирного дома
67
в
Примечание.
Таблица приводится для медных жил кабелей, потому что исполь-
зование кабелей с алюминиевыми жилами в электропроводке жилых
помещений уже запрещено.
Табл. 3.4 может пригодиться для правильного выбора сечения
кабеля и автоматов защиты. Это номенклатура мощностей электро-
бытовых приборов и машин дтш расчета в электросетях жилых поме-
щений (из нормативов для определения расчетных электрических
нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов)
застройки и элементов городской распределительной сети).
Установленная мощность некоторых бытовых электроприборов
Таблица 3.4
Наименование
Джакузи
Миксеры
Морозильники
Надплитные фильтры
Осветительные приборы
Печи-гриль
Посудомоечная машина с подогревом воды
Радио и пр. аппаратура
СВЧ печь
Соковыжималки
Стационарные электрические плиты
Стиральные машины без подогрева воды
Стиральные машины с подогревом воды
Телевизоры
Тепловентиляторы
Тостеры
Холодильники
Электрические сауны
Электрокофеварки
Электромясорубки
Электропылесосы
Электроутюги
Электрофены
Электрочайники
Установленная мощность, Вт
2000-2500
250-400
140
250
1800-3700
650-1350
2200-2500
70-100
900-1300
200-300
8500-10500
600
2000-2500
120-140
1000-2000
650-1050
165-300
12000
650-1000
1100
650-1400
900-1700
400-1600
1850-2000
68 Профессиональные советы домашнему электрику
Типовой вариант выбора сечений проводов
и номиналов средств защиты
Номиналы автоматических выключателей применяют в соответ-
ствии с сечением примененного кабеля. Чаще всего поддерживается
классический принцип:
♦ провод сечением 1,5 мм2 для освещения;
♦ провод сечением 2,5 мм2 на розетки;
♦ для электроплиты, водонагревателя, кондиционера — 4 мм2.
На входе в квартиру можно выбрать с приличным запасом сечение
10 мм2. В большинстве случаев бывает достаточно 6 мм2. На входе на
всю квартиру применяется УЗО, назначение такого УЗО — пожар-
ное, так как величина дифференциального тока 300 мА. Выпускаются
также дифференциальные выключатели на токи 100 мА и меньшие
номиналы.
Для защиты людей применяют УЗО с меньшими дифференциаль-
ными токами 10 или 30 мА непосредственно в потенциально опасные
помещения. УЗО обычно защищают все розетки: на кухне, в санузле,
а в комнатах — по необходимости.
Осветительная сеть может быть разделена на зоны и не снабжена
УЗО. Разделение на зоны — очень удобное решение, а дополнитель-
ная защита осветительной сети не требуется. Во-первых, отсутствует
случайное соприкосновение с электроприборами, а, во-вторых, под-
разумевается, что корпуса светильников вы соедините с РЕ проводом,
со всеми вытекающими плюсами такого подключения.
ГЛАВА 4
ЭЛЕКТРОПРОВОДКА:
РАЗНОВИДНОСТИ, СТРУКТУРА, ГЕОМЕТРИЯ,
ОСОБЕННОСТИ
В настоящее время для монтажа домашней электро-
проводки используются провода и кабели исключительно
с медными жилами. Алюминиевый провод запрещен. Глава
расскажет, как рассчитать, какие выбрать современные
провода и кабели для конкретного применения, как их
правильно проложить.
4.1. Разновидности и особенности
современной электропроводки
Виды электропроводки
Электрическая проводка состоит из проводов и кабелей с относя-
щимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными кон-
струкциями.
Внутренняя электрическая проводка может быть:
♦ открытой, проложенной по поверхности стен и потолков;
♦ скрытой, проложенной внутри строительных конструкций зда-
ний и сооружений, а также под слоем штукатурки.
Выбор вида и способа прокладки электрической проводки опре-
деляется проектом, учитывающим, в первую очередь, требования
электробезопасности. При выборе проводов учитывают условия, для
которых предназначены провода.
О запрете на использование алюминиевых проводов
в квартирной электропроводке
В настоящее время для монтажа домашней электропроводки
используются провода и кабели исключительно с медными жилами.
70 Профессиональные советы домашнему электрику
Провода и кабели с алюминиевыми жилами для внутренней электро-
проводки использовать нельзя.
Внимание.
Согласно требованиям 7-ozq издания Правил устройства электро-
установок (ПУЭ), алюминиевые провода и кабели сечением менее
16 мм2 не допускаются к использованию при монтаже.
Почему алюминиевый кабель нельзя использовать в современной
электропроводке в квартире и доме?
Во-первых, как проводник, по сравнению с медью, он имеет более
высокое удельное электрическое сопротивление — 0,0271 Омхмм2/м про-
тив 0,0175 Омхмм2/м. Разница почти в два раза!
Хотя алюминий легче меди, но для того чтобы обеспечить одну и
ту же проводимость, придется взять алюминиевый провод большего
диаметра, чем если бы мы использовали медь. Этим сводится к нулю
весовое преимущество алюминия!
Во-вторых, алюминий быстро окисляется на воздухе. Это значит, что
в месте электрического контакта с пленкой из окисла алюминия может
образоваться повышенное переходное сопротивление. А это приводит
к нагреву контакта, который, в свою очередь, приводит к еще большему
увеличению электрического сопротивления. Итогом становится рас-
плавление контактов, обрыв цепи или ненадежное электроснабжение.
В-третьих, алюминий течет при его затяжке. Поэтому контакты с
такими проводами требуют периодической (раз в полгода) подтяжки.
В-четвертых, алюминиевый провод довольно хрупок при изгибах.
Изоляция со временем трескается, что открывает доступ воздуха к
металлу и ускоряет процесс окисления и коррозии.
В-пятых, с остатками проводки старого алюминиевого провода
нельзя напрямую соединять новый медный провод, т. к. из-за разных
химических свойств этих двух материалов в месте контакта начинается
процесс электролиза. Он разрушает этот контакт. Так же у этих двух
металлов разное линейное расширение, поэтому при изменении темпе-
ратуры в помещении или величины тока, протекающего через скрутку
медь-алюминий, контакт между ними со временем ослабевает.
Переходное сопротивление в скрутке итак «тормозило» электри-
ческий ток, да еще ослабление контакта еще более увеличивало вели-
чину переходного сопротивления.
Это приводит к тому, что скрутка начинает греться, изоляция про-
вода разрушается от нагрева и даже может загореться.
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности 71
С медью подобных неприятных историй не происходит, поэтому
7-е издание ПУЭ и рекомендует ее к использованию при монтаже
кабельных линий малых сечений.
Что касается мощных проводников, сечением 16 мм2 и более, то
здесь алюминий пока допущен к использованию только из соображе-
ний экономии. Все-таки медь намного дороже, и перейти исключи-
тельно на медные провода и кабели пока невозможно.
Ранее применявшиеся провода с алюминиевыми жилами (АПР,
АПВ, АПРТО, АППВ) сейчас при строительстве и модернизации
домашней электропроводки не используются.
4.2. Современные кабели
и электроустановочные изделия
для квартирной электропроводки
Современные кабели и их особенности
В настоящее время для монтажа домашней электропроводки
используются провода и кабели исключительно с медными жилами.
D
Примечание.
Самыми популярными для использования в домашней электропро-
водке являются кабели ВВГнг (рис. 4.6) и NYM (рис. 4.16), реже из-за
дешевизны используют провод ПУНП (рис. 5.1). Но использование
последнего не рекомендуется!
Кабель NYM
Кабель NYM лучше всего использовать:
♦ для подключения этажного щитка к квартирному щитку, а да-
лее — к комнатными щиткам;
♦ для индивидуального подключения мощных потребителей к
квартирному щитку (кондиционера, бойлера, стиральной маши-
ны и др.).
Таким кабелем не целесообразно делать всю квартирую разводку,
так как он стоит дороже кабеля ВВГнг и провода ПУНП.
Кабель NYM обладает пониженной горючествью и газодымовыде-
лением. Использование в конструкции кабеля промежуточной обо-
72 Профессиональные советы домашнему электрику
лочки позволяет легко разделывать кабель при монтаже, повышает
его пожароопасность и увеличивает гибкость.
Кабель ВВГнг
Кабель ВВГнг — небронированный защищенный кабель с медными
жилами, поливинилхлоридной изоляцией, в поливинилхлоридной
оболочке. Он подробно рассмотрен в главе 5.
Примечание.
Обозначение «нг» в названии кабеля (ВВГнг) обозначает, что он не
распространяет горение при прокладке в пучках (используется
состав на основе огнеупорного пластиката).
Кабель может применяться как в сухих, так и во влажных помеще-
ниях. Изолирование жилы кабеля ВВГ скручены и имеют отличитель-
ную окраску. Внутренняя оболочка не содержит заполнения в между-
жильном пространстве.
В заключение отмечу, что этот кабель не рассчитан на растяжение.
Установочный плоский провод ПУНП
Это наиболее дешевый провод из всей кабельно-проводниковой
продукции, применяемой для монтажа электропроводки в быту.
Провод ПУНП выпускается с двумя или тремя медными однопро-
волочными жилами и поливинилхлоридной изоляции в оболочке
из ПВХ-пластиката (рис. 4.1). Жилы могут быть окрашены в разные
цвета. Провод ПУНП расшифровывается, следующим образом:
П — провод;
УН — универсальный;
П — плоский.
Иногда встречаются
провода марки АПУНП.
РаЗНИЦа ИХ ЗаКЛЮЧаеТСЯ Оболочка из Токопроводящая Изоляция жилы из
ТОЛЬКО В Материалах ЖИЛ. ПВХ-™ас™кат^ жила ПВХ-пластиката
В проводе ПУНП приме-
няется медь. А в проводе
АПУНП — алюминий.
Оболочка и изоляция л
Рис. 4.1. Структура провода ПУНП
жил у такого провода
С~Т>
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности
73
выполняется из ПВХ-пластиката, что позволяет его использовать, по
словам завода-изготовителя, в сетях для освещения напряжением до
250 (В). Но статистика пожаров говорит о том, что бытовой провод
ПУНП категорически запрещено применять в электропроводках зда-
ний и сооружений.
Внимание.
Изоляция этого провода выполнена из дешевых материалов и очень
быстро теряет свои свойства при нагреве. А это пожароопасно!
Поэтому при выборе кабеля для монтажа электропроводки соб-
ственной квартиры или дома надежнее будет использовать кабели
ВВГнгилиЫУМ.
Провода с резиновой изоляцией
Иногда в домашней электропроводке бывает целесообразно исполь-
зовать провода с резиновой изоляцией:
♦ ПРТО — для прокладки в несгораемых трубах;
♦ ПРИ — для прокладки в сухих и сырых помещениях;
♦ ПРН — для прокладки на открытом воздухе (защищенный про-
вод);
♦ ПРВД — для осветительных сетей сухих по-
мещений (двухжильный скрученный провод).
Для открытой проводки удобно использовать
плоские провода с медными жилами:
♦ ППВ — в поливинилхлоридной изоляции с
разделительным основанием;
♦ ППП — в полиэтиленовой изоляции.
Для открытой проводки неудобно использо-
вать плоский провод без разделительного осно- б
вания — ППВС.
Провод ПВ
В заключение рассмотрим провода марки ПВ с
медной жилой и поливинилхлоридной изоляцией
(рис. 4.2).
Они МОГут быть как ОДНОПроволОЧНЫМИ, так Рис. 4.2. Структура
и многопроволочными с разными цветами изо- провода марки ПВ:
ЛЯЦИИ а-провод ПВ1;
ллции. 6-проводПВЗ
74 Профессиональные советы домашнему электрику
Полезный совет.
Для системы уравнивания потенциалов (ДСУП) в бытовой электро-
проводке рекомендуется использовать одножильный провод ПВ1 в
желто-зеленой изоляции.
А провода ПВ2, ПВЗ и ПВ4 используются для внутреннего монтажа
в электрических щитках. Причем провода ПВЗ и ПВ4 имеют наиболее
гибкую оболочку, они дороже варианта ПВ2. Поэтому они применя-
ются там, где необходимы изгибы проводов.
43.0 цветах изоляции различных групп проводов
Если выбрать, а затем и произвести монтаж электропроводки про-
водом или кабелем без соблюдения требований к расцветке жил, то
в дальнейшем, это приведет к существенным трудностям при обслу-
живании и ремонте такой электропроводки. При этом и сам процесс
монтажа электропроводки и подключения электроустановочных изде-
лий будет существенно осложнен.
Примечание.
Если для монтажа все же вынуждены использовать бесцветные
провода, например, марки ППВ плоский трехжильный с одинарной
изоляцией, то у электриков правилом хорошего тона принято счи-
тать заземляющим проводником среднюю жилу.
Следует помнить, что такое использование проводов и кабелей с изо-
ляцией одного цвета является нарушением ПУЭ. При выборе проводов и
кабелей необходимо соблюдать требования ПУЭ по окраске изоляции:
♦ нулевого рабочего проводника N — голубого цвета;
♦ нулевого защитного проводника РЕ — желто-зеленого цвета
(чередование желтых и зеленых полос).
Цвет изоляции фазных проводников L должен отличаться от цвета
нулевых. Тут существует много вариантов — красный, коричневый,
серый, белый, черный.
Полезный совет.
Удобно использовать для каждого участка электропроводки свой
цвет фазных проводников, а также разные цвета изоляции жил для
силовой и осветительной электропроводки.
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности 75
Ошибок в соединении участков электросети можно избежать, если
соединять коричневый провод с коричневым, синий провод с синим и
так далее. Именно по этой причине в подавляющем большинстве кабе-
лей изоляция всех проводов отличается своим собственным цветом.
Также замечу, что провод, который окрашен в зелено-желтый цвет,
будет постоянно использоваться в качестве заземляющего, то есть его
нужно подсоединять лишь на клемму заземления.
4.4. Типовые сечения кабелей для основных
функциональных групп электропроводки
Функциональные группы потребителей
Если в квартире проложено несколько линий питания, то это соот-
ветствует современным требованиям. В этом случае от приборов
защиты электрических цепей, расположенных в квартирном щитке,
идут отдельные кабели к потребителям каждой линии:
♦ на освещение (одна или несколько линий);
♦ на розеточные группы (одна или несколько линий);
♦ несколько линий на силовые потребители (бойлер, кондиционе-
ры, электроплиту, стиральную машину).
Это повышает надежность сети электропитания, делает линии
независимыми, облегчает поиск неисправностей. Для современной
квартиры (дома), с разветвленной электрической системой электро-
снабжения, это очень важно.
Методика выбора сечения проводов
Сечение провода выбирают по допустимой плотности тока.
Внимание.
Допустимая плотность тока для медного провода не должна пре-
вышать 8 А/мм2.
Например, если потребитель потребляет ток 10 А, то сечение про-
вода должно быть не меньше 1,25 мм2.
Существует стандартный ряд сечений провода: 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5;
3; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50 мм2. Провода нужно выбрать из стандартного
76
Профессиональные советы домашнему электрику
ряда с округлением в большую сторону. Провод сечением до 1,5 мм2 не
применяется по соображениям механической прочности.
Сечение жил кабелей и проводов должно подбираться по макси-
мальной загрузке жилы с учетом допустимой нормы максимального
длительного тока. Причем норма эта не является величиной постоян-
ной, она зависит от количества жил в кабеле, типа изоляции и способа
прокладки кабеля. Рекомендованные предельно допустимые значения
тока для наиболее ходовых сечений медных кабелей в поливинилхло-
ридной или резиновой изоляции приведены в табл. 4.1.
Предельно допустимые значения тока для медных кабелей
Уело вие прокладки, количество кабелей и жил
Таблица 4.7
Предельный ток, А
Кабель сечением 1,5 мм2
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, четыре одножильных
Проложен скрыто, три одножильных
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, два одножильных
Проложен открыто, вне зависимости от количества жил
15
16
17
18
19
23
Кабель сечением 2,5 мм2
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, три одножильных
Проложен скрыто, четыре одножильных
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, два одножильных
Проложен открыто, вне зависимости от количества жил
21
25
25
25
27
30
Кабель сечением 4 мм2
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, четыре одножильных
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, три одножильных
Проложен скрыто, два одножильных
Проложен открыто, вне зависимости от количества жил
27
30
32
35
38
41
Кабель сечением б мм2
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, четыре одножильных
Проложен скрыто, один двухжильный
Проложен скрыто, три одножильных
Проложен скрыто, два одножильных
Проложен открыто, вне зависимости от количества жил
34
40
40
42
46
50
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности 11
Типовые сечения жил проводов и кабелей
Сформировались типовые сечения жил проводов и кабелей для
различных групп потребителей.
Сечение провода на освещение — не менее 1,5 мм2. Мощность
приборов освещения — не более 3 кВт. Автомат ставиться на ток не
более 16 А.
Сечение провода на розеточные группы. Принято, что от одного
автомата подключать не более 5 розеток. Суммарная мощность нагру-
зок этих розеток должна быть не более 5 кВт. Сечение провода для
розеток — не менее 2,5 мм2. При этом автомат ставиться на ток не
более 25 А.
Обосную это. Например, при напряжении в сети 220 В, провод сече-
нием 2,5 мм2 способен выдержать ток до 27 А (мощность 5,9 кВт). Для
защиты проводов и потребителей, в данном случае, в качестве защиты
устанавливают автомат, максимальный ток срабатывания которого
должен быть не более 25 А. Тогда он действительно защитит провод.
Сечение провода на силовые потребители. Если в квартире есть
бойлер, кондиционеры, электроплита, стиральная машина, посудомо-
ечная машина, то для каждого из них необходимо использовать трех-
жильный кабель сечением не менее 4 мм2.
Полезный совет.
При проектировании электропроводки, необходимо учитывать и
длину магистрали, которая будет питать конечного потребителя.
4.5. Расположение элементов скрытой проводки
Основные правила прокладки электропроводки
Любой провод прокладывается либо вертикально, либо горизон-
тально. Никаких диагоналей быть не должно! Ориентирами пово-
ротов и ответвлений служат щитки, коробки, розетки, выключатели,
светильники и т. п. Проводка между ними должна идти по прямым
линиям, параллельным или перпендикулярным полу.
Вертикально проложенные участки проводки должны быть удалены:
♦ от углов помещения, оконных и дверных проемов — не менее,
чем на 100 мм;
♦ от пола — на 300 мм;
78 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ от потолка — на 150-400 мм в зависимости от высоты потолка в
помещении;
♦ от трубопроводов с горючими веществами (газом) — не менее
чем 400 мм.
Необходимо проследить, чтобы электропроводка не соприкасалась
с металлическими конструкциями здания. Провода запрещается про-
кладывать пучками, а также с расстоянием между ними менее 3 мм.
Прокладка электропроводки по потолку и под полом подчиняется
примерно тем же правилам, только коробки в полу и на потолке ста-
раются без крайней нужды не устанавливать.
Штробы для кабелей интернета, телефона и телевизора должны
быть на расстоянии 15-20 см от силовых проводов, допускается их
перехлест под углом 90 градусов.
Высота зазмещения розеток и выключателей
Теперь о рекомендованной высоте расположения розеток и
выключателей. Раньше было общепринято устанавливать:
♦ розетки на высоте 80-90 см от пола;
♦ выключатели на высоте 150-160 см от пола.
Теперь выключатели принято устанавливать на высоте опущенной
руки — 70-80 см, розетки — на высоте 30 см. Исключение составляют
розетки на кухне, там они ставятся на высоте 10 см от уровня столеш-
ницы.
Не экономьте на розетках, лучше ставить их на расстоянии не более
3 м друг от друга.
Полезный совет.
Создайте и храните схему прокладки кабелей для исключения
повреждения электропроводки в дальнейшем. Для дополнения
информации можно сфотографировать все стены после заверше-
ния этапа установки скрытой электропроводки до начала маляр-
ных работ.
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности 79
4.6. Как правильно проложить скрытую проводку
в новостройке
Создание схемы размещения потребирелей электроэнергии
Первый шаг к созданию скрытой проводки новой квартиры в
состоянии «после строителей» — обдумывание и размещение на схеме
мебели, бытовой аппаратуры. Можно вычертить план квартиры в
масштабе 1:10, вырезать из бумаги прямоугольники вашей мебели и
поиграть в расстановку. После выбора оптимальной схемы «мебель»
приклеить к схеме. Теперь можно будет нанести на схему розетки, све-
тильники, места выхода телевизионных кабелей, витых пар, а также
указать их ВЫСОТУ установки.
Полезный совет.
Монтаж электропроводки нужно начинать тогда, когда создан
план размещения электропотребителей и закончены все работы
по штукатурке стен и потолка, сделана стяжка пола.
На этом этапе можно пригашать установщиков кондиционеров,
специалистов спутникового, кабельного, эфирного телевидения, спе-
циалистов интернет. Кроме квартирного электрощитка рекоменду-
ется создать отдельный низковольтный щиток, на который в квар-
тиру будут заведены несколько витых пар (для Интернета, домофона,
телефона), несколько антенных кабелей и кабель питания 220 В для
питания возможных устройств в этом щитке (радиотелефона,- хаба,
домофона, камеры наблюдения, блока сигнализации и много другого,
что может вам понадобится).
А от этого низковольтного щитка предстоит сделать разводку в
отдельных от электропроводки штробах антенных кабелей, витых пар,
других сигнальных кабелей. Их количество будет определяться вашими
потребностями, но советую к каждой комнате подвести не менее двух
антенных кабелей и трех витых пар. В век Интернета и технического
прогресса они пригодятся. Итоги работы после этого можно перено-
сить на стены без отделки. Предстоит пыльный этап создания штроб.
Проведение разметочных работ
Проведение разметочных работ для электропроводки начинается с
прокладки пути основного пучка проводов, ответвлений от него, ука-
80 Профессиональные советы домашнему электрику
зания поворотов и проходов сквозь стены. При этом обязательно учи-
тывается правило, что провода на стене располагаются либо строго
горизонтально, либо строго вертикально.
Горизонтальные участки электропроводки желательно проложить на
20 см от потолка, параллельно линии стыка потолка и стен (это снижает
вероятность механического повреждения электропроводки). При пово-
роте трассы электропроводки угол поворота должен быть 90°.
Размечать места креплений проводников можно с крайних точек
крепления. При нанесении разметки скрытой электропроводок можно
использовать разметочный шнур. Для этого окрашиваем его мелом, углем,
синькой. После этого закрепляем один из его концов, а другой конец натя-
гиваем одной рукой параллельно стене или потолку. Второй рукой оттяги-
ваем шнур от разметочной поверхности и резко бросаем его. Ударяясь о
поверхность, шнур оставляет на ней четкий прямой след. Таким образом,
размечаем места прохождения штроб по стене или потолку. После окон-
чания разметки, советую начертить план трассы на бумаге и сохранить его
для возможного ремонта электропроводки в будущем.
Нужно перенести все точки выключателей и розеток на поверхно-
сти стен. Разметить, как пойдут штробы для прокладки кабеля исходя
из вашей схемы подключения.
Штробление стен и выбивания углублений
для электроустановочных изделий
А затем переходим к этапу штробления стен и выбивания углубле-
ний для электроустановочных изделий.
Можете взять специальный штроборез в аренду или болгарку и
специальный диск по бетону для нее, работа пойдет быстрее, но будет
много пыли. Так же не лишним будет купить защитные очки и хоро-
ший респиратор. Если повезет, можете взять штроборез со специаль-
ным пылесосом. Респиратор будет не нужен.
Также пригодиться перфоратор (достаточно мощный), набор спе-
циальных буров и специальные коронки для монтажа подрозетников
и соединительных коробок.
Вот несколько основных правил при подготовке штроб.
Правило 1. Делая электропроводку квартиры своими руками, вы
должны четко понимать весь процесс. Если вы не уверены в своих силах,
лучше доверьте это дело профессионалу, ведь вы рискуете своим здоровьем
и здоровьем окружающих. Ограничьтесь контрольными функциями.
Глава 4. Электропроводка: разновидности, структура, геометрия, особенности 81
Правило 2. Если нужно повернуть штробу на 90 градусов, не
делайте резкий поворот, сделайте поворот равный шести диаметрам
кабеля. Если тянете провод под потолком, обязательно закрепите его
или уложите в специальный кабель-канал.
Правило 3. Если нужно провести параллельно несколько проводов
(кроме интернета, TV и телефона), можно сделать одну широкую штробу.
Правило 4. Если есть возможность, проложить провод в полу, но
быть осторожными, т. к. в полу под стяжкой проходят в современных
домах пластиковые трубы отопления.
Правило 5. Если штроборез не достали и используете болгарку,
делайте штробу следующим образом. Создайте два параллельных над-
пила по стене на расстоянии 25 мм, в месте где нужна штроба, а сере-
дину выбираете перфоратором с лопаткой.
Укладка провода в каналы
Прокладку кабеля лучше всего начинать с дальней комнаты. Не
создавайте путаницы и делайте все поэтапно.
Полезный совет.
Весь провод, который вы будете использовать, нужно прозвонить.
Помечайте название группы и номер группы черным маркером для
дисков прямо на проводе, тогда при монтаже электрического щитка
не возникнет трудностей. Можно использовать и малярный скотч для
пометки проводов, делая на нем соответствующую пометку.
Важно помнить, что любое кабельное соединение должно быть
доступно для ремонта и обслуживания. Поэтому всяческие клеммные
колодки в штробе, скрутки и распределительные коробки под штука-
туркой исключаются. Скрутки сами по себе допустимы только с при-
менением сертифицированных современных зажимов.
Провода в штробе крепите («примораживайте») точечно алеба-
стром через каждые 30-40 см.
Полезный совет.
При прокладке кабеля, оставляйте запас провода в 30 см торчащий
из монтажных коробок. Для проводов в квартирном электрощитке
оставляйте запас около 1 метра.
82 Профессиональные советы домашнему электрику
Когда закончите прокладку провода, еще раз тщательно все про-
верьте. После этого можете зашпаклевать штробы и приступать к
следующему помещению. Когда все провода проведены, и концы всех
групп будут висеть пучком в прихожей, самое время заняться монта-
жом электрического щитка.
Установка электрощитка
Электрощиток следует поставить внутри квартиры, тогда коли-
чество и ценовую категорию, производителя автоматов и УЗО вы
можете выбрать сами и легко расширить их количество. Не экономьте
на начинке щитка!
Автоматов в электрощитке должно быть столько, сколько у вас отдель-
ных линий с освещением и розетками. Для влажных помещений жела-
тельно использовать УЗО или дифференциальные автоматы. Эти устрой-
ства защищают людей от электротравм, в случае их касания за оголенные
провода и части оборудования, находящегося под напряжением.
ГЛАВА 5
ЭЛЕКТРОСЕТЬ ДЕРЕВЯННОГО ДОМА
Электропроводку в деревянных домах нельзя делать
так, как в квартире многоэтажного дома, где конструкции
стен, потолков выполнены из огнестойких материалов.
Глава знакомит с методикой ввода электроэнергии в
деревянный дом, профессиональными секретами создания
и безопасной эксплуатации такой электросети.
5.1. Особенности электросети деревянного дома
Нужную информацию по электросети деревянного дома можно
отыскать в ПУЭ (Правилах устройства электроустановок), различных
ГОСТах и СНИПах. Только информация эта разбросана по разным
разделам, «зашифрована» техническими терминами, порой недоступ-
ными пониманию человека с непрофильным образованием.
Внимание.
Иногда непродвинутые и мало знающие электрики проводку в дере-
вянных домах делают также, как в квартире многоэтажного дома.
Это неправильно, т. к. конструкции стен, потолков в наших квар-
тирах выполнены из огнестойких материалов.
В этой главе не ставится широкомасштабная задача: сделать из
читателей профессиональных электромонтажников. В этом деле есть
немало тонкостей, о которых трудно написать словами. Этому надо
учиться на практике.
Но общее представление о том, «как надо», читатели получат и, во
всяком случае, смогут контролировать подрядчиков, которые за ваши
деньги выполняют эту работу. Или, если электропроводка уже сде-
лана и эксплуатируется, то будете иметь представление, насколько она
соответствует тем требованиям безопасности, которые к ней предъ-
являются.
84
Профессиональные советы домашнему электрику
Примечание.
В данном разделе речь пойдет только об однофазной проводке, как
наиболее распространенной в дачных домах.
5.2. Ввод в деревянный дом
Ответвление от воздушной линии
Рассмотрим вопрос ввода электропроводки в деревянный дом.
Ответвление от воздушной линии электропередач (далее ВЛ) произ-
водится, как правило, по воздуху (рис. 5.1).
Вводы в здания выполняют только изолированными проводами.
Каждый провод ранее заключали в отдельную резиновую изоляцион-
ную трубку, как показано на рис. 5.2, а сейчас используют кабель СИП,
о котором пойдет речь далее. На концы трубок с наружной стороны
здания устанавливают фарфоровые воронки таким образом, чтобы
Ответвление.
Ввод
.Ответвление
Трубостойка
Рис. 5.1. Пример схемы ответвлений от воздушной линии 380 В
и вводов в деревянные дома
Втулка
Труба
Цементно-алебастровый
раствор
Воронка
Рис. 5.2. Конструкция для прохода стены при вводе в дом
Глава 5. Электросеть деревянного дома 85
они находились на одной оси и были разнесены одна от другой в дере-
вянных стенах на 100 мм (в кирпичных стенах на 50 мм).
Внутри здания на трубки надевают втулки. Отверстия в стене заделы-
вают. Проходы через стены в трубках должны выполняться с уклоном
наружу, таким образом, чтобы вода не могла скапливаться в проходе
или попадать внутрь здания. После прокладки проводов входные отвер-
стия воронок и втулок заливают изоляционной массой, битумом.
Ввод через трубостойку
Вводы через трубостойки выполняют в тех случаях, когда высота
здания не позволяет обеспечить установленные ПУЭ вертикальные
габаритные размеры. Для изготовления трубостоек используют водо-
газопроводные трубы, внутренний диаметр которых из условий меха-
нической прочности должен быть не менее 20 мм при вводе двух про-
водов и не менее 32 мм — четырех. Верхний конец трубостойки заги-
бают на 180°, чтобы в нее не могла попасть влага. К трубе под изгибом
приваривают траверсу с двумя штырями для установки вводных изо-
ляторов. Для траверс к трубостойкам диаметром 20 мм используют
стальной уголок длиной 500 мм, сечением 45x45x5 мм.
На трубостойке приваривают болт для соединения нулевой жилы
с металлической трубой, который для предохранения от коррозии
смазывают техническим вазелином. Острые края трубы обрабаты1
вают напильником, чтобы не повредить о них изоляцию проводов при
затягивании. Ближе к изгибу приваривают кольцо (гайку), в котором
закрепляют проволочную оттяжку, для компенсации усилия натяже-
ния проводов ответвления от воздушной линии. Внешнюю поверх-
ность трубы окрашивают.
Ввод трубостойкой через стену представлен на рис. 5.3. При мон-
таже трубостоек нужно следить за тем, чтобы нижний горизонталь-
ный конец трубы был установлен с уклоном 5° наружу, в нижней точке
изгиба просверливают отверстие диаметром 5 мм для выхода влаги.
Ввод трубостойкой через крышу применяют в том случае, если рас-
стояние от поверхности земли до низа трубостойки, устанавливаемой
на стене, оказывается меньше 2 м. Особое внимание следует уделить
качеству монтажа прохода через кровлю и его гидроизоляции.
Перед установкой в трубостойку затягивают стальную проволоку
для последующего протягивания проводов или кабеля. Верхний конец
трубостойки двумя оттяжками из круглой стали диаметром 5 мм кре-
86
Профессиональные советы домашнему электрику
Изоляторы
Оттяжка
Трубостойка
Рис. 5.3. Ввод в дом с использованием трубостойки
пят к стене или к стропилам крыши. Все болтовые крепления вводов
должны выполняться с применением пружинящих шайб, предохра-
няющих гайки от самооткручивания при раскачивании трубостоек и
проводов ветром. Болтовые соединения смазывают защитной смазкой
или техническим вазелином.
Требования ПУЭ по вводу от воздушной линии
Внимание.
Запрещается прокладывать «голые» или изолированные провода по
крышам жилых домов.
По современным требованиям, ответвление от воздушной линии
должно быть выполнено изолированным проводом, сечением не менее
16 мм2, говориться в ПУЭ, 7-е издание, п.п. 2.4.12, табл. 2.4.2.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 87
Полезный совет.
Лучше всего для этой цели подходит провод СИП-4 (самонесущий
изолированный провод, старое название — СИП-2А).
5.3. Современные провода и кабели для ввода
электроэнергии в дом
Провода самонесущие изолированные СИП
СИП-4, СИП-4н, СИП-5, СИП-5н — провода самонесущие изоли-
рованные. Они предназначены для применения в воздушных сило-
вых и осветительных сетях, для ответвлений к вводам в жилые дома,
хозяйственные постройки в районах с умеренным и холодным кли-
матом.
Преимущества проводов СИП по сравнению с неизолированными
проводами:
♦ более низкая вероятность коротких замыканий;
♦ стойкость к обледенению;
♦ возможность прокладки над зелеными насаждениями;
♦ повышенная безопасность при случайных обрывах проводов;
♦ возможность присоединения потребителей без отключения на-
пряжения;
♦ простота в обслуживании линии.
Технические характеристики:
СИП-4 — провод самонесущий с алюминиевыми токопроводя-
щими жилами (без несущей жилы), с изоляцией из светостабилизи-
рованного термопластичного полиэтилена;
СИП-4н — то же, с токопроводящими жилами из алюминиевого
сплава;
СИП-5 — провод самонесущий с алюминиевыми токопроводя-
щими жилами (без несущей жилы), с изоляцией из светостабилизи-
рованного сшитого полиэтилена;
СИП-5н — то же, с токопроводящими жилами из алюминиевого
сплава.
Допустимая температура нагрева токопроводящих жил проводов
при нормальном режиме эксплуатации составляет:
♦ СИП-4, СИП-4н; 70°С;
♦ СИП-5, СИП-5н: 90°С.
88
Профессиональные советы домашнему электрику
Изоляция:
полиэтилен светостабилизированный,
стойкий к ультрафиолетовому Токопроводящая жила:
излучению, устойчивый к скрученная из алюминиевых
воздействию озона проволок, уплотненная
Рис. 5.4. Самонесущий изолированный провод СИП: конструкция
Срок службы — не менее 25 лет. Фактический срок службы опреде-
ляется техническим состоянием провода. Прокладка и монтаж про-
водов должны проводиться при температуре окружающей среды не
ниже минус 20°С.
Повод СИП (рис. 5.4) одет в изолирующую оболочку из сшитого
светостабилизированного полиэтилена. Такая изоляция устойчива
к разрушительному воздействию ультрафиолетового излучения.
Подключение СИП к ВЛ, а также переход на другой кабель на вводе в
дом производится с помощью специальной арматуры.
Герметичные сжимы препятствуют проникновению влаги под изо-
ляцию кабеля, обеспечивают качественный контакт и, соответственно,
заявленный срок службы.
Анкерные зажимы для самонесущих проводов
Анкерные (клиновые) зажимы (рис. 5.5) рассчитаны на опреде-
ленную нагрузку. При ее превышении в результате нештатных ситуа-
ций (падение деревьев, срыв больших масс снега с крыши и т. п.) они
разрушаются. При этом сам кабель остается неповрежденным, энер-
„ Опора
Универсальный кронштейн
Анкерный зажим
Кабель СИП
Рис. 5.5. Анкерные (клиновые) зажимы:
а —устройство; б — пример применения
Глава 5. Электросеть деревянного дома 89
госнабжение не нарушается, исключается возможность электротравм
при случайном касании оборванного провода.
Анкерные (клиновые) зажимы выпускаются различных марок. Они
состоят из открытого конического корпуса усиленного стекловолок-
ном, пары клиньев и гибкой петли. Например, зажимы ACADSS позво-
ляют просто и быстро закрепить самонесущий кабель диаметром от
8 до 20 мм при воздушной прокладке в пролетах до 100 м. Цифровая
часть обозначения определяет средний (± 2 мм) диаметр обслужи-
ваемого кабеля по изоляции, мм: ACADSS10, ACADSS12, ACADSS14,
ACADSS16, ACADSS18.
Варианты крепления:
♦ либо 1 болт диаметром 14 или 16 мм (просверленная опора);
♦ либо 2 обвязочных металлических ленты + 2 замка.
«Расстояние от проводов перед вводом и проводов ввода до поверх-
ности земли должно быть не менее 2,75 м» (ПУЭ, 7-е издание п. 2.1.79).
Также регламентировано расстояние до окон, балконов и т. п.
Внимание.
Вводить СИП непосредственно в деревянный дом нельзя. Согласно
действующим ПУЭ не допускается проводка кабелем с алюми-
ниевыми жилами по сгораемым конструкциям. Поэтому следует
перейти на кабель с медными жилами.
Кабель силовой ВВГнг
Наиболее предпочтительным вариантом оказывается ВВГнг.
Данный кабель предназначен для стационарной проводки, в том числе
и на открытом воздухе. Индекс «нг» обозначает, что применена не рас-
пространяющая горение изоляция.
В состав кабеля силового ВВГнг 0,66 кВ входит медная токопро-
водящая жила диаметром 1,5-50 мм2: однопроволочная (класс 1) или
многопроволочная (класс 2).
Изоляция кабеля ВВГнг выполнена из ПВХ пластиката, маркировка
жил кабеля цветовая: белая или желтая, синяя или зеленая, красная
или малиновая, коричневая или черная, или желто-зеленая. Обмотка
выполнена из нетканого полотна для многожильных кабелей сечением
жил 16 мм2 и выше (допускается изготовление без обмотки). Оболочка
ВВГнг кабеля выполнена из ПВХ пластиката пониженной горючести.
90
Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 5.6. Кабель ВВГнг:
а — внешний вид; б—устройство
Токонесущая жила
Изоляция
Поясная изоляция
Оболочка
Кабели ВВГнг изготавливаются для эксплуатации в районах с уме-
ренным, холодным и тропическим климатом. Внешний вид кабеля
представлен на рис. 5.6.
5.4. Обеспечение электробезопасности
при вводе электроэнергии в дом
Дополнительная защита кабеля
Для дополнительной защиты кабель желательно заключить в пла-
стиковую гофрированную трубку (на языке электриков — «гофру»).
Убедитесь, что на гофру имеется сертификат пожарной безопасности
по НПБ 246-97. В том месте, где кабель пройдет через стены и пере-
крытия, устанавливают металлические втулки, изготовленные из тол-
стостенной стальной трубы. Толщина стенки трубы регламентирована
СП 31-1102003. Согласно этому документу она должна быть:
♦ для кабеля сечением 4 мм2 — не менее 2,8 мм;
♦ для кабелей 6-10 мм2 — не менее 3,2 мм.
о
Примечание.
Трубы нужны для того, чтобы защитить кабель от возможных
механических повреждений, которые могут произойти из-за осадки
дома.
Также изоляцией кабеля могут «заинтересоваться» мыши. Но, в
первую очередь, стальная труба сможет на время локализовать огонь
и не дать ему перекинуться на деревянные конструкции, если все-
таки, по какой-либо причине, произойдет возгорание кабеля.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 91
Это полезно запомнить.
Согласно СП 31-110-2003 «Локализационная способность — это
способность стальной трубы выдерживать короткое замы-
кание в электропроводке, проложенной в ней, без прогорания ее
стенок».
Защита участка от наружной стены дома
до распределительного щитка
Участок от наружной стены дома до распределительного щитка —
самый опасный. Он обычно не защищен никакой автоматикой, но
проходит через сгораемые конструкции. Защита на трансформатор-
ной подстанции не в счет. Она рассчитана на слишком большие токи
и может не «почувствовать» даже короткого замыкания. Поэтому
следует подумать о дополнительных мерах безопасности. Возможны
следующие варианты.
Вариант 1 — ввод в стальной, толстостенной трубе. На всем про-
тяжении от наружной поверхности стены дома до щитка кабель уби-
рается в соответствующую стальную трубу (см. выше).
D
Примечание.
Такой способ подойдет там, где расстояние от ввода через наруж-
ную стену до щитка не слишком велико, не более трех метров. При
этом путь кабеля должен пролегать с минимальным количеством
поворотов, т. к. протащить жесткий провод большого сечения
через изгибы трубы очень сложно.
Вариант 2 — установка на вводе дополнительной защиты. На
наружной стене дома, в разрыв кабеля, устанавливается двухполюсный
автомат защиты (A3) в специальном боксе в пыле-влагозащищенном
исполнении не ниже IP-55.
Есть такое правило.
Номинал автомата подбирается на одну ступень больше, чем ввод-
ной A3 в щитовой дома.
Это нужно для того, чтобы, в случае возникновения перегрузки,
первым сработала защита в щитовой и не пришлось лезть по пристав-
ной лестнице под крышу.
Другой вариант — подобрать A3 по скорости срабатывания.
Допустим, в щиток ставим вводной A3 с характеристикой «В», а во
вводной бокс того же номинала — «С». Естественно, номинал авто-
92 Профессиональные советы домашнему электрику
мата подбирается и по сечению кабеля, который он призван защи-
щать.
Например, возможно следующее сочетание. Кабель (медь) — 6 мм2.
A3 на наружной стене дома — 40 А. A3 в щитовой — 32 А.
При таком сочетании в доме можно подключить одновременно
электроприборы суммарной мощностью в 7 кВт, что более чем доста-
точно. Такой способ удобен тем, что позволяет установить щиток на
большем расстоянии от ввода, протянуть вводной кабель по наиболее
логичному пути, избавиться от громоздкой стальной трубы.
D
Примечание.
Однако следует не забывать, что все равно проходы через стены и
перекрытия следует выполнять в стальной оболочке.
Вариант 3 — установка защиты на столб, от которого произво-
дится ответвление. Это разновидность варианта 2. Обычно применя-
ется во вновь подключаемых и реконструируемых дачных поселках.
На столб выносятся ограничивающие автоматы защиты и приборы
учета (счетчики).
Такой способ подключения удобен, в первую очередь, энергоснаб-
жающей организации (ЭСО), инспектора которой могут контролиро-
вать расход электроэнергии, не заходя в дома. Опять же, установка
ограничивающего автомата защиты позволяет умерить аппетиты або-
нентов и расходовать электроэнергию в соответствии с выделенной
мощностью.
D
Примечание.
В этом случае обеспечивается защита всего участка ответвле-
ния: от магистрали до щитовой дома.
Однако при сработке аппарата защиты придется вызывать мест-
ного электрика или представителя ЭСО, т. к. самостоятельно залезть
на столб и открыть ящик, в котором эта защита будет установлена, вы,
скорее всего, не сможете. Вызов этот бесплатным не бывает, а размер
стоимости услуги зависит от аппетитов исполнителя.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 93
5.5. Вводное распределительное устройство
(щиток)
Особенности состава электрощитка деревянного дома
Особое внимание следует уделить подбору и монтажу автома-
тики защиты. Щит большого дома с разветвленной проводкой может
насчитывать десятки элементов. Это автоматические выключатели и
устройства защитного отключения* а также разрядники, ограничители
перенапряжений, переключатели фаз, системы включения резервного
питания и т. п.
Часто, для того чтобы разгрузить главный щит и уменьшить расход
кабеля, в коттеджах устанавливают дополнительные, этажные щитки.
Это позволяет также уменьшить расход кабеля и облегчает управле-
ние энергосистемой дома.
Полезный совет.
Не стоит забывать, что основным методом защиты от пора-
жения электрическим током является защитное заземление.
Поэтому в обязательном порядке на участке должен быть выпол-
нен контур повторного заземления, а вся распределительная сеть
выполняется трехпроводной.
Выбор системы заземления определяется в каждом конкретном
случае и зависит от состояния внешней сети.
Состав стандартного электрощитка
Стандартный щиток обычно включает в себя:
♦ вводной двухполюсный автомат защиты;
♦ счетчик;
♦ автоматы защитного отключения по группам потребителей;
♦ устройства защитного отключения (УЗО).
Кроме того, для сборки щитка понадобятся:
♦ DIN-рейка для установки A3 и УЗО;
♦ нулевая и заземляющая (если есть контур защитного заземле-
ния) шины;
♦ пломбировочный бокс для вводного A3;
♦ соединительные провода соответствующего нагрузке сечения;
94 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ кембрик для обеспечения двойной изоляции проводов;
♦ соединительная шина.
Количество однополюсных A3 подбирается зависимости от коли-
чества групп потребителей электроэнергии. В стандартных щитках
наших скромных квартир таких автоматов обычно два:
♦ один защищает линию освещения;
♦ другой защищает розеточную линию.
Полезный совет.
В загородном доме логичнее распределить нагрузку по помещениям.
Это позволит сэкономить на кабеле и облегчит поиск неисправно-
сти в случае ее возникновения.
Например, в стандартном домике 6x6 м планируются следующие
зоны: кухня — терраса, спальни 1 этажа, мансарда. Кухня — наиболее
энерговооруженная зона. Защищаем ее наиболее мощным из возмож-
ных в наших условиях A3 — 16 А. На линии спален и мансарды можно
установить A3 по 10 А.
Но можно и 16 А, если планируется установка обогревательных
приборов. Почему нельзя установить более мощные A3? Да потому
что защита выбирается по наименее слабому звену в цепи. И если
кабель сечением 2,5 мм2 может спокойно «пропустить» ток 25 А, то
стандартные розетки рассчитаны на ток не более 16 А. Поэтому, чем
меньше номинал A3, тем надежнее защита и спокойнее сон. Уже вряд
ли удастся в одном помещении «воткнуть» сразу несколько мощных
электроприборов и таким образом перегрузить сеть.
Подключение УЗО в распределительном щитке
В описаниях на УЗО пишут, что оно должно быть защищено от
сверхтоков. Имеем две схемы распределения входного электричества
(рис. 5.7).
Оба варианты схемы включения правильные. Расположение
устройств защитного отключения (УЗО) относительно автоматиче-
ских выключателей (АВ) может быть, как на левом рисунке, так и как
на правом.
Примечание.
Оба варианты правильные, если соблюдается защита от сверхто-
ков, т. е. от перегрева, от превышения расчетной нагрузки.
Глава 5. Электросеть деревянного дома
95
Общий
автомат
Счетчик
УЗО
I
Автомат
Розетки 1
УЗО
I
Автомат
Розетки 2
Общий
автомат
Счетчик
Автомат
Розетки 1
I
УЗО
I
Автомат
Розетки 2
I
УЗО
I
Автомат
Свет1
I
УЗО
I
Автомат
Свет 2
1
УЗО
1
Рис. 5.7. Схемы включения УЗО
УЗО выбирается по двум параметрам:
♦ номинальный, отключающий дифференциальный ток или
ток утечки (в быту применяются УЗО с уставкой 10, 30, 100 и
300 мА);
♦ номинальный ток.
Это полезно запомнить.
Номинальный отключающий дифференциальный ток lDn — это
значение отключающего дифференциального тока, указанное изго-
товителем, при котором УЗО должно срабатывать при заданных
условиях.
В отечественной электротехнической практике и, в частности, в
релейной защите применяется термин «уставка». Для УЗО это номи-
нальный отключающий дифференциальный ток.
Для защиты человека от поражения током нужно применять УЗО с
уставкой не более 30 мА. УЗО с уставкой более 100 мА предназначены
для защиты проводки от возгорания при повреждении или старении
изоляции («противопожарные УЗО»).
УЗО с уставкой 10-30 мА выполняют одновременно обе задачи —
защищают и человека, и проводку. При разветвленной внутренней
сети и большой суммарной нагрузке, что характерно для современ-
ного дома, недостаточно применить одно УЗО с уставкой, допустим
в 30 мА, т. к. возможны ложные срабатывания из-за суммирования
незначительных допустимых утечек при работе приборов в штатном
режиме.
Поэтому всю проводку защищают одним противопожарным УЗО,
устанавливаемом сразу после счетчика, а на групповые линии ставят
несколько УЗО 30 мА. УЗО с уставкой 10 мА применяют для защиты
96 Профессиональные советы домашнему электрику
человека в наиболее опасных помещениях, например, в ванной ком-
нате.
Это полезно запомнить.
Номинальный ток 1п — указанный изготовителем ток, который
УЗО может проводить в продолжительном режиме работы при
определенной температуре окружающего воздуха, т. е. это ток,
который может выдержать УЗО без повреждения.
Есть такое правило.
Номинал автоматических выключателей, установленных в одной
цепи с УЗО, должен быть равен или на ступень меньше номиналь-
ного тока УЗО, т. е. тока, который может «выдержать» УЗО.
Например: АВ на 16 А + УЗО на 16 А или (лучше) 25 А 30 мА. Или
2 АВ по 16 А + УЗО на 32 А или (лучше) 40 А 30 мА.
В любом случае правильнее выбирать УЗО с номинальным током 1П
на одну ступень выше, чем у автоматического выключателя, т. к. любой
автоматический выключатель при превышении нагрузки срабаты-
вает не сразу. Значит, в течение достаточно длительного времени УЗО
будет работать с перегрузкой. Например, при комнатной температуре
воздуха АВ на 16 А выключается при токе 24 А через 10-20 мин.
Помимо упомянутых критериев выбора УЗО, следует учитывать то,
что УЗО выпускаются электронные и электромеханические, а также
с характеристиками А, АС и S. Электронные УЗО зависимы от внеш-
него питания, но значительно дешевле электромеханических.
Внимание.
Электронные УЗО (например, УЗО-вилки) допустимо использовать
только для защиты отдельных приборов, если в цепи уже есть элек-
тромеханическое УЗО.
Наиболее распространенными у нас являются УЗО типа АС.
Подобные устройства защищают от утечек переменного тока и под-
ходят для большинства случаев защиты. Однако в быту все больше
появляется приборов, при неисправности которых возможны утечки
выпрямленных и пульсирующих токов. Это стиральные машины, ком-
пьютеры, зарядные устройства и т. п.
УЗО типа АС не способны «отследить» утечку при ряде неисправ-
ностей подобных приборов. В этом случае на помощь придут УЗО
типа А. Однако они дороже и реже встречаются в продаже.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 97
УЗО типа S — селективные, применяются, если необходимо обеспе-
чить селективность, т. е. последовательность срабатывания устройств
защиты. Например, вводной щит расположен на опоре ВЛ или ВЛИ.
Полезный совет.
При утечке с какого-либо прибора первым должно сработать УЗО,
расположенное в щитовой дома, а УЗО, установленное в щитке на
опоре, срабатывает с некоторой задержкой. Таким образом, не при-
дется после выявления неисправности каждый раз подниматься на
опору и включать УЗО.
Особенности использования УЗО в деревянном доме
Еще несколько слов об особенностях использования УЗО на дере-
вянной даче. Оно реагирует на возможный ток утечки и защищает
нас от поражения электрическим током. Бытует мнение, что в отсут-
ствии защитного заземления УЗО неэффективно, однако это не так.
Оно сработает и в этих условиях, но только в момент непосредствен-
ного прикосновения к неисправному прибору и, возможно, защитит
чью-то жизнь.
Полезный совет.
В условиях дачи весьма желательно поставить УЗО на линию улич-
ных розеток, в которые включается техника для обслуживания
сада, насос и электроинструмент. Также уместно УЗО на линии
бани. Там предполагается контакт с водой, значит, повышена
опасность поражения электрическим током.
УЗО — устройство не из дешевых. Поэтому понятно желание потре-
бителя сэкономить. В небольшом хозяйстве можно ограничиться
установкой УЗО только на вышеупомянутые линии или установить
одно общее УЗО. Но в последнем случае усложнится поиск возможной
неисправности. К тому же при длинной, разветвленной электропро-
водке вероятность ложных срабатываний возрастает.
Подбор и установка УЗО не такая уж простая задача. Важны две
характеристики:
♦ ток утечки;
♦ максимальный ток, который способен пропустить через себя
прибор.
По току утечки на даче чаще всего ставят УЗО номиналом в 30 мА.
Исключение — особо опасные помещения.
98 Профессиональные советы домашнему электрику
А вот максимальный ток выбирается на ступень выше тока A3,
защищающего эту линию. Например, A3 — 10 А — УЗО-16 А; АЗ-16 А,
значит, УЗО надо брать 20 или 25 А. Если УЗО ставится сразу на все
линии, то его номинал подбирается по вводному A3.
Например, в приведенном ранее примере водной A3 — 32 А. Значит,
УЗО должно быть рассчитано на ток 40 А.
Существуют еще дифференциальные автоматы защиты (диффавто-
маты). Это УЗО и A3 в «одном флаконе», совмещают в себе функции авто-
мата защиты и устройства защитного отключения. Приборы эти весьма
дороги, и их установка не всегда оправдана. Распространенный случай —
недостаток места в щитке. Отчасти и поэтому на размерах щитка эконо-
мить не стоит. Размер следует подбирать с учетом возможности дальней-
шего развития, т. к. дачное строительство — процесс бесконечный.
Полезный совет.
Автоматику, наполняющую щиток, следует покупать только про-
веренных производителей. Эти приборы отвечают за нашу безо-
пасность, экономить не стоит.
5.6. Создаем контур заземления
Естественные заземлители
Для того чтобы создать все условия электробезопасности в частном
доме необходимо при монтаже новой электропроводки или реконструк-
ции старой в общий план работ включить такие работы как монтаж кон-
тура заземления. В каких случаях необходимо устраивать контур зазем-
ления, и как правильно это сделать?
Внимание.
Контур повторного заземления, согласно последнему изданию
Правил устройства электроустановок (ПУЭ), обязателен на вводе
в любое здание.
В качестве повторного заземлителя ПУЭ рекомендует использовать
в первую очередь т. н. естественные заземлители (п. 1.7.102). В каче-
стве естественных заземлителей возможно использовать металлокон-
струкции, перечисленные в п. 1.7.109:
♦ металлические и железобетонные конструкции зданий и соору-
жений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе
Глава 5. Электросеть деревянного дома 99
железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие
защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, сла-
боагрессивных и среднеагрессивных средах;
♦ металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
♦ обсадные трубы буровых скважин.
Внимание.
«Не допускается использовать в качестве заземлителей трубо-
проводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и
смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления»,
как отмечается в п. 1.7.110 ПУЭ.
Искусственные заземлители
В практике дачного строительства обычно выполняют именно
искусственные заземлители, потому что естественных заземлите-
лей просто нет или их использование ч этом качестве невозможно
по каким-либо причинам. Устройство контура не такая уж простая
задача, как иногда представляется.
Состав контура заземления
Контур заземления в частном доме включает в себя:
♦ вбитые в почву вертикальные заземлители (стальной уголок
размерами 50x50x5 мм), соединяющиеся между собой горизон-
тальными заземлителями (полосовая сталь 40x4 мм);
♦ заземляющий проводник (круглая сталь сечением 8-10 мм2), ко-
торый соединяет контур заземления с электрощитом.
Более точные размеры и материал для заземлителей и заземляю-
щих проводников можно найти в ПУЭ-7, раздел 1.7.4. Технический
циркуляр №11/2006 от 16.10.2006 «О заземляющих электродах и зазем-
ляющих проводниках», вышедший позднее, ужесточает требования
к минимальным сечениям электродов из черной стали и расширяет
номенклатуру электродов.
В документе приводятся сечения электродов из меди, нержавеющей
стали, а также с различными покрытиями.
Внимание.
Запрещено в качестве заземлителей и заземляющих проводников
использовать арматуру.
100
Профессиональные советы домашнему электрику
Объясняется это тем, что наружный слой арматуры каленый. Из-за
этого распределение тока по сечению нарушается, а также по-другому
проходят процессы окисления (быстрее ржавеет).
Контур заземления должен обеспечивать сопротивление растеканию
тока не выше установленного нормативной документацией значения.
Следует помнить, что основным фактором является сопротивле-
ние грунта:
♦ на влажной глине или на торфе контур получится относительно
небольшим;
♦ на песке придется столкнуться с серьезной проблемой.
Внимание.
Контур заземления рекомендуется расположить на участке в мало-
посещаемых местах, желательно с северной стороны дома, там,
где влажность грунта выше. Расстояние от цоколя фундамента
должно быть не менее 1 м.
OJm
Формирование контура заземления
После разметки следует выкопать траншею по периметру разме-
ченного нами треугольника глубиной приметно 0,8-1 м и шириной,
достаточной для удобного обваривания, примерно 0,5-0,7 м. В этой
траншее будет прокладываться горизонтальные заземлители.
Теперь по вершинам треугольника следует вбить вертикальные
заземлители на глубину 2-3 м. Забивать в землю уголки длиной 2-3 м
.можно обычной кувалдой или мощным
перфоратором (вибромолотом) со специ-
альной насадкой, если он есть.
Для облегчения этой работы уголок на
конце заостряют, чтобы он лучше входил
в землю.
Также можно выкопать или пробурить
небольшие колодцы по вершинам треуголь-
ника глубиной до 1,5 м, это даст возмож-
ность забить утолок в меньший слой земли.
Примечание.
Контур в виде треугольника делать
необязательно. Все зависит от
Рис. 5.8. Пример размещения внешних условий. Можно распола-
вертикального заземлителя гать горизонтальные заземлители в
Глава 5. Электросеть деревянного дома
101
любом порядке, по окружности или по одной линии. Главное чтобы
их количество было достаточным для обеспечения минимального
сопротивления заземления.
Все соединения (полосы со стержнями и участков полос между
собой) выполняют сваркой, если контур выполняется из черной
стали — наиболее доступного материала для этой цели. К качеству
сварных соединений предъявляются повышенные требования, шов
должен быть достаточной (нормируемой) длины, прочность проверя-
ется ударами молотка весом 2 кг.
В итоге получается конструкция, представленная на рис. 5.9. Как
вариант, рассмотрена схема треугольника.
Полезный совет.
После окончания сварочных работ все швы желательно обмазать
битумной мастикой для защиты от коррозии.
Конечный участок полосы выводится на поверхность земли.
Идеально, если есть возможность довести полосу непосредственно
до вводного щита и закрепить на ГЗШ (главной заземляющей шине).
Полоса с точки зрения эффективности подойдет лучше, чем про-
волока, так как площадь прикосновения ее с землей будет больше.
Однако стальную полосу сложнее прокладывать в местах перегиба
траншеи, потому что согнуть ее труднее чем стальную проволоку.
Но в реальных условиях это сделать бывает не всегда возможно,
ввиду удаленности щита от выхода контура заземления. Поэтому к
полосе крепят медный провод минимальным сечением 10 мм2.
Заземляющий проводник
(круглая сталь)
Горизонтальный заземлитель
(полоса)
Вертикальный заземлитель
(уголок)
Рис'5.9. Система заземления, подведенная к дому
102 Профессиональные советы домашнему электрику
В конце полосы сверлятся одно или (лучше) два отверстия, в кото-
рые ввариваются болты. Провод надежно прикручивается к полосе в
этих точках гайками через шайбы. Место соединения также защища-
ется от коррозии водостойкой, консистентной смазкой. Если соеди-
нение выполнено вне помещения, то оно помещается в герметичный
бокс (распаечную коробку).
Полезный совет.
Видимый участок полосы желательно окрасить водостойкой кра-
ской.
Далее траншея закапывается, грунт трамбуется и уплотняется.
Желательно грунт сортировать. Непосредственно полосу лучше засы-
пать грунтом, имеющим меньшее удельное сопротивление.
Традиционный контур не лишен ряда недостатков.
Верхний слой грунта, где он размещается, подвержен сезонным
колебаниям удельного сопротивления. Поэтому, например, в силь-
ные морозы зимой или после долгого засушливого периода летом его
параметры могут ухудшиться до недопустимых значений.
Кроме того, выполненный из черной стали, он быстро коррозирует,
его срок службы относительно невелик.
D
Примечание.
Чем лучше параметры грунта для устройства контура (ниже
сопротивление), тем быстрее будет разрушаться традиционный
контур.
Глубинный заземлитель
Для устройства традиционного контура требуется много места
на участке, велик объем земляных работ. Большинства перечис-
ленных недостатков лишен глубинный заземлитель (модульно-
штыревая система заземления). Глубинные заземлители изготавли-
ваются в промышленных условиях из омедненной стали и представ-
ляют собой комплект элементов. Срок службы подобно заземлителя
достигает 30 лет.
Он обеспечивает стабильные значения сопротивления растеканию
тока в любое время года из-за забивания вертикальных электродов на
большую глубину — до 30 м. Однако стоимость материалов и работ по
устройству подобного заземлителя выше, чем традиционного.
Глава 5. Электросеть деревянного дома
103
Z3 Оголовок
Но если сравнивать срок службы, высокую
надежность, отсутствие необходимости проводить
регулярный контроль, то окажется, что затраты
вполне себя окупают.
Конструкция заземлителя, состоящего из
отдельных стержней 016 мм, соединенных посред-
ством резьбовых муфт представлена на рис. 5.10.
Специальная упрочненная сталь позволяют
использовать их как глубинные, с возможностью
погружения на глубину порядка 20 м, задействуя
при этом глубинные слои грунтов с низким удель-
ным сопротивлением. Это способствует быстрому
достижению нормированных значений сопротив-
ления заземляющих устройств.
Материал и конструкция заземлителя устой-
чивы к коррозии благодаря защитному цинко-
вому покрытию, полученному методом горячего
оцинкования, что обеспечивает долговечность
заземляющего устройства в течение всего срока эксплуатации элек-
троустановки.
Заземлитель в сборе представляет собой совокупность отдельных
стержней, соединенных между собой посредством муфт, погружае-
мых на глубину от 1,5 м до 20 м в зависимости от требуемого значения
сопротивления заземления. Коррозионная стойкость обеспечивается
защитой стержней цинковым покрытием, получаемым методом горя-
чего оцинкования толщиной не менее 80 мкм. Для погружения стерж-
ней в грунт используется виброударный инструмент с энергией удара
в пределах 25-50 Дж.
Муфта
Стержень
Муфта
Стержень
Наконечник
Рис. 5.10. Конструкция
стержня модульно-
штыревого глубинного
заземлителя
Что нужно сделать после устройства контура заземления
После окончания работ по устройству контура необходимо про-
вести замеры. Требуется с помощью приборов убедиться, что контур
укладывается в параметры, установленные нормативной докумен-
тацией. Такие измерения, если требуется официальное заключение,
выполняются лицензированной электролабораторией. На контур
выдаются: паспорт; протокол испытаний; акт скрытых работ; акт при-
емки в эксплуатацию.
104 Профессиональные советы домашнему электрику
Следует понимать, что контур заземления является лишь одной из
составных частей безопасности электроустановки в целом, которая,
согласно ПУЭ, применительно к жилым помещениям выполняются
по системам TN-C-S или ТТ (см. гл. 2 этой книги).
5.7. Измерители сопротивления заземления
и их использование
Измерители заземления М416
Измерения сопротивления контура заземляющего устройства про-
изводятся измерителем заземления М416, ЦС4107 или Ф4103-М1.
Измерители заземления М416 предназначены для измерения
сопротивления заземляющих устройств, активных сопротивлений
и могут быть использованы для определения удельного сопротивле-
ния грунта. Диапазон измерения прибора от 0,1 до 1000 Ом и имеет
четыре диапазона измерения: 0,1-10, 0,5-50, 2,0-200, 100-1000 Ом.
Источником питания служат три соединенные последовательно сухие
гальванические элемента напряжением по 1,5 В.
Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1
Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1 предназначен
для измерения сопротивления заземляющих устройств, удельного
сопротивления грунтов и активных сопротивлений как при наличии
помех, так и без них с диапазоном измерений от 0-0,3 Ом до 0-15 кОм
(10 диапазонов).
Класс точности измерительного прибора Ф4103 — 2,5 и 4 (в зависи-
мости от диапазона измерения). Питание — элемент (R20, RL20), 9 шт.
Перед проведением измерений измерителем Ф4103 необходимо, по
возможности, уменьшить количество факторов, вызывающих допол-
нительную погрешность, например:
♦ устанавливать измеритель практически горизонтально, вдали от
мощных электрических полей;
♦ использовать источники питания 12±0,25 В;
♦ индуктивную составляющую учитывать только для контуров,
сопротивление которых меньше 0,5 Ом;
♦ определять наличие помех и так далее.
Глава 5. Электросеть деревянного дома
105
Помехи переменного тока выявляются по качаниям стрелки при
вращении ручки ПДСТ в режиме «ИЗМ1». Помехи импульсного
(скачкообразного) характера и высокочастотные радиопомехи выяв-
ляются по постоянным непериодическим колебаниям стрелки.
Порядок проведения измерения сопротивления
контура защитного заземления
1. Установить элементы питания в измеритель заземления.
2. Установить переключатель в положение «Контроль 5 fb>, нажать
кнопку и вращением ручки «реохорд» добиться установки стрелки
индикатора в нулевую отметку шкалы.
3. Подключить соединительные провода к прибору, как показано
на рис. 5.11, а, если измерения производятся прибором М416 или
рис. 5.11, б, если измерения производятся прибором Ф4103-М1.
4. Углубить дополнительные вспомогательные электроды (заземли-
тель и зонд) по схеме рис. 5.11, а и рис. 5.11, б на глубину 0,5 м и под-
ключить к ним соединительные провода.
5. Переключатель установить в положение «XI».
6. Нажать кнопку и вращая ручку «реохорда» приблизить стрелку
индикатора к нулю.
7. Результат измерения умножить на множитель.
Rx
■т\
12 3 4
Уровень земли
\
Контур
заземления
не менее
20 м
не менее
Юм
(0,4,0,5,0,6)Мэт
1_эт = ЗД
ЗУ
П
Рис 5.17. Подключение измерительных приборов
для измерения сопротивления контура заземления:
а — М416;б—Ф4ЮЗ-М1
106 Профессиональные советы домашнему электрику
Как провести проверку соединения заземлителей
с заземляемыми элементами
Первоначально при проверке соединения заземлителей с заземляе-
мыми элементами простукиванием и осмотром выявляют видимые
дефекты и обрывы. Для окончательного заключения об исправности
заземляющих проводников, надежности болтовых и сварочных соеди-
нений измеряют сопротивление участков цепи между заземлителем и
заземленными элементами.
Данные, полученные в период наладки, могут быть использованы
как исходные для сравнения при последующих эксплуатационных
проверках.
В сетях простой конфигурации измеряется непосредственно сопро-
тивление между заземлителем и каждым заземляемым элементом.
В сложных, разветвленных сетях измеряют:
♦ сначала — сопротивление между заземлителем и отдельными
участками магистрали заземления (например, внутри цеха);
♦ затем — сопротивление между этими участками и заземляемыми
элементами.
Внимание.
Перед измерением необходимо убедиться в отсутствии напряже-
ния на корпусах проверяемого оборудования!
Для присоединения провода к металлическим корпусам удобно
пользоваться специальным щупом из трехгранного напильника с
изолирующей ручкой и контактным зажимом. В этом случае работу
выполняют два человека:
♦ один касается щупом корпуса;
♦ другой производит измерения прибором, жестко подсоединен-
ным к магистральной шине проводом со струбциной.
При большой длине соединительных проводов следует учитывать
их сопротивление.
Измерения можно производить омметрами любого типа, а также
измерителями заземления типов М-416, ЦС4107 или Ф4103 и др.
Скрытые дефекты проводки могут быть выявлены при измере-
ниях методом амперметра-вольтметра, поскольку протекание токов
10-30 А вызывает:
♦ нагрев или искрение в плохих контактных соединениях;
♦ выгорание случайных перемычек.
Глава 5. Электросеть деревянного дома
107
В качестве источника тока может быть применен трансформатор с
выходным напряжением 12-42 В.
5.8. Особенности подключения в щитке
при различных системах заземления
Подключение в электрощите дома
при наличии контура заземления
Как правило, электропитание в частных домах осуществляется воз-
душными линиями с системой заземления TN-C. В такой системе ней-
траль источника питания заземлена, а к дому подходят фазный провод L
и совмещенный нулевой защитный и рабочий провод PEN (рис. 5.12).
После того как в доме произведен монтаж собственного контура
заземления необходимо произвести его подключение к электроуста-
новкам дома. Сделать это можно двумя способами:
♦ или переделать систему TN-C на систему заземления TN-C-S;
♦ или произвести подключение дома к контуру заземления по си-
стеме ТТ.
Трансформаторная
подстанция
Повторные
заземления Главная'
заземляющая
шина
Контур
заземления
Рис. 5.12. Упрощенная схема подключения дома
108
Профессиональные советы домашнему электрику
Подключение дома к контуру заземления по системе TN-C-S
Как отмечалось ранее (гл. 2) в системе заземления TN-C не
предусмотрено отдельного защитного проводника, поэтому в доме
переделываем систему TN-C на TN-C-S.
Осуществляется это разделением в электро-
щите совмещенного нулевого рабочего и
защитного PEN проводника, на два отдель-
ных, рабочий N и защитный РЕ (рис. 5.13).
Для этого устанавливаем в щите шину,
которая металлически связана с щитом. Это
будет шина заземления РЕ. К ней будет под-
ключаться PEN проводник со стороны источ-
ника питания.
Далее от шины РЕ идет перемычка на шину
нулевого рабочего проводника N.
Рис. 5.13. Расщепление
PEN проводника и
преобразование системы
TN-CHaTN-C-S
Внимание.
Шина нулевого рабочего проводника должна быть изолирована от
щита. А фазный провод подключается на отдельную шину, кото-
рая тоже изолирована от щита.
После всего этого необходимо соединить электрощит с контуром
заземления дома. Это делается с помощью медного многожильного
провода, один конец провода соединяем с электрощитом, другой
конец крепим к заземляющему проводнику с помощь болта на конце,
который для этой цели и был специально приварен.
Подключение дома к контуру заземления по системе ТТ
Для такого подключения не нужно проводить никаких разделений
PEN проводника. Фазный провод подключаете к изолированной от
щита шине (рис. 5.14). Совмещенный PEN
проводник источника питания подключаем
к шине, которая изолирована от щита. А в
дальнейшем считаем PEN просто нулевым
проводом. Затем подключаем корпус щита к
контуру заземления дома.
Как видно из схемы, контур заземления
дома не имеет никакой электрической связи
с PEN проводником.
Рис. 5.14. Подключение дома
к контуру заземления по
системе ТТ
Глава 5. Электросеть деревянного дома 109
D
Примечание.
Подключение заземления по системе ТТимеет несколько преимуществ
по сравнению с подключением по системе TN-C-S.
Случай 1. В системе TN-C-S при отгорания PEN проводника со сто-
роны источника питания все потребители будут подключены к вашему
заземлению. А это чревато многими негативными последствиями. А в
системе ТТ заземление не будет иметь связи с PEN проводником. Это
гарантирует нулевой потенциал на корпусе ваших электроприборов.
Случай 2. Случается, коГ да на нулевом проводнике из-за неравно-
мерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение,
которое может достигать значений от 5 до 40 В. И когда есть связь
между нулем сети и защитным проводником, на корпусах вашей тех-
ники также может возникать небольшой потенциал. Конечно, при
возникновении такой ситуации должно сработать УЗО.
Из рассмотренных способов подключения контура заземления
дома можно сделать вывод, что система ТТ в частном доме более без-
опасна по сравнению с системой TN-C-S. Недостатком использования
системы заземления ТТ является ее дороговизна. То есть, при приме-
нении системы ТТ обязательно должны устанавливаться такие защит-
ные устройства как УЗО, реле напряжения.
Вывод.
Выполнение только контура заземления не является исчерпываю-
щей мерой. В электроустановке важна каждая деталь. Только ком-
плексное соблюдение нормативов обеспечивает высокий уровень
безопасности.
5.8. Внутренняя проводка в деревянном доме
Проводка открытым кабелем
Проводку в деревянных домах, как правило, выполняют открытой.
Хотя возможна и скрытая проводка, но для. того, чтобы выполнить
ее с учетом всех норм безопасности потребуются немалые средства,
что не всегда оправданно. Рассмотрим практически все возможные
варианты.
Для стационарной проводки лучше всего использовать жесткие
(однопроволочные) кабели в двойной или даже тройной изоляции.
110
Профессиональные советы домашнему электрику
Внимание.
Изоляция должна быть изготов-
лена из материалов, не распро-
страняющих горение.
Такими кабелями являются ВВГнг
(рис. 5.6) или NYM (рис. 5.15).
Кабели СИЛОВЫе ДЛЯ стационарной Рис 5.15. Внешний вид кабеля NYM
прокладки NYM-O, NYM-J на 300/500В
созданы с медными токопроводящими жилами, с ПВХ изоляцией, с
заполнением из мелонаполненной резиновой смеси, в оболочке из
ПВХ пластиката.
Применяются для передачи и распределения электроэнергии в
стационарных установках на номинальное переменное напряжение
300/500 В частоты 50 Гц. Для прокладки в сухих, влажных и мокрых
помещениях под и над штукатуркой, непосредственно в бетоне (за
исключением уплотненного), в каналах и трубах. Разновидности кабе-
лей NYM представлены в табл. 5.1.
Разновидности кабелей NYM Таблица 5.7
Число жил и
номинальное сечение,
мм2
Наружный диаметр, мм
NYM-0
2x1,5
2x2,5
9,4
10,8
NYM-J
3x1,5
3x2,5
3x4
4x1,5
4x2,5
9,9
11,4
13
10,7
12,3
Число жил и
номинальное сечение,
мм2
4x4
4x6
4x10
5x1,5
5x2,5
5x4
5x6
5x10
7x1,5
Наружный диаметр, мм
14,6
16,1
19,5
11,5
13,3
16
17,5
21,3
12,6
Внимание.
При прокладке кабеля NYM вне помещений не допускается воздей-
ствие солнечных лучей.
Коротко о конструкции. Токопроводящая жила — медная проволока
класса 1. Изоляция поливинршхлоридный пластикат ПВХ. Изолированные
жилы многожильных кабелей имеют отличительную расцветку.
в
Примечание.
Кабель марки NYM-0 выпускается без желто-зеленой жилы, а
NYM-J — с желто-зеленой жилой.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 111
Скрутка — изолированные жилы одинакового сечения двух-, трех-,
четырех-, пяти- и семижильных кабелей скручены. Заполнение —
мелонаполненная резиновая смесь. Оболочка — ПВХ пластикат не
распространяющий горение.
Приведу основные характеристики кабелей NYM.
♦ Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, В 2000.
♦ Макс, допустимая температура нагрева жил при эксплуатации, °С +70.
♦ Макс, допустимая температура нагрева жил при токах К.З., °С +160.
♦ Относительная влажность воздуха
при температуре до +35°С, %, не более 98.
♦ Температурный диапазон:
■ эксплуатации, °С от -40 до +70
■ прокладки и монтажа, °С не ниже -15
♦ Радиус изгиба кабелей при прокладке и монтаже — не менее 4-х наружных
диаметров кабеля.
♦ Строительная длина кабелей, м, не менее 50.
♦ Срок службы кабелей, лет, не менее 30.
D
Примечание.
Кабели ВВГнг и NYM допускается крепить электротехническими
скобами непосредственно к поверхности в том случае, если сечение
жилы не превышает б мм2 и прокладка ведется одиночным кабелем.
Если применить кабель в обычной изоляции (например, весьма
распространенный ПУНП), то необходимо:
♦ или устанавливать под кабель прокладку из негорючего матери-
ала (металла или асбеста) таким образом, чтобы она выступала
не менее чем на 10 мм с каждой стороны;
♦ или обеспечить соблюдение воздушного
зазора не менее 10 мм от горючего основа-
ния (рис. 5.16).
Последний вариант похож на «древний» спо-
соб устройства электропроводки витым проводом
(рис. 5.17) на керамических роликах (рис 5.18).
К сожалению, ни ролики, ни витой провод
сейчас достать практически невозможно. Тем не
менее, берусь утверждать, что проводка, выпол-
ненная и качественным кабелем в негорючей
изоляции без всякой подкладки, будет вполне
надежна (рис. 5.19).
Этот способ самый дешевый. Существенным Рис 5Лб* nP°eodj<a
7 открытым способом
недостатком следует считать только весьма встиле«ретро»
112
Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 5,17. Потолочная проводка
на керамических роликах
Рис, 5,18. Керамические ролики
спорный внешний вид, особенно в тех
местах, где приходится параллельно
прокладывать сразу несколько кабе-
лей.
Проводка в электротехнической
гофрированной трубе
Способ во многом похож на вышео-
писанный. Разница состоит в том, что
кабель затягивают в пластиковую гофри-
рованную гибкую трубку (рис. 5.20).
Внимание.
Такие трубы должны быть изго-
товлены из материалов, не рас-
пространяющих горение и иметь
соответствующий сертификат.
Монтаж в обычных (горючих) тру-
бах ПХВ по деревянным основаниям
категорически запрещен!
Рис. 5,19. Проводка открытым
способом с использованием
электротехнических скоб
Рис. 5.20. Варианты пластиковых
гофрированных гибких трубок
Трубы крепят специальными клип-
сами (рис. 5.21). В одну трубку можно
затянуть сразу два и больше кабелей.
Проводка выглядит аккуратнее, но до
идеала и здесь далеко, т. к. все это напо-
минает некоторое производственное
помещение (рис. 5.22).
Примечание.
Если потребуется перетяжка,
то придется снимать проводку
целыми кусками и заменять, что
не всегда удобно.
С точки зрения безопасности такой способ предпочтительнее, т. к.
обеспечивается повышенная защита от механических повреждений.
К тому же обеспечивается некоторые воздушный зазор от горючей
поверхности. Разновидностью данной проводки является проводка в
жестких пластиковых трубах.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 113
Рис 5.21.Так
выглядит клипса для Рис. 5.22. Монтаж с использованием
электромонтажа гофрированных трубок
Проводка в кабель-каналах или электротехнических коробах
Кабели укладываются в
пластиковые короба (кабель-
каналы) и закрываются
защелкивающимися крыш-
ками. Кабель каналы выпу-
скаются любых размеров
(рис. 5.23) и разных цветов.
Рис. 5.23. Варианты кабель-каналов
Внимание.
Кабель-каналы должны быть изготовлены из пластика, не распро-
страняющего горение, и иметь соответствующий сертификат.
Аккуратно установить короба не так уж просто. Требуется навык
и хороший инструмент. К тому же прямые линии коробов подчерки-
вают такую обычную в наших постройках кривизну стен и потолков.
Поэтому требуется еще и «продвинутое» пространственное виде-
ние, чтобы электропроводка выглядела эстетично и даже украшала
помещение. Важным преимуществом является то, то в будущем доста-
точно легко можно произвести изменения, добавить кабели, изменить
конфигурацию, установить дополнительные розетки и выключатели
(рис. 5.24).
D
Примечание.
Дачный домик— он как живой организм. Всегда хочется что-то
изменить, пристроить, перестроить. Удобно, если можно также
быстро нарастить проводку, не влезая в серьезные траты и не
производя коренных переделок.
114 Профессиональные советы домашнему электрику
Сейчас в продаже есть короба самых
разных размеров. Можно подобрать
их и по цвету. Выпускаются дополни-
тельные элементы: углы внутренние и
наружные, стыки, отводы, заглушки.
Наличие такой фурнитуры заметно
облегчает, монтаж, позволяет скрады-
вать возможную кривизну стен. Однако
и здесь не обходится без «подводных
камней».
Внимание. j
Короба плохо «живут» на стенах, рис. 5.24. Проводка в кабель-каналах
обшитых непросохшей вагонкой.
В результате коробления дерева они могут искривляться, стыки
расширяются. Поэтому такую проводку следует вести после того,
как дерево хорошо высохнет.
Этот способ прокладки кабеля является наименее бюджетным из
уже рассмотренных, но, по совокупности качеств, наиболее предпо-
чтительным.
Несколько слов о цвете и фактуре. Велико желание владельца дачи,
чтобы было «все красиво». И начинается подбор кабель-каналов по
цвету. Не всем нравится белый цвет. Тем более, и производители идут
навстречу покупателям. Но кабель-каналы это еще не все. Будет нужно
подобрать электроустановочные изделия — выключатели, розетки,
распаечные коробки.
И вот тут начинаются проблемы. Выбор оказывается небольшим.
Предлагаемые элементы могут не соответствовать суровым требо-
ваниям, предъявляемым к монтажу по сгораемым конструкциям.
Допустим, усилия принесли успех. Все удалось подобрать так, как
хотелось. Но прошло время... Захотелось изменить обстановку, что-то
перестроить, установить отопительные приборы... Да просто, пере-
двигая мебель, зацепили выключатель и сломали его. Возникла необ-
ходимость частично переделать или отремонтировать проводку. И вот
она — незадача. Никак не удается подобрать в цвет. Производители
тоже внесли изменения в линейки выпускаемой продукции. Что же,
переделывать все?
Глава 5. Электросеть деревянного дома
115
Полезный совет.
Подумайте об этом заранее. Не гонитесь за оригинальностью.
Поставьте на первое место функциональность и практичность.
Белый цвет не так уж плох. Всегда будут производиться короба и
электроустановочные изделия белого цвета, выбор их будет велик.
Скрытая проводка в деревянном доме
В подавляющем большинстве источников на данную тему скры-
тая проводка по сгораемым конструкциям не рекомендуется. Но, тем
не менее, сделать ее можно, при этом соблюдая все требования по
безопасности. И, если «красота требует подобных жертв», а средства
позволяют, то нет ничего невозможного (рис. 5.25).
Внимание.
Основным требованием нормативных документов является необ-
ходимость обеспечения пожарной безопасности. Т. е. кабель дол-
жен быть заключен в оболочку, локализующую горение.
Во-первых, этой оболочкой может являться стальная труба. В слу-
чае возможного возгорания такая труба обеспечит нераспространение
огня на ограждающие конструкции. Внутри труба должна быть оцин-
кована или окрашена. Это нужно для того, чтобы стенки ее не ржа-
вели. Все повороты выполняются на резьбе или сваркой. Все выходы
из труб оформляются пластиковыми вставками, предохраняющими
изоляцию кабеля от контакта с острой кромкой.
Трубы укладываются с незначительным наклоном, обеспечиваю-
щим вытекание возможного конденсата (ГОСТ Р 50571.15-97 (МЭК
364-5-52-93): п. 522.3.2 «Следует предусматри- скрытый способ
ватъ возможность удаления воды или конден-
сата в местах, где они могут скапливаться».
ПУЭ 7-е издание п.п. 2.1.63.). Естественно, что
распаечные коробки, выключатели, розетки
устанавливаются в металлические установоч-
ные коробки.
Во-вторых, существует другой способ
скрытой прокладки кабеля — по намету шту-
катурки. Причем толщина ее должна быть
не менее 10 мм со всех сторон. В этом случае
проводка немногим отличается от скрытой
проводки в каменных домах. Правда есть
Розетка
Венечный
(первый)брус
Кабельный канал
Рис. 5.25, Принцип создания
скрытой проводки в доме
из бревен
116 Профессиональные советы домашнему электрику
проблема, как соблюсти рекомендации ПУЭ о сменяемости электро-
проводки.
Проложить кабели в гофре, а уже их потом замонолитить в штука-
турку? Формально требование будет выполнено, но уверяю вас, что
перетянуть впоследствии жесткий провод не получится. Этот второй
способ прокладки кажется более простым. Но это не так. Что будет с
штукатуркой по прошествии некоторого времени? Как она будет дер-
жаться? Не появятся ли трещины?
Внимание.
На некоторых сайтах электротехнических компаний можно встре-
тить фотографии работ по монтажу скрытой электропроводки
в деревянных зданиях, где провода уложены в жесткие пластиковые
электротехнические трубы или гофру, а затем скрыты под обшив-
кой. Значит можно и так? Нет! Категорически нельзя!
Монтажники идут на явное нарушение установленных правил,
соблазнившись легкостью выполняемых работ. Заказчику и невдомек,
что в доме заложена «мина замедленного действия» и когда «рванет»
никому не известно. А может быть и не рванет?.. Вот что сказано в
табл. 14.2 СП ЗЫ 10-2003 о способе выполнения групповых сетей для
зданий из деревянных и других конструкций, из горючих материалов
не ниже группы горючести ГЗ по СНИП 21-01:
«Открыто допускается проводить в коробах, специальных коро-
бах, удовлетворяющим требованиям НПБ-246. Допускается про-
кладка одиночным кабелем с медными жилами, сечением не более 6 мм2,
не распространяющим горение, без подкладки. Скрыто допускается
проводить: в металлических трубах — кабелями и изолированными
проводами; под слоем штукатурки — кабелем, не распространяющим
горение, по намету штукатурки».
5.9. Электропроводка в доме из бревен
Особенности создания открытой проводки
в доме из бревен
Открытая проводка, рассмотренная выше, — простейший вариант
проводки, сочетающий в себе максимум безопасности при минимуме
Глава 5. Электросеть деревянного дома 117
затрат. Во главу угла при ее применении ставится функциональность.
Эстетика отходит на второй план.
Конечно, возможно выполнить открытую проводку максимально
аккуратно, так, что она не будет сильно бросаться в глаза. Но не всем
нравятся кабель-каналы на стенах. Некоторые пытаются применить
цветные электроустановочные изделия, использовать короба корич-
невого цвета или «под дерево».
В
Примечание.
К сожалению, выбор подобных изделий невелик, качество далеко не
всегда соответствует, производители не обеспечивают необходи-
мый ассортимент фурнитуры: углов, поворотов, стыков, заглушек.
Без них аккуратно установить кабель-каналы сложно, со временем
из-за подверженности дерева набуханию и усыханию, стыки расширя-
ются, короба несколько смещаются — проводка перестает выглядеть
аккуратно. Есть и совсем неудобные случаи: как, например, устано-
вить короба на бревенчатые стены, на стены, обшитые модным сейчас
блокхаузом или обитые обрезной доской «внахлест»? Отказаться от
кабель-каналов? Просто прибить к стенам провод скобочками?
Однако не каждый кабель будет смотреться эстетично. Большинство
кабелей ВВГнг имеют изоляцию черного цвета, NYM — серого. Как такая
«цветовая гамма» будет сочетаться с цветом дерева? А как быть в ситуа-
ции, если рядом нужно проложить сразу несколько кабелей? В современ-
ном, насыщенном электроприборами доме, количество кабелей, проло-
женных параллельно, может местами достигать нескольких десятков!
Примечание.
Не стоит забывать, что возможность прокладки кабелей непо-
средственно по основанию без механической защиты рассматри-
вается несколько спорно в нормативной документации.
Так, СП 31-110-2003 допускают открытую прокладку по горючему
основанию без подкладки только «одиночным кабелем с медными
жилами сечением не более 6 мм2, не распространяющим горение».
Значит, провести два кабеля рядом нельзя? Или нельзя их крепить
одной скобой, как порой принято? А если вести их на некотором рас-
стоянии друг от друга и таких кабелей будет не два, а пять, десять,
больше, то во что превратится стенка? Но ПУЭ требуют выполнять
открытую проводку в жилых помещениях «в электротехнических
плинтусах, коробах и т. п.» (п. 7.1.37).
118 Профессиональные советы домашнему электрику
Можем ли мы считать «и т. п.» допущением вести открытую про-
водку непосредственно кабелем по стенам или на роликах, допуска-
емых табл. 2.1.2 ПУЭ? Но в разделе «Выбор вида электропроводки,
выбор проводов и кабелей и способа их прокладки» ПУЭ идет речь об
электропроводках вообще, а в гл. 7 ПУЭ об электропроводках в специ-
альных помещениях, к которым относятся в т. ч. и жилые помещения.
Таким образом, вероятно, следует трактовать пресловутое «и т. п.» не
как непосредственную прокладку кабелей по стенам, а прокладку в
жестких и гибких электротехнических трубах, металлорукаве...
Внимание.
Кабели, проложенные по стенам жилых помещений, должны быть
обязательно защищены от возможных механических повреждений.
Реально существует проблема подбора электроустановочных изде-
лий для открытой проводки. Ассортимент розеток и выключателей
для открытой проводки весьма ограничен. Большинство солидных
производителей поддерживают его только для самых дешевых серий.
В этих сериях нет многих удобных «примочек», которые есть в сериях
среднего и высокого ценового диапазона. Например, нет программируе-
мых диммеров, перекрестных выключателей, позволяющих управлять
светом из трех и более мест, нет различных таймеров и т. п. Ограничена
цветовая гамма изделий, применяемый материал — недорогой пластик.
И хотя качество изделий у солидных производителей высокое, они далеко
не всегда могут удовлетворить вкус придирчивого покупателя.
Из того, что сейчас представлено на нашем рынке могу отметить:
«Этюд» (выпускает завод Шнайдер Электрик в Питере); «Wessen» —
тоже недавно приобретен Шнайдер Электрик; «Elyo» — бывшая само-
стоятельная шведская фирма, приобретена Шнайдер Электрик; Simon
(Испания); Корр (Германия).
Помимо этих изделий на рынке представлены турецкие и россий-
ские розетки и выключатели для наружного монтажа, но их качество
заметно уступает вышеназванным сериям.
D
Примечание.
Широко известные у нас фирмы Leg rand и ABB изделий для наружного
монтажа не выпускают, кроме специальных, устанавливаемых во
влажных и пыльных помещениях.
Правда, у большинства производителей имеются в ассортименте подъ-
емные коробки (обычно весьма ограниченной гаммы цветов), позволяю-
Глава 5. Электросеть деревянного дома 119
щие смонтировать изделия для скрытой установки в кабельные системы,
но такое сочетание смотрится на деревянных стенах весьма спорно.
Опять же, не всем нравится, что изделия для наружного монтажа
далеко выступают от стены, что увеличивает вероятность их повреж-
дения, особенно в местах проходов и затрудняют размещение мебели.
Таким образом, открытая электропроводка далеко не всегда может
соответствовать придирчивым вкусам пользователей. Давайте обсу-
дим далее скрытую проводку.
Особенности создания скрытой проводки в доме из бревен
К скрытой проводке по сгораемым конструкциям российская нор-
мативная документация предъявляет еще более жесткие требования,
которые порой кажутся невыполнимыми. Вариантов здесь, как отме-
чалось выше, всего два:
♦ прокладка кабелей в глухих металлических коробах или метал-
лических трубах;
♦ прокладка кабелей в негорючей штукатурке, которая должна
окружать кабель со всех сторон слоем не менее 10 мм (табл. 14.2
СП 31-110-2003, ПУЭ: табл. 2.1.3)!
Такое жесткое требование ПУЭ кажется невыполнимым, т. к. с
точки зрения неспециалиста превращает дом в «водопровод», по
которому должны идти провода. Опять же, никому не придет в голову
укрыть красивую вагонку слоем цементного или гипсового раствора.
Отсюда возникают домыслы по поводу завышенных требований.
, «Что может произойти с кабелем в неподдерживающей горение
изоляции, защищенным современной автоматикой, проложенным
неразрывно от щитка до розетки?» — так рассуждают некоторые «спе-
циалисты от электрики», расписываясь в своей несостоятельности.
Они протягивают кабели по перекрытиям в гофре, запихивают
провод под плинтуса, прячут их под «обналичку» окон и дверных
коробок, втолковывая несведущему клиенту, что именно так и следует
поступать.
Однако следует рассмотреть, по крайней мере, два неблагоприят-
ных развития сценария, которыми, видимо, руководствовались раз-
работчики нормативной документации, устанавливая столь жесткие
требования.
Сценарий 1. Грызуны. В перекрытиях и в стенах деревянных
домов возможно появление мышей и крыс. Эти весьма неприятные
120 Профессиональные советы домашнему электрику
«спутники» человека почему-то любят грызть пластиковую изоля-
цию проводов. Доводилось извлекать из стен провода, изоляция
которых на несколько метров была изъедена. Она несла на себе
отчетливые следы зубов. Местами изоляция отсутствовала совсем,
и короткое замыкание могло произойти в любой момент. Даже, если
защитная автоматика отработала бы безупречно, в месте короткого
замыкания на доли секунды произошла бы мощная вспышка, спо-
собная поджечь древесную пыль, труху, паклю — да мало ли быстро
воспламеняемого материала накапливается со временем в стенах и
перекрытиях.
Сценарий 2. Дерево, как известно, «дышит». На это влияет изме-
нение влажности воздуха. Все мы сталкивались с заклинившими
дверьми и окнами зимой и весной, когда влажность воздуха увели-
чивается. Кроме того, дома подвержены некоторой осадке. В кабеле
могут возникнуть опасные напряжения, способные привести к его
повреждению или обрыву. Дальнейшее развитие событий уже рас-
смотрено в сценарии 1.
Примечание.
Если кабель помещен в негорючую среду, то дальнейшего распро-
странения огня не произойдет. Максимум, чем мы рискуем, — не
будет света в отдельных помещениях или перестанут работать
одна или несколько розеток.
Некоторые монтажники используют для скрытой прокладки кабе-
лей металлорукав, считая его гибкой металлической трубой. Однако в
нормативной документации нигде не встречается допущение исполь-
зования металлорукава в качестве металлической трубы. Думаю, объ-
ясняется это тем, что он не является «глухим».
Уплотнение обеспечивается хлопчатобумажной нитью, прекрасно
поддерживающей горение (тип РЦ-Х). Желающие могут произвести
эксперимент — вытащить уплотняющий шнур и поджечь зажигал-
кой. Результат развеет все сомнения. Выпускается еще металлорукав
с асбестовым уплотнением (тип РЦ-А). Но он распространен крайне
незначительно. В продаже трудно обнаружить металлорукав с асбе-
стовой нитью только большого диаметра.
Вывод.
Таким образом, использовать металлорукав для скрытой про-
кладки кабелей в горючих конструкциях согласно действующей нор-
мативной документации недопустимо.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 121
Технология выполнения скрытой проводки в доме из бревен
Как проводка должна быть выполнена «в теории» понятно. Но как
соблюсти столь жесткие требования на практике? Рассмотрим техно-
логию выполнения этих не таких уж простых работ.
Вариант 1. Комбинирование кабель-каналов и электроустановоч-
ных для скрытой проводки. Магистральные линии в этом варианте
прокладываются в коробах вдоль потолочного или напольного плин-
тусов. Ответвления к розеткам и выключателям выполняются невысо-
ким кабель-каналом, торец которого закрывается заглушкой.
Электроустанозочные изделия монтируются в металлические под-
розетники. Под них предварительно забуривается отверстие корон-
кой по дереву. Такой вариант, сочетающий открытую прокладку кабе-
лей, розетки и выключатели для скрытой установки, позволяет до бес-
конечности расширить ассортимент последних и уменьшить глубину
выступающих частей.
Полезный совет.
Как вариант, можно поместить магистрали в соседних помеще-
ниях, где не так важна эстетика, пробурить оттуда стену, зало-
жить стальную втулку, установить металлический подрозетник
и выполнить скрытую установку розеток и выключателей на сте-
нах «парадной» комнаты.
Вариант 2. Скрытые магистрали и ответвления в кабель-канадах.
Магистральные линии прокладываются в перекрытиях. Для этого
иногда используются металлические трубы. Из-за необходимости
выполнять повороты, часто используют медные трубы, цена которых
зашкаливает все разумные пределы.
Полезный совет.
Желательно использовать глухие металлические лотки с крыш-
ками, специально предназначенные для этой цели.
Промышленность выпускает подобные лотки разных размеров.
В широкие можно уложить десятки кабелей. Лотки изготавливаются
из оцинкованной стали. Толщина стенок значения не имеет, т. к. для
медных кабелей сечением до 2,5 мм2 этот параметр не нормирован.
Полезный совет.
Желательно предварительно затянуть кабели в гофру или защитить
места поворотов и возможных контактов изоляции кабеля с острыми
металлическими кромками гофрой или хлорвиниловой трубкой.
122 Профессиональные советы домашнему электрику
Укладка металлических лотков — операция непростая. Необходима
частичная подрезка балок перекрытий с последующим их усилением,
обход несущих конструкций, зачистка острых кромок, заделывание
торцов. Для выполнения всех этих операция требуется разнообраз-
ный инструмент и навыки жестяных работ.
Лотки скрепляются между собой клепками или на болтах с гайками.
После укладки в них кабелей выполняется заземление металлических
конструкций. Для этого протягивается заземляющий провод, надежно
прикрученный к каждой части лотков винтом с гайкой. К трубкам зазем-
ляющий провод крепится с помощью стальных хомутов. Ответвления к
розеткам и выключателям выполняются через отверстия со стальными
втулками в перекрытиях обычным пластиковым коробом.
На ровных стенах особых проблем нет, а вот на бревне необходимо
создать площадку для установки кабель-каналов и электроустано-
вочных изделий. Для того чтобы выпилить такую опору из предва-
рительно выстуганной и отшлифованной доски, ее предварительно
размечают специальным инструментом, который у старых мастеров
назывался обвалочкой. В продаже такого инструмента нет — его при-
дется изготовить самим.
Вариант 3. Полностью скрытая проводка в бревенчатом доме.
Этот случай самый сложный. Он кажется невозможным неискушен-
ному мастеру. Магистрали, как во втором варианте, выполняются
в перекрытиях, в металлических лотках. А вот с подъемами ситуа-
ция сложнее. Наиболее простым и очевидным выглядит размеще-
ние выключателей. Т. к. они обычно располагаются рядом с дверью,
подъем можно скрыть дверной коробкой.
Внимание.
Однако недостаточно просто скрыть провод под наличник.
Необходимо в торце бревен, выпилить торцом бензо- или электро-
пилы паз, в котором размещается металлическая трубка.
В этом случае, по удобству использования, вне конкуренции медь.
Т. к. медная трубка используется весьма ограниченно, то на общую
цену это сильно не влияет. В трубку закладывается провод, после чего
она изгибается «по месту» с помощью трубогиба.
В стене бурится коронкой отверстие под металлический подрозет-
ник. Паз в торце бревен соединяется отверстием болыиого%диаметра
с подрозетником. Все изгибы должны быть плавными, иначе медная
трубка передавит провод.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 123
D
Примечание.
Самое кропотливое— выполнение ровной площадки под рамку
электроустановочного изделия. Иначе выключатель встанет с
перекосом.
С розетками ситуация сложнее. Их размещают там, где удобно
пользователю, поэтому нелогично размещение большинства розеток
рядом с дверными проемами. Вот один из способов: для подвода к
розетке в нижележащих бревнах пропиливается паз. В него заклады-
вается трубка с проводом. Затем из доски нужной ширины изготав-
ливается заглушка. Ее плотно загоняют в паз, опиливают и зашли-
фовывают. Желательно, перед установкой заглушку смазать столяр-
ным клеем. Все сколы и неровности зашпаклевывают шпаклевкой по
дереву в цвет древесины. После высыхания шпаклевки, шлифовку
повторяют.
На торце доски можно подрисовать рисунок волокон бревна —
тогда после покрытия стен лаком или пропиткой место подводки
кабеля будет практически незаметным. Подобная работа требует
высокой квалификации, разнообразных навыков и инструмента. На
подготовку места под одну точку уходит у мастера не менее половины
рабочего дня, поэтому работа высоко расценивается. Но красота, как
известно, требует жертв и немалых затрат.
Примечание.
Следует избегать расположения в перекрытиях и стенах распаеч-
ных коробок, т. к. вероятно, что в процессе эксплуатации потре-
буется их обслуживание. Значит, места распаек должны быть
доступны.
Можно, конечно, провести отдельный кабель от щита до каждой
розетки, но такое приведет к неоправданному увеличению расхода
материала. Розетки можно разбить на группы по помещениям и объ-
единить шлейфом в разумных пределах, можно углубить подрозет-
ники, установить в глубине еще один и произвести распайку за меха-
низмом розетки.
Внимание.
Нежелательно только распаивать и шлейфовать розет-
ки, выделенные под мощные, постоянные нагрузки: кондиционеры, обо-
греватели, стиральную и посудомоечную машины, электроплитки,
бойлеры и т. п. В этих случаях следует тянуть провода непосред-
ственно от щита и защищать линии отдельными автоматами.
124 Профессиональные советы домашнему электрику
Места соединений
«Слабое» звено любой электропроводки — места соединений, пре-
словутые контакты. Допускается пайка, сварка, винтовое соединение,
соединение специальными сжимами, пружинные клеммники.
Внимание.
Скрутки (обычно встречающиеся в наших домах), КАТЕГОРИЧЕСКИ
ЗАПРЕЩЕНЫ!
Выполнить качественно пайку и сварку под силу только профес-
сионалу, да и то не всегда, т. к. бывает просто неудобно паять, стоя под
потолком, да и еще в ограниченном пространстве. Для сварки, к тому
же, требуется специальное оборудование.
Винтовые соединения требуют периодического контроля и под-
тяжки. Сейчас большое распространение получили пружинные
клеммники (фирмы WAGO и им подобные). Их использование тре-
бует незначительных дополнительных затрат, но качество контакта
при правильном выборе высокое и не требует последующего обслу-
живания. Удобство применения многократно уменьшает вероятность
ошибки в процессе выполнения работ.
Самостоятельный монтаж проводки
Следует обратить внимание еще на несколько обстоятельств. По
сгораемым конструкциям преимущественно ведется наружная про-
водка. Для эстетики и дополнительной защиты от механических
повреждений, кабели необходимо поместить в негорючие электротех-
нические короба или негорючую пластиковую гофрированную трубку
(«гофру»).
В помещениях, не являющихся жилыми, допускается монтаж с
помощью крепежных скоб. Естественно, провод должен быть в двой-
ной (ВВГ) или тройной (NYM, BBlHrLS) изоляции. Скрытая проводка
возможна, но обходится значительно дороже. Для внутренней раз-
водки лучше применять однопроволочные жилы. Т. е. кабель должен
быть жестким. Указанные выше кабели таковыми являются.
Внимание.
Особое внимание нужно уделять контактам. Традиционные
скрутки Правилами запрещены. Соединять провода нужно сваркой,
опрессовкой или пайкой.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 125
Однако выполнить подобные соединения сложно неподготовлен-
ному человеку, не располагающему, к тому же, специальным инстру-
ментом. Для быстрого монтажа выпускаются специальные соедини-
тели — клеммы. Они бывают пружинные, когда вы просто вставляете
провод, и он там зажимается специальными подпружиненными кон-
тактами или «под винт».
Примечание.
Надо только помнить, что винтовые зажимы со временем ослабе-
вают и их необходимо периодически подтягивать.
Это касается также выключателей, розеток, автоматов защиты, т. е.
всех приборов, где применяется винтовое соединение. Правильно дей-
ствовать так: закручиваете винт в несколько приемов. Медная жила
постепенно сминается. Однако тянуть до «дури» тоже нежелательно —
резьба будет повреждена, контакт со временем начнет ослабляться.
Раз в год желательно проконтролировать затяжку контактов в
местах, где протекают относительно большие токи:
♦ все соединения во вводном щитке;
♦ розетки, в которые вы включаете мощные электроприборы;
♦ распаечные коробки, если вы применяли винтовые клеммы.
Для сложных электроустановок такого контроля недостаточно.
Периодически (раз в несколько лет) следует вызывать электролабора-
торию для инструментального контроля. Перечень необходимых заме-
ров опубликован на сайтах фирм, оказывающих подобные услуги.
5.10. Особенности электроснабжения
деревянной бани
Способы подачи электроэнергии
В баню, если это отдельная постройка, желательно тянуть свою
линию непосредственно от щитка, который обычно*расположен в
доме. В щитке (назовем его ГРЩ — главный распределительный щит)
установим автомат защиты 2П или Ш+N).
Вариант 1. Воздушная линия. Для ответвления на баню проще сде-
лать так называемую «воздушку», т. е. бросить провод по воздуху. При
большом расстоянии (более 25 метров) придется ставить промежуточ-
126 Профессиональные советы домашнему электрику
ные опоры. Если следовать букве правил по устройству электроустановок
(ПУЭ), то для воздушки можно применять всего два типа провода:
♦ или «голый», то бишь без изоляции, алюминиевый;
♦ или самонесущий изолированный провод, сокращенно СИП.
Первый вариант рассматривать и применять не имеет смысла. Он
неудобен и небезопасен в этих условиях по целому ряду причин. А вот
СИП — вариант правильный. Этот провод специально разработан для
воздушных линий:
♦ прочный;
♦ не требует несущего троса;
♦ изоляция изготовлена из сшитого, светостабилизированного по-
лиэтилена, который не боится ультрафиолетового излучения.
Гарантийный срок службы СИПов — более 25 лет. В реальности —
намного дольше.
Но есть и ряд неудобств, связанных с монтажом этого провода.
Во-первых, минимальное сечение жилы — 16 мм2. Жила трудно изги-
бается, вводить ее непосредственно в приборы (например, автоматы
защиты) сложно. Во-вторых, алюминиевый провод (жила СИП из
алюминия) нельзя вести по чердачным помещениям, сделанным из
горючих материалов. Поэтому приходится при вводе в постройки
переходить на другой тип провода, например, ВВГ или NYM.
Примечание.
В книге намеренно называются только наиболее подходящие, каче-
ственные кабели. На безопасности не экономят.
Для перехода необходимо использовать специальные соединители.
СИП крепят на анкерные зажимы — натяжители. По старинке, на изо-
лятор, его не повесишь. Вся эта арматура стоит недешево, да и сам
СИП удовольствие не для бедных. Возникает вопрос. А стоит ли игра
свеч? Тем более, зачем такое большое сечение провода для бани.
Вы же не собираетесь туда подавать ток в десятки ампер. Если вы
строите на века, и собираетесь еще какие-то мощные приборы питать
от этой линии — тогда затраты оправданы. Также «воздушка» СИПом,
вместе со всей арматурой получается дешевле при больших расстояниях
между постройками. Если нет, то есть еще один компромиссный вариант.
Он не соответствует ПУЭ, но многие так делают. Понимаю, что это не
оправдание, многие делают еще хуже, но «страна у нас такая»... Берете
стальной трос в пластиковой оплетке и натягиваете его между построй-
ками. К нему подвешиваете кабель ВВГ сечением не менее 2,5 мм2.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 127
Примечание.
Вообще-то, сечение подбирается по нагрузке, но об этом чуть
позже.
Подвешивать кабель можно с помощью проволочек, но они должны
быть в изоляции. «Голый» металл будет нагреваться на солнце и быстро
испортит изолирующий пластик магистрального провода в месте кон-
такта. Тут и до короткого замыкания (КЗ) недалеко. ВВГ прослужит
лет восемь-десять. В тени, возможно, дольше. Надо лишь помнить,
что, по истечении определенного срока его придется менять.
D
Примечание.
Можно, конечно, вести кабель в специальной пластиковой обо-
лочке — «гофре», но в период обильных снегопадов резко возрастет
опасность обрыва из-за налипания снега.
Вариант 2. Кабель под землей. Далеко не всем нравятся висящие
над участком провода. Если средства и возможности позволяют,
можно проложить кабель под землей. Для этого обязательно надо
взять кабель, специально предназначенный для прокладки в земле.
Такой кабель называют бронированным, ведь у него между внутрен-
ней и наружной пластиковыми оболочками расположена металличе-
ская оплетка — броня. Ее задача — защитить кабель от повреждения
всякой живностью, обитающей под землей.
К тому же, механическая прочность такого кабеля значительно
выше — броня защищает и от возможных подвижек грунта.
Примечание.
Абсолютно неправильно поступают те, кто укладывает обычный
кабель в трубу. Жесткое расположение в трубе может вызвать
недопустимые напряжения. К тому же, в трубе скапливается кон-
денсат. Зимой, превратившись в лед, он также может вызвать
повреждение изоляции.
Для укладки кабеля копается траншея на глубину не менее 0,7 м.
Это примерно три штыка лопаты. Лучше — глубже. На дно траншеи,
слоем не менее 10 см насыпается песок. При этом следует следить,
чтобы в песке не было камней. На песчаную подушку кабель уклады-
вается «змейкой». Сверху засыпается слоем песка, потом желательно
выполнить механическую защиту.
В идеале уложить керамический кирпич «туннелем», но подойдут и
обломки шифера, обрезки листового железа, антисептированные, не
128 Профессиональные советы домашнему электрику
нужные доски и т. п. Ввод в постройки производится через стальные
втулки. Они должны быть достаточно большой длины и выходить за
пределы отмостки.
Полезный совет.
Устанавливать втулки следует с некоторым наклоном наружу,
чтобы в них не скапливалась вода.
Повороты втулок, если они необходимы, выполняются плавными.
Однако если есть сомнение в устойчивости построек, то выполнять
ввод через фундамент, тем более под ним, не стоит. Лучше вывести
кабель рядом с фундаментом в отрезке пластиковой трубы и выпол-
нить ввод через стену.
Расчет нагрузки
Для расчета нагрузки вам придется воспользоваться только одной
формулой:
Ток (А) = Мощность (Вт)Щапряжение, 220 (В).
Для потребителей-приборов, которые вы будете «втыкать» в
розетки, основная характеристика, которая нам нужна, — мощность
(ватты, киловатты).
Ее обычно указывают в паспорте и (или) на самом приборе. Для
розеток, вилок, автоматов защиты важна иная характеристика — сила
тока (амперы). Ищите маркировку на корпусе изделия.
Теперь попробуем произвести несложные расчеты. «Плясать» надо
от тех приборов, которые вы планируете использовать в вашей бане,
например:
♦ 1 лампа в парилку — 60 Вт;
♦ 1 лампа в душ — 60 Вт;
♦ 1 лампа в предбанник — 100 Вт;
♦ 1 лампа для освещения крылечка — 100 Вт;
♦ холодильник — 200 Вт;
♦ тепловентилятор (или иной нагревательный прибор) — 2000 Вт;
♦ насос — 600 Вт.
ИТОГО: 60+60+100+100+200+2000 = 2520 Вт.
в
Примечание.
Мощности отдельных приборов могут несколько отличатся, но
для расчетов это непринципиально.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 129
Подставляем полученную сумму в формулу: Ток (А) = 2520 Вт/ 220 В.
Получилось: 11,45 А. Немного.
Подбираем провод. Вот некоторые приблизительные цифры соот-
ношения сечения провода и силы тока:
♦ 1,5 мм2 — 16 А;
♦ 2,5 мм2 —25 А;
♦ 4 мм2 —32 А;
♦ 6 мм2 — 40 А.
Все это относится к проводу с медной токоведущей жилой.
Внимание.
Алюминий сейчас в домах для внутренней разводки использовать
запрещено. И даже если у вас остались запасы, применять алюми-
ниевый провод по ряду веских причин не стоит.
Таким образом, для того, чтобы пропустить ток примерно в 12 А
достаточно будет медного провода сечением 1,5 мм2 или, как говорят,
полтора квадрата. Но провод мы ставим надолго. Неизвестно, как сло-
жатся обстоятельства в будущем. Может быть, нам захочется устано-
вить в бане еще какие-нибудь электроприборы.
Полезный совет.
Рекомендуется увеличить сечение провода, соответственно до
4 мм2 — от щитка в доме до распределительной коробки в бане;
до 2,5 мм2— магистральная разводка, идущая по помещению и на
розетки.
Желательно приобрести розетки, рассчитанные на ток не менее
10 А, лучше — 16 А. Тогда можно быть относительно спокойным. В
щитке при 16 А розетке ставим выключатель автоматический (ВА)
номиналом не более 16 А. Если купили десятиамперные розетки, то
придется ставить ВА на 10 А. И не больше.
Примечание.
Автомат защиты подбирается по самому слабому звену в элек-
трической цепи.
ВА будет защищать от КЗ и перегрузки в сети. Вдруг кто-то вклю-
чит в одну розетку сразу калорифер (2 кВт) и такой же мощности
электрочайник. Ток, который потечет по цепи, будет 18 А, что пре-
высит номинал A3 (16 А), и он, через некоторое время, сработает на
отключение.
130 Профессиональные советы домашнему электрику
Розетка не начнет нагреваться, как утюг — пожар не случится. Если
в бане планируется более разветвленная сеть, то можно установить
дополнительный распределительный щит, где смонтировать несколько
автоматов и УЗО, защищающих разные цепи. Например:
♦ главный щит — выключатель автоматический (ВА) Ш+N 25 А,
провод ответвления в баню — 4 мм2;
♦ распределительный щит в бане (РЩ) — УЗО40А 30 мА, ВА 16 А:
провод 2,5 мм2 — розетки 16 А — 2 конвектора по 1 или 1,5 кВт;
ВА 16А— провод 2,5мм2— розетки 16А— водонагреватель
1,2 кВт, насос 0,6 кВт, холодильник) 0,2 кВт, прочая незначитель-
ная нагрузка;
♦ ВА10 А — провод 1,5 мм2 — светильники.
Полезный совет.
Для сильно обеспокоенных своей электробезопасностью следует защи-
тить линии в парилке и моечном отделении УЗ010 А или 16А10мА или
подключить нагрузку через разделительный трансформатор.
Безопасные светильники для бани
Остановимся на вопросах безопасности. Нет сомнений, что освети-
тельные приборы в парилке и душе должны быть надежно защищены
от влаги и высокой температуры. Класс защиты, обычно, указывается
производителем на корпусе. Надо брать не ниже IP-44. Цифры обо-
значают уровень пыле- и влагозащищенности.
Плафон лампы для парилки обязательно должен быть стеклянным,
а корпус, желательно, металлическим. Пластмасса может не выдер-
жать высоких температур. Для предбанника выбрать «люстру» проще.
Здесь не столь высокие требования по безопасности.
Полезный совет.
Помните, что лампа обязательно должна быть закрыта плафо-
ном, причем снизу
Бывает, что колба лопается, и упавшая раскаленная спираль может
натворить бед. Впрочем, применяя энергосберегающие лампы, вы изба-
вите себя от этой опасной вероятности и электричество сэкономите.
Внимание.
Нельзя устанавливать выключатели в моечной и парной. Их сле-
дует вынести в предбанник. И никаких разрывов и соединений про-
вода внутри указанных помещений.
Глава 5. Электросеть деревянного дома 131
Путь провода до светильника должен быть как можно короче. Ни
в коем случае, не ведите проводку над печкой. Распаечные коробки,
а также розетки — ставьте только в комнате отдыха. Выключатели,
розетки, распаечные коробки покупайте в брызгозащищенном испол-
нении, для наружной проводки.
Корпус должен закрывать «внутренности» изделия со всех сторон.
Ввод провода желательно делать снизу или сбоку, оставив маленькую
петельку. Тогда конденсат не затечет случайно по нему внутрь.
В сырых помещениях велика вероятность электротравмы, которая,
при неблагоприятном стечении обстоятельств, может привести даже
к летальному исходу. Для обеспечения электробезопасности в таких
помещениях, как парилка и душ, ставят приборы, рассчитанные на
более низкое напряжение — 12 или 36 В. Но это сложно, требуется
установка понижающих трансформаторов.
Полезный совет.
Рекомендую ограничиться указанными выше мерами безопасности
и установкой в распределительном щите устройства защитного
отключения (УЗО).
УЗО сравнивает проходящие токи по фазе и нулю. Если их разница
(утечка тока) выше значения указанного на УЗО порога, то оно срабаты-
вает и отключает и фазу, и нуль. Разумной достаточностью будет устано-
вить УЗО на 30 мА. Оно защищает человека от прямого прикосновения.
Например, возможно стечение обстоятельств, когда, допустим,
произошел пробой на корпус того же светильника. Причин этому
может быть много. В бане влажно, вода может работать как прово-
дник. Вы случайно коснулись корпуса лампы, при этом стоите босыми
ногами на мокром полу. Через тело потечет опасный ток. УЗО зафик-
сирует утечку, сработает и разорвет цепь. Удар током вы, конечно,
почувствуете, но останетесь живы и здоровы.
Внимание.
Еще одна важная «мелочь». УЗО положено раз в месяц проверять,
нажимая на кнопку «ТЕСТ». Если сработало, значит исправно.
Заземление и защита в деревянной бане
Вдумчивый читатель, немного знакомый с электричеством, заме-
тит, а как же основная защита от поражения электрическим током —
132 Профессиональные советы домашнему электрику
заземление? Тут вопрос опять спорный. Наши сети раньше не рассчи-
тывались на устройство заземления в каждом доме. И его организа-
ция на отдельно взятом участке может привести к весьма неприятным
последствиям.
Поэтому, к каждому случаю надо подходить индивидуально,
собрав предварительно информацию о местной сети. В большин-
стве случаев, указанных выше мер защиты будет вполне достаточно.
Благосостояние растет, и сейчас уже не редкость бани, значительно
«переросшие» былую мечту дачника: домик 6x6 м на шестисоточном
участке. Велико желание воспользоваться и иными благами цивили-
зации в виде многочисленных приборов и аппаратов, украшающих и
облегчающих нашу жизнь.
D
Примечание.
Но есть и обратная сторона: все эти приборы требуют повышен-
ного внимания к электробезопасности.
Одних автоматических выключателей уже недостаточно. Поэтому
обязательно следует:
♦ грамотно заложить контур повторного заземления;
♦ определить, по какой схеме (ТТ или TN-C-S) выполнить под-
ключение (зависит от состояния внешней сети);
♦ в щит, помимо ВА, установить общее (противопожарное) УЗО с
током уставки 100 или 300 мА;
♦ группы «прикрыть» вышеупомянутыми УЗО на 30 мА или диф-
ференциальными автоматическими выключателями.
Внимание.
При системе ТТ и питании от воздушной линии (а так запитаны
большинство дачных домов) обязательной является установка в
ГРЩ разрядников.
ГЛАВА 6
ЗАЩИТА ДОМА ОТ УДАРА МОЛНИИ
Сила тока, протекающего по молниеотводу, принимаю-
щему удар молнии, может достигать 200 000 ампер. В главе
рассказано, как построить систему, чтобы ток большой
силы беспрепятственно уходил в землю. Приводится рас-
чет системы молниезащиты, методики создания каче-
ственного заземления.
6.1. Принцип действия и расчет молниезащиты
Кто изобрел громоотвод
В принципе система молниезащиты на удивление проста. Стоит
задача — встретить молнию на подлете к вашей антенне или крыше и
сделать так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и,
скользнув вдоль стены, ушла в землю рядом. Молниезащита состоит
из трех основных частей: молниеприемника; токоотвода; заземли-
теля.
Примечание.
Молниеприемник получает удар
молнии, передает его токоотводу,
а тот— заземлителю, который
гасит разряд в толще грунта.
Малоизвестно, что изобретателем громо-
отвода (правильнее — молниеотвода) был
гражданин США Бенджамин Франклин. |
Большинство знают его в лицо только по !
изображению на купюре В 100 долларов Рис. 6.1. Известный портрет
(рис. 6.1)!!! Франклин посвятил изучению £• Франклина
134
Профессиональные советы домашнему электрику
электричества семь лет. Главным итогом этого увлечения и стал молние-
отвод.
В 1752 г. Франклин доказал, что молния — это электрический
разряд. Он запустил воздушного змея с металлической пластиной в
грозовую тучу. Когда молния ударила в пластину, из нее посыпались
искры.
Этот опыт был очень опасным, и ученого, пытавшего его повто-
рить, убило молнией. Но опыт помог Франклину доказать, грозовые
тучи имеют статический заряд и что молния — очень мощный разряд.
В том же году Франклин установил первый громоотвод в стене дома.
Громоотвод улавливал молнию и безопасно для дома отводил ее
разряд в землю. За остальные годы своей многогранной творческой
деятельности Франклин сумел создать карту течения Гольфстрим,
изобрел экономичную печку, до сих пор распространенную в Америке
и Франции, придумал уличные фонари и двойные очки для старче-
ской дальнозоркости, да еще был избран президентом США.
Расчет эффективной молниезащиты
Расчет эффективной молниезащиты небольшого дома не сложный.
Шаг 1. Определение высоты дома. По коньку крыши проводится
провод, образующий центральную линию токоотвода. Определяем
Диаметр трубы 70 см
Окончания конькового
провода (15 см)
Защита выступающей трубы
Высота молниетовода 150 см
Защита выступающего
козырька дома
Окончания конькового
провода (15 см)
^- ^ ^ Токоотводы
h - Высота здания по коньку крыши \ ^
а- Угол эффективной защиты Граница элипса эффективной
молниезащиты
Рис 6.2. Расчет эффективной зоны молниезащиты частного дома
Глава 6. Защита дома от удара молнии
135
а0
80
70
60
50
40
30
20
10
0
, | а0 - угол молнезащиты
V*. i i 1 / II / III / IV - категория защиты
I
1 1 1 1 1 1 1 1 1
0
■
v^^LI г | т
sZ>Cj^>^_ !- - i- - -
^4^^L_ ! !
~n
j
k 1111111
0
4 >vj>^!
г , |
J , .
1 1 1
1 1
1 1 1 II 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1 1 1 1 1 1
20 i30 40 50
г
I
Г"" ~
(_
HV
i
l
60 "^
Рис 6.3. График зависимости радиуса зоны защиты от высоты дома
высоту расположения этой линии h. Эта практически высота дома
(рис. 6.2). Она является точкой отсчета при планировании всей системы
молниезащиты. В нашем случае высота дома составляет 11м.
Шаг 2. Определение угла защиты а. Диаграмма приведена на
рис. 6.3. Высота дома (в нашем случае 11м) образует горизонтальную
ось диаграммы. После этого проводим вертикальную линию от зна-
чения высоты h вверх до ее пересечения с кривой соответствующей
категории защиты (в нашем случае III). Соответствующая точке пере-
сечения позиция на вертикальной оси диаграммы сообщает нам зна-
чение угла защиты а. В нашем случае он составляет 60°.
Шаг 3. Перенесите этот угол на наш дом. Все включенные в данную
зону части дома защищены.
Шаг 4. Защита частей дома, находящихся вне угла защиты. Части
дома, находящиеся вне зоны защитного угла, должны быть защищены
отдельно. В нашем случае незащищенной является, во-первых, труба.
Она имеет диаметр 70 см, должна быть снабжена молниеотводной мач-
той длиной 1,50 м. Во-вторых, чердачные окна на крыше снабжаются
отдельными коньковыми проводниками. Окончания конькового про-
вода должны выступать над крышей и быть загнутыми к верху по длине
на 0,15 м. Это необходимо для защиты выступающего козырька дома.
Примечание.
Это простейший расчет молниезащиты дома. Он не учитывает
многих особенностей дома и участка, состойния почвы. Поэтому
расчет в более сложных случаях нужно доверить профессионалам.
Это ваша безопасность.
136 Профессиональные советы домашнему электрику
6.2. Элементы молниезащиты
Молниеприемники
В ряде случаев в качестве молниеприемников можно использовать
металлические элементы труб, металлическую кровлю, карнизы, сое-
диненные с заземлителем. Но могут быть и специальные конструкции.
В общем случае молниеотвод — это устройство из трех основных эле-
ментов:
♦ молниеприемника, который принимает разряд молнии;
♦ токоотвода, который должен направить принятый разряд в землю;
♦ заземлителя, который отдает заряд земле.
Задача — встретить молнию на подлете к вашей крыше и сделать
так, чтобы она изменила свое первоначальное направление и, скольз-
нув вдоль стены, ушла в землю рядом. Молниеприемник встречает
удар молнии, передает его токоотводу, а тот — заземлителю, который
гасит разряд в толще грунта.
Для частного дома, этого оказывается достаточным. Молние-
приемник может иметь вид металлического штыря (стержневой),
натянутого вдоль конька крыши металлического троса или металли-
ческой сетки из арматуры с шагом ячеек обычно 6-12 м.
Внимание.
Для защиты от прямого удара молнии следует устанавливать
молниеприемник на такую высоту, чтобы в зону защиты (это все,
что вмещается в конус, высота которого определяется высотой
молниеприемника, а диаметр основания равен тройному значению
высоты) попадали выбранные объекты.
Для таких молниеотводов используют достаточно высокие, стоящие
рядом деревья или сооружают мачты. Но мачты с молниезащитой не
всем по карману, хотя они признаны надежными (а в ряде случаев и един-
ственно допустимыми), да и пейзаж они не облагораживают. Поэтому
чаще всего применяют тросовые и сетчатые молниеприемники.
Примечание.
Для строений с неметаллической кровлей допустима упрощенная
схема молниезащиты.
Глава 6. Защита дома от удара молнии 137
Классическая конструкция молниеотвода
На самом высоком месте кровли устанавливают при помощи дере-
вянных подпорок стальной стержень круглого сечения диаметром
12 мм.
Полезный совет.
Его можно сделать и из стальной трубы, только обязательно с
запаянным или закрытым металлической пробкой торцом.
Это — молниеприемник. Он примет на себя удар разряда молнии.
Длина его может варьироваться от 20 см до 1,5 м, но в любом случае
площадь сечения обращенного в небо штыря должна составлять не
менее 1 см2 (одного квадратного сантиметра).
От молниеприемника пойдет токоотвод — проволока с рекомендо-
ванной толщиной не менее 6 мм.
Полезный совет.
Ее нужно к молниеприемнику тщательно и надежно приварить: 200
тысяч ампер будут проходить через это соединение — не шутка,
могут и расплавить.
Токоотвод спускают с крыши и, прикрепляя к стене дома скобами,
доводят до земли и погружают в нее, где на глубине 1-2 м заложен
тщательно приваренный заземлитель. В качестве заземлителя можно
использовать кусок металлической трубы или лист стали. А если нет
возможности копать, можно устроить заземлитель из забитого в землю
стального прута. Его надо забить на глубину примерно 2-3 метра.
Подробно о заземлении см. в гл. 5.
Физические молниеприемники
Помимо «механических» молниеприемников существуют «физиче-
ские». Возможность искусственно создавать столб ионизированного
воздуха давно подсказала использование встречного «лидера» молнии
в качестве своеобразного молниеприемника. Первые устройства для
ионизации были основаны на применении радиоактивного изотопа.
При подаче напряжения к такому устройству появлялся столб
ионизированного воздуха, на который и замыкался «лидер» от гро-
зовой тучи. Позже эти устройства трансформировались в безопасные
молниеприемники, работающие уже не от радиоактивных изотопов, а
с помощью электроники.
138 Профессиональные советы домашнему электрику
Часто молнии разряжаются вблизи высоких объектов, не всегда
попадая именно в них. Причем вблизи высоких объектов молнии
наблюдаются несколько чаще, чем в других местах. Эта закономер-
ность объясняется тем, что «встречный лидер» с высоких объектов
как бы притягивает к себе «лидеров» из облака не только строго над
своей вершиной, но и с периферийных частей тучи.
Эти удаленные «лидеры» иногда «не в силах» замкнуться на встречный
«лидер» от высокого объекта. В итоге они все равно замыкаются на землю,
но уже на встречные «лидеры» с других, менее высоких объектов.
D
Примечание.
Получается, что любая мачта (например, сотовой связи) объек-
тивно притягивает в зону своего расположения большее число
молний. Этот факт заставляет серьезно задумываться о безопас-
ности и гарантированной молниезащите своего дома.
6.3. Выбор системы защиты
при различных условиях
Особенности защиты дома с металлической кровлей
Для оборудования системой молниезащиты дома с металлической
крышей рекомендуется подвести к двум противоположным скатам
токоотвод и соединить его с заземлителями (например, водопрово-
дной трубой). Токоотвод лучше прокладывать по стене дома, противо-
положной входу, и закапывать заземлитель подальше от фундамента
и различных садовых построек. Токоотвод необходимо заизолировать
от внешней среды и стен дома и поместить в трубу.
D
Примечание.
Удар молнии в крышу дома из металла не опасен при условии, если
последняя надежно заземлена.
, Для ее заземления по всем углам кровли крепят токоотводы и сое-
диняют их с заземлителями. Воронки водосточных труб проволокой
надежно соединяют с кровлей, а концы труб — с землей. В этом случае
сечение проволоки токовода должно быть не менее 30-35 мм2.
Вообще заземление кровли должно быть не реже чем через 10-15 м
ее периметра. Дымовая труба защищается металлическим колпаком,
подключаемым к стальной кровле. Если нет колпака, то по периметру
Глава 6. Защита дома от удара молнии 139
верхнего края трубы кладут 6-8-миллимётровую проволоку и также
крепят ее к кровле.
Особенности защиты дома с кровлей из шифера
Для таких крыш специалисты советуют иную систему. Вдоль
«конька» кровли по всей длине протягивается металлический трос на
двух деревянных подпорках на расстоянии 250 мм от конька, к нему
припаивается токоотвод, спускается вдоль крыши, проходит по стене
и уходит в землю. Токоотвод необходимо заизолировать от внешней
среды и стен дома и поместить в трубу. Токоотвод припаян к зазем-
лителю из стального листа. Система должна располагаться также на
расстоянии 3-5 м от входа.
Особенности защиты дома с кровлей из черепицы
Для защиты черепичных крыш специалисты советуют накинуть
на кровлю сетку из стальной проволоки с шагом ячейки не более чем
6x6 м, но и не особенно частой (не реже 3-4 м). Диаметр проволоки
или троса для такой сетки должен быть приблизительно 6 мм. Все
стыки проволоки тщательно пропаиваются.
Затем к этой сетке присоединяется токоотвод, который заканчива-
ется закопанной в землю стальной пластиной заземлителя.
При наличии на расстоянии 3-10 м от строения высоких деревьев
(в 2 раза и более превышающих его высоту с учетом всех выступаю-
щих над кровлей элементов дымовые трубы, антенны и т. д.), по стволу
ближайшего дерева прокладывают токоотвод.
Верхний конец токоотвода должен выступать над кроной дерева не
менее чем на 0,2 м. У основания дерева токоотвод присоединяют к зазем-
лителю. Если конек кровли соответствует наибольшей высоте постройки,
а крыша неметаллическая, над ним подвешивают тросовый молниепри-
емник, возвышающийся над коньком не менее чем на 0,25 м.
Опорами для молниеприемника служат закрепленные на стенах
строения деревянные планки. Токоотводы прокладывают с двух сто-
рон по торцевым стенам строения и присоединяют к заземлителям.
При длине строения менее 10 м токоотвод и заземлитель выполня-
ются только с одной стороны.
При наличии возвышающейся над всеми элементами кровли дымо-
вой трубы над ней устанавливают стержневой молниеприемник высо-
140 Профессиональные советы домашнему электрику
той не менее 0,2 м, кладут по кровле и стене строения токоотвод, при-
соединяют его к заземлителю.
При наличии металлической кровли ее хотя бы в одной точке присое-
диняют к заземлителю, при этом токоотводами служат наружные метал-
лические лестницы, водостоки и т. д. К кровле присоединяют все высту-
пающие над ней металлические предметы, например, дефлекторы.
Во всех случаях применяют молниеприемники и токоотводы диа-
метром от 6 мм, а в качестве заземлителя — один вертикальный или
горизонтальный электрод длиной 2-3 м, диаметром от 10 мм, уложен-
ный на глубине не менее 0,5 м. Допускают сварные и болтовые соеди-
нения элементов молниеотводов.
Использование деревьев для молниезащиты
Если рядом с домом или хозяйственными постройками (в преде-
лах 3-10 м) имеются высокие деревья (15-20 м), их можно использо-
вать для оборудования одновременной молниезащиты всех строе-
ний, находящихся в этой зоне.
Другой вариант конструкции молниеприемника, который чаще
всего встречается в практике для защиты дома от ударов молнии,
представляет собой мачту, выполненную из твердых пород дерева. Ее
длина в зависимости от расположения на доме может быть от 3 до 6 м.
Желательно, чтобы верхняя точка молниеприемника возвышалась над
коньком дома на 2-3 м.
К верхней части мачты крепится металлический стержень. Это
может быть уголок, проволока диаметром 5-8 мм или отрезок трубы
диаметром от 10 до 15 мм, которые принимают на себя удар молнии, а
затем по токопроводящему проводу отводят его к заземлителю, нахо-
дящемуся в грунте.
Диаметр токоотводящего провода — не менее 5 мм, заключен в
надежную изоляцию и должен обладать хорошей проводимостью.
Лучше всего для этих целей подходит медный провод.
Полезный совет.
Все системы молниезащиты необходимо регулярно осматривать и
при необходимости делать ремонт или заменять отдельные эле-
менты. В случае необходимости замены электродов вертикального
заземлителя, целесообразно не удалять поврежденные детали, а
вкопать рядом новый заземлитель, присоединив его к общему токо-
отводу
Глава 6. Защита дома от удара молнии 141
6.4. Заземление молниеотвода
Роль заземления в молниезащите
В любом случае — как для «внешней», так и для «внутренней» мол-
ниезащиты — очень важна роль заземления.
Внимание.
Электроды должны заглубляться так, чтобы достигать влажных
слоев почвы, иначе не будет заземления как такового.
Сила тока, протекающего по молниеотводу, в своем максимуме
может достигать 200 000 А. Сопротивление же заземления молниеот-
вода не должно превышать 10 Ом. В итоге напряжение, возникающее
в молниеотводе, может достигнуть значительно большей величины,
чем напряжение пробоя.
Внимание.
8 случае не совсем правильного заземления (при котором ток «не
успевает» уходить в землю) или при опасном сближении самого мол-
ниеотвода с защищаемым объектом, произойдет пробой — ток
будет «стараться» замкнуться на внутренние коммуникации дома
(на электропроводку, трубы отопления и т. п.).
Особенности конструкции заземлителей
Заземлители (электроды) служат для отвода молнии в грунт. Они
должны обладать малым удельным сопротивлением, которое в основном
зависит от состава почвы, ее влажности, температуры и других факторов.
Вертикальные заземлители применяют при сухих грунтах и низком
уровне грунтовых вод в виде 2-3 метровых металлических стержней,
вбитых на расстоянии около 3 м друг от друга и соединенных между
собой на глубине не менее 0,5 м перемычкой, в середине которой при-
соединен токоотвод.
Горизонтальные заземлители — это уложенные на глубине не
менее 80 см длинные (3-5 м) металлические профили (прокат): сталь-
ная арматурная проволока диаметром 15-20 мм, полосовая сталь сече-
нием не менее 160 мм2 (40x4 мм), уголки с шириной полок 40-50 мм.
Применяются они при влажных почвах, высоком уровне грунтовых
вод (менее 1,5 м), на торфяниках.
ГЛАВА 7
СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ, СВЕТИЛЬНИКИ,
ЛЕНТЫ, МОДУЛИ
Светодиодное освещение считается светом 21 века.
Оно дает широкие возможности дизайнеру света в созда-
нии разноцветных композиций. Светодиоды отличает
энергосбережение, долговечность, надежность, экологич-
ность, эффективность и многообразие светильников,
ламп, лент на их основе.
7.1. Современное светодиодное освещение
Достоинства светодиодного освещения
Лампы накаливания и светильники с ними, как вчерашний день
освещения, в книге решено не рассматривать. А светодиодному осве-
щению посвящена отдельная глава. Она идет первой среди глав об
источниках света. Так как именно светодиодное осветительное обо-
рудование представляет собой совершенно новый и даже революци-
онный виток в области освещения.
Самым главным доказательством данного факта являются уни-
кальные свойства светодиодов. Одним из главных преимуществ,
которым обладают LED лампы, является экономичность в потребле-
нии электрического тока. Светодиодные лампочки потребляют в 10
раз меньше электричества, чем лампы накаливания и на 30% меньше,
чем газоразрядные лампы. Это говорит о том, что при использовании
светодиодных ламп уменьшаются материальные затраты на оплату
электроэнергии. На сегодняшний день — это немаловажный факт.
Одним из самых выгодных преимуществ является долгий срок
службы светодиодов. Работают такие лампы от 50 000 до 100000 часов.
Беспрерывное использование светодиодных ламп может осущест-
вляться на протяжении 11 лет. Или 27 лет при ежедневном использо-
вании в течение 5 часов. При истечении этого времени лампы будут
продолжать работать, но давать на 50% меньше света по сравнению с
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 143
изначальным уровнем. Такие источники света (которые станут рабо-
тать в полсилы) можно использовать как ночники или в тех помеще-
ниях, где не сильно важна яркость света.
Светодиодные лампы выделяют гораздо меньше тепла, чем лампы
накаливания (в том числе и галогенки), но для них важно соблюдать
тепловой режим. Например, их нельзя ставить в закрытые плафоны
светильников вместо ламп накаливания. При перегреве срок службы
светодиодных ламп, особенно дешевых серий от неизвестных произ-
водителей, с плохими радиаторами или вообще без них, будет в сотни
раз снижен!
Светодиодным лампам характерна точная передача цветов.
Светодиодные лампы не излучают ультрафиолетовые и инфракрас-
ные лучи.
Светодиоды используются не только для освещения помещений, но
и для декора. Многие дизайнеры пользуются такими способами, чтобы
придать уют помещению или создать современный и стильный дизайн.
Современные светодиоды имеют разнообразный спектр. Начиная
от теплого белого (2700 К) заканчивая холодным белым (6500 К).
У светодиодных ламп небольшая инерционность, они включаются
сразу и на максимальную яркость. В то время как у других видов ламп
время включения составляет от 1 секунды до 1 минуты, а увеличение
яркости от 30% до 100% занимает 3-10 минут.
Срок службы этих ламп не сокращается от количества включений
и выключений, в отличие от других видов источников света. Лишь бы
соблюдался тепловой режим в светильнике.
Угол излучения светодиодных ламп варьируется от 15° до 180°.
Светодиодные лампы не чувствительны к колебаниям температур
окружающей среды и в помещении. У светодиодных ламп высокая
устойчивость к вибрациям.
Светодиоды имеют устойчивость к шумам, что является немало-
важным фактором. Светодиодные лампы являются безопасными, так
как не требуют высокого напряжения и не нагреваются выше 60 °С.
Еще одним преимуществом является их экологичность. В них
отсутствует ртуть и фосфор в отличие от люминесцентных ламп.
Светодиодные лампы и осветители легко подключаются. Свет свето-
диодных ламп, даже не самый яркий, виден на большом расстоянии.
Системы из светодиодных линеек настолько просты и удобны, что
если из строя выходит один или несколько светодиодов, то прибор
продолжает работать.
144 Профессиональные советы домашнему электрику
Динамика развития светодиодного освещения
Столь значимые потребительские характеристики, которыми
обладают светодиодные осветительные приборы, позволили им стать
одними из самых востребованных и популярных товаров, как на оте-
чественном рынке, так и в странах Европы, сместив традиционные
технологии освещения.
Светодиодное освещение на наших глазах становится повседневной
реальностью, причем скорость его распространения позволяет гово-
рить о том, что идея, в прямом смысле этого слова, овладела массами.
Динамика роста мирового рынка производства светодиодов поражает
своим масштабом. Наиболее оптимистичные оценки прогнозируют
практическое удвоение объемов мирового производства LED в ближай-
шие годы. Очень радостно, что такие прорывные инновации пришли в
достаточно консервативную сферу освещения дома и квартиры.
Светодиодное освещение квартиры, современного дома (в частно-
сти светодиодное освещение потолка) в настоящий момент получает
все более широкое распространение благодаря значительной эконо-
мии, связанной с длительным сроком службы светодиодов.
Светодиодный дизайн
Кроме этого, светодиодное освещение является особым видом све-
тодизайна, который позволяет подчеркнуть уникальность дизайна
интерьера любого помещения (квартиры, уютного ресторана, ночного
клуба). Как правило, разные помещения нуждаются в различных спо-
собах освещения и продуманном расположении источников света.
Дизайнеры по освещению знают все тонкости и правила, которые сле-
дует соблюдать, делая где-либо светодиодное освещение.
В дизайне квартир светодиодное освещение занимает не послед-
нее место, каждая комната имеет свои особенности, и поэтому без
помощи специалистов также не обойтись. А в случае если вы хотите
всему научится сами, тогда придется освоить массу знаний по особен-
ностям дизайнерского освещения, правилам выбора светильников и
их монтажа. В любом случае эффект, который создают светодиодные
светильники, будет заметен благодаря внесению в интерьер комнат
особой нотки загадочности и романтики.
Рассмотрим этот новый вид освещения подробно.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 145
7.2. Светодиоды:
устройство, принцип действия, питание
Принцип действия светодиода
Светодиод — это полупроводниковый прибор с электронно-
дырочным р-n переходом или контактом металл-полупроводник,
генерирующий (при прохождении через него электрического тока)
оптическое (видимое, УФ, ИК) излучение.
Примечание.
Сокращенно светодиод имеет аббревиатуру СИД — светоизлучаю-
щий диод, а в английском варианте LED — light emitting diods. Будем
называть его далее по тексту LED.
Напомню, что р-п-переход — это «кирпичик» полупроводниковой
электронной техники, представляющий соединенные вместе два куска
полупроводника с разными типами проводимости (один с избытком
электронов — «n-тип», второй с избытком дырок — «р-тип»). Если
к р-n переходу приложить «прямое смещение», т. е. подсоединить
источник электрического тока плюсом к р-части, то через него поте-
чет ток.
Нас интересует, что происходит после того, как через прямо сме-
щенный р-n переход пошел ток, а именно момент рекомбинации (сое-
динение) носителей электрического заряда — электронов и дырок,
когда имеющие отрицательный заряд электроны «находят приста-
нище» в положительно заряженных ионах кристаллической решетки
полупроводника. Оказывается, что такая рекомбинация может сопро-
вождаться излучением, при этом в момент встречи электрона и дырки
выделяется энергия в виде излучения кванта света — фотона.
Но не всякий p-n-переход излучает свет. Почему? Во-первых,
ширина запрещенной зоны в активной области светодиода должна
быть близка к энергии квантов света видимого диапазона. Во-вторых,
вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар
должна быть высокой. Для этого полупроводниковый кристалл дол-
жен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация проис-
ходит без излучения. Эти условия в той или иной степени противо-
речат друг другу.
Но чтобы соблюсти оба условия, однрго p-n-перехода в кристалле
оказывается недостаточно. Приходится изготавливать многослойные
146
Профессиональные советы домашнему электрику
полупроводниковые структуры, так называемые гетероструктуры. За
изучение этих структур российский физик Жорес Ж. И. Алферов (ака-
демик, директор Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе,
лауреат Ленинской премии) получил золотую медаль Американского
физического общества за исследования гетероструктур на основе
Ga^A^As еще в 70-х годах.
В 2000 г., когда стало ясно, как велико значение этих работ для раз-
вития науки и техники, насколько важны их практические примене-
ния для человечества, ему была присуждена Нобелевская премия.
Линза
Рефлектор
Кристалл
Строение традиционных светодиодов
Самая распространенная конструкция светодиода — традицион-
ный 5-миллиметровый корпус. Конечно, это не единственный вари-
ант «упаковки» кристалла. На рис. 7.1
показано строение традиционного
5-миллиметрового светодиода.
Светодиод имеет два вывода — анод и
катод. На катоде расположен алюминие-
вый параболический рефлектор (отра-
жатель). Он внешне выглядит, как чаше-
образное углубление, на дно которого
помещен светоизлучающий кристалл.
Активный элемент — полупроводни-
ковый монокристалл — в большинстве
современных 5-мм светодиодах исполь-
зуется в виде кубика (чипа) размерами
0,3x0,3x0,25 мм, содержащего р-n или
гетеропереход и омические контакты.
Кристалл соединен с анодом при помощи перемычки из золотой
проволоки. Оптически прозрачный полимерный корпус, являющийся
одновременно фокусирующей линзой, вместе с рефлектором опреде-
ляют угол излучения (диаграмму направленности) светодиода.
Рис. 7.7. Строение традиционного
5-миллиметрового светодиода
Строение мощных светодиодов
Изобретение синих светодиодов замкнуло «RGB круг» и сделало
возможным получение светодиодов белого свечения. Существует
несколько способов создания белых LED со своими достоинствами
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
147
красный
синий
470
525
590
Рис. 7.2. Получение белого света путем
смешивания излучения красного,
зеленого и синего светодиодов
и недостатками. Рассмотрим основ-
ные из них.
Первый способ — смешение
излучения LED трех или более цве-
тов.
На рис. 7.2 показано получение
белого света путем смешивания в
определенной пропорции излуче-
ния красного, зеленого и синего све-
тодиодов.
В принципе, такой способ дол-
жен быть наиболее эффективным.
Для каждого из LED — красного,
зеленого или синего можно выбрать
значения тока, соответствующие
максимуму его внешнего кванто-
вого выхода излучения. Но при этих
J (ток LED) и V (рабочее напряжение
LED) интенсивности каждого цвета
не будут соответствовать значениям, необходимым для результирую-
щих цветовых координат в области белого цвета.
Этого можно достигнуть, изменяя число диодов каждого цвета и
составляя источник из многих диодов. Для практических применений
этот способ встречает неудобства, поскольку нужно иметь несколько
источников различного напряжения, много контактных вводов и
устройства, смешивающие и фокусирующие свет от нескольких или
более LED.
Примечание.
Даже наиболее качественные RGB-светодиоды характеризуются
тем, что получаемое при освещении ими поверхности световое
пятно хотя и является по большей площади белым без каких-либо
оттенков, но, тем не менее, по его краям все равно выделяются
цветные полосы, имеющие форму дуг.
Обусловлено это тем, что кристаллы, излучающие синий, красный
и зеленый свет, естественно, несколько разнесены друг от друга в све-
тодиоде.
Второй способ — смешение синего излучения LED с излучением желто-
зеленого люминофора.
148
Профессиональные советы домашнему электрику
Белый свет
Излучение
люминофора
Синий СИД
470
525
590 630
На рис. 7.3 показано полу-
чение белого света с помощью
кристалла синего светодиода и
нанесенного на него слоя жел-
того люминофора. А на рис. 7.4
показано строение 5 мм свето-
диода, излучающего белый свет.
Этот способ наиболее прост
и в настоящее время наиболее
экономичный. Состав кристалла
с гетероструктурами на основе
InGaN/GaN подбирается так,
м чтобы его спектр излучения соот-
Рис. 7.3. Получение белого света с помощью ветствовал спектрам возбуж-
кристалла синего светодиода и нанесенного деНия люминофоров. Кристалл
на него слоя желтого люминофора т Г г
покрывается слоем геля с порош-
ком люминофора таким образом, чтобы часть синего излучения воз-
буждала люминофор, а часть — проходила без поглощения.
Форма держателя, толщина слоя геля и форма пластикового купола
рассчитываются и подбираются так, чтобы спектр имел белый цвет в
нужном телесном угле. Сейчас исследуется около десятка различных
люминофоров для белых LED.
Третий способ — смешение излучения трех люминофоров (крас-
ного, зеленого и синего), возбуждаемых ультрафиолетовым свето-
д иод ом.
На рис. 7.5 показано получение белого света с помощью ультра-
фиолетового светодиода и RGB-люминофора.
Корпус
линза
Люминофор
Видимый
свет
VI
Перемычка
/
Кристалл
I I
Анод (-) Катод (+)
I
Рефлектор
Рис. 7.4. Строение светодиода, излучающего белый свет
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
149
Этот способ использует
принципы и люминофоры,
хорошо разработанные в
течение многих лет для люми-
несцентных ламп. Он требует
только два контактных ввода
на один излучатель.
Но этот способ связан с
принципиальными потерями
энергии при преобразовании
света от диода в люминофо-
рах. Кроме того, эффектив-
ность источника излучения
уменьшается, т. к. разные
люминофоры имеют разные
спектры возбуждения люми-
несценции, не точно соответ-
ствующие УФ спектру излуче-
ния кристалла LED.
Синий
J
, УФ СИД Общий спектр
Излучение
люминофора
410
470
525
590 630
Рис. 7.5. Получение белого света
с помощью ультрафиолетового светодиода и
RGB-люминофора
Индекс цветопередачи
Для источников белого цвета важны не только цветовые координаты
суммарного спектра разных составляющих излучателя. Многолетние
исследования люминесцентных ламп показали, что для цветовых харак-
теристик необходимо учитывать отражение света от поверхностей с
различным спектром отражения. Этот учет можно количественно обо-
сновать, эмпирически введя индекс цветопередачи как среднее значение
индексов цветопередачи от 8 стандартных цветовых поверхностей.
Примечание.
Индекс цветопередачи, Ra — CRI (Color Rendering Index), характери-
зует насколько близки к «истинным» будут видны цвета объектов,
при рассматривании их в свете LED. Под «истинными» понимаются
цвета, сформированные с использованием тестового источника.
Ra принимает значения от 1 до 100:1 — наихудшая цветопередача;
100 — наилучшая. Индекс более 80 является хорошим показателем,
более 90 — отличным.
Суммирование излучения LED более трех цветов дает возможность
получить белый свет с индексом цветопередачи близким к 100 %.
150 Профессиональные советы домашнему электрику
Индекс цветопередачи для суммы голубого излучения LED с излу-
чением желто-зеленого люминофора ниже, чем для других способов,
но он может быть улучшен применением дополнительного оранжево-
красного люминофора.
Для массового применения LED в обычном освещении необходимы
психофизиологические исследования зрительного восприятия цвета
светодиодов. Будущее покажет, в каких применениях целесообразно
использовать белые LED каждого из четырех типов.
Мощные светодиоды Luxeon
Конструкции мощных светодиодов, например, Luxeon, основаны на
следующих принципах:
♦ использованы высокоэффективные излучающие гетерострук-
туры в системах AlGalnP/GaAs. AlGalnP/GaP и InGaN (активная
область гетероструктуры содержит либо одиночную, либо мно-
жественные квантовые ямы);
♦ излучающие кристаллы имеют увеличенную площадь S более
1 мм2 (вместо 0,05 мм2 в стандартных СИД диаметром 5 мм), уве-
личение площади кристалла направлено на увеличение рабочего
тока, т. е. на увеличение светового потока и снижение теплового
сопротивления кристалла;
♦ для увеличения светового потока в ряде конструкций применя-
ются несколько кристаллов, соединенных как последовательно,
так и параллельно-последовательно;
♦ в качестве кристаллодержателя для улучшения теплоотвода исполь-
зованы мощные медные или алюминиевые основания (радиаторы);
♦ для сбора и преобразования бокового излучения кристаллов
применены соответствующие рефлекторы;
♦ для эффективного вывода излучения и формирования заданной
диаграммы направленности излучения, конструкции светодио-
дов содержат полимерную линзу, согласованную по размерам
с отражателем бокового излучения, а также в некоторых кон-
струкциях вторичную оптику.
Широкое распространение получили светодиоды типа Luxeon
фирмы Lumileds Lighting. На рис. 7.6 показано строение мощного све-
тодиода Luxeon.
Подобную конструкцию имеет многие мощные недорогие свето-
диоды китайских производителей. Конструкция светодиода Luxeon
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
151
Катод
я Пластиковая
"линза
• Кристалл
Золотая
пдовол
перемычка
I
I
Медный i ^^
радиатор | IF^'
Силиконовое /
защит покрытие^г
от эл статики X .
У Фотон
/ п - область
GaN
Активная —
область
р - область '
СИД LUXION GaN
Фотон
ft
Сапфир
/ Золотая
/ провол.
/ перемычка
1
ь
1
I Омический
| контакт
Пайка
Омический Силиконовая
контакт подложка
Рис. 7.6. Строение мощного светодиода Шхеоп
обеспечивает эффективный отвод тепла от кристалла. Значительное
количество энергии, подводимой к светодиоду, все еще расходуется
на нагрев кристалла. Световая отдача белого светодиода Luxeon при
номинальном прямом токе 0,3 А составляет 30-40 лм/Вт. Т. е. это уже
больше светоотдачи классических и галогенных ламп накаливания.
Светодиоды Luxeon делятся по электрической мощности на сле-
дующие серии: Luxeon I — 1 Вт (однокристальные с прямым рабочим
током 350 мА); Luxeon III — 3 Вт (однокристальные с прямым рабо-
чим током 0,7-1 A); Luxeon V — 5 Вт (четырехкристальные с прямым
рабочим током 700 мА).
Светодиоды Luxeon делятся по исполнению: Emitter — единичный
светодиод (базовый элемент); Star — Emitter на теплоотводящем основа-
нии.
На рис. 7.7 показан внешний вид белого светодиода Luxeon Star
(кристалл и рефлектор покрыты слоем желтого люминофора). А на
рис. 7.8 показан Luxeon Side Emitting на основании Star. Благодаря
специальной конической линзе (обратная линза) имеет круговую диа-
грамму излучения.
Обратите внимание, что Star/C — Emitter на квадратном теплоот-
водящем основании с разъемом, a Star/O — Emitter с интегрирован-
ной вторичной оптикой.
152
Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 7.7. Внешний вид белого
светодиода Luxeon Star
(кристалл и рефлектор
покрыты слоем желтого
люминофора)
Рис. 7.8. Внешний вид
Luxeon Side Emitting на
основании Star
Рис. 7.9. Внешний вид
белого светодиода
Luxeon Star
На рис. 7.9 представлены слева направо
Luxeon Star/O (с интегрированной вторичной
оптикой), Luxeon Star и Luxeon Emitter.
Ring 6, Ring 12 — модули, состоящие из 6 и
12 светодиодов Star/O, закрепленных на коль-
цевом основании, представлены на рис. 7.10.
Помимо Lumileds Lighting высокоэффек-
тивные (мощностью 1 Вт) светодиоды выпу-
скают и другие известные фирмы производи-
тели, например, OSRAM Optosemiconductors выпускает серию Golden
DRAGON™.
В табл. 7.1 приведены технические характеристики светодиодов
белого света OSRAM, NICHIA, Edixeon мощностью 1 Вт.
Технические характеристики светодиодов белого света OSRAM, NICHIA, Edixeon Таблица 7.1
Рис. 7.10. Внешний вид
модулей Ring б, Ring 12
Тип изделия
Golden DRAGON™
LWW5SG
NICHIA JUPITER™
NCCW022
NCCW023
EDSX-1LA1
EDSW-1FA1
Световой
поток,
лм
25
23
23
35
50
Прямой ток
номинальный,
мА#
350
350
350
350
350
Прямое
напряжение
номинальное, В
3,8
3,8
3,8
3,7
3,7
Угол
излучения,
градус
120
70
35
120
60
Производитель
OSRAM
Optosemiconductors
NICHIA
Edison
Следующим этапом развития светодиодов Luxeon стали свето-
диоды серии Luxeon K2. Варианты их исполнения представлены на
рис. 7.11 и рис. 7.12. А на рис. 7.13 приведено внутреннее строение
светодиода Luxeon K2.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
153
Рис. 7.11. Внешний вид светодиода серии
Luxeon K2 на основании STAR
Рис. 7.12. Внешний вид светодиода
серии Luxeon K2 (Emitting)
^ Линза
— Кристалл
*" Силиконовая подложка
Радиатор
Проволочная золотая перемычка
Рис. 7.13. Внутреннее строение светодиода серии Luxeon K2
Катод -
Корпус —
Световой поток светодиодов серии Luxeon К2, например, у LXK2-
PW14-V00 составляет 120 лм при прямом рабочем токе 1 А.
Современные высокоэффективные светодиоды
В мире ежегодно производится несколько миллиардов светодиодов.
Бесспорным лидером по объемам производства в этой области стала
КНР вместе с другими странами юго-восточной Азии.
Но в производстве качественных высокоэффективных светодио-
дов и кристаллов для них лидером является американская фирма
Сгее (www.cree.com), которая первой начала делать светодиоды на
подложке не из сапфира или кремния, а из карбида кремния (SiC),
имеющего значительно меньшее тепловое сопротивление, используя
в светоизлучающих кристаллах нитриды галлия и индия (рис. 7.14,
рис. 7.15). Это позволило повысить световую отдачу белых светодио-
дов до 80-100 лм/Вт.
Надо отметить, что сегодня на базе кристаллов Сгее выпускают
свои светодиоды такие крупные производители как OSRAM Opto
Semiconductor, Seoul Semiconductor, LedEngin, dison Opto Corporation,
Avago Technology и многие другие. В свою очередь, не отстает от
лидера и компания Lumileds (Philips), выпустив линейку светодиодов
Luxeon® Rebel (рис. 7.16 — рис. 7.19).
154 Профессиональные советы домашнему электрику
Рис 7.16. Внешний вид Рис 7.17. Внешний вид
Рис 7. U. Внешний вид светодиода Luxeon Rebel светодиода Luxeon Rebel
светодиода серии AljnGaN АцпСаР
XLampXR-ELED
Силиконовая TVS
линза\ ^ защитный
сапрессор
~^ Катод
"^«^ Светоизлучающий
. ч. кристалл
Керамическая
Связующий слой
подложка Металлосоединяющий
Термослой (электропроводящий)
электроизолятор СЛОй
Рис 7,18. Внутреннее строение светодиодов
серии Luxeon Rebel (AllnGaN)
Рис 7.15. Светодиод серии
XLamp XR-E LED установлен
на плате
Силиконовая
линза \
Керамическая
Катод
\ Золотая проволочная
\ перемычка
Светоизлучающий кристалл
Связующий слой
подложка _ Металлосоединяющий
Термослой (электропроводящий)
элёктроизолятор слой
Рис 7.19. Внутреннее строение светодиодов Рис 7.20. Внешний вид
серии Luxeon Rebel (AllnGaP) светодиода серии OSTAR
Световой поток светодиодов Luxeon® Rebel в частности LXML-
PWC1-0100 составляет 100 лм при токе 350 мА и 180 лм при токе
700 мА. Т. е. при токе 350 мА светоотдача составляет приблизительно
100 лм/Вт. Интересные свето диоды для местного и общего освещения
выпускает и OSRAM Opto Semiconductor. Световой поток светодиода
OSTAR составляет 1000 лм (рис. 7.20).
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
155
Питание светодиодов
Для того чтобы светодиодное освещение вошло в перечень тра-
диционных источников света помимо увеличения световой отдачи и
уменьшения стоимости самих светодиодов необходимо решить еще
проблему специализированного электрического питания светодио-
дов и светодиодных модулей. Вести разговоры о том, что светодиоды
будут работать 100 000 часов или хотя бы 10 000 часов без качествен-
ного электрического питания, нереально.
Во-первых, блок электропитания должен сохранять работоспо-
собность в течение назначенного временного ресурса порядка 50 000
часов и более, обеспечивая при этом требуемые характеристики.
Во-вторых, питание должно быть стабилизированным по току
(идеальный вариант — величина тока должна стабилизироваться по
температурной зависимости светоизлучающего кристалла), иметь
защиту от импульсов перенапряжения и обратной полярности.
В-третьих, цена всего вышеуказанного не должна существенно
превышать стоимость светодиодного модуля.
Рассмотрим более подробно особенности питания белых светодио-
дов. Как известно, светодиод имеет нелинейную вольтамперную харак-
теристику с характерной «пяткой» на начальном участке (рис. 7.21).
Как мы видим, светодиод начинает светиться, если на него подано
напряжение больше 2,7 В.
Внимание.
При превышении порогового напряжения (выше 3 В) ток через свето-
диод начинает быстро расти и здесь требуется ограничить ток,
стабилизировать его на определенном уровне.
80
70
8 60
8 50
&140
>S
О
а
30
20
10
у
1
/
/
/
/
/
f
0,5
1,5 2 2,5 3 3,5
Напряжение на светодиоде, В
Рис. 7.21. Вольтамперная характеристика светодиода белого свечения
156
Профессиональные советы домашнему электрику
UvDil
+ /
<W
//
Рис. 7.22. Схема
последовательного
включения
светодиодов
r2
Простейшим ограничителем тока через свето-
диод является резистор. Существует несколько
вариантов схемотехнического включения светодио-
дов. Они делятся на схемы с параллельным, после-
довательным и смешанным включением.
Последовательное включение (рис. 7.22) пре-
следует цель либо повысить мощность излучения,
либо увеличить излучаемую поверхность.
Недостатками последовательного включения
является:
♦ во-первых, с увеличением числа светодиодов
увеличивается и напряжение питания;
♦ во-вторых, увеличение числа светодиодов понижает надежность
системы, при выходе из строя одного из светодиодов перестают
работать все последовательно включенные светодиоды.
При параллельном включении светодиодов через каждый излу-
чатель протекает отдельный ток, задаваемый отдельным токозада-
ющим резистором. На рис. 7.23 показана
схема параллельного включения излучаю-
щих диодов. Преимуществом параллель-
ного включения является высокая надеж-
ность, так как при выходе из строя одного
из излучателей остальные продолжают
работать.
Недостатки параллельного включения
светодиодов:
♦ каждый светодиод потребляет отдель-
ный ток и повышается энергопотре-
бление;
♦ увеличиваются потери на токозадаю-
щих резисторах.
Наиболее эффективным является смешан-
ное (комбинированное) последовательно-
параллельное включение, показанное на
рис. 7.24. В этом случае число последова-
тельно включенных излучателей ограничено
напряжением питания, а число параллель-
ных ветвей выбирается в зависимости от
требуемой мощности.
Wl]
R3
Рис. 7.23. Схема
параллельного включения
светодиодов
Dm DR2 DR3
&
fa
Рис. 7.24. Схема
последовательно-
параллельного включения
светодиодов
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
157
/.
'max
t d
/cp
« T ■ >
--
—►
t
Вход
КР142ЕН12А
LM317
Регул ир.
Выход
-0-
Рис. 7.25. Временные диаграммы
импульсного тока
Рис. 7.26. Схема простейшего
линейного стабилизатора тока
Смешанное соединение включает в себя положительные свойства
вариантов параллельного и последовательного включения.
В связи с тем, что зрительный аппарат человека является инерцион-
ным, довольно часто при питании светодиодов используют импульсный
ток. На рис. 7.25 показаны временные диаграммы импульсного тока.
Как уже упоминалось, резистор является элементом, ограничиваю-
щий ток, протекающий через светодиод. Но резистор удобно применять,
если питающее напряжение постоянно. На практике часто случается,
что напряжение не стабильно, например, напряжение аккумуляторной
батареи уменьшается при ее разряде довольно в широких приделах. В
этом случае широко применяют линейные стабилизаторы тока.
Простейший линейный стабилизатор тока можно собрать на
широко распространенных микросхемах типа КР142ЕН12(А), LM317
(и их многочисленных аналогах), как показано на рис. 7.26.
Резистор R выбирается в пределах 0,25-125 Ом, при этом ток через
светодиод определяется выражением
Ivd = 1,25/R.
Схема построения таких стабилизаторов тока отличается просто-
той (микросхема и один резистор), компактностью и надежностью.
Надежность дополнительно обусловлена развитой системой защиты
от перегрузок и перегрева, встроенной в микросхему стабилизатора.
Для стабилизации токов от 350 мА и выше можно использовать и
более мощные микросхемы линейных регуляторов с малым падением
напряжения серий 1083, 1084, 1085 различных производителей либо
отечественные аналоги КР142 ЕН 22А / 24А/ 26А.
Но у линейных стабилизаторов тока есть существенные недостатки:
низкий КПД; большие потери сильный нагрев при регулировке боль-
ших токов.
158 Профессиональные советы домашнему электрику
7.3. Светодиодные лампы
Назначение и примеры исполнения
Светодиодная лампа — осветительный прибор, устанавливаемый
в существующий светильник, изначально предназначенный как для
установки сменных светодиодных ламп, так и для установки ламп дру-
гого типа (люминесцентных, накаливания, галогенных), возможно, с
некоторой доработкой.
В настоящее время выпускаются светодиодные лампы практически
под все существующие типы цоколей. Лампы выпускаются в основ-
ном невысокой мощности (до 20 Вт) и предназначены для установки в
бытовые осветительные устройства — настольные светильники, пото-
лочные светильники, бра — как быстрая замена менее экономичных
традиционных ламп без изменения дизайна и конструкции. Примеры
исполнения и конструктивные элементы светодиодных ламп пред-
ставлены на рис. 7.27.
Производители указывают напряжение питания, потребляемую мощ-
ность и цоколя, указывают оттенок белого света (цветовую температуру),
срок службы лампы и мощность аналогичной лампы накаливания.
Рис. 7.27. Светодиодные лампы:
а — примеры исполнения; б—конструктивные элементы
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 159
Достоинства и недостатки светодиодных ламп
Достоинства светодиодных ламп:
♦ светодиодная лампа безопасна в работе, т. к. она не требует вы-
сокого напряжения. При этом наибольшая температура свето-
диода и ограждающей арматуры не превысит 60°С;
♦ наименьшее, по сравнению с любыми другими типами бытовых
ламп, потребление электроэнергии (табл. 7.2);
♦ высокая световая отдача, порядка 120 лм/Вт (светоотдача ламп
накаливания составляет 10-24 лм/Вт, а люминесцентных ламп —
от 60 до 100 лм/Вт);
♦ наивысший, по сравнению с любыми другими лампами освеще-
ния, срок службы (40000-50000 часов и более), при условии ка-
чественного построения самой светодиодной лампы, примене-
нии в ее изготовлении высококачественных материалов, а также
соблюдении заданного теплового режима;
♦ получение различных характеристик спектра без использования
светофильтров, т. е. по аналогии с лампами накаливания;
♦ прочность и безопасность для пользователей. Светодиодная лам-
па при случайном падении не разобьется и не будет повреждена,
т. е. осколков стекла, характерных для подобной ситуации с любой
другой осветительной лампой, не будет. Ее элементы не содержат
сколько-нибудь опасных компонентов химического происхожде-
ния, присутствующих, к примеру, в люминесцентных лампах;
♦ в спектре излучения светодиодов отсутствует значительные ин-
фракрасное и ультрафиолетовое излучения;
♦ срок службы не зависит от количества включений и отключе-
ний. У других ламп количество включений-отключений серьез-
но влияет на продолжительность их службы;
♦ светодиодные лампы могут работать при изменении напряже-
ния от 80 до 230 В.
Примечание.
Конечно, при снижении напряжения интенсивность свечения изме-
ниться, но лампа гореть будет.
Потребляемая мощность различными лампами
для достижения определенного светового потока Таблица 7.2
Световой поток, лм
250
400
Мощность (Вт)
Светодиодная лампа
2-3
4-5
Люминесцентная лампа
5-7
10-13
Лампа накаливания
20
40
160
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 7.2 (продолжение)
Световой поток, лм
700
900
1200
1800
2500
Мощность (Вт)
Светодиодная лампа
8-10
10-12
12-15
18-20
25-30
Люминесцентная лампа
15-16
18-20
25-30
40-50
60-80
Лампа накаливания
60
75
100
150
200
Недостатки светодиодных ламп:
наивысшая цена среди аналогичных осветительных ламп;
потребность в отводящем тепло радиаторе;
в отсутствии конденсатора, выравнивающего световой поток
светодиодов, наблюдается заметная пульсация света;
световой спектр, генерируемый светодиодами, монохромен и су-
щественно отличается от естественного солнечного освещения.
Для смягчения монохромного светового излучения требуется
люминофоры специального состава;
генерируемый световой поток узко направлен и требует уста-
новки нескольких разнонаправленных ламп или рассеивателя
света, однако применение последнего существенно снижает ин-
тенсивность освещения.
Основные элементы
светодиодной лампы
Рассмотрим устройство свето-
диодной лампы. Основные эле-
менты современной светодиодной
лампы представлены на рис. 7.28.
Светодиодная лампа состоит из
рассеивателя, собственно светодио-
дов, платы, на которую они монти-
руются, радиатора для охлаждения
светодиодов, драйвера, вентиляци-
онных отверстий для циркуляции
воздуха, цоколя. Рассмотрим основ-
ные элементы современной свето-
диодной лампы подробнее.
Рассеиватель
Светодиодная
матрица
Радиатор
Драйвер
Цоколь Е27
Рис. 7.28. Устройство
светодиодной лампы с цоколем Е27
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
161
Пускатель-балласт (драйвер)
Это первый и главный компонент светодиодной лампы. Он
заключен в пластиковый корпус с вентиляционными отверстиями.
Представляет собой электронную схему, служащую для преобразова-
ния входного напряжения к
напряжению, пригодному для ^ ^
использования в светодиодной
лампе.
Типовая схема включения
АС 90-260 В
0
Драйвер
VD1
VDn
Рис. 7.29. Типовая схема включения
драйвера светодиодной лампы
470к
драйвера светодиодной лампы
представлена на рис. 7.29.
Дроссели и трансформаторы в этом устройстве использовать прак-
тически не представляется возможным из-за их больших размеров,
несоизмеримых с размерами корпуса лампы (хотя бывают исклю-
чения). Поэтому он содержит мост, мощные конденсаторы, причем,
более мощные, чем в схеме балласта люминесцентных ламп.
Драйвер задает определенную частоту для питающего напряжения
и тока светодиода. Эта частота питания важна, во-первых, для того
чтобы задать определенную яркость свечения, т. к. яркость свечения
для светодиода задается «правильно» именно не изменением напря-
жения, а определенной часто-
той питания. Во-вторых, это
ограничение частоты через
драйвер позволят мощному
светодиоду дольше «дегра-
дировать» (терять выходной
световой поток), то есть све-
тодиод проработает дольше.
Типовая принципиальная
схема драйвера светодиод-
ной лампы представлена на
рис. 7.30.
Долговечность светодиод-
ной лампы во многом опреде-
ляется наличием и качеством
драйвера.
Следует отметить, что
требуются вентиляционные
отверстия в корпусе балласта.
-220 В
Рис. 7.30. Типовая принципиальная
схема драйвера светодиодной лампы
162 Профессиональные советы домашнему электрику
Ведь тепло, вырабатываемое диодами в светодиодных лампах, направ-
лено не наружу, а внутрь корпуса лампы.
в
Примечание.
Срок службы любой светодиодной лампы зависит с количеством вен-
тиляционных отверстий в корпусе, надежности конденсаторов и
стабилитронов, выравнивающих напряжение в случае его перепадов.
Внешний вид драйвера светодиодной лампы представлен на рис. 7.31.
Алюминиевый радиатор
В отличие от обычных ламп накаливания, светодиоды не излучают
тепло в окружающие пространство, а проводят его в направлении от
р-n перехода к теплоотводу в корпусе светодиода (или вывод свето-
диода, или специальная металлическая пластинка). Поэтому процесс
отвода тепла более сложен и специфичен.
Путь отвода тепла состоит из множества тепловых сопротивле-
ний:
♦ «р-n переход -> теплоотвод корпуса»;
♦ «теплоотвод корпуса -» печатная плата»;
♦ «печатная плата -> радиатор»;
♦ «радиатор -> окружающая среда».
в
Примечание.
Вследствие этого, использование мощных светодиодов связано
с высокой вероятностью чрезмерного увеличения температуры
перехода, от которой напрямую зависят срок службы, надежность
и световые характеристики светодиода.
Данные исследований говорят, что примерно 65-85% электроэ-
нергии при работе светодиода преобразуется в тепло. Однако, при
условии соблюдения рекомендованных производителем светодиодов
тепловых режимов, срок службы светодиода может достигать 10 лет.
Внимание.
Если нарушить тепловой режим (обычно это работа с темпера-
турой перехода более 120-125°С), срок службы светодиода может
упасть в 10 раз! А при грубом несоблюдении рекомендованных
тепловых режимов, например, при включении светодиодов типа
emitter без радиатора в течение более 5-7с, светодиод может
выйти из строя уже во время первого включения.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 163
Повышение температуры перехода,
кроме того, приводит к снижению ярко-
сти свечения и смещению рабочей длины
волны. Так же полимер, из которого изго-
товлен корпус светодиода, нельзя нагревать
выше определенного предела, т. к. из-за раз-
ности коэффициентов линейного расшире-
ния деталей светодиода (контактов, рамки,
кристалла, материала линзы), возможен
отрыв контактного соединения. Поэтому л п ■-■■■■-
г ' Рис. 732. Внешний вид
очень важно максимально рассеять выде- радиатора светодиодной
ляемое светодиодом тепло. лампы
Немаловажный компонент светодиодной лампы — радиатор
(рис. 7.32). Обычно он изготовлен из алюминия и имеет сложную
форму. Его выступающие ребра могут быть расположены вдоль и по
спирали, что улучшает отвод тепла. Рад* аторы видны и на фото ламп,
представленных ранее на рис. 7.27.
Размеры светодиодов слишком малы и не достаточны для само-
стоятельного отвода тепла, выделяемого им при работе — чем мощ-
нее светодиодная лампа, тем большего размера и площади ей необхо-
дим радиатор. Соответственно, внушительный размер алюминиевого
радиатора влияет на себестоимость лампы, к тому же мощную свето-
диодную лампу будет трудно или невозможно установить в обычные
светильники — она в них не поместится.
Плата, на которой установлены светодиоды
В большинстве случаев плата выполнена из алюминия. На сторону,
обращенную к радиатору, нанесена термопаста, отводящая тепло. Почти
90% излучения тепла от светодиодов приходится на алюминиевую плату,
в которой они установлены. Примеры плат приведены на рис. 7.33.
Платы под сверхяркие светодиоды обычно покрываются черной
или белой паяльной маской, чтобы дополнительно увеличить светопо-
глощение или светоотражение соответственно, что благоприятно ска-
зывается и на температурных режимах и на дизайне светильников.
Медная фольга — используется стандартная для производства
печатных плат медная фольга толщиной от 35-350 мкм.
Диэлектрик-препрег — стеклоткань, пропитанная эпоксидными
смолами толщиной 50-150 мкм. В качестве препрега может использо-
164
Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 7.33. Платы для установки светодиодов:
а — типа «Звезда»; б — круглая, для установки 7 светодиодов
ваться как обычная эпоксидная стеклоткань FR-4, так и специальный
теплопроводящий состав (T-preg), который обладает лучшими тепло-
проводными и электроизоляционными свойствами. Он представляет
собой специальную химически стойкую структуру с высокой тепло-
проводностью толщиной 75-200 мкм, изготовленного из особого диэ-
лектрика — смеси полимера со специальной керамикой.
Полимер выбирается исходя из его диэлектрических свойств, тогда
как керамический наполнитель предназначен для улучшения тепло-
проводности, благодаря чему материал имеет и отличные диэлектри-
ческие свойства, и очень низкое тепловое сопротивление. В платах с
металлическим основанием слой диэлектрика — ключевой, поскольку
соединяет медь с нижним, металлическим (алюминиевым или мед-
ным) базовым, который служит радиатором для всей печатной платы
и выполняет функцию проводника тепла от верхнего к нижнему
слою — к металлическому основанию.
В конструкции плат с металлическим основанием важную роль
играет коэффициент температурного расширения (КТР) материалов
подложки. Использование материалов с большим КТР при высоких
температурах приводит к возникновению внутренних механических
напряжений в структуре.
Примечание.
Поэтому для высокотемпературных применений, где данный пара-
метр критичен, используют материалы с подложкой из низкоугле-
родистой стали (толщиной 1 и 2,3 мм) с малым КТР.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 165
Хотя медь обладает лучшими теплопроводными свойствами, алю-
миний все-таки является самым распространенным материалом для
плат с металлическим основанием, так как он более дешевый и, что
немаловажно, легкий материал.
Теплопроводность применяемых алюминиевых подложек:
♦ алюминий 1100 (аналог АД) — 222 Вт/мК;
♦ алюминий 5052 (аналог АМг2,5) — 138 Вт/мК;
♦ алюминий 6061 (аналог АД33) — 167 Вт/мК.
На сегодняшний день несколько крупных компаний-производителей
термопроводящих электроизолирующих материалов выпускают базо-
вые материалы для изготовления печатных плат с металлическим
основанием: Bergquist (США), Totking (Китай), Ruikai (Китай), Laird
(Thermagon) (США), Denka (Япония).
Широкий перечень поставляемых материалов с различными харак-
теристиками способны удовлетворить самый взыскательный вкус
разработчиков и технологов радиоэлектронной аппаратуры и сулит
экономический выигрыш как непосредственно на этапе производства,
так и последующей эксплуатации изделий. Сами материалы отвечают
требованиям коммерческих и военных стандартов и могут приме-
няться практически в любой области: от бытовых устройств до воен-
ной техники.
Большинство технологических процессов изготовления печатных
плат с металлическим основанием, таких как травление, нанесение
защитной маски, нанесения защитного металлического покрытия
(HASL), маркировка, аналогичны процессам изготовления традици-
онных плат из FR-4 и отличаются только режимами механической
обработки контура и сверловки.
Печатные платы на металлическом основании не ограничиваются
применением для мощных светодиодов и могут так же использоваться
в любом изделии, где важен теплоотвод и габариты. Применение
таких плат существенно упрощает проектирование радиоэлектрон-
ных устройств, особенно высокомощных, поскольку отвод тепла пере-
стает существенно зависеть от взаимного расположения элементов и
свободной площади платы вокруг них: теплота рассеивается через
подложку. Исчезает необходимость в дополнительных теплоотво-
дах — радиаторах, шинах и т.п. В итоге возрастает степень интеграции
элементов на плате, снижаются ее габариты.
Печатные платы с металлическим основанием имеют много преи-
муществ по сравнению с обычными платами:
1 66 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ рассеивают тепло без использования дополнительных радиато-
ров, специальных теплопроводящих паст;
♦ снижают/устраняют необходимость в вентиляторах принуди-
тельного воздушного охлаждения;
♦ добавляют механическую жесткость изделию;
♦ повышают степень интеграции элементов высокомощной аппа-
ратуры, работающей с большими токами и напряжениями при
высокой рабочей температуре;
♦ уменьшают эффект теплового стресса всех компонентов, тем са-
мым увеличивая продолжительности жизни элементов и долго-
вечности изделия.
Охлаждающие свойства таких плат позволяют проще организовать
отвод тепла, что благоприятно сказывается на себестоимости изделий.
За счет любой конфигурации контура плат, позволяют значительно
сэкономить место в устройстве. Платы имеют отличные характеристики
по электромагнитной совместимости и экранированию. Использование
таких плат, улучшает надежность устройств, наработку на отказ.
Возможность объединения на одной печатной плате множества свето-
диодов, монтаж компонентов с помощью стандартных автоматизирован-
ных технологий пайки, малая теплоотдача — все это в комплексе позво-
ляет создавать компактные высокоэффективные источники света.
Светодиоды
Обычно используется от пяти до многих десятков светодиодов. Это
полупроводниковые приборы, преобразующие электрический ток в
световое излучение. Любой светодиод состоит из не проводящей ток
подложки, на которую уложен полупроводниковый кристалл. Оба
этих элемента заключены в корпус с выводами контактов с одной и
линзой из пластика с другой стороны.
Свободное пространство между линзой и кристаллом заполнено
бесцветным силиконом, конструкция светодиода закреплена на алю-
миниевом основании, отводящем тепло и придающем светодиоду
большую жесткость.
От качества светодиодов зависит световой поток, генерируемый
ими. При построении лампы на дешевых светодиодах ее светоотдача
понижается до максимальных 100 лм/Вт и становится равной люми-
несцентным лампам, т. е. утрачивается важное преимущество свето-
диодной лампы.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 167
Рассеивающая свет оптика (линзы, рассеиватели)
Для достижения нужного результата применяют различные опти-
ческие системы, получая как точечный источник, так и лампу, которая
светит во все стороны. Оптика закреплена на внутреннем кольце из алю-
миния. Производится из матового пластика, служит для равномерного
рассеивания светового пучка от светодиодов. Практически не греется.
Примечание.
Задача оптической системы, используемой в паре со светодио-
дом—как можно более рационально распределить световой поток
в пространстве.
Правильно подобранная оптика позволяет существенно увеличить
плотность светового потока диода и более точно приспособить его работу
для решаемой технической задачи.
На сегодняшний день представленные на рынке оптические системы
охватывают достаточно широкий спектр применения светодиода: от
точечной индикации до приборов основного освещения.
D
Примечание.
Оптика позволяет выстроить не только круговой, но и протяжен-
ный эллиптический фронт излучения.
Оптические системы делятся на два основных типа: линзовые и
отражательные. Все они создают различные диаграммы направлен-
ности излучения в пространстве. Параметр, отображаемый диаграм-
мами, есть эффективный телесный угол светового потока, то есть угол,
внутри которого распределено не менее 50% всего излучения.
Типовые варианты диаграмм направленности:
♦ узкая диаграмма с углом эффективного излучения 5-20°
(рис. 7.34, а);
♦ средняя диаграмма с утлом эффективного излучения 20-50°
(рис. 7.34, б);
♦ широкая диаграмма с углом эффективного излучения от 50°
(рис. 7.34, в).
Примечание.
При использовании оптических систем с более широкой диаграммой
направленности сила света будет ниже, снизится и освещенность.
Происходит это из-за рассредоточения светового потока на Срав-
нительно большой площади. Следовательно, при выборе следует учи-
168
Профессиональные советы домашнему электрику
100
5
S
о
1 25
о
6
/
/
/
\
\
\
-20
-10 0
а
10
20
Угол
100
£ 75
50
25
/
/
/
\
\
\
-30 -20 -10 0
б
10
20 30
Угол
100
£ 75
о
I 50
о
а5 25
у
/
/
/
' S
\
\
\
-40 -30-20-10 0 10 20 30 40
Угол
в
Рис. 734. Типовые варианты диаграмм
направленности оптических систем:
а —узкая диаграмма с углом эффективного
излучения 5-20°; б — средняя диаграмма
с углом эффективного излучения 20-50°;
в — широкая диаграмма с углом
эффективного излучения более 50°
тывать зависимость между пло-
щадью освещаемой поверхности и
значением силы света системы.
Значение силы света при приме-
нении одного светодиода недоста-
точно, разумно применить системы
с пятью и более светодиодами.
Важным параметром также
является собирательная способ-
ность систем. Это отношение све-
тового потока внутри угла эффек-
тивного излучения ко всему све-
товому потоку, прошедшему через
систему. Выраженная в процентах,
эта величина часто обозначается
как оптическая эффективность.
Хорошим значением эффективно-
сти следует считать величины от
75% и выше.
У линзовых систем, как правило,
они меньше. Это связано с тем, что
свет, проходя через линзу, дважды
пересекает границу раздела двух
оптических сред. Поэтому, выби-
рая систему с узкой или средней
направленностью, следует пом-
нить о том, что отражатель может
быть эффективнее линзы.
Цоколь
Это стандартный элемент любой лампы, предназначен для вкру-
чивания в патрон светильника (резьбовые цоколи — Ехх) или для
вставки в штырьковую систему быстрого соединения ламп (штырь-
ковые цоколи — Gxx).
Резьбовые цоколи — Ехх. Входят в резьбовую систему быстрого
соединения ламп, разработанную Томасом Эдисоном в 1909 году:
♦ цоколь Е14 — обозначение Е14 соответствует диаметру резьбы
в 14 мм;
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 169
♦ цоколь Е27 — обозначение Е27 соответствует диаметру резьбы
в 27 мм;
♦ цоколь Е40 — обозначение Е40 соответствует диаметру резьбы
в 40 мм.
Штырьковые цоколи — Gxx входят в штырьковую систему
быстрого соединения ламп. Цифра указывает на расстояние между
центрами штырьков лампы.
Цоколь G4 — распространенный тип цоколя для миниатюрных
галогенных ламп декоративного назначения. Расстояние между кон-
тактами равно 4,00 мм. Применяется в настольных лампах, люстрах,
декоративных светильниках. Распространены также цоколи GU4 и
GY4, являющиеся модификациями цоколя G4 для разных стран и име-
ющие незначительные отклонения в диаметре штырьков, расстоянии
между ними. Данный тип цоколя рассчитан на напряжение 12 В.
Цоколь GU5,3 — широко применяемый тип цокодя для галоген-
ных мульти-фацетных рефлекторов (MR) и их светодиодных анало-
гов. Расстояние между контактами равно 5,33 мм. Данный тип цоколя
рассчитан на напряжение 12 В, но в России также широко получили
распространение лампы на 220 В.
Цоколь G9 — распространенный тип цоколя для галогенных ламп
под декоративные светильники. Имеет две скобы-контакта, расстоя-
ние между центрами которых составляет 9,00 мм. Данный тип цоколя
рассчитан на напряжение 12 В.
Цоколь GU10 — представляет собой двухштырьковый разъем
с утолщениями на конце контактов для поворотного соедине-
ния с патроном согласно стандарту IEC (англ. сокр. от International
Electrotechnical Commission — международная электротехническая
комиссия, МЭК). Расстояние между центрами контактов равно 10 мм.
Данный тип цоколя рассчитан на напряжение 220 В.
Цоколь G13 — тип цоколя, применяемый для люминесцентных
и светодиодных линейных ламп Т8. Расстояние между контактами
составляет 13,00 мм.
Цоколь G53 — тип цоколя, распространенный для подключения ламп-
рефлекторов большого диаметра, например AR111. Соединительными
контактами являются две Г-образные скобы. Расстояние между контак-
тами равно 53,00 мм. Данный тип соединения также относится к группе
штырьковых. Рассчитан на напряжение 12 В.
Цоколь GX53 — представляет собой двухштырьковый разъем
с утолщениями на конце контактов для поворотного соединения с
170 Профессиональные советы домашнему электрику
патроном. Расстояние между центрами контактов равно 53,00 мм.
Данный тип цоколя применяется для плоских круглых ламп под
встраиваемые светильники.
Светодиодные лампы фирмы Shine Technologies Limited
Для примера модельного ряда светодиодных ламп рассмотрим све-
тодиодные лампы фирмы Shine Technologies Limited. Shine® является
зарегистрированной торговой маркой компании Shine Technologies
Limited. Это высокотехнологичные энергосберегающие продукты
для освещения, в том числе и несколько классов светодиодных ламп
и светильников с ними, светодиодных панелей, светодиодных про-
жекторов, предназначенных для различных случаев использования.
Производятся так же и источники питания для всех изделий, указан-
ных выше.
Направления деятельности компании Shine Technologies Limited
(Гонконг) — производство и поставка энергоэффективных источни-
ков света для профессионального освещения; декоративного освеще-
ния; архитектурного освещения; ландшафтного освещения; промыш-
ленного освещения; дорожного освещения; освещения специального
назначения.
Светодиодные лампы Shine на основе диодов Сгее представлены
на рис* 7.35.
Серия Bullet (рис. 7.35, а). Светодиодные лампы Bullet имеют
5 сверхярких светодиодов и мощный радиатор. Предназначены для
общего освещения в открытых светильниках.
Пример. Bullet 8W Е27. Мощность: 8 Вт. Цоколь: Е27. Цветовая тем-
пература: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы накаливания:
75 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Серия Wave (рис. 7.35, б). Светодиодные лампы Wave строением
своего корпуса напоминают о волновой природе. Предназначены для
общего освещения в открытых светильниках.
Пример. Wave 8W Е27. Мощность: 8 Вт. Цоколь: Е27. Цветовая тем-
пература: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы накаливания:
75 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Серия Volcano (рис. 7.35, в) — это образец минимализма в линейке
мощных светодиодных ламп. Форма радиатора ламп этой серии напо-
минает извергающийся вулкан. Предназначены для общего освеще-
ния в открытых светильниках.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
171
060 мм
060 мм
060 мм
050 мм'
050 мм
Рис. 7.35. Габаритные размеры светодиодных ламп Shine на основе диодов Сгее:
а — серия Bullet; б—серия Wave; в — серия Volcano; г — серия Smart; д—серия Arena
Пример. Volcano 4.3W Е27 Мощность: 8 Вт. Цоколь: Е27. Цветовая
температура: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы накалива-
ния: 40 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Пример. Volcano 4.3W Е27 Мощность: 8 Вт. Цоколь: Е27. Цветовая
температура: 2700 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы накалива-
ния: 40 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Пример. Volcano 6.3W Е27 Мощность: 8 Вт. Цоколь: Е27. Цветовая
температура: 2700 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы накалива-
ния: 60 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Серия Smarfi(pMc. 7.35, г). Светодиодные лампы Smart — альтер-
натива галогенным лампам с цоколем GU10. Простая и надежная
фиксация, маленькие размеры и высокая мощность дают все основа-
ния полагать, что лампы этой модели должны быть в каждом доме.
Применяются в открытых светильниках направленного света для под-
весных потолков. Идеально подходят для освещения коридоров, хол-
лов и галерей, подсветки витрин, предметов искусства.
172 Профессиональные советы домашнему электрику
Пример. Smart 4.2W GU10; 20°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь: GU10. Цве-
товая температура: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы нака-
ливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Пример. Smart 4.2W GU10; 50°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь: GU10. Цвето-
вая температура: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент лампы накалива-
ния: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Серия Arena 12 В и 220 В (рис. 7.35, д). Это серия создана для
замены галогенных ламп типа MR 16. Применяются в открытых све-
тильниках направленного света для подвесных потолков. Идеально
подходят для освещения коридоров, холлов и галерей, подсветки
витрин, предметов искусства.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 12V; 20°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 5000 К. Напряжение: 12 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 12V; 20°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 2700 К. Напряжение: 12 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 12V; 50°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 5000 К. Напряжение: 12 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 12V; 50°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 2700 К. Напряжение: 12 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 220V; 20°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 220V; 20°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 2700 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Пример. Arena 4.2W GU5.3 220V; 50°. Мощность: 4,2 Вт. Цоколь:
GU5.3. Цветовая температура: 5000 К. Напряжение: 220 В. Эквивалент
лампы накаливания: 35 Вт. Срок службы: 40000 часов. Индекс цвето-
передачи: Ra>80.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 173
Рассмотрим теперь светодиодные лампы ^ 0111мм ^
Shine профессионального назначения.
Серия AR111 G53. Данная серия ламп
(рис. 7.36) предназначена для акцентной
подсветки элементов интерьера кафе, ресто-
ранов, галерей и выставок. Конструкция
лампы позволяет правильно расставлять
акценты в помещении и создавать освещен- рис ?зб Габаритные
ность исключительно на требуемом участке размеры светодиодных ламп
экспозиции. Лампа зарекомендовала себя на shine профессионального
о r г/г назначения (серия AR111G53)
многих европейских выставках. Исполнение
лампы AR111 в цоколе G53 и GU10 позволяют использовать ее как в
карданных, так и в подвесных светильниках.
Пример. Мощность: 10 Вт. Цоколь: G53. Цветовая температура:
5000 К. Напряжение: 12 В. Эквивалент лампы накаливания: 50 Вт.
Угол пучка: 12°. Срок службы: 40000 часов. Световая сила: 11000 кд.
Источник света: Sharp ZENIGATA. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Пример. Мощность: 10 Вт. Цоколь: G53. Цветовая температура:
5000 К. Напряжение: 12 В. Эквивалент лампы накаливания: 50 Вт.
Угол пучка: 35°. Срок службы: 40000 часов. Световая сила: 11000 кд.
Источник света: Sharp ZENIGATA. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Серия MR16. Лампа Shine MR16 — является самой маленькой в
серии ламп Shine® Professional. Благодаря фацетно-параболоидному
отражателю КПД этой лампы >95%, что делает ее одной из самых
мощных на рынке светодиодных ламп MR16. Применение: точечная
акцентная подсветка, потолочные светильники.
Пример. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура: 5000 К. Напряжение:
12 В. Тип цоколя: GU5.3. Эквивалент лампы накаливания: 40 Вт.
Источник света: Sharp ZENIGATA. Световая сила: 250 кд. Срок службы:
40000 часов. Угол пучка: 35°. Индекс цветопередачи: Ra>80.
Рассмотрим декоративные светодиодные лампы Shine.
Серия Crystal В. Строение радиатора и расположение светодиод-
ных чипов позволяют добиться широкого угла расхождения светового
пучка, что делает Crystal идеальным источником света для декоратив-
ных светильников и люстр. Лампы с прозрачным стеклом, в первую
очередь, подойдут для люстр и светильников закрытого типа. Лампы
со стеклом матового типа могут быть использованы абсолютно в
любых светильниках и люстрах.
174
Профессиональные советы домашнему электрику
045 мм
Щ
104 мм
Рис. 7.37. Внешний вид и габаритные размеры светодиодных ламп Shine декоративных:
а — серия Crystal В ЕЙ; б—серия Crystal В Е27; в — серия Crystal С4\Л/Е14;г—серия Crystal C5WE14
Пример. Crystal В 4W Е14. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура:
3000 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е14. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Источник света: Lextar5630. Срок службы: 40000 часов.
Световой поток светильника: 330 лм. Индекс цветопередачи: Ra>85.
Возможность диммирования: есть.
Пример. Crystal В 4W Е14. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура:
4000 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е14. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Источник света: Lextar5630. Срок службы: 40000 часов.
Световой поток светильника: 360 лм. Индекс цветопередачи: Ra>85.
Возможность диммирования: есть.
Пример. Crystal 4W Е27. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура:
3000 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е27. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Источник света: Lextar5630. Срок службы: 40000 часов.
Световой поток светильника: 330 лм. Индекс цветопередачи: Ra>85.
Возможность диммирования: есть.
Пример. Crystal 4W Е27. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура:
4000 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е27. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Источник света: Lextar5630. Срок службы: 40000 часов.
Световой поток светильника: 360 лм. Индекс цветопередачи: Ra>85.
Возможность диммирования: есть.
Серия Crystal С. Строение радиатора и расположение светодиод-
ных чипов позволяют добиться широкого угла расхождения светового
пучка, что делает Crystal идеальным источником света для декоратив-
ных светильников и люстр. Лампы с прозрачным стеклом, в первую
очередь, подойдут для люстр и светильников закрытого типа. Лампы
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
175
со стеклом матового типа могут быть использованы абсолютно в
любых светильниках и люстрах.
Пример. Crystal С 4W Е14. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура:
3000 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е14. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Источник света: Lextar5630. Срок службы: 40000 часов.
Световой поток светильника: 330 лм. Индекс цветопередачи: Ra>85.
Возможность диммирования: есть.
Пример. Crystal С 4W Е14. Мощность: 4 Вт. Цветовая температура:
4000 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е14. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Источник света: Lextar5630. Срок службы: 40000 часов.
Световой поток светильника: 360 лм. Индекс цветопередачи: Ra>85.
Возможность диммирования: есть.
Пример. Crystal С 5W Е14. Мощность: 5 Вт. Цветовая температура:
2700 К. Напряжение: 220 В. Тип цоколя: Е14. Эквивалент лампы нака-
ливания: 40 Вт. Срок службы: 25000 часов Угол пучка: 300°. Индекс
цветопередачи: Ra>85. Световая эффективность: 94 лм/Вт.
Примечание.
Существует еще большое количество серий светодиодных
ламп этого производителя. Их характеристики можно найти в
Интернете, например, на сайте http://shine.ru/.
Теперь рассмотрим светодиодные панели Shine. Ультратонкие све-
тодиодные панели Shine® — это соединение новаторских инженерных
идей с изящными дизайнерскими решениями. Светодиодные панели
Shine® за счет высоких показателей равномерности и качественных
характеристик освещения создадут непревзойденную цветосветовую
среду в любом помещении. Это комфортное освещение премиум-
класса. Идеально подойдут для формирования комфортных условий
в офисах и общественных зданиях. Могут быть либо встраиваться в
потолки различных конфигураций,
либо размещаться на стенах гори-
зонтально.
Пример. Светодиодные панели
595 мм. Мощность: 40 Вт. Цветовая
температура: 4200 К. Напряжение:
220 В. Источник света: Epistar. Срок
службы: 40000 часов. Световой
поток светильника: 2450 лм. Индекс
пветапепепачи- Ra>80 Вес- 3 кг Рис 738'Внешний вид и габаритные
цветопередачи, кагзи. ьес. :> кг. размеры светодиодной панели 595 мм
176 Профессиональные советы домашнему электрику
Светодиодные лампы фирмы Philips
Компания Philips представляет инновационные продукты — высо-
кокачественные светодиодные лампы серий Econic, Accent, Novallure.
Светодиодные лампы сочетают в себе широкие возможности энергос-
берегающих технологий и превосходное качество света.
Лампы серий Econic, Accent, Novallure универсальны — они пре-
красно подходят для стандартных цоколей и могут использоваться как
для общего, так и для акцентного, декоративного освещения. При этом
они потребляют совсем мало электроэнергии и работают в 25 раз дольше
по сравнению с лампами накаливания. Благодаря этому светодиодные
источники света окупаются всего за 18 месяцев, а ваш вклад в защиту
окружающей среды начинается с первого дня их использования.
Светодиодные лампы Philips сочетают в себе отличные качествен-
ные характеристики и великолепный дизайн. Эти лампы уже были
номинированы на несколько дизайнерских премий. Econic, Accent и
Novallure от Philips — это уникальные лампы для общего и акцент-
ного освещения различных форм и цветов. Теперь вы можете сделать
освещение вашего дома экологичным и эстетичным. Характеристики
светодиодных ламп фирмы Philips представлены в табл. 7.3.
Светодиодные лампы фирмы OSRAM
OSRAM AG — высокотехнологическая немецкая компания в
сфере освещения, с 1978 года является дочерним предприятием кон-
церна Siemens AG. Сейчас входит в сектор «Промышленность» кон-
церна Siemens и является одним из двух ведущих в мире производи-
телей светотехнической продукции. Штаб-квартира — в Мюнхене.
Название OSRAM образовано слиянием частей названия металлов
осмий (OSmium) и вольфрам (wolfRAM).
На 2010 финансовый год оборот компании составил 4,7 миллиарда
евро. 70 % продаж OSRAM составляет энергоэффективная продукция,
5 % — издержки на инновационные исследования и развитие. OSRAM
имеет 48 точек производства в 17 странах мира.
Характеристики светодиодных ламп фирмы OSRAM представлены
в табл. 7.4.
Характеристики светодиодных ламп фирмы Philips
Название
Мощ-
ность,
Вт
Питание,
AC В
Питание,
DC, В
Цо-
коль
Цвет
ест,
к
Яркость,
Лм
Угол
свечения,
град
Срок
службы,
ч
Таблица 73
Диаметр,
мм
Длина,
мм
Светодиодные лампы переменного тока
AccentWhite 2W Е14 WW 230-240V В
AccentWhite 2W Е27 WW 230-240V А
MASTER LEDbulb 6W E27 2700K
MASTER LEDbulb 7W B22 2700K
MASTER LEDbulb 7W E27 2700K
MASTER LEDbulb 8-40W B22 2700K 2
MASTER LEDbulb 8-40W E27 2700K
MASTER LEDbulb D 12-60W B22 2700
MASTER LEDbulb D 12-60W E27 2700
MASTER LEDspot 11W 2700K 230V PA
MASTER LEDspot 16W 2700K 230V PA
MASTER LEDspot 16W 2700K 230V PA
MASTER LEDspot D 7-50W 2700K PAR
MASTER LEDspot D 7-50W 2700K PAR
MASTER LEDspot D 7-50W 3000K PAR
MASTER LEDspot D 7-50W 3000K PAR
MASTER LEDspot D 7-50W 4000K PAR
MASTER LEDspot D 7-50W 4000K PAR
MASTER LEDspotMV 3-35W GU10 2700
MASTER LEDspotMV 4-35W GU10 2700
MASTER LEDspotMV 4-35W GU10 2700
MASTER LEDspotMV 7-50W GU10 2700
MASTER LEDspotMV 7-50W GUI0 2700
MASTER LEDspotMV 7-50W GU10 3000
MASTER LEDspotMV 7-50W GU10 3000
MASTER LEDspotMV 7-50W GU10 4200
MASTER LEDspotMV 7-50W GU10 4200
2
2
6
7
7
8
8
12
12
11
16
16
7
7
7
7
7
7
3
4
4
7
7
7
7
7
7
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Е14
Е27
Е27
В22
Е27
В22
Е27
В22
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
GU10
GU10
GU10
GU10
GU10
GU10
GU10
GU10
GU10
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый
Белый
Белый холодный
Белый холодный
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый
Белый
Белый холодный
Белый холодный
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
3000
3000
4000
4000
2700
2700
2700
2700
2700
3000
3000
4200
4200
50
55
240
400
400
470
470
806
806
430
600
600
1000
450
1050
500
1200
550
850
330
600
270
270
290
290
290
290
-
-
-
-
-
-
-
-
-
25
25
25
25
40
25
40
25
40
25
40
25
25
40
25
40
25
40
20000
20000
45000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
45000
45000
22000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
35000
25000
25000
40000
40000
40000
40000
40000
40000
37
50,3
55
60
60
60
60
58
58
92,1
121,5
121,5
63,7
63,7
63,7
63,7
63,7
63,7
50
50
50
50,2
50,2
50,2
50,2
50,2
50,2
104
100
106
108,9
108,9
108
108
108
108
90
131
131'
90,2
90,2
90,2
90,2
90,2
90,2
52,5
56
56
80,5
80,5
80,5
80,5
80,5
80,5
Таблица 7.3 (продожение)
Название
Novallure 2W Е14 2700К 230V B35
Novallure 2W Е14 2700К 230V B35
Novallure 2W E14 2700K 230V P45
Novallure 2W E14 2700K 230V P45
Novallure 2W E14 2700K 230V P45
Novallure D 3W E14 2700K 230V B3
Novallure D 3W E14 2700K 230V B3
Novallure D 3W E14 2700K 230V P4
Novallure D 3W E14 2700K 230V P4
Novallure D 3W E27 2700K 230V P4
Novallure D 3W E27 2700K 230V P4
Мощ-
ность,
Вт
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
Питание,
AC В
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240
Питание,
DC, В
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Цо-
коль
Е14
Е14
Е14
Е14
Е14
Е14
Е14
Е14
Е14
Е27
Е27
Цвет
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
ест,
к
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
Яркость,
Лм
86
86
37
86
86
136
136
136
136
136
136
Угол
свечения,
град
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Срок
службы,
ч
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
Диаметр,
мм
35
35
46
45
45
35
35
45
45
45
45
Длина,
мм
98
98
89
76
76
100
100
82
82
90
90
Светодиодные лампы постоянного тока
MASTER LEDspotLV 3W GU4 2700K MR
MASTER LEDspotLV 3W GU4 4200K
MASTER LEDspotLV 4-20W 2700K
MASTER LEDspotLV 4-20W 3000K
MASTER LEDspotLV D 10-50W 2700K
MASTER LEDspotLV D 10-50W 2700K
MASTER LEDspotLV D 10-50W 3000K
MASTER LEDspotLV D 10-50W 3000K
MASTER LEDspotLV D 7-35W 2700K M
MASTER LEDspotLV D 7-35W 2700K M
MASTER LEDspotLV D 7-35W 3000K M
MASTER LEDspotLV D 7-35W 3000K M
3
3
4
4
10
10
10
10
7
7
7
7
10,8-13,2
10,8-13,2
10,8-13,2
10,8-13,2
-
-
-
-
-
-
-
-
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
GU4
GU4
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
GU5,3
Белый теплый
Белый холодный
Белый теплый
Белый
Белый теплый
Белый теплый
Белый
Белый
Белый теплый
Белый теплый
Белый
Белый
2700
4200
2700
3000
2700
2700
3000
3000
2700
2700
3000
3000
410
450
700
720
4100
1700
4200
1760
1380
3210
3300
1460
24
24
24
24
15
24
15
24
24
15
15
24
30000
30000
45000
45000
25000
25000
25000
25000
40000
40000
40000
40000
34,6
34,6
50,1
50,1
£0
50
50
50
50
50
50
50
40
40
46,02
46,02
53,7
53,7
53,7
53,7
53,7
53,7
53,7
53,7
Характеристики светодиодных ламп фирмы OSRAM
Название
CLA15CLCWB22
CLA15CLCWE27
CLA15CLWWB22
CLA15CLWWE27
CLA25FRD
CLA25FRWW
CLA40FRCW
CLA40FRWW
CLA60FRWW
CLA80FRWW
CLB15CLCW
CLB15CLWWE14
CLB25FRWW
CLB25FRWW
CLP15CLCWE27
CLP15CLCWE27
CLP15CLWWB22
CLP15CLWWE14
CLP15CLWWE27 -
CL Р 25 FR D
CLP25FRD
CL P 25 FR D E27
CLP25FRWW
DECOCLPGN
DECO CL P GN B22
DECOCLPRD
DECOCLPYE
Мощность,
Вт
2
2
2
2
6
6
8
8
12
12
1,6
1,6
4
4
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
4,2
4,2
4,2
4,2
1,2
1,2
1
1
Питание,
АС, В
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
220-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
Цоколь
В22
Е27
В22
Е27
Е27
Е27
Е27 .
Е27
Е27
Е27
Е14
Е14
Е14
Е14
Е27
Е27
В22
Е14
Е27
Е14
Е14
Е27
Е14
Е27
В22
Е27
Е27
Цвет
Белый холодный
Белый холодный
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Белый теплый
Белый холодный
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый холодный
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Белый холодный
Белый холодный
Белый теплый
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Дневной
Дневной
Белый теплый
Зеленый
Зеленый
Красный
Желтый
ест, к
5500
5500'
3000
3000
6200
3000
6500
3000
3000
2700
5500
3000
3000
3000
5500
5500
3000
3000
3000
6500
6500
6500
3000
-
-
-
-
Яркость,
Лм
95
95
100
100
365
290
450
345
650
810
63
70
170
170
63
63
70
70
70
250
250
250
200
8
8
8
5
Угол
свечения,
град
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Срок
службы,
ч
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
Диаметр,
мм
55
55
55
55
55
55
55
55
62
62
35
35
40
40
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
45
Таблица 7.4
Длина, мм
108
109
108
109
102,5
102,5
117
113
126
126
104
104
117
117
90
90
89
97
90
78
78
78
78
90
90
.90
90
VO
Характеристики светодиодных ламп фирмы OSRAM
Название
DECOG95BL
DECOG95CC
DECOG95GN
DECOG95RD
DECOG95YE
DECOPAR1610BL
DECOPAR1610BLGU10
DECOPAR1610CW
DECOPAR1610CWGU10
DECOPAR1610GN
DECOPAR1610GNGU10
DECOPAR1610RD
DECOPAR1610RDGU10
DECOPAR1610WW
DECOPAR1610WWGU10
DECOPAR1610YE
DECOPAR1610YEGU10
DECOPAR1620BLGU10
DECOPAR16 20GNGU10
DECOPAR16 20RD
DECOPAR16 20RDGU10
DECOPAR16 20YE
DECOPAR16 20YEGU10
DECOR50 40BL
DECO R50 40 GN
DECOR50 40RD
DECOR50 40YE
G95 15CLCW
Мощность,
Вт
1,8
1
1,8
1,4
1,4
2
2
2
2
2
2
2 -
2
2
2
2
2 •
5
5
5
5
5
5
6
б
б
б
3
Питание,
АС В
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
100-240
220-240
220-240
220-240
220-240
100-240
Цоколь
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
Е27
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
GU10
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
Е14
Е14
Е14
Е14
Е27
Цвет
Синий
Меняющиеся цвета
Зеленый
Красный
Желтый
Синий
Синий
Белый холодный
Белый холодный
Зеленый
Зеленый
Красный
Красный
Белый теплый
Белый теплый
Желтый
Желтый
Синий
Зеленый
Красный
Красный
Желтый
Желтый
Синий
Зеленый
Красный
Желтый
Белый холодный
ест, к
-
-
-
-
-
-
-
6300
6300
-
-
-
-
3000
3000
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5500
Яркость,
Лм
4
-
16
16
10
75
75
170
170
143
143
- 163
163
100
100
60
60
120
435
215
215
140
140
290
895
480
330
135
Угол
свечения,»
град
-
-
-
-
-
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
15
15
15
15
-
Таблица 7.4 (продожение)
Срок
службы,
ч
25000
25000
25000
25000
25000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
20000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
15000
25000
Диаметр,
мм
95
95
95
95
95
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
53,5
53,5
53,5
53,5
95
Длина, мм
142
142
142
^~ 142
142
74
60
74
60
74
60
74
60
74
60
74
60
56
56
64
56
64
56
87
87
87
87
142
Характеристики светодиодных ламп фирмы OSRAM
Название
G95 15CLWW
G95 40FRWW
MR16 20DGU5.3
MR16 20WW
MR16 20WWGU5.3
PAR16 20 35°D
PAR16 20 35°WW
PAR16 20CW
PAR16 20CWGU10
PAR16 20DGU10
PAR16 20WW
PAR16 20WWE27
PAR16 20WWGU10
PAR16 35 25°D
PAR16 35 25°DGU10
PAR16 35 25°WWGU10
PAR16 35 35°WWGU10
PAR16 35D
PAR16 35DE27
PAR1635WW
PAR16 35WWE27
PAR16 50D
PAR16 50DE27
PAR16 50WW
PAR16 50WWE27
PAR16BL
PAR16BLGU10
PAR16CC
Мощность,
Вт
3
10,5
5,5
4,5
5,5
4,5
4,5
5
5
4,5
5
4,5
5
4,5
4,5
4,5
5
8
8
8
8
10
10
10
10
1
1
1
Питание,
ACf В
100-240
220-240
12-14
12-14
12-14
220-240
220-240
100-240
100-240
220-240
100-240
220-240
100-240
220-240
220-240
220-240
220-240
230-240
230-240
230-240
230-240
230-240 *
230-240
230-240
230-240
220-240
220-240
220-240
Цоколь
Е27
Е27
GU5.3
GU5.3
GU5.3
Е27
GU10
Е27
GU10
GU10
Е27
Е27
GU10
Е27
GU10
GU10
GU10
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
Е27
GU10
Е27
Е14
GU10
Е14
Цвет
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Белый теплый
Белый холодный
Белый холодный
Дневной
Белый
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Дневной
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Дневной
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Дневной
Белый
Белый
Синий
Синий
Меняющиеся цвета
ест, к
3000
3000
6500
3000
3000
6500
3000
5000
5000
6500
3000
3000
3000
6500
6500
3000
3000
6500
6500
3000
3000
6500
6500
3000
3000
-
-
-
Яркость,
Лм
140
500
80
450
450
600
450
370
370
600
350
450
350
950
950
700
600
80
80
600
600
1200
1200
950
950
50
50
-
Угол
свечения,
град
-
-
36
36
36
35
35
20
20
35
20
35
20
25
25
25
35
35
35
35
35
35
35
35
35
12
12
12
Таблица 7.4 (продожение)
Срок
службы,
ч
25000
25000
25000
25000
25000
35000
35000
15000
15000
35000
15000
35000
15000
35000
35000
35000
35000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
Диаметр,
мм
95
95
51
50
51
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
10
51
51
50
51
51
51
51
51
50
50
50
Длина, мм
142
130
51,5
48
51,5
68
64
64
56
64
64
68
56
68
60
68
57
87
93,2
87
93,2
87
93,2
87
93,2
77,5
.57
77,5
Характеристики светодиодных ламп фирмы OSRAM
Название
PAR16CCGU10
PAR16GN
PAR16GNGU10
PAR16RD
PAR16RDGU10
PAR16WT
PAR16WTGU10
PPROPAR1635R 8W/765 230V
GU10FS
PPROPAR1635R 8W/830 230V
GU10FS
PPROPAR1650R 10W/765 230V
GU10F
PPROPAR1650R 10W/830 230V
GU10F
R50 25DE14
R50 25 D E27
R50 25WWE14
R50 25WWE27
R50 40DE14
R50 40DE27
R50 40WWE14
R50 40WWE27
SPCT2610
SPCT2615D
Мощность,
Вт
1
0,6
0,6
1
1
1
1
8
8
10
10
3
3
3
3
6
6
6
6
0,7
0,8
Питание,
АС В
220-240
220-240
4 220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
230-240
230-240
230-240
230-240
220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
220-240
Цоколь
GU10
Е14
GU10
Е14
GU10
Е14
GU10
GU10
GU10
GU10
GU10
Е14
Е27
Е14
Е27
Е14
Е27
Е14
Е27
Е14
Е14
Цвет
Меняющиеся цвета
Зеленый
Зеленый
Красный
Красный
Белый
Белый
Дневной
Белый теплый
Дневной
Белый теплый
Дневной
Дневной
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Дневной
Белый теплый
Белый теплый
Дневной
Дневной
ест, к
-
-
-
-
-
5500
5500
6500
3000
6500
3200
6500
6500
3000
3000
6500
6500
3000
3000
6500
6500
Яркость,
Лм
-
170
170
50
50
100
100
80
600
80
950
140
150
100
100
240
240
170
170
35
65
Угол
свечения,
град
12
12
12
12
12
20
20
35
35
35
35
30
30
-30
30
30
30
30
30
-
-
Таблица 7.4 (продожение)
Срок
службы,
ч
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
10000
10000
Диаметр,
мм
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
26
26
Длина, мм
57
77,5
57
77,5
57
77,5
57
85
85
85
85
85
83
85
83
85
85
85
83
61
61
1
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 183
7.4. Светодиодные ленты
Что такое светодиодная лента
Светодиодные (LED) ленты — один из видов светодиодной про-
дукции, приобретающий все большую популярность, в основном в
декоративной подсветке, но также и в функциональном освещении,
рекламной подсветке. Они представляют собой тонкую подложку
(0,2-0,25мм), на которую установлены светодиоды поверхностного
монтажа (называются также SDM LED, SMD светодиоды). Внешний
вид светодиодной ленты представлен на рис. 7.39.
Сейчас в лентах преимуще-
ственно применяются светодиоды
3528 — 3,5 мм на 2,8 мм (в дюймах
размер 1210), 5050 — 5 мм на 5 мм
(5060 и 5055 это тоже самое, учиты-
вается длина выводов).
Менее распространены 1206 и « ,,Л» - а
ЛЛЛГ>/ * \ ^ " ~~,- Рис. 739. Внешний вид
0805 (в дюймах), боковые серии 335 светодиодной ленты в бобине
и более мощные 3014. Кроме 5050,
все они содержат по одному светоизлучающему кристаллу. В 5050 их
три одинаковых или разноцветных. В этих кристаллах и заключается
самое главное отличие. Они сильно различаются по яркости, качеству
и стоимости.
Вся лента делится на модули, которые соединены один за другим
параллельно.
Схема подключения светодиодов — параллельная. Это дает возмож-
ность разрезать ленту на отрезки по линии разреза, указанной на ленте,
и каждый модуль будет работать отдельно. Для подключения проводов
с обеих сторон модуля есть контактные площадки. Для удобного мон-
тажа светодиодной ленты, как правило, применяется два способа.
Способ 1. На обратную сторону ленты нанесен двусторонний
скотч, с помощью которого можно ее приклеить практически к любой
поверхности (гипсокартон, металл, стекло, дерево или любой другой,
обязательно гладкий, материал).
Способ 2. С помощью специальных клипс, подобранных по раз-
меру ленты.
В общем случае светодиодные ленты представляют собой печатные
платы (достаточно тонкие на гибкой основе) с напаянными на них
184 Профессиональные советы домашнему электрику
светодиодами под определенным углом рассеивания для обеспечения
равномерного освещения.
Подложка изготавливается в двух вариантах: белой и коричневой,
для того чтобы больше соответствовать поверхности, на которую
устанавливается лента.
в
Примечание.
б основе светодиодной ленты лежат светодиоды поверхностного
монтажа SMD 3528 и SMD 5050, где цифры — размеры светодиод-
ного модуля 35 мм х 28 мм и 50 мм х 50 мм, соответственно.
Гибкие светодиодные ленты имеют и негибкую альтернативу: све-
тодиодные полосы, линейки.
Характер применения светодиодных лент ограничен скорее фан-
тазией потребителя, чем собственно техническими характеристиками
лент. За счет развития технологий SMD светодиодов, LED ленты при-
обрели характеристики, дающие им заметное преимущество в сравне-
нии с другими источниками света.
Сфера применения светодиодных лент очень широка. Рассмотрим
примеры.
В автомобильном тюнинге: подсветка в салоне и багажнике; под-
светка днища; светодиодные реснички в фарах.
В наружной рекламе: обозначение контуров рекламных конструк-
ций; освещение надписей и букв; создание цветовых рисунков; осве-
щение полок и витрин в магазинах.
Мебельное освещение: подсветка в шкафах-купе; подсветка полок;
подсветка торцов стеклянных конструкций.
Световой дизайн вне помещений: подсветка контуров зданий; све-
товое акцентирование архитектурных элементов; подсветка фонтанов
и бассейнов.
Световой дизайн интерьеров: подсветка подвесных и натяжных
потолков; подсветка арок и ниш; напольная подсветка; подсветка
периметров помещений.
Достоинства светодиодных лент
Светодиодная лента представляет собой инновацию в области
осветительной и декоративной продукции. Современные системы
освещения начали переходить на подсветку и освещение именно с
хспользованием светодиодной ленты на основе планарных светодио-
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 185
дов. Ведь это универсальный материал, который может применяться
там, где необходим свет и подсветка, а это бесчисленное множество
решений.
Достоинства светодиодных лент:
♦ безопасность использования (низкое напряжение питания 12
(24) В);
♦ возможность выбора цвета свечения ленты или, при использо-
вании RGB ленты, смена цветов свечения, многоцветная свето-
диодная LED лента при соответствующем управлении контрол-
лером способна, кроме основных цветов, воспроизвести любые
оттенки спектра;
♦ возможность использований некоторых лент даже в самых не-
благоприятных условиях (светодиодные ленты с высокой пыле-
и влагозащищенностью);
♦ дешевая и технически более совершенная альтернатива неоно-
вым лампам;
♦ все положительные стороны использования светодиодов, как
источников света (отсутствие мерцания, отсутствие ИК состав-
ляющей в световом спектре, высокая яркость и угол свечения);
♦ гибкость и простота монтажа (установка ленты не подразуме-
вает под собой сверление отверстий, для установки необходимо
минимальное пространство);
♦ длительный срок службы (до 50 000 часов работы) при правиль-
ной установке, и питании;
♦ срок службы во много раз увеличивает интервалы обслужива-
ния системы освещения на базе светодиодной ленты;
♦ низкое энергопотребление.
Благодаря своим преимуществам, светодиодная лента многофунк-
циональна и может использоваться также для домашнего и уличного
освещения. Сейчас светодиодная лента с успехом заменила неоновые
лампы в наружной рекламе и подсветке автомобилей.
Абсолютное большинство лент запитываются от 12 В. Дома это —
блок питания. В машине можно подключать напрямую от бортовой
сети. Ленту можно резать обычными ножницами по линиям разреза
(шаг линий разреза в зависимости от типа ленты бывает, например,
2,5,5,10 см). По обоим краям от этой линии остаются клеммы, к кото-
рым подключаются провода.
186
Профессиональные советы домашнему электрику
Устройство и внутренняя схема светодиодной ленты
На гибкой пластиковой ленте длиной до 5 м находиться тонкие мед-
ные токопроводящие дорожки требуемой конфигурации. К дорожкам
припаиваются светодиоды типа SMD3528 или SMD5050 и токоограни-
чивающие SMD резисторы типа Р1-12 мощностью 0,125 Вт (рис. 7.40).
,20012^
5000
17
50
-о
+о
Все размеры в мм
200+2
D
Рис. 7.40. Структура светодиодной ленты
Примечание.
Обратите внимание, что в обозначении светодиода заложен его
размер, например, SMD5050 имеет размер 5,0 ммх5,0 мм.
При питающем напряжении 12 В устанавливается три последова-
тельно соединенных светодиода и один или несколько токоограничи-
вающих резисторов. Количество резисторов определяется в зависи-
мости от величины мощности, рассеиваемой на них.
Примечание.
Резистор может стоять в любом месте схемы: и со стороны под-
вода плюса, и со стороны минуса и между любыми светодиодами.
Маркировка резисторов. Расшифровать маркировку просто. Она
обозначается трехзначным числом. Последняя цифра в числе говорит,
сколько нулей нужно приписать к первым двум цифрам. Например, на
резисторе нанесена маркировка 153, значит, нужно к 15 приписать 3
нуля, получим 15000 Ом.
Если на резисторе нане-
сена маркировка в виде
числа 151 (рис. 7.41), то
это означает, что номи-
нал резистора составляет
Рис. 7.41. Секция светодиодной ленты 150 Ом.
5000±0,5
16,54 ,
I *
■ (5)
1
+ D 9 +
-n a-
Линия разреза
+D
-D
50
\7
V V
31
V V
5000±0,5
33,33
с
Линия разреза
100
со
о
Рис. 7.42. Устройство и внутренняя схема светодиодных лент:
а — одноцветной; б—многоцветной, RGB
188
Профессиональные советы домашнему электрику
Рассмотрим устройство и внутреннюю схему ленты на примере
гибкой светодиодной ленты серии ID (ID-R, ID-G, ID-B, ID-Y, ID-W,
ID-WW, ID-RGB).
Одноцветная светодиодная лента (рис.7.42, а) состоит из моду-
лей на гибкой печатной плате, покрытой с обратной стороны липким
скотчем ЗМ.
Модуль имеет размеры 8x50 мм, содержит три последовательно
включенных диода. Питание 12 вольт постоянного тока. Модуль
можно отделить от целого куска при помощи ножниц или ножа.
Лента ID-RGB (рис. 7.42, б) состоит из модулей размером 10х 100 мм.
из трех светодиодов, имеющих в своем корпусе 3 кристалла (красного,
синего и зеленого свечения). Используя с RGB лентой специальный
контроллер, можно получить дополнительные цвета.
Характеристики этих лент представлены в табл. 7.5.
Характеристики светодиодных лент серии ID
Код
ID-R
ID-G
ID-B
ID-Y
ID-W
ID-WW
ID-RGB
Цвет
красный
зеленый
синий
желтый
6500К
3500К
RGB
Длина, м
5
Яркость,
лм
450
500
300
450
600
450
625
Угол
свечения
120
Питание, В
12
Ток, А
1,7-2
2,6-3
Таблица 7.5
Мощность,
Вт
24
36
Основные категории светодиодных лент на рынке
«Стандартная» белая светодиодная лента сделана на надежных чипах
«epistar» с яркостью 4-5 люмен. Яркость одного метра 3528 (60), соответ-
ственно, 240-300 лм. Деградация не превышает 2% за 1000 часов.
«Бюджетная» лента сделана на «китайских» чипах с яркостью
3-3,5 люмена (бывает и 2,5). Яркость одного метра 180-210 лм.
Деградация — 10-30% за 1000 часов. Кроме того, светодиоды с такими
кристаллами, как правило, не проходят должный выходной контроль
и довольно часто выходят из строя из-за обрыва внутренних связей.
Хотя стоит отметить, что брака у хороших китайских производителей
стало заметно меньше.
«Качественная» светодиодная лента сделана на чипах уровня
«epistar» с яркостью 5-6 люмен. Эти чипы используются при произ-
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 189
водстве большинства качественной китайской осветительной тех-
ники. Яркость 3528 (60) до 360 люмен с одного метра. Деградация не
превышает 1% за 1000 часов. Стоимость таких чипов на 30% выше,
чем у «стандартных».
Лента класса «Premium». Делается только по заказу. Используются
лучшие чипы с яркостью 7-8 люмен. До 480 люмен с одного метра!
Дороже «стандартных» на 50-100%.
Вывод.
При наличии одинаковой гибкой печатной платы потребление энер-
гии у всех этих лент будет одинаковое. Поэтому, чтобы осветить
определенный участок с одинаковой яркостью потребуется либо
одна качественная лента, либо как минимум две «бюджетных» ленты
с блоком питания двойной мощности, стоимость которого сопо-
ставима со стоимость ленты (по данным http://wwwxomplar.ru/).
Однако качество печатной платы бывает тоже разным и опреде-
ляется не цветом маски (белой, желтой или черной), а толщиной и
способом нанесения медных проводников. В качественной печатной
платы используется прокатная медь, как на стандартных печатных
платах толщиной 35 мкм.
Она имеет относительно низкое удельное сопротивление, поэтому:
♦ падение напряжения по длине ленты невелико;
♦ все светодиоды светят почти одинаково, особенно, если ленту
подключить с двух сторон.
В бюджетных лентах (не всех) медь наносится методом диффузного
напыления. Она имеет маленькую толщину и неоднородную струк-
туру и, как следствие, высокое удельное сопротивление. Падение
напряжения по длине такой ленты очень значительно, и уменьшение
яркости светодиодов может достигать 70%.
Потребление энергии у такой ленты, подключенной с одной сто-
роны, может вдвое отличаться от расчетной.
Пример.
Лента 5050 (60) потребляет при подключении с одной стороны всего
35-38 Вт (расчетная 72 Вт, 3528 (60) 15-18 Вт (расчетная 24 Вт).
Такую ленту обязательно следует подключать с двух сторон.
Но если производитель поставит резисторы меньшего номинала
(например, 100 Ом вместо 150 Ом), то потребление возрастет вдвое.
У такой ленты разница в яркости свечения по длине будет еще больше.
190 Профессиональные советы домашнему электрику
Лента с большим количеством светодиодов на метр обладает про-
порционально большей яркостью (при подключении с двух сторон).
Примечание.
Один светодиод 5050 можно считать как три светодиода 3528 в
одном корпусе. Только не стоит забывать о качестве кристалла.
Чем выше потребляемая мощность ленты, тем больше потери по
ее длине.
Обозначение светодиодных лент
Тип ленты и ее элементов: S — в основе ленты используется тип
светодиодов SMD; К — тип светодиода SMD3528; Н — тип светодиода
SMD5050; 30 — 30 шт. светодиодов на метр; 60 — 60 шт. светодиодов
на метр; G — не влагозащищенная лента (IP 41); F — влагозащищен-
ная лента (IP 65).
Цвета: R — красный цвет; G — зеленый цвет; В — синий цвет; Y —
желтый цвет; W — белый цвет; WW — теплый белый цвет; RGB —
полноцветный.
Пример.
SH60F-WW — светодиодная лента SMD5050, 60 шт. светодиодов
на метр, влагозащищенная (IP 65), цвет теплый белый.
SK30G-3B Светодиодная лента 3528 SMD, 8мм, 5м в катушке,
30 светодиодов на метр, 2,4 Вт на метр, DC 12 В, синий, серия 3.
SK30G-3Y Светодиодная лента 3528 SMD, 8мм, 5м в катушке,
30 светодиодов на метр, 2,4 Вт на метр, DC 12 В, желтый, серия 3.
SK30G-3G Светодиодная лента 3528 SMD, 8мм, 5м в катушке,
30 светодиодов на метр, 2,4 Вт на метр, DC 12 В, зеленый, серия 3.
SK30G-3R Светодиодная лента 3528 SMD, 8мм, 5м в катушке,
30 светодиодов на метр, 2,4 Вт на метр, DC 12 В, красный, серия 3.
SK30G-3W Светодиодная лента 3528 SMD, 8мм, 5м в катушке,
30 светодиодов на метр, 2,4 Вт на метр, DC 12 В, белый, серия 3.
SK30G-3WW Светодиодная лента 3528 SMD, 8мм, 5м в катушке,
30 светодиодов на метр, 2,4 Вт на метр, DC 12B, теплый белый,
серия 3.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
191
Характеристики светодиодных лент
Основные характеристики описывают ленту в целом, позволяют
сделать расчеты и выбрать необходимую светодиодную ленту.
Цветность: светодиоды одноцветные либо многоцветные (RGB).
Степень влагозащищенности: без защиты от влаги (IP20) и с разной
степенью защиты от попадания пыли и влаги (например, IP65, IP68).
Количество светодиодов на 1 метр: от 30 до 240 и больше.
Размер светодиодов: наиболее распространены 3,5x2,8 мм и
5,0x5,0 мм.
Расположение диодов на основе: однорядное или двухрядное.
Световой поток, лм/диод: зависит от количества светодиодов и их
световых характеристик, причем яркость обычно указывается именно
для белого света, так как у других цветов яркость колеблется из-за
разной длины волны.
Рабочее напряжение ленты: 5,12 или 24 В. Также лента может быть
прямого включения на 220 В.
Существует также ряд дополнительных характеристик, которые
также важно учитывать при выборе светодиодной ленты. Например:
цвет основания ленты, качество, влагозащитные и термостойкие каче-
ства клеевого скотча.
Разновидности популярных SMD светодиодов
для светодиодных лент
В основе большинства лент используются светодиоды SMD 3528
или SMD 5050. Они надежные, не греются, светят очень ярко и дают
очень насыщенный цвет. Светодиоды 3528 состоят из одного кри-
сталла и существенно уступают в яркости диодам марки 5050, в каж-
дом из которых стоит 3 кристалла.
Срок службы SMD светодиодов по заявлению производителей
составляет не менее 80000 часов. Воспользовавшись справочными
данными из табл. 7.6 (http://ydoma.info) можно рассчитать и оценить
их светотехнические возможности.
Параметры популярных SMD светодиодов для светодиодных лент и ламп
Таблица 7.6
Тип светодиода
LED3500Am1W-A120
LED470Am1W-A120
LED515Am1W-A120
Цвет свечения
белый теплый
синий
зеленый
Размер,
мм
5,0x5,0
5,0x5,0
5,0x5,0
Световой поток,
лм
40-60
15-20
40-50
Ток, мА
350
350
350
Напряжение,
В
3,2-4,0
3,2-4,0
3,2-4,0
192
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 7.6 (продолжение)
Тип светодиода
LED6000Am1W-A120
LED625Am1W-A120
LED-B-SMD3528
LED-B-SMD5050
LED-CW-SMD3528
LED-CW-SMD5050
LED-G-SMD3528
LED-G-SMD5050
LED-RGB-SMD3528
LED-RGB-SMD5050
LED-R-SMD3528
LED-R-SMD5050
LED-WW-SMD3528
LED-WW-SMD5050
LED-Y-SMD3528
LED-Y-SMD5050
Цвет свечения
белый
красный
синий
синий
белый
белый
зеленый
зеленый
RGB
RGB
красный
красный
белый теплый
белый теплый
желтый
желтый
Размер,
мм
5,0x5,0
5,0x5,0
3,5x2,8
5,0x5,0
3,5x2,8
5,0x5,0
3,5x2,8
5,0x5,0
3,5x2,8
3,5x2,8
3,5x2,8
5,0x5,0
5,0x5,0
5,0x5,0
3,5x2,8
5,0x5,0
3,5x2,8
5,0x5,0
3,5x2,8
5,0x5,0
Световой поток,
лм
60-80
30-40
0,6-0,85
2,0-2,5
5,0-5,5
11,0-14,0
2,8-3,5
8,0-8,5
0,6
1,6
0,3
1,6
2,5
0,6
1,2-1,6
4,5-5,0
3,2-3,5
10,0-12,0
1,2-1,6
4,5-5,0
Ток, мА
350
350
20
3x20
20
3x20
20
3x20
20
20
20
20
20
20
20
3x20
20
3x20
20
3x20
Напряжение,
В
3,2-4,0
2,0-2,8
3,3-3,6
3,3-3,6
3,4-3,6
3,4-3,6
3,2-3,6
3,2-3,6
2,0-2,5
3,2-3,6
3,3-3,6
2,0-2,5
3,2-3,6
3,3-3,6
2,0-2,5
2,0-2,5
3,4-3,6
3,4-3,6
2,0-2,5
2,0-2,5
Примечание.
Угол свечения всех этих светодиодов составляет 120-140 град
Разновидности светодиодных лент
по количеству и типу светодиодов
По количеству цветов. Ленты выпускаются как одноцветные
(белого, теплого белого, красного, зеленого, синего, желтого свече-
ния), так и многоцветные RGB (три цвета, для которых понадобится
контроллер). Основная разница очевидна из названия. Если в первом
случае лента будет светить всегда одним и тем же цветом, то во вто-
ром у вас будет возможность переключать цвета нажатием кнопки на
пульте. Также многоцветная лента может иметь различные световые
эффекты (например, работать как светомузыка). Количество и тип
эффектов зависит от того, к какому контроллеру она подключена.
По плотности размещения SMD светодиодов. Яркость свечения све-
тодиодной ленты зависит не только от типа установленных светодиодов,
но и от их количества. За единицу измерения принято считать количе-
ство светодиодов, установленных на один метр длины ленты. Чем све-
тодиодов больше, тем, естественно, световой поток будет тоже больше.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
193
SMD3528 - 60 светодиодов на 1 метр
SMD3528 - 120 светодиодов на 1 метр
SMD3528 - 240 светодиодов на 1 метр
SMD5050 - 30 светодиодов на 1 метр
SMD5050 - 60 светодиодов на 1 метр
SMD5050 - 120 светодиодов на 1 метр
Рис. 7.43. Примеры структуры основных светодиодных лент
Этот параметр позволяет подобрать необходимый трш ленты для разных
задач. В целом на метре бьюает от 30 до 240 SMD светодиодов. Примеры
структуры основных светодиодных лент представлены на рис. 7.43.
Обычно количество светодиодов на метр длины ленты составляет:
♦ для светодиодных лент, рассчитанных на питающее напряжение
12 В, — от 30 до 120 шт.;
♦ для светодиодных лент, рассчитанных на питающее напряжение
24 В, — до 240 шт. на метр (в таких лентах светодиоды размеще-
ны параллельно в два ряда).
Конечно же, плотность размещения диодов — главный критерий
цены ленты.
На что влияет количество диодов на метр? Во-первых, — на
яркость, во-вторых, — на потребляемую мощность, в-третьих, — на
стоимость.
194 Профессиональные советы домашнему электрику
Внимание.
Существует один небольшой нюанс, на который следует обра-
тить внимание: если на метре ленты сосредоточено более 60 дио-
дов, то такая лента будет нагреваться. Это нужно учесть. Для
того чтобы такая светодиодная лента служила долго и надежно,
необходимо при монтаже крепить ленту к алюминиевому профилю,
стеклу, керамике, то есть к поверхностям, хорошо проводящим
тепло, чтобы не произошло перегрева ленты.
К выбору этого параметра нужно подходить с позиции «необхо-
димо и достаточно». Например, на метре ленты имеется 30 светодио-
дов, следовательно, расстояние между ними составляет 3,3 см, что в
подавляющем числе случаев вполне достаточно.
D
Примечание.
Чем больше светодиодов на метре длины светодиодной ленты,
тем мощнее потребуется блок питания и дороже обойдется
покупка.
Разновидности светодиодных лент
по направленности свечения
Светодиодные ленты можно разделить на две группы по направ-
ленности свечения светодиодов, установленных на полосу:
♦ бокового излучения;
♦ фронтального излучения.
В светодиодных лентах фронтального излучения используются
SMD светодиоды, устанавливаемые на подложку, направление свече-
ния — перпендикулярно плоскости самой подложки.
Фронтальные светодиодные ленты получили широкое применение:
♦ в дизайне интерьера и экстерьера;
♦ в автомобильной подсветке (подсветка днищ, салона, панели
приборов);
♦ в рекламном освещении (подсветке рекламных конструкций);
♦ при изготовлении линейных светильников.
На современном рынке фронтальные светодиодные ленты пред-
ставлены в основном на основе двух серий светодиодов: 3528, 5050.
Ленты на SMD 5050 более яркие за счет того, что светодиоды в них
3-х кристальные. Оба вида лент можно разделить по количеству све-
тодиодов на метр ленты: SMD 3528 — 60,120,240 LED/м, SMD 5050 —
30, 60 LED/м.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 195
Существуют также светодиодные полосы
на светодиодах 5060 и 3020. Они встречаются
намного реже, но имеют лучшие характери-
стики, например, более сильный световой
поток. j
Яркие ленты на светодиодах SMD3020. !
При плотности 120 светодиодов/метр, такая I
лента дает световой поток в 1020 лм на 1 м. рис.7.44. Внешний вид
При этом свечение ленты — равномерное, светодиодной ленты
без видимых пучков света от отдельных све- DIP LED lp 65
тодиодов.
В лентах бокового свечения используются светодиоды как SMD,
так и выводные, которые направлены вдоль плоскости ленты.
Представленная на рис. 7.44 лента DIP LED IP 65 — очень гибкая в
поперечном направлении, идеально подходит для создания надписей
и рисунков. Размер — 960x6,8x12 мм. Рабочее напряжение 12 В DC.
Ток — 0,64 А/м. Потребление — 7,7 Вт/м. IP65.
Конструктивно лента выполнена в виде шлейфа, защищенного
полуматовым силиконовым слоем, создающим равномерное распре-
деление света. Электрическая схема позволяет производить порезку
ленты кратно трем светодиодам. Крепление к поверхности осущест-
вляется при помощи специальных Т-образных элементов, в которые
устанавливается светодиодная лента или с помощью двустороннего
скотча. Доступные цвета: холодный белый, теплый белый, красный,
зеленый, синий, желтый. Количество светодиодов в ленте 96 штук.
Светодиодные ленты бокового свечения представлены в основном
на выводных (DIP) светодиодах диаметром 5 и 4,8 мм, а также на
SMD светодиодах: ЗОЮ, 335, 300,600.
Использование лент бокового свечения актуально:
♦ при необходимости направить свет параллельно поверхности, к
которой крепится лента;
♦ в случаях установки ленты в небольших отверстиях, к примеру,
при подсветке рекламных конструкций, когда необходимо выде-
лить изделие по контуру.
Хочется отметить отельным пунктом светодиодную ленту боко-
вого свечения типа DWF. Он применяется внутри и снаружи поме-
щений. Используется для подсветки, обозначения контуров, букв и
прочих элементов.
196
Профессиональные советы домашнему электрику
Характеристики. Количество диодов в ленте — 96, длина ленты —
1 м. Угол свечения — 80 град. Питание — 12 В. Потребляемый ток —
0,6 А. Потребляемая мощность — 7,8 Вт. Степень защиты: IP67.
Остальная информация приведена в табл. 7.7 и на рис. 7.45.
Разновидности лент бокового свечения типа DWF
Таблица 7.7
Наименование
DWF-R
DWF-G
DWF-B
Цвет
красный
зеленый
синий
Яркость, лм
200
200
120
Наименование
DWF-Y
DWF-W
DWF-WW
Цвет
желтый
6500К
3500К
Яркость, лм
200
200
150
965мм
10мм
Рис. 7.45. Вид и размеры ленту бокового свечения типа DWF
Гибкая в поперечном направлении, она идеально подходит для соз-
дания надписей и рисунков. Эта модель ленты приглянулась автолю-
бителям, с помощью которой они производят переделку фар и фона-
рей автомобилей. Устанавливают реснички, кольца, дуги и прочие
криволинейные элементы.
Подключение ленты и расчет мощности блока питания произво-
дится, так же как и в лентах фронтального свечения.
Разновидности светодиодных лент по яркости свечения
Светодиодные ленты серии 3 (менее яркие). Это светодиодные
ленты со световым потоком до 240 лм/м для SMD3528 и до 760 лм/м
для SMD5050.
Применяются в областях, где нет необходимости в высоком све-
товом потоке или замене на альтернативные источники освещения:
подсветка мебели, открытых ниш и т. д.
Светодиодные ленты серии 5 (более яркие). Это светодиодные
ленты со световым потоком до 360 лм/м для SMD3528 и до 1080 лм/м
для SMD5050.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 197
Применяются в областях, где есть необходимость в высоком све-
товом потоке или замене на альтернативные источники освещения:
основная подсветка помещения, закарнизная подсветка, декоратив-
ная подсветка зданий, наружная автомобильная подсветка, подсветка
лайт-боксов и т. д.
На заводах при производстве светодиоды тестируются и сорти-
руются по яркости. Лучшие светодиоды идут для производства каче-
ственной осветительной техники, слабые — для индикации, подсветки
ЖК-панелей и других приложений, не требующих высокой эффектив-
ности и, в том числе, на светодиодные ленты.
Кроме того, светодиоды с низкоэффективными кристаллами имеют
более высокую деградацию светового потока (падение яркости со
временем), так как выделяют больше тепла. Но если это кристаллы
известных производителей CREE, EPISTAR и т. д., то эта разница
незначительна. Такая стандартная лента с хорошими чипами прослу-
жит долго, хоть и светит и не очень ярко.
Стандартная яркость 1 чипа 4-5 люмен при номинальном токе.
Высокая яркость 5-6 люмен, а самая низкая 3-4 люмена на чип. При
одинаковом потреблении Энергии.
Яркость легко проверяется люксметром. Но на глаз трудно заме-
тить различие в яркости менее 30%. При этом эта разница не кажется
столь значительной. Однако в готовом изделии или на потолке разница
в освещенности заметна сильно. Главное, чтобы было с чем сравнить.
Диапазон потребляемых мощностей
Диапазон потребляемых мощностей составляет:
♦ для светодиода SMD 3528: 2,4Вт/м (30 светодиодов на метр);
4,8 Вт/м (60 светодиодов на метр); 9,6 Вт/м (120 светодиодов на
метр); 19,6 Вт/м (240 светодиодов на метр).
♦ для светодиода SMD 5050: 7,2 Вт/м (30 светодиодов на метр);
14,4 Вт/м (60 светодиодов на метр); 28,8 Вт/м (120 светодиодов
на метр).
Есть возможность выбора светодиодной ленты с классом защиты
по IP33 (для обыкновенных помещений), IP65 (для помещений с повы-
шенной влажностью) и IP67 (для установки на улице, в бассейне).
Окончательным параметром является, описанная выше, яркость:
серия 3 — яркая светодиодная лента; серия 5 — светодиодная лента
повышенной яркости.
198 Профессиональные советы домашнему электрику
Цветовая гамма светодиодных лент
Монохромные ленты. Цветовая гамма светодиодных лент пред-
ставлена основными цветами (белый, красный, синий, желтый, зеле-
ный) и RGB лентами. Белый цвет разделяют по цветовой температуре:
холодный белый (2670-3800 К), нейтральный белый (3800-5000 К),
теплый белый (5000-10000 К).
Универсальные RGB ленты с установленными трехкристальными
светодиодами разных цветов (R+G+B), могут менять цвет свечения.
Для управления цветами RGB устройств используются RGB контрол-
леры и DMX контроллеры.
По организации излучения света RGB светодиодные ленты бывают
двух типов.
У первого типа ленты используются светодиоды LED-R-SMD3528
или LED-R-SMD5050 (красный), LED-G-SMD3528 или LED-G-
SMD5050 (зеленый) и LED-B-SMD3528 или LED-B-SMD5050 (синий),
припаянные по три штуки рядом повторяющимися триадами по всей
длине ленты.
Изменение цвета свечения ленты достигается групповым изменением
интенсивности свечения светодиодов каждого цвета. Такие светодиод-
ные ленты хорошо подойдут для подсветки интерьера в случаях, когда
светодиоды спрятаны от глаз человека. Если светодиоды будут видны, то
изменение цвета свечения будет менее эффективным.
R, G и В светодиоды серии SMD3528 имеют размер 3,5x2,8 мм и
излучают световой поток от 0,6 до 2,2 люменов, в зависимости от
цвета свечения. Светодиоды серии SMD5050 по размеру больше, их
размер 5x5 мм и, соответственно, светят ярче, световой поток состав-
ляет в зависимости от цвета свечения от 2 до 8 люменов.
Примечание.
Поэтому по размеру припаянных светодиодов на ленте, даже не
зная технических характеристик, легко определить, какая из них
будет светить ярче.
Во втором типе лент применяются RGB светодиоды серии LED-
RGB-SMD3528 или LED-RGB-SMD5050. Отличительная особенность
этих светодиодов в том, что в одном корпусе смонтированы сразу три
светодиода — красный, зеленый и синий. Поэтому световой поток у
таких светодиодов намного меньше. Он составляет:
♦ у LED-RGB-SMD3528 всего 0,3-1,6 люменов;
♦ у LED-RGB-SMD5050 всего 0,6-2,5 люменов.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
199
Но благодаря тому, что излучатели цветов расположены практиче-
ски в одной точке, достигнута высокая эффективность градации цве-
тов. Это позволяет светодиодные ленты такого типа использовать в
создании светового дизайна без ограничений.
Для настройки и запоминания цвета свечения используются RGB
тестеры. На данный момент на рынке представлен обширный выбор
RGB и DMX контроллеров:
♦ простые с несколькими программами смены цветов;
♦ сложные, с пультом управления (либо по ИК каналу, либо радио
пультом), с возможностью настройки яркости свечения каждого
канала RGB в отдельности.
RGB тестер (рис. 7.46) — разработка компании LED Design.
Небольшое устройство (119x60x28 мм) позволяет настроить яркость
свечения каждого канала в отдельности либо отсканировать эти зна-
чения и запомнить.
Подключение
светодиодного RGB
источника света
Индикатор яркости .
красного канала
Индикатор яркости .
зеленого канала
Индикатор яркости
синего канала
Три трехзарядных индикатора
яркости отдельных аналов
R+-
G+-
R--
Включени/выключение режима
автоматического перебора •
всех цветов
Добавление выбранного .
цвета в память
I— В+
I
i
I—в-
Выбор ячейки памяти и просмотр
ее содержимого / Очистка памяти
Рис. 7.46. Внешний вид и назначение кнопок управления RGB тестера фирмы LED Design
200
Профессиональные советы домашнему электрику
Технические характеристики: напряжение питания — 12 В; число
каналов — 3; подключение светодиодных RGB источников света по
схеме с общим анодом; максимальный ток нагрузки на канал — ЗА;
количество цветов, которое может быть получено при помощи дан-
ного устройства— 16x106; цифровая индикация яркости каждого
цвета по трем каналам; число ячеек памяти — макс 30.
Основные функции тестера:
♦ точная ручная настройка цвета при помощи соответствующих
кнопок по трем отдельным каналам (красный, зеленый, синий);
♦ автоматическое сканирование цвета в диапазоне 16 миллионов
цветов;
♦ запоминание любого цвета в отдельной ячейке памяти (до 30
ячеек) для последующего просмотра;
♦ визуальный контроль RGB составляющих выбранного цвета при
помощи трех трехразрядных индикаторов (по числу каналов);
♦ функция очистки запомненных цветов;
♦ возможность выбирать и ре-
дактировать любой цвет из па-
мяти с последующим запоми-
нанием изменений;
♦ долговременная память цветов
после выключения питания.
К разъему подключить RGB ленту
или светодиод в соответствии со
схемой (рис. 7.47).
Таким образом, RGB тестер позво-
ляет увидеть ожидаемый результат
после проектирования и окончатель-
ного выполнения работ по декоратив-
ной подсветке интерьера или фасада.
Подробную инструкцию по исполь-
зованию можно найти, например, по
адресу http:/Aeddesign.com.ua/.
RGB TESTER
Рис. 7.47. Схема подключения
RGB ленты к тестеру
Разновидности светодиодных лент от воздействия влаги и пыли
Лента без защиты от влаги имеет категорию IP20. Влагонезащи-
щенные светодиодные ленты можно применять только в сухих поме-
щениях. При необходимости сделать освещение или подсветку во
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 201
влажных помещениях или вне помещения, применяют ленты влаго-
защитного и влагостойкого исполнения.
Влагозащищенные светодиодные ленты предназначены для экс-
плуатации в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты,
бани, фасады зданий, где исключено прямое попадание воды на ленту).
Влагозащищенные светодиодные ленты можно использовать без огра-
ничений для наружной рекламы, светового украшения улиц и зданий.
Влагостойкие ленты предназначены для работы непосредственно
в водной среде, например, в аквариуме, их можно разместить для под-
светки на дне бассейна. В них светодиодная лента полностью герме-
тизирована силиконом, поэтому светодиоды и резисторы надежно
защищены от воздействия воды.
D
Примечание.
При выборе влагозощищенной ленты следует учитывать, что
часть светового потока при прохождении через слой силикона
теряется.
Разрезать на части можно только светодиодные ленты, не защи-
щенные от влаги, то есть только те, которые предназначены для экс-
плуатации в помещениях.
Внимание.
Влагозащищенные и влагостойкие светодиодные ленты, без после-
дующей герметизации, разрезать недопустимо.
Для устранения этого недостатка созданы водостойкие светодиод-
ные модули, позволяющие осуществлять подсветку интерьера и све-
товую рекламу легко быстро и надежно. Область применения светоди-
одных модулей на практике ограничена только фантазией человека.
Особенно удобны модули для подсветки в автомобиле. Достаточно
подключить через предохранитель к бортовой сети и приклеить, или
закрепить саморезами модуль внутри салона автомобиля или с наруж-
ной его стороны.
Конструкция светодиодных модулей (рис. 7.48) представляет
собой неглубокую кроватку из пластмассы или металла, в которой
установлена печатная плата со светодиодами. Сверху плата залита
прозрачным силиконом. Таким образом, обеспечивается защита от
воздействия влаги и брызг воды.
Светодиоды подключены по такой же схеме, как и в светодиодной
ленте. На внешней стороне дна кроватки имеется липкий слой, открыв
202 Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 7.48. Внешний вид водостойкого светодиодного модуля,
белого свечения на SMD3528
который удалением защитной пленки, модуль можно фиксировать на
любой плоской поверхности.
Предусмотрена возможность крепления за проушины модулей с
помощью саморезов. Все светотехнические и электрические расчеты
для светодиодной ленты справедливы и для светодиодных модулей.
Прямоугольные светодиодные модули продаются в виде бло-
ков. Модули легко отделяются от блока по одному или группами.
Электрически все модули уже соединены между собой. Достаточно
подать питание на любой крайний из них, и засветятся светодиоды на
всех модулях. Блоки можно наращивать в любом количестве, соеди-
няя их параллельно.
В продаже существуют комплекты ленты основных разновидно-
стей защиты от воды или влаги.
Степень защиты IP65. Представляет собой полую прямоугольную
оболочку из силикона, в котором находится лента. Для крепления к
поверхности может применяться как двухсторонний скотч, так и спе-
циальные клипсы. В комплект входит набор клипс, торцевых заглушек
и тюбик с силиконом для герметизации отрезанных участков.
Степень защиты IP67. Представляет собой прозрачный материал,
который наносится на верхний слой ленты, заливая светодиоды, и токо-
проводящие дорожки, и защищая тем самым от внешних воздействий.
Степень защиты IP68. Представляет собой п-образную подложку,
в которую помещена лента, а верхний лицевой слой залит прозрачным
силиконом. Ленты с любым типом влагозащиты могут применяться как
внутри, так и с наружи помещений. Такие ленты могут использоваться
непосредственно в водной среде, подсветках фонтанов и бассейнов.
Примечание.
Каждый тип незащищенной ленты соответствует такой же
ленте, но защищенной. Это соответствие можно увидеть в
табл. 7.8.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
203
Таблица соответствий простого и влагозащитного типов лент Таблица 7.8
Цвет
Яркость лм/м
Простая
Влагозащитная
Светодиодная лента фронтального свечения на светодиодах SMD 3528 (1210)
60 светодиодов в метре
белый
белый теплый
красный
зеленый
синий
желтый
240
200
162
114
240
220
ID-W
ID-WW
ID-R
ID-G
ID-B
ID-Y
TWF2-W
TWF2-WW
TWF2-R
TWF2-G
TWF2-B
TWF2-Y
78 светодиодов в метре
белый
белый теплый
красный
546
436
310
HID-W
HID-WW
HID-R
HID-WF-W
HID-WF-WW
HID-WF-R
96 светодиодов в метре
белый
белый теплый
красный
зеленый
синий
желтый
384
320
260
182
384
352
HID2-W
HID2-WW
HID2-R
HID2-G
HID2-B
HID2-Y
HID2-WF-W
HID2-WF-WW
HID2-WF-R
HID2-WF-G
HID2-WF-B
HID2-WF-Y
120 светодиодов в метре
белый
белый теплый
1020
816
HID3-W
HID3-WW
HID3-WF-W
HID3-WF-WW
Светодиодная лента фронтального свечения на светодиодах SMD 5050 (3 кристалла)
30 светодиодов в метре
белый
белый теплый
красный
зеленый
синий
желтый
720
600
486
342
720
660
ID2-W
ID2-WW
ID2-R
ID2-G
ID2-B
ID2-Y
ID2-WF-W
ID2-WF-WW
ID2-WF-R
ID2-WF-G
ID2-WF-B
ID2-WF-Y
60 светодиодов в метре
белый
белый теплый
красный
зеленый
синий
желтый
1440
1200
972
684
1440
1320
ID3-W -
ID3-WW
ID3-R
ID3-G
ЮЗ-В
ID3-Y
TWF3-W
TWF3-WW
TWF3-R
TWF3-G
TWF3-B
TWF3-Y
Светодиодная лента фронтального свечения на светодиодах SMD 5050 RGB (3 кристалла в 1)
30 светодиодов в метре
R
G
В
240
ID-RGB
TWF2-RGB
60 светодиодов в метре
R
G
В
480
ID3-RGB
TWF3-RGB
204
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 7.8 (продолжение)
Цвет
Яркость лм/м
Простая
Влагозащитная
Светодиодная лента бокового свечения на светодиодах SMD ЗОЮ
60 светодиодов в метре
белый
белый теплый
красный
зеленый
синий
желтый
108
88
56
98
38
54
SID-W
SID-WW
SID-R
SID-G
SID-B
SID-Y
SID-WF-W
SID-WF-WW
SID-WF-R
SID-WF-G
SID-WF-B
SID-WF-Y
Типом влагозащищенной ленты, у которой нет аналога без
защиты, является 0508WF. Вид защиты у нее соответствует типу В.
Особенностью является применение в данной модели светодиодов
0508, а также сплошной черной или белой основы. Эта лента имеет
очень эстетичный внешний вид. Поэтому может применяться на
открытых участках в оформлении интерьера или рекламы. Благодаря
широкому углу свечения диода и прозрачной заливке, испускаемый
лентой свет мягкий, рассеянный и приятный для глаз.
Разновидности светодиодных лент
по цвету подложки
Светодиодные ленты различаются цветом подложки (гибкой
печатной платы). В большинстве своем они имеют 3 цвета подложки:
белый, желтый и черный, который встречается редко. Цвет печатной
платы имеет значение лишь с эстетической точки зрения, на характе-
ристики самой светодиодной ленты он не влияет.
Наиболее популярные светодиодные ленты
на основе светодиода SMD 3528
Светодиод SMD 3528 — это небольшой источник света, внутри
которого расположен один светоизлучающий кристалл, световой
поток такого диода варьируется в пределах от 3 до 6 люмен, в зави-
симости от качества конкретного светодиода. Номинальный ток всех
разновидностей составляет 0,02 А, а угол рассеивания — 120 град.
Остальные характеристики представлены в табл. 7.9.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
205
Характеристики светодиода SMD 3528
Таблица 7.9
Длина волны, Нм
465-470
515-520
586-590
620-625
2800-3200 К
4800-5500 К
6000-7500 К
Цвет свечения
синий
зеленый
желтый
красный
белый теплый
белый чистый
белый холодный
Падение напряжения, В
2,8-3,5
1,8-2,3
2,8-3,5
Сила света, мКд
250-350
900-1200
450-560
2800-3300(7-8 лм)
SMD (Surface-mount device) — устройства поверхностного мон-
тажа, т. е. это описание того, как крепятся светодиоды на подложку.
На рис. 7.49 представлены геометрические размеры светодиода
SMD 3528. На рис. 7.50 — внешний вид светодиода. На рис. 7.51 —
светодиод, установленный на ленте.
Светодиодная лента с SMD 3528: 30 светодиодов на метр. Яркость
каждого такого светодиода — 5 лм для белого цвета. В метре такой
ленты располагается 30 светодиодов. Они расположены через каждые
2,2
Катод
-
1
9
J
1
0,8
2,8
I
Рис. 7.49. Геометрические размеры и схемное обозначение светодиода SMD 3528
Рис. 7.50. Внешние виды светодиода
SMD 3528 сёерху и снизу
Рис. 7.51. Светодиод SMD 3528,
установленный на ленте
206 Профессиональные советы домашнему электрику
33 мм. Яркость метра такой ленты — 150 лм (30 светодиодов х 5 лм).
Эта лента не влагозащищенная, она не залита силиконом. Плюс при
этом только один — меньшая цена.
Сама лента состоит из металлической подложки. В ней проходит
3 провода: общий плюс, общий минус и перемычка между светодио-
дами в блоке. Каждый блок состоит из трех светодиодов. Связано это,
в первую очередь, с напряжением питания: при питании в 12 В и трех
светодиодах, последовательно соединенных, на каждый светодиод
подается 4 В, что является нормальным напряжением.
Именно поэтому светодиодную ленту можно резать только по 3 све-
тодиода. Ведь если разорвать блок, цепь из трех светодиодов порвется
(и в том месте нет специальной площадки для подключения 12 В). При
этом можно заметить резистор, обозначенный «R2». Он обязательно
расположен в каждом блоке и служит для защиты светодиодов от сго-
рания (ограничение по току). Стоить отметить, что данная лента обла-
дает наименьшим энергопотреблением: 2,4 Вт на 1 м.
Все ленты поставляются в бобинах по 5 м. Ширина такой ленты —
8 мм. С задней стороны к ленте приклеен двухсторонний скотч, кото-
рый позволяет быстро и легко закрепить ленту в необходимом месте.
Светодиодная лента с поддержкой RGB режима на светодио-
дах SMD 3528: 60 светодиодов на метр. Светодиоды располагаются
каждые 17 мм. Яркость ленты — 300 лм на метр. Потребляемая мощ-
ность — 4,8 Вт (в два раза больше предыдущей). При этом данная
лента исполнена с поддержкой RGB режима работы (Red — красный,
Green — зеленый, Blue — голубой).
Примечание.
Особенностью является то, что резать такую ленту можно каж-
дые 9 диодов (3 цвета по 3 светодиода).
В каждом таком блоке будет находиться по 3 резистора (по одному
на каждый цвет). При плавном переключении цвета будет заметна
«зернистость» ленты. Но при этом мы получаем наименьшую цену
RGB ленты. В месте отреза у RGB ленты: все цвета подписаны.
Внимание.
Не следует забывать, что у светодиодных лент плюс «+» является
общим, а минус «-» подается на каждый цвет свой (а не наоборот!).
Ширина ленты так же 10 мм. Каждая лента поставляется с припа-
янными проводами с каждого конца (если ее не разрезали на метры).
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
207
Так выглядит лента с 60 SMD 3528 на метр. Включены одновре-
менно три цвета. У светодиодов SMD 5050 все три цвета расположены
в одном светодиоде, поэтому там лучше обеспечена плавность пере-
хода от одного цвета к другому. О них речь пойдет чуть дальше.
Светодиодная лента с SMD 3528: 120 светодиодами на метр.
Яркость такой ленты — 600 лм на метр. Мощность, еще больше в
2 раза, равна 9,6 Вт на метр. Остальные характеристики ленты пред-
ставлены в табл. 7.10.
Лента влагозащищеннад. Включенной, выглядит она очень эффек-
тно. Света достаточно для подсветки кухонного стола или подсветки
комнаты.
Характеристики SMD светодиодов 3528
Маркировка
и тип светодиода
Цвет
К-во
диодов
. Мощность, Вт
Световой поток,
лм
Таблица 7.10
Размеры, мм
Цена($)
Разработаны специально для мини и узких букв
SMD3528
W
2
0,24
12
26x7x4
0,54
Для подсветки объемных букв или лайт-боксов, длительный срок службы
с низким энергопотреблением для наружного использования
SMD3528
SMD 3528
SMD 3528
SMD 3528
SMD 3528
R
G
В
Y
W
3
0,3
6,9
12
4,2
. 5,2
15
80x11x4,7
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
Для подсветки объемных букв или лайт-боксов, длительный срок службы
с низким энергопотреблением для наружного использования.
SMD 3528
SMD 3528
R
W
4
0,48
8
28
ЗбхЗбхб
0,95
0,95
В табл. 7.11 приведены сравнительные характеристики светодиод-
ных лент на диодах 3528.
Сравнительная таблица характеристик светодиодов серии SMD 3528
Кол-во
кристаллов,
шт/м
Цвет
Яркость, лм
Угол свечения,
град
Мощность
1м, Вт
Таблица 7.11
Влагозащита, IP
Лента самоклеющаяся 60 кристаллов 3528 на метр, класс защиты IP33
60
60
60
60
60
60
60
Белый
Холодный белый
Теплый белый
Зеленый
Красный
Желтый
Синий
1500
1500
1500
900
330
300
270
140
140
140
140
140
140
140
6
6
6
6
6
б
6
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
Лента самоклеющаяся 60 кристаллов 3528 на метр, класс защиты IP64 (водостойкая)
60
Белый
1500
140
6
да,1Р64
208
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 7.11 (продолжение)
Кол-во
кристаллов,
шт/м
60
60
60
60
60
60
Цвет
Холодный белый
Теплый белый
Зеленый
Красный
Желтый
Синий
Яркость, лм
1500
1500
900
330
300
270
Угол свечения,
град
140
140
140
140
140
140
Мощность
1 м, Вт
6
6
6
6
6
6
Влагозащита, IP
да, IP64
да, IP64
да,1Р64
да, IP64
да, IP64
да, IP64
Лента самоклеющаяся 120 кристаллов 3528 на метр, класс защиты IP33
120
120
120
120
120
120
120
Белый
Холодный белый
Теплый белый
Зеленый
Красный
Желтый
Синий
2250
2250
2250
1350
495
450
405
140
140
140
140
140
140
140
8
8
8
8
9,6
9,6
8
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
нет,1РЗЗ
нет, IP33
нет, IP33
нет, IP33
Лента самоклеющаяся 120 кристаллов 3528 на метр, класс защиты IP64/68 (водостойкая)
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
Белый
Холодный белый
Холодный белый
Теплый белый
Зеленый
Красный
Красный
Желтый
Синий
Синий
2250
2250
2250
2250
1350
495
495
450
405
405
140
140
140
140
140
140
140
140
140
140
8
8
8
■ 8
8
9,6
9,6
9,6
8
8
да, IP64
да, IP64
да, IP68
да, IP64
да, IP64
да, IP64
да, IP68
да,1Р64
да, IP64
да, IP68
Из табл. 7.11 видно, что различная плотность установки светодио-
дов на ленте дает разную яркость свечения погонного метра. Такое
разнообразие позволяет подобрать необходимый тип ленты для раз-
личных задач. От равномерного распределения света на большой
длине, либо более яркого сосредоточения на малых участках.
Совет.
Ленты с плотностью более 60 диодов в одном метре при работе
имеют свойство нагреваться. Поэтому для надежной и продолжи-
тельной работы рекомендуется крепить их на теплоотводящих
поверхностях. В качестве таких поверхностей может быть алю-
миниевый профиль, керамика, стекло. Не рекомендуется ограничи-
вать свободный доступ воздуха к поверхности ленты, например,
заливая ее клеем или силиконом.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 209
Наиболее популярные светодиодные ленты
на основе светодиода SMD 5050
SMD 5050 — мощный светодиод. По яркости эквивалентен трем
светодиодам SMD 3528 (рис. 7.52). Отличаются продолжительным
сроком службы, стабильностью характеристик, качественным испол-
нением. Устойчивы к вибрации, перепадам температуры, повышенной
влажности окружающей среды.
Предназначены для автоматического
монтажа.
Люминофор: желтый YAG:Ce
530-580 нм. Цвет линзы: прозрачная
(Water Clear). Чип: InGaN. Материал
линзы: силиконовый компаунд.
Материал корпуса: термоустойчивый
пластик.
В ОДНОМ корпусе SMD 5050 поме- Рис-752- Сравнение яркости свечения
r 7 ceemoduodoeSMD3528uSMD5050
щено три светодиода, напряжение
каждого от 3,1 до 3,3 В. Практика.показала, что светодиод насыщается
до тока в 20 мА при напряжении 3,1-3,3 В, затем нагревает себя и тот
же ток уже течет при напряжении 2,8-2,9 В.
SMD 5050 пригоден для применения в автомобильных сигналь-
ных огнях, рекламе, фонарях, прожекторах, в осветительных целях.
Применяя RGB или DMX контроллеры можно получать различные
цвета свечения ленты.
На рис. 7.53 представлены геометрические размеры светодиода
SMD 5050. На рис. 7.54 — внешний вид светодиода. На рис. 7.55 —
светодиоды, установленные на ленте.
Низкая деградация светового потока — менее 4% за 3000 часов
эксплуатации. Корпус PLCC-2 из термостойкого полимера, выдержи-
вающего температуру до 250 °С. Компактный размер: 5,0х 5,4х 1,5 мм;
пригоден для всех видов SMD-монтажа.
Низкое тепловое сопротивление кристалл/подложка 6 °С/Вт.
Пригоден для пайки оплавлением (стандарт JEDEC J-STD-020C).
Максимальный рабочий ток: 60 мА. Рекомендуемый продолжительный
ток эксплуатации: 50 мА. Максимальная температура кристалла: 110 °С.
Угол рассеивания — 120 град. Остальные характеристики представлены
в табл. 7.12.
Меры предосторожности. Избегайте прикосновения к линзе свето-
диода острыми предметами. Избегайте появления отпечатков пальцев
210
Профессиональные советы домашнему электрику
3,00
1,6±0,15
на—^|—Q2
Q ^| 84
S ^| S6
Рекомендуемые размеры
печатных проводников
2,00. 3,00 ^_ 4,00
EZ3 Маска
Рис. 7.53. Геометрические размеры и схемное обозначение светодиода SMD 5050
Рис. 7.54. Внешний вид
светодиода SMD 5050
Рис. 7.55. Светодиоды SMD 5050,
установленные на ленте
Характеристики светодиода SMD 5050
Длина волны, Нм
465-^70
515-520
586-590
620-625
2800-3200К
4800-5500К
6000-7500К
465-470
515-520
620-625
Цвет свечения
синий
зеленый
желтый
красный
Белый теплый
Белый чистый
Белый холодный
RGB
Падение напряжения, В
2,8-3,5
1,8-2,3
2,8-3,5
1,8-2,3
Таблица 7.12
Сила света, мКд
800-900
3200-3500
1400-1500
1300-1500
5900-6500(15 Лм)
5900-6500(17 Лм)
5900-6500(17 Лм)
В 280-300
G1100-1200
R450-650
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
211
и других загрязнений на линзе светодиода. При хранении защищайте
от пыли. При вскрытии упаковки рекомендуется использовать све-
тодиоды в течение 24 часов. После пайки не рекомендуется подвер-
гать светодиоды механическим воздействиям и вибрации до полного
остывания корпуса. Длительное воздействие прямых солнечных лучей
может вызвать обесцвечивание люминофора. Рекомендуемые условия
хранения: +5...+30 °С; влажность 70% или менее.
Особенности пайки светодиода SMD 5050. Пайка светодиода не
может производиться более одного раза. Необходимо избегать силь-
ного давления на корпус светодиода. Не переворачивайте печатную
плату после пайки до ее полного остывания. Желательно пользоваться
низкотемпературными паяльными пастами. При ручной пайке темпе-
ратура жала паяльника не должна превышать 300 °С. Время пайки —
не более 3 с.
Теперь рассмотрим ленты, созданные с использованием свето-
диода SMD 5050.
SMD 5050 RGB — многоцветная лента, в каждом светодиоде
используется 3 кристалла: красного, синего и зеленого цвета. RGB
светодиодная лента управляется RGB-контроллером, что дает воз-
можность выбора любого цветового спектра и задания всевозможных
программ смены цвета.
Сравнительная характеристика одноцветных лент на светодиодах
5050 (3 чипа в корпусе) представлена в табл. 7.13.
Сравнительная характеристика одноцветных лент на светодиодах 5050
Таблица 7.13
Код
Краткое описание ленты
Яркость лм/м
Цвет
Трехкристальные одноцветные ленты на SMD5050,30 диодов в метре
ID2-W
ID2-WW
ID2-R
ID2-G
ID2-B
ID2-Y
Плотность 30 диодов/метр
В метре 10 модулей — 100 мм по 3
диода
720
600
486
342
720
660
белый
белый теплый
красный
зеленый
синий
желтый
Ленты RGB на SMD5050 RGB, 30 диодов в метре
ID-RGB
Плотность 30 диодов/метр
В метре 10 модулей — 100 мм по 3
диода
240
R
G
В
Трехкристальные одноцветные ленты на SMD5050,60 диодов в метре
ID3-W
ID3-WW
ID3-R
Плотность 60 диодов/метр
В метре 20 модулей —
50 мм по 3 диода
1440
1200
972
белый
белый теплый
красный
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 7.13 (продолжение)
Код
ID3-G
ЮЗ-В
ID3-Y
Краткое описание ленты
Плотность 60 диодов/метр
В метре 20 модулей —
50 мм по 3 диода
Яркость лм/м
684
1440
1320
Цвет
зеленый
синий
желтый
Ленты RGB на SMD5050 RGB, 60 диодов в метре
ID3-RGB
Плотность 60 диодов/метр
В метре ленты: 20 модулей 50 мм по
3 диода
480
R
G
В
о
Примечание.
Питание всех лент 12 В, 5 м/упаковка, размер ленты 5000 х10мм.
Выбор светодиодной ленты по величине светоотдачи
Главной светотехнической характеристикой является интенсив-
ность светового потока, которая выражается в люменах на метр
(лм/м). Величина светового потока определяется типом и количе-
ством светодиодов, установленных на одном метре ленты. Зная тип
светодиодов и их количество, легко определить световой поток.
Пример 1. На метре светодиодной ленты белого света установлено
30 светодиодов типа LED-CW-SMD3528 (размер 3,5x2,8 мм), имеющий
световой поток 5 лм каждый. Умножаем 5 лм на 30, получаем 150 лм.
Для сравнения: такой световой поток излучает 10 ватная лампа нака-
ливания. *
Пример 2. Если лента сделана на основе 30 светодиодов LED-CW-
SMD5050 (размер 5x5 мм), имеющий уже световой поток 12 лм, то
12 х 30 = 360 лм. Для сравнения: такой световой поток излучает 24
ваттная лампа накаливания.
Опытом применения ламп накаливания обладает каждый, поэтому
воспользовавшись вышеприведенной методикой легко определиться с
типом, установленных на ленте светодиодов, их количестве и длиной
ленты. А если длина ленты уже определена, то выполнить обратный
расчет. Рассмотрим обратный расчет на конкретном примере.
Пример 3. Пусть нужно установить потолочное освещение в ком-
нате размером 5 м х 4 м. Периметр комнаты такого размера составит
5 + 4 + 5 + 4=18 м. Нужно создать мягкое и не очень яркое освещение.
Если использовать лампы накаливания, то суммарная их мощность
должна будет составлять порядка 200 Вт, световой поток от которой
составит 3000 лм (15 лм х 200). Длина ленты должна быть равна длине
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 213
периметра комнаты, то есть 18 м. Для определения светового потока,
который должен излучать один метр светодиодной ленты нужно раз-
делить 3000 лм на 18 м. Получается 166 лм/м.
Для нашего случая подойдет лента с 30 светодиодами LED-CW-
SMD3528 на метре длины. Расчет делался без учета потерь на отра-
жение от потолка, а они составляют не менее 50%. Следовательно,
для гарантированной освещенности комнаты нужно выбрать ленту с
большим в два раза световым потоком.
Есть два варианта: взять ленту с 30 светодиодами LED-CW-
SMD5050 или LED-CW-SMD3528, но уже в количестве 60 шт. на метре.
Первый вариант предпочтительнее, так как обеспечит гарантирован-
ный запас.
в
Примечание.
Для RGB и монохромных светодиодных лент расчет выполняется
точно также, как и для лент белого свечения.
Определение типа светодиодной ленты
при отсутствии маркировки
На светодиодных лентах не всегда нанесена маркировка, что затруд-
няет сделать расчеты на ее использование. Но выяснить технические
параметры светодиодной ленты можно, если воспользоваться дан-
ными, приведенными в табл. 7.14 (http://ydoma.info/).
В настоящее время в светодиодных лентах, как правило, применя-
ются два типа светодиодов:
♦ SMD 3528, имеющие размер 2,8 ммхЗ,5 мм;
♦ SMD 5050, имеющие размер 5,0 ммх5,0 мм.
А по размеру светодиодов можно определить, какой тип свето-
диодов запаян на ленте. Посчитав количество светодиодов на метре
длины, по табл. 7.14 можно получить данные о технических характе-
ристиках данной светодиодной ленты.
С помощью таблицы не сложно подобрать тип и длину светоди-
одной ленты — аналога лампочкам накаливания. Например, чтобы
заменить одну лампочку накаливания мощностью 80 Вт светодиодной
лентой, нужно взять:
♦ или 8 м светодиодной ленты на SMD3528 (30);
♦ или 2 м светодиодной ленты на SMD3528 (120) или SMD5050 (60).
214
Профессиональные советы домашнему электрику
Основные технические характеристики светодиодных лент на напряжение 12 В Таблица 7.14
Тип
светодиода
SMD3528
SMD5050
Размер
светодиода,
2,8x3,5
5,0x5,0
Количество
светодиодов на
один метр длины
светодиодной
ленты, шт
30
60
120
30
60
Потребляемая
мощность одного
метра длины
светодиодной
ленты, Вт
2,4
4,8
9,6
7,2
14,4
Световой поток
метра длины
светодиодной
ленты, лм
150
300
600
360
720
Эквивалентная
мощность
лампы
накаливания,
Вт
10
20
40
24
48
Когда длина ленты четко определена, приступаем к расчету сум-
марной потребляемой мощности всех диодов. Для этого умножаем
потребляемую мощность одного метра светодиодной ленты на общую
расчетную длину.
Расчет сечения провода
для подключения светодиодной ленты
Внимание.
Светодиодная лента рассчитана на питание 12 В ±5%. Если это
условие не соблюдено, срок службы ЗНАЧИТЕЛЬНО сокращается!
Выбор правильного сечения проводов в кабеле гарантирует, что
12 В, поступающие от источника питания либо управляющего устрой-
ства, дойдут до потребителя питания без потери!
Если выбрать кабель сечением меньше чем нужно, то произойдет
потеря, и к ленте придет не 12 В ±5%, а меньшее значение. Это при-
ведет к преждевременному выходу светодиодной ленты из строя!
Необходимо правильно подбирать кабель для ВСЕХ соединений!
Совет.
На сайте http://www.LEDbox.com.ua/в разделе «Светодиодныеленты»
и «Блоки питания» есть калькуляторы сечения проводов в кабеле,
призванные помочь правильно выбрать кабели для подключения.
Светодиодная лента потребляет небольшую мощность, и потребля-
емый ток, при длине ленты в один метр, даже самой яркой SMD5050
(60), составляет не более 1,2 А. Поэтому о сечении провода при под-
ключении такого отрезка ленты можно не задумываться, подойдет
практически любой имеющийся под рукой многожильный провод.
Глаза 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
215
А вот при подключении ленты длиной, например, 18 метров типа
LED-CW-SMD5050 (30), суммарный ток потребления составит 10,8 А.
Исходя из потребляемой мощности одного метра светодиодной ленты
и напряжение питания, рассчитали величину тока, который будет
потреблять светодиодные ленты разной длины популярных типов
(http://ydoma.info/). Результаты сведены в табл. 7.15.
Потребляемый ток светодиодными лентами при питании напряженим 12 В
Таблица 7.15
Тип
светодиодной
ленты
SMD3528
SMD5050
Количество светодиодов на
один метр длины светодиодной
ленты, шт.
30
60
120
30
60
Потребляемый ток (А), на единицу длины каждого
типа ленты
1м
0,2
0,4
0,8
0,6
1,2
2м
0,4
0,8
1,6
1,2
1,8
Зм
0,6
1,2
2,4
1,8
2,4
4м
0,8
1,6
3,2
2,4
3
5м
1
2
4
3
4,2
Светодиодные ленты выпускаются максимальной длиной до 5 м.
Поэтому производителем должно быть обеспечено необходимое сече-
ние дорожек, выдерживающее ток потребления светодиодной лентой.
За основу для разработки электромонтажной схемы подключения све-
тодиодной ленты к источнику питания можно брать эту величину.
Примечание.
Исходя из экономических соображений, запас дорожек по току
нагрузки не превышает 20%.
Если устанавливается один мощный бок питания в значительном
удалении от лент, то целесообразно от блока питания протянуть пару
толстых проводов к светодиодным лентам. Подобрать необходимое
сечение провода для заданного тока можно по табл. 7.16.
Выбора сечения медного провода для питания светодиодных лент
Таблица 7.16
Максимальный
расчетный ток, А
1
2
3
4
5
6
10
16
20
Требуемое сечений жил медного
провода, мм2
0,2
0,3
0,5
0,7
0,8
1
1,7
2,7
3,3
Диаметр жил провода,
0,5
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,5
1,9
2,1
216 Профессиональные советы домашнему электрику
Мощные блоки питания обычно имеют большие габариты и зача-
стую целесообразнее применить несколько менее мощных блоков, раз-
мещая их в непосредственной близости со светодиодными лентами.
Расчеты блока питания для светодиодных лент
В отличие от ламп накаливания, светодиодные ленты нельзя под-
ключать непосредственно в бытовую электрическую сеть 220 В. Для
них нужно питающее напряжение постоянного тока величиной 12 В
или 24 В. Напряжение питания указано по всей длине ленты.
Для получения необходимого напряжения применяют преобразо-
ватели напряжения. Пока нет устоявшейся терминологии, их назы-
вают по-разному: драйверы, адаптеры, преобразователи, блоки
питания, источники питания. Всеми этими словами называют одно
устройство, преобразующее сетевое напряжение переменного тока
220 В в напряжение постоянного тока требуемой величины, для лент в
зависимости от типа, 12 В (используется часто) или 24 В (применяется
редко, как правило, в RGB лентах).
Для подключения одноцветной ленты необходимы: лента; блок
питания; диммер, если нужно (регулировать яркость); усилители (если
длина ленты больше, чем «тянет» диммер).
Внимание.
Для выбора блока питания для светодиодной ленты важна не
только величина постоянного напряжения на выходе, а и величина
тока, которую он сможет выдать в нагрузку.
Для выбора подходящего блока питания для конкретного случая
нужно узнать суммарную величину тока, которую будут потреблять
все установленные светодиодные ленты.
Как подобрать блок питания к ленте? Мощность блока питания
рассчитывается по формуле:
где: Ртп — мощность импульсного блока питания; L — длина отрезка
светодиодной ленты (м); Р — мощность 1 м светодиодной ленты, укат
зана в техническом основании; 20% — необходимый запас мощности.
Совет.
Не следует подбирать импульсный блок с запасом по мощности
более 50%, так как в данном случае вы получите нештатный режим
работы блока питания.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
217
Пример: блок питания для питания 30 м светодиодной ленты 3528/60.
Потребление 1 м ленты 3528/60 — 4,8 Вт, (потребление 1 м ленты
RISHANG 3528/60 — 6 Вт), следовательно, мощность блока питания
должна быть не менее, чем: 30 м х 4,8 Вт • 1,25 = 180 Вт. Для ленты
RISHANG: 30 м • 6 Вт • 1,25 = 225 Вт.
Теперь подберем блок питания для светодиодной ленты LED-CW-
SMD5050. Обычно потребляемый ток метра ленты указывается в
сопроводительной документации, то если таковой нет, то не сложно
расчет выполнить самостоятельно. Достаточно количество установ-
ленных светодиодов умножить на ток потребления каждого из них.
Так как мы выбрали светодиодную ленту с установленными све-
тодиодами типа LED-CW-SMD5050, длина ленты 18 м и на метре
длины по 30 светодиодов. Общее количество светодиодов получается
18-30 = 540шт.
Один светодиод LED-CW-SMD5050 (табл. 7.17) потребляет ток
0,02 А, следовательно, суммарный ток потребления всей подсветки
составит: 540 х 0,02 А = 10,8 А. Но мы не учли, что светодиоды^при
напряжении питания ленты 12 В подключаются по три последова-
тельно через резисторы, следовательно, расчетный ток нужно умень-
шить в три раза. 10,8/3 = 3,6 А. Но в одном корпусе светодиода LED-
CW-SMD5050 находиться три элементарных светодиодов, поэтому
полученный ток нужно умножить на 3. То есть ток составит 10,8 А.
И так, в результате расчетов определено, что потребуется блок пита-
ния напряжением 12 В с током допустимой нагрузки до 10,8 А.
Характеристики светодиодных лент на напряжение 12 В
Таблица 7.17
Тип
светодиода
SMD3528
SMD5050
Размер
светодиода,
ММ
2,8x3,5
5,0x5,0
Количество
светодиодов на
один метр длины
светодиодной
ленты, шт
30
60
120
30
60
Потребляемая
мощность одного
метра длины
светодиодной
ленты,Вт
2,4
4,8
9,6
7,2
14,4
Световой поток
метра длины
светодиодной
ленты, лм
150
300
600
360
720
Эквивалентная
мощность
лампы
накаливания,
Вт
10
20
40
24
48
Рассчитаем мощность требуемого блока питания, умножив напря-
жение на ток 12 В • 10,8 А = 130 Вт. Получилось, что нужен блок пита-
ния мощностью 130 Вт. Для надежной работы блока питания необхо-
дим 20% запас по мощности. В результате потребуется блок питания
мощностью 156 Вт.
218 Профессиональные советы домашнему электрику
Практически можно использовать любой блок питания, который
удовлетворяет необходимым требованиям.
Можно рассчитать мощность блока и с помощью приведенной выше
табл. 7.17. После того, как выбран тип ленты, нужно взять против типа
ленты данные из колонки таблицы «Потребляемая мощность одного
метра длины светодиодной ленты, ватт» и умножить это число на длину
светодиодной ленты в метрах. Полученный результат умножить на 1,2
(блок питания должен иметь 20% запас по мощности). Вот и получена
мощность блока питания для подключения выбранной ленты.
Например, расчет для выбранной ленты для подсветки потолка
CW-SMD5050 с 30 светодиодами на метре длины. Потребляемая
мощность метра светодиодной ленты составляет по табл. 7.17 7,2 Вт.
Умножаем 7,2 на 18 м, получается 129,6 Вт. Полученный результат
умножаем на коэффициент запаса 1,2 и получается, что нужен блок
питания, выдающий напряжение 12 В мощностью 156 Вт.
Совет.
Для подключения лент с диодами SMD5050 желателен пассивный
теплоотвод (алюминиевая, металлическая или оцинкованная
полоса или установка на теплопоглощающую поверхность: камень,
кирпич, бетон, металл) в связи с тем, что лента SMD5050 перегре-
вает сама себя на 5-10 °С выше допустимой температуры. Если не
снять лишние градусы, то в результате перегрева лента SMD5050
в год будет терять 10-15% яркости!
Внимание.
При последовательном подключении длина запитываемого фраг-
мента ленты не должна превышать 5 м (для лент 5050 рекоменду-
ется 3-4 м). Иначе в конце фрагмента будет затухание, а в начале
перегрузка!
Схемы подключения одноцветных светодиодных лент
к сети 220 В
Схема подключения одноцветной ленты без диммера представ-
лена на рис. 7.56.
Схемы подключения одноцветной ленты с диммером и усилителем
представлена на рис. 7.57. Это схема с использованием одного канала
усилителя RGB, диммера на 96 Вт, усилителя 18 А и 27 м светодиодной
ленты 3528/60.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
219
-220 В 0 Г0 L
50 Гц,
+ 0-
БЛОК
ПИТАНИЯ
"0+ LED лента + 0
■0- <= 5 метров -0
LED лента + 0
<= 5 метров -0
LED лента +0
<= 5 метров -0
I ^"-0
LED лента +0
_ <= 5 метров -0
Рис. 7.56. Схема подключения одноцветной ленты без диммеро
200 Вт
-220 В
50 Гц
БЛОК
)N ПИТАНИЯ
0L
0N
ДИММЕР
Диммер
96 Вт
0 +
0R " + R
0 G RGB G0
0B УСИЛИТЕЛЬ B0
18А
(6 А на канал)
LED лента +0
5 метров -0
3528/60
LED лента +0
5 метров -0
3528/60
LED лента +0
5 метров -0
3528/60
LED лента
1 метр
+0
-0
LED лента +0
5 метров -0
3528/60
LED лента +0
5 метров -0
3528/60
LED лента
1 метр
+ 0
-0
3528/60
3528/60
Рис. 7.57. Схема подключения одноцветной ленты с диммером и усилителем
Схемы подключения светодиодных лент к сети 220 В
Если RGB светодиодную ленту подключить к обыкновенному блоку
питания, то динамического светового эффекта достичь не удастся. Все
светодиоды будут светить непрерывно, можно конечно, манипулируя
220 Профессиональные советы домашнему электрику
— переключателем, менять цвет свечения, но
плавного изменения цвета получить будет
невозможно. Для такой задачи выпуска-
ются специальный контроллер с пультом
дистанционного управления, позволяю-
щие автоматически изменять величину
выходных напряжений каждого цветового
канала по заданному алгоритму и, тем
самым, обеспечить переливание цветов.
Контроллер CT305R (рис. 7.58) обеспечивает ток 5 А по каждому
из каналов.
Внимание.
У RGB светодиодных лент общим проводом является плюсовой.
Для работы контроллера на его вход INPUT (V- и V+) необхо-
димо подать с дополнительного блока питания, рассчитанного на ток
нагрузки не менее 15 А, соблюдая полярность, постоянное питающее
напряжение 12 (24) В. Обычно от светодиодной ленты идут цветные
провода черный, красный, зеленый и синий, которые подсоединяются
к клеммам OUTPUT (V+, R, G и В), соответственно.
о
Примечание.
К контроллеру CT305R, вместо RGB ленты, можно подключать от
одной до трех монохромных лент и управлять порядком их включе-
ния и яркостью свечения.
Для этого нужно плюсовые выводы лент соединить вместе, подклю-
чив к выводу контроллера OUTPUT (V+), минусовые выводы каждый
отдельно в любом порядке подсоединить к OUTPUT (R, G и В).
Для подключения RGB ленты, меняющей цвет, необходимы: лента;
блоки питания; контроллер; усилители (если длина ленты больше, чем
«тянет» контроллер).
Схема подключения с полным использованием мощности уси-
лителя RGB. Диммер на 72 Вт, 2 усилителя 12 А и 20 м светодиодной
ленты 5050/60 (рис. 7.59).
Готовые схемы подключения RGB лент представлены:
♦ для 5050/30: 6AIR 72 Вт с 5 м ленты (рис. 7.60), RGB Touch 216 Вт
с 30 м ленты (рис. 7.61);
♦ для 5050/60: RGB Touch 216 Вт с 20 м ленты (рис. 7.62).
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
221
240 Вт
150 Вт
-220 В *>— "Я L БЛОК
50 Гц 0— -0 n ПИТАНИЯ
-220 В 0— "0 L БЛОК
50 Гц 0— -0 n ПИТАНИЯ
-0-
ДИММЕР
+ 0-
Диммер 72 Вт
0+ LED лента
0_ 4 метра
5050/60
0R
■0G
«В
RGB
УСИЛИТЕЛЬ
12 А 144 Вт
RGB
УСИЛИТЕЛЬ
12 А 144 Вт
LED лента
•0 + 4 метра
5050/60
5050/60
5050/60
-0
э~ LED лента "0
9+ 4 метра +0
э" LED лента "0
э + 4 метра + 0
LED лента "0
4 метра +0
5050/60
Рис. 7.59. Схема подключения ленты с полным использованием мощности усилители RGB
60 Вт
5050/30
RPR
?GB
0В полента В0
5 метров +
5 AIR 72 Вт
Рис. 7.60. Схема подключения RGB лент для 5050/30:6AIR 72Втс5м ленты
Подключение блока питания (рис. 7.63): L, N — разъемы для про-
водов из розетки 220 В (какой L, какой N роли не играет). V- (СОМ)
и V+ — разъемы 12 В для проводов к ленте или контроллеру или дим-
меру (подключайте соответствующие маркировке провода, V+ к V+
контроллера или плюсу на ленте, V- к V- контроллера или минусу на
ленте). Значок между LN и V+V это заземление.
Блок питания, контроллер или усилитель подбираются по общей
формуле:
L.W. 1,25 (Вт),
222
Профессиональные советы домашнему электрику
240 Вт
60 Вт
-220 В e-f0 L БЛОК
5ОГЦ0--0М ПИТАНИЯ
R0-
" + G0-
RGB В0-
КОНТРОЛЛЕР + 0-
TOUCH 216 Вт
0R R
0 G RGB G
0 В LED лента В
0 + 3 метра + 0-
5050/30
0R R
0 G RGB G
0 В LED лента В
0+3 метра + 0-
5050/30
5050/30
0R R
0 G RGB G
0 В LED лента В
0+3 метра + 0-
RGB
УСИЛИТЕЛЬ
9А
R R0
G RGB -G0
В LED лента В 0
■0 + 3 метра + 0
5050/30
R0
•0G RGB G0
■0 В LED лента В 0
Ф + 3 метра + 0
R R0
G RGB G0
В LED лента В 0
■0+3 метра + 0
5050/30
R0
■0G RGB G0
в В LED лента В 0
■0+3 метра + 0
5050/30
5050/30
5050/30
5050/30
Рис. 7.6 7. Схема подключения RGB лент для 5050/30: RGB Touch 216 Вт с 30 м ленты
где: L — длина выбранной светодиодной ленты (м); W — потребляе-
мая мощность 1 метра выбранной ленты (Вт); 1,25 — коэффициент
запаса мощности устройства.
D
Примечание.
Ваттность приобретаемого устройство должна быть не меньше
значения, полученного с помощью данной формулы.
Подключение светодиодных RGB усилителей
и блоков питания
Электронный светодиодный RGB усилитель (http://www.prosvet-kr.
ru), он же контроллер-повторитель (RGB Data Repeater), предназна-
чен для увеличения выходной мощности LED контроллеров (с ШИМ
выходом и общим анодом «+V»).
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
223
240 Вт
120 Вт
БЛОК L 0- -0 -220 В
ПИТАНИЯ N0--0 50 Гц
R0-
" + G0-
RGB + 0.
КОНТРОЛЛЕР
TOUCH 216 Вт
БЛОК
ПИТАНИЯ
L0--0 ~220 В
N 0- -0 50 Гц
5050/60
Рис. 7.62. Схема подключения RGB лент для 5050/60: RGB Touch 216 Вт с 20 м ленты
а б
Рис. 7.63. Внешний вид блока питания (а) и разъемы (б)
224 Профессиональные советы домашнему электрику
RGB усилитель сигнала выполняет функцию «Ведомого» LED кон-
троллера и получает сигнал от «Ведущего» LED контроллера, затем
усиливает и передает сигнал на RGB светодиодные светильники.
Усилители используются с одним RGB контроллером и позволяют
увеличить количество подключаемых LED RGB устройств.
D
Примечание.
Амплитуда управляющего (от ведущего LED контроллера) напряже-
ния должна быть не меньше рабочего выходного (питающего напря-
жения от блока питания) усилителя.
Существует несколько вариантов подключения LED усилителей
мощности.
По схеме, представленной на рис. 7.64, можно подключать LED све-
тильники с одинаковым рабочим напряжением (DC 12 В или DC 24 В),
поскольку и контроллер и усилители питаются от одного блока питания.
Примечание.
Мощность источника питания должна быть больше суммарной
максимальной возможной мощности LED нагрузки на 20% (необхо-
димый запас для защиты от перегрева).
Недостаток схемы (рис. 7.64) состоит в том, что при импульсной
нагрузке (наличие RC или LC фильтров в цепи схем стабилизации све-
тильников) и динамическом режиме работы (смена цветов и яркостей)
происходят пульсации и колебания выходного напряжения, которые
могут оказывать влияние на устойчивость работы как LED усилите-
лей, так и ведущего LED контроллера.
В схеме, представленной на рис. 7.65, светодиодный контроллер и
LED усилители имеют независимые источники питания. Это позво-
ляет уменьшить влияние динамической нагрузки, повысить стабиль-
ность работы устройств управления. А также повышает надежность
всей системы, в случае выхода из строя одного из блоков питания
(источников питания) или КЗ в цепи нагрузки светильников.
Мощность блоков питания определяется мощностью светильни-
ков в соответствующей линии до LED усилителя + 20% (необходимый
запас мощности для защиты от перегрева). Т. е. мощность блока пита-
ния LED усилителя определяется мощностью LED нагрузки подклю-
ченной к выходу усилителя.
Мощность блока питания LED контроллера определяется мощ-
ностью потребления контроллера (несколько ватт) и усилителей
-220 В
V+0
R0
RGB G0
КОНТРОЛЛЕР В 0
V+0
RGB R0
модуль G 0
■0 В В0
9
5
1
I
п
го
•0V+
■0R RGB
•Я G модуль
«В
R0 0R
G0 0G
В0 0В
0V+
R RGB
0 G модуль
«В
V+fi
R0 0R
G0 0G
B0---0B
I
DC 12B +J
V+ V+0-
R R0-
!? Усилитель „
« V+
«R RGB
■0 G модуль
«В
V+0---0
R0 0 R
G0---0G
B0---0B
Рис. 7.64. Подключение LED светильников с одинаковым рабочим напряжением
БЛОК
ПИТАНИЯ
-0 -220 В
N0-1 0 50 Гц
DC 12B -0-
DC 12 В
-0-
БЛОК
ПИТАНИЯ
DC 12B -6
DC 12B
Усилитель
-220 В
БЛОК
ПИТАНИЯ
DC 12B -
DC 12B +
V+ V+0-
R R0
«в Усилитель %%
-220 В
43 V+
43 R RGB
■0 G модуль
■0B
V+0---0V+
R0 0 R
G0---0G
B0---0B
-0V+
H3R
-0G
sz»B
RGB
модуль
V+0-
R0-
G0-
B0-
-220 В
50 Гц
■0R RGB
43 G модуль
«В
V+ 0- - -0 V+
R0- --0 R
G0---0G
B0---0B
RGB Rjj
модуль G fi
ВС
0V+
;R RGB
J G модуль
(В
Рис. 7.65. Схема с развязкой по питанию между кот роллером и линиями нагрузки
Z
n
За
Е
I
БЛОК
ПИТАНИЯ
-0 -220 В
N 0-1 0 50 Гц
DC 24 В -
DC 24B
RGB
V+0-
R0-
G0-
КОНТРОЛЛЕР В0-
БЛОК
ПИТАНИЯ
-0 -220 В
N 0-1 0 50 Гц
DC 12 В -а
■0V+
■0R
■0G
-0В
DC 12B
Усилитель
DC 12B
■0У+
<BR RGB
■0 G модуль
0В
БЛОК
ПИТАНИЯ
-0 -220 В
N 0-I 0 50 Гц
DC 24В -d
DC 24 В + J
Усилитель
G0-
В0-
го
ш
VJ
П
|
i
Ш
Z
DC 24B
■0V+
0R RGB
■0 G модуль
0В
V+ V+fi
R RGB Rfi
G модуль G fi
0B ВС
-220 В
V+ V+0
R R0
0B Усилитель во
DC 12 В
■0V+
RGB
-0 G модуль
«В
V+0---0V+
R0---0R
G0---0G
B0---0B
Рас. 7.66. Комбинированная схема, имеющая развязку по питанию между котроллером и линиями нагрузки
с различными рабочими напряжениями
228 Профессиональные советы домашнему электрику
(несколько ватт), если к LED контроллеру подключена еще LED
нагрузка напрямую (без усилителей), то ее тоже надо учесть.
Возможны также комбинированные схемы (рис. 7.64 + рис. 7.65),
в которых контролер питается от маломощного блока питания, а уси-
лители от единого мощного блока питания (рис. 7.66).
Данная схема позволяет реализовать синхронную работу от одного
LED контроллера светодиодной нагрузки с разным рабочим напряже-
нием, например, динамическую подсветку со светильниками DC 12 В
и DC 24 В (рис. 7.66).
Внимание.
Для устойчивой работы LED усилителя амплитуда управляющего
(от ведущего контроллера) напряжения должна быть не меньше
рабочего выходного (питающего от блока питания) усилителя.
Таким образом, при синхронизации работы светильников с рабо-
чим напряжением DC 12 В и DC 24 В управляющее напряжение с кон-
троллера (на усилители) должно быть 24 В.
Рассмотренные в этом разделе блоки питания должны иметь запас
мощности не менее 20%. Соблюдайте полярность при подключении
RGB-светильников и блоков питания к усилителю.
На LED усилителе клеммник, имеющий 4 контакта для подключе-
ния, — это вход, 4 контакта для подключения — это выход и 2 кон-
такта для питания.
Подключение светодиодной ленты
к бортовой сети автомобиля
Светодиодные ленты идеально подходят для непосредственного
подключения к бортовой сети автомобиля. Главное, чтобы лента соот-
ветствовала по напряжению питания напряжению бортовой сети
автомобиля. Для легковых автомобилей нужно выбирать влагозащи-
щенную ленту, рассчитанную на напряжение питания 12 В, для грузо-
вых — на 24 В.
Совет.
На какое напряжение установлен в автомобиле аккумулятор, на
такое напряжение и нужно брать ленту.
При подключении светодиодной ленты к бортовой сети автомо-
биля необходимо соблюдать полярность, на ленте нанесено обозначе-
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 229
ние «+» и «-». Если полярность попутать, то ничего плохого не прои-
зойдет, просто светодиоды не будут светиться.
Правила квалифицированного монтажа
Для правильного монтажа ленты следует соблюдать несколько правил:
♦ запрещено механическое воздействие на ленту и все ее состав-
ляющие;
♦ установка светодиодных модулей должна производиться квали-
фицированным персоналом с соблюдением всех правил безопас-
ности;
♦ при установке необходимо строго соблюдать полярность. Пере-
путанная полярность может (в ряде случаев) привести к выходу
изделия из строя;
♦ не рекомендуется последовательное подключение. Неравномер*
ное снижение напряжения может вызвать перегрузку электрон-
ных компонентов и повредить ленту;
♦ источник питания не должен быть меньшей мощности, нежели
общая нагрузка ленты.
При установке светодиодных лент:
♦ ленты на основе светодиодов SMD 5050 и SMD 3020 желательно
устанавливать на хорошо теплоотводящую поверхность, во из-
бежание перегрева светодиодной ленты;
♦ учитывайте, что существуют потери на проводах ленты, поэто-
му при подключении слишком длинного участка ленты на один
провод есть вероятность того, что конец ленты будет светиться
тусклее, чем начало;
♦ старайтесь подключать ленту небольшими участками по 5 м, па-
раллельно отводя провода к клеммам блока питания.
Внимание.
Поверхность монтажа ленты должна быть ровной и хорошо обе-
зжиренной, а не просто протертой влажной тряпкой.
После этой процедуры нужно удалить защитный слой со свето-
диодной ленты и клеящееся основание прижать к поверхности мон-
тажа. Часто в процессе монтажа LED ленты нужно ее изгибать, при
этом следует учитывать, что минимальный радиус изгиба составляет
2 см. Разрезка ленты делается только в специально обозначенных для
резки местах.
230 Профессиональные советы домашнему электрику
Внимание.
Если необходимо спаять куски, не перегревайте светодиодную
ленту, так как и дорожки, и светодиоды очень боятся перегрева.
Не монтируйте ленту вблизи открытых источников огня и радиато-
ров отопления, это приведет к сокращению срока ее службы и выходу
из строя.
Внимание.
Хотя в светодиодной ленте и используется безопасное для жизни
напряжение до 24 В, все-таки стоит тщательно заизолировать
контакты. Из-за большого току питания, при случайном замыка-
нии питающих проводов образуется сильная искра, что может
привести к пожару.
Комплектующие для монтажа светодиодной ленты
Светодиодная лента — это вещь комплексная. Для ее установки
необходимы коннекторы, контроллеры, усилители мощности, блоки
питания, а также всевозможные клипсы, заглушки и иные аксессуары.
Коннекторы — разъемы, необходимые для соединения отрезанной
ленты.
Контроллер (для RGB ленты) с пультом дистанционного управ-
ления — устройство, которое позволяет менять цвета, запрограмми-
ровать частоту смены цветов (можно достичь плавной смены цветов
либо, напротив, резкой, импульсивной), добавлять мерцание и другие
интересные эффекты.
Пульт. Для светодиодных лент сегодня существует большое коли-
чество разнообразных по устройству пультов управления: инфракрас-
ные, радиочастотные, сенсорные, кнопочные.
Инфракрасный пульт — работает по тому же принципу, что и
телевизионный. С его помощью можно управлять сразу несколькими
контроллерами на расстоянии 10 м.
Радиопульт — позволяет управлять контроллером, если он
скрыт за каким-либо препятствием. Радиус его действия — 50 м.
Соответственно, если светодиодные ленты установлены в разных
комнатах, команды с пульта будут передаваться на них одновре-
менно.
Кнопочный мини-контроллер — позволит выбрать из 19 динами-
ческих и 20 статистических режимов, а потом «запомнить» настройки
для дальнейшего использования.
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 231
Усилитель мощности для RGB ленты — нужен для подключе-
ния большей нагрузки, а также для увеличения длины ленты до 20 м.
Усилитель используется только с одним контроллером. Для того чтобы
правильно подобрать усилитель необходимо: суммарную мощность
светодиодной ленты разделить на потребляемую мощность усилителя.
Блоки питания предназначены для энергоснабжения светодиодных
систем. Они могут быть рассчитаны на напряжение 12 или 24 В. Блоки
питания могут быть герметичными или не герметичными, с защитой
от перенапряжения, с корректировкой мощности. Использование
качественного и правильно подобранного блока питания значительно
увеличивает срок службы светодиодных изделий.
Резка и пайка светодиодной ленты
Светодиодная лента режется ножницами или острым ножом точно
по специальным меткам. Однорядная лента режется кратно трем све-
тодиодам, двухрядная — кратно шести.
Совет.
Лучший способ подключения проводов к светодиодной ленте—это
пайка.
Участки светодиодной ленты могут быть спаяны между собой.
Время пайки не более 3 с. Максимальная температура пайки —
2600 °С. При соединении отрезков ленты должна соблюдаться поляр-
ность («+»,«-»).
Внимание.
Лента прямого включения на 220 В режется кратно одному метру.
Крепление и соединение светодиодных лент
На сторону ленты, противоположную светодиодам, нанесен лип-
кий слой, защищенный пленкой. Для того, чтобы ленту закрепить
на поверхности, достаточно удалить защитную пленку и приложить
липкой стороной на место установки. При организации подсветки с
помощью светодиодных лент, часто длина в 5 м является избыточной,
поэтому предусмотрена возможность разрезать ленту на отрезки.
Места, где можно ленту разрезать, обозначены изображением
условных ножниц и линией разреза. Шаг разрезки светодиодной
232 Профессиональные советы домашнему электрику
ленты на отрезки задают количество последовательно включенных
светодиодов. Рядом с линией разреза с двух сторон имеются контакт-
ные площадки, позволяющие припаивать к ним провода в случае сра-
щивания отрезков ленты между собой. Паять нужно очень аккуратно
маломощным паяльником.
Рядом с контактными площадками нанесена маркировка поляр-
ности подключения и величина напряжения питания. Существуют
специальные клипсы, позволяющие соединять между собой светоди-
одные ленты без пайки.
К одному из концов светодиодной ленты обычно уже припаяны
проводники для подключения к блоку питания.
Примечание.
Для подключения монохромных лент требуется два провода, для
RGB лент — четыре провода, черный (общий подключается к поло-
жительной клемме) и три цветных.
Длина проводов составляет не более полметра. Если блок питания
невозможно установить рядом со светодиодной лентой, то прово-
дники придется нарастить до нужной длины.
Профиль для светодиодной ленты
Светодиодный профиль (рис. 7.67) обеспечивает возможность
реализации различных проектов высокого уровня сложности, осуще-
ствить которые до сих пор не представлялось возможным.
Благодаря светодиодному профилю, проектировщик может соз-
дать систему освещения различной конфигурации и сложности. Ведь
существующее разнообразие профилей включает множество модифи-
каций. Используя профиль, можно локализовать световой поток, обе-
спечить максимальную теплоотдачу и увеличить эксплуатационные
возможности светодиодной ленты.
В светодиодный профиль могут быть встроены ленты любой мощ-
ности и цвета (в том числе и RGB). Обеспечивая эффективный теплоот-
вод, профиль из алюминия позволяет избежать использования подло-
жек при монтаже светодиодов мощностью до 3 Вт. Профиль компактен
и прост в монтаже. Чтобы соорудить систему освещения на его основе,
нет нужды приобретать дорогостоящие инструменты. Для этого доста-
точно привычного инструментального минимума. Будучи небольшим
по размеру и эстетичным внешне, светодиодный профиль отлично впи-
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
233
шется даже в ювелирную витрину с
эксклюзивным содержимым.
Область использования прибо-
ров освещения, изготовленных с
применением специального алю-
миниевого профиля, практически
не ограничена, как и бесконечно
велико количество возможных
конструктивных решений. Такие
системы часто используются в тор-
говых залах, ориентированных на
реализацию эксклюзивного товара,
нуждающегося в эффективном
акцентном освещении.
На данный момент светодиодный
профиль особенно востребован:
♦ при световой разбивке жило-
го и офисного пространства
на зоны;
♦ при декоративной подсветке
интерьерных объектов и бы-
товой техники.
Чаще всего, именно светодиод-
ные ленты, вмонтированные в алю-
миниевый профиль, становятся
лучшим решением при реализации
наружных рекламных проектов и
локальной визуализации отдель-
ных элементов фасада, лестничных
пролетов и балконов.
Светодиодные ленты в соче-
тании с профилем и различными
дополнительными функционалами
представляют собой автономное
у/////////////////////////////,
Рис. 7.67. Профиль для светодиодной
ленты:
а — внешний вид; 6^— геометрические
размеры; в — варианты закрепления
устройство, свет которого полностью соответствует нормативам осве-
щения рабочих зон в ювелирных мастерских, СЦ и т. д.
Подобная система, дополненная линейными линзами, идущими в
комплекте, способна обеспечивать постоянное равномерно распре-
деленное освещение. Это позволяет избежать проблем со зрением,
234 Профессиональные советы домашнему электрику
сохранив здоровье непосредственного пользователя. Обладая миниа-
тюрными параметрами, светодиодный профиль органично смотрится
в витрине, не занимая полезное пространство и, в то же время, акцен-
тируя внимание потребителя на представленном объекте.
Качество и стоимость светодиодных лент
В последнее время на рынке появилось много дешевой светодиод-
ной ленты. В ней используются очень дешевые (на порядок) свето-
диоды с китайскими чипами небольшого размера и не высокого каче-
ства. К тому же, чтобы добиться более или менее заметной яркости
производители светодиодов заставляют работать их в предельных
режимах.
Кроме того, в этих светодиодах используются и не очень каче-
ственные другие материалы. Например, медная проволока для кон-
такта с чипом вместо золотой, и не качественный люминофор. Это
часто приводит к тому, что влажность проникает под люминофор к
чипу, вывод окисляется, и светодиод перестает работать, например,
не горит один сегмент на ленте. Лента с такими светодиодами прослу-
жит не долго — полгода, год. Потом ее яркость снизится в разы из-за
деградации чипов.
Кроме того даже среди этой ленты попадаются «чемпионы» по
качеству. Яркость чипов на такой ленте не превышает 2-2,5 люмен.
Некоторые производители, чтобы увеличить яркость, ставят на
ленту резисторы меньшего номинала. Ток через «слабый» светодиод
возрастает в два раза, а срок службы ленты падает до 1-3 месяцев.
D
Примечание.
Различить дешевую и дорогую ленту по внешнему виду практиче-
ски невозможно.
Рассмотрим стоимость. На примере популярной ленты со свето-
диодами 3528 60 штук на метр. Самые дешевые качественные свето-
диоды (4-5 лм) с чипами Epistar и т. п. стоят примерно 16$/1000 шт.
Стоимость монтажа на качественной основе 1 м в Китае -0,5$. Итого
16 х 0,06 = 0,96 + 0,5 = 1,46 $/метр. Такая лента не может стоить в России
менее 2 $/м в розницу или мелким оптом. Правда, никто не мешает про-
давать нечестным продавцам плохую ленту дорого, как хорошую.
Рынок светодиодной продукции, а именно гибких светодиодных
лент, наполнен изделиями, так называемого «эконом класса». Ленты
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули
235
данного вида отличается плохим качеством сборки (пайки) и свето-
диодами не самых надежных изготовителей.
Совет.
Помните, что при покупке такой продукции вы не получите ожида-
емого качества и всех плюсов светодиодных источников света.
Зачастую время непрерывной работы таких лент совершенно не
соответствует заявленным показателям, высока вероятность отказа
отдельных юнитов ленты. При этом показатели светового потока и
яркости далеки от тех, которые вам могут предоставить уже зареко-
мендовавшие себя, надежные, производители.
Большинство фирм, занимающиеся продажей такого класса свето-
диодной продукции, отказываются давать на нее длительную гаран-
тию, вы рискуете оплатой замены ленты за свой счет.
Почему ленты одного типа
могут ощутимо отличаться в цене?
Ленты с одинаковым названием у двух разных продавцов при схо-
жем внешнем виде могут отличаться по стоимости, яркости свечения,
долговечности. Почему?
При изготовлении качественных светодиодных лент использу-
ются светодиоды, яркость которых выше заявленных параметров.
Резисторами яркость занижается до требуемого стандартами уровня.
Примечание.
Таким образом, светодиоды имеют запас мощности и работают
не на пределе своих возможностей, что гарантирует долговеч-
ность.
Качественные ленты продаются в определенном ценовом коридоре.
Параметры качественных светодиодных лент соответствующих стан-
дартам яркости смотрите в табл. 7.18.
Параметры качественных светодиодных лент
Характеристики
Светодиодов в 1 м, шт.
Яркость 1 светодиода, лм
Яркость 1 м, лм
Потребление 1м, Вт
SMD 5050-30
30
17-19
510-570
7,2
SMD 5050-60
60
17-19
1020-1140
14,4
SMD 3528-60
60
6-7
360-420
4,8
Таблица 7.18
SMD 3528-120
120
6-7
720-840
9,6
236 Профессиональные советы домашнему электрику
Рассмотрим возможные причины, по которым светодиодная лента
может быть «гораздо дешевле».
Вариант приемлемый. При изготовлении лент могут использоваться
светодиоды таких же размеров (3528 или 5050), но менее яркие (соответ-
ственно, и ниже по стоимости). Такие ленты могут быть качественными,
если яркость светодиодов понижается резисторами и образуется пра-
вильный запас мощности, необходимый для долговечности изделия.
Если лента 3528/60 «стандарт» дает примерно 380 лм/м, то лента
3528/60 с менее яркими диодами дает примерно 250-280 лм/м (на
треть тусклее и на треть дешевле).
Честными и компетентными продавцами такая лента позициони-
руется как лента пониженной яркости (или «эконом», или «чип», или
«софт») и оценивается к продаже дешевле, чем стандартная.
Вариант неприемлемый. При изготовлении лент могут использоваться
светодиоды таких же размеров (3528 или 5050), но менее яркие, при этом
их яркость понижается резисторами минимально и, соответственно, све-
тодиоды работают практически на пределе своих возможностей.
Долговечность такой ленты весьма ничтожна. Через короткий
промежуток времени светодиоды начинают «сыпаться» — перегорать
один за другим.
Стоимость таких лент гораздо ниже, чем стандартных (при одина-
ковом названии), но т. к. за счет перенагрузки светодиодов яркость на
момент продажи практически равна качественным стандартным лен-
там, недобросовестными либо некомпетентными продавцами такие
ленты зачастую позиционируются как «качественная» в розницу по
оптовым ценам.
Вывод.
Чем ниже стоимость конкурентного предложения— тем ниже
яркость или качество продукции. «Такая же лента, но гораздо
дешевле» — в лучшем случае менее яркая, а в худшем — некаче-
ственная и недолговечная. Качественной ленты, соответствую-
щей стандарту яркости и долговечности и при этом розничной
стоимостью ниже, чем отпускная цена на фабрике производи-
теля — не существует!
Применение светодиодных лент
Интерьерная подсветка. Самая популярная сфера применения
светодиодных лент — это световой дизайн интерьеров. С появлением
Глава 7. Светодиодные лампы, светильники, ленты, модули 237
таких лент у дизайнеров появилась возможность реализовать даже
самые сложные световые идеи.
Светодиодные ленты можно разместить в небольшом профиле на
потолке, таким образом сделать «закарнизную» подсветку.
Контурная подсветка мебели, например, подсветка по краю стола
создает эффект невесомости. Создается впечатление, что мебель зави-
сает в воздухе, визуально добавляя помещению больше объема.
А использование RGB лент, благодаря смене разных цветов, позво-
ляет задавать помещению уникальную атмосферу, соответствующую
настроению. Также новые ленты, которые имеют защиту от влаж-
ности, отлично подходят для установки их в ванной комнате или на
кухне, так как их можно смело протирать влажной тряпкой.
Уличный светодизайн. Светодиодные ленты отлично подходят для
подсветки внешних объектов. Модули со степенью защиты IP68 не
боятся влаги и могут быть установлены под водой. Монтаж светоди-
одных лент по периметру или внутри водоемов и бассейнов позволяет
создавать уникальную подсветку, которая закрасит воду в любой цвет.
С помощью светодиодной ленты можно сделать акцент на определен-
ных архитектурных элементах или выделить контуры здания.
D
Примечание.
Несомненным преимуществом новых источников света является
их невосприимчивость к температуре внешней среды. Рабочая
температура светодиодов колеблется от -40 до +40 °С, что
является оптимальным диапазоном для наших климатических
условий.
Реклама. Привлечь внимание потенциальных потребителей —
вот главная задача рекламы. Поэтому основными характеристиками
носителей наружной рекламы являются яркость, контрастность, при-
влекательность. Долгое время для достижения этих целей использова-
лись лампы накаливания, люминесцентные лампы и неон. Но наличие
недостатков в каждой из этих технологий привело к тому, что произ-
водители рекламы стали выбирать для своих проектов светодиодные
светильники и их разновидность LED ленты.
Одно из основных преимуществ светодиодных лент — гибкость
и небольшие размеры, позволяющие изготавливать с помощью них
миниатюрные буквы, а также помещать светодиоды в самые трудно-
доступные места. Светодиодные панели имеют малый вес, поэтому их
применение не отяжеляет рекламную конструкцию.
238 Профессиональные советы домашнему электрику
LED ленты отличаются от аналогов: сверхярким светом; широкой
цветовой гаммой; возможностью создания программируемых свето-
динамических систем (RGB-технология). Тысячи оттенков пульсирую-
щих и мерцающих огней позволяют добиться зрелищных визуальных
эффектов.
Применяя LED ленты, можно не беспокоиться о безопасности экс-
плуатации вывесок и щитов. Герметично упакованные влагозащищен-
ные светодиоды не боятся дождя и снега. Это позволяет размещать
светодиодную рекламу и в помещении, и под открытым небом.
Подсветка товарных витрин. Кроме интерьерного и уличного осве-
щения новые источники света могут использоваться для выгодной
подсветки товаров в витринах. Светодиодные ленты это отличный
заменитель более энергоемких и громоздких люминесцентных ламп,
что используются для освещения витрин в магазинах. Возможность
выбирать цвет свечения ленты позволяет подчеркнуть товар на
витрине и придать ему более естественный вид. Это особенно каса-
ется освещения продуктовых витрин с кондитерскими и мясными
изделиями.
Примечание.
Подсветка такой группы товаров как парфюмерия и косметика
тоже нуждается в светодиодах, так как эти товары очень чув-
ствительны к тепловому и ультрафиолетовому излучению.
А ювелирные украшения, часы или предметы декора лучше будут
смотреться на витрине, если их подсветить светодиодами.
Автомобильный тюнинг. Светодиодные линейки со степенью
защиты IP68 могут служить заменой более энергоемкому неоно-
вому освещению, которое, как правило, применяется для подсветки
днища, а также салона автомобиля. Кроме этого, с помощью свето-
диодной ленты можно реализовать модную сегодня контурную под-
светку фар.
ГЛАВА 8
ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ
И СВЕТИЛЬНИКИ С НИМИ
Галогенных лампы обеспечивают постоянный яркий
свет при отличной передаче цветовых оттенков.
Долговечны. Сохраняют силу света фактически неизмен-
ной на протяжении всего срока службы. Они разнообразны
по внешнему виду, миниатюрны благодаря особенному
исполнению колбы.
8.1. Галогенные лампы: принцип действия,
параметры, схемы включения
Принцип действия галогенных ламп
Галогенные дампы накаливания (сокращенно ГЛН) часто назы-
вают просто «галогенными лампами» или «галогенками». Многие
ошибочно считают, что в них используется какой-то новый способ
получения света.
Примечание.
На самом деле эти лампы представляют собой всего лишь усовер-
шенствованную разновидность обычных ламп накаливания, и свет
в них также получается за счет накала тонкой вольфрамовой про-
волоки.
Впервые идея добавления в колбу лампы галогенных паров для
уменьшения почернения стекла была запатентована еще в конце XIX
века. Полезный эффект достигался за счет того, что пары галогенов
способны соединяться с испаряющимися частицами вольфрама, а
затем под действием высокой температуры распадаться, возвращая
вольфрам на спираль.
Вылетающие с раскаленной спирали атомы вольфрама, таким обра-
зом, не долетали до стенок колбы лампы (за счет чего и снижалось
240
Профессиональные советы домашнему электрику
Температура
менее 1400 °С
Атомы
' вольфрама
Температура
" более 1400 °С
! Колба
Возврат вольфрама
Галогены
■ Вольфрам-галогенные соединения
почернение), а возвращались
обратно химическим путем.
Это явление получило название
галогенного цикла (рис. 8.1).
Использование галогенного
цикла позволяет улучшить
сразу два параметра лампы
накаливания:
♦ во-первых* существенно
замедляется испарение
спирали, а, значит, уве-
личивается срок службы
лампы;
♦ во-вторых, можно замет-
но повысить температуру
(а значит, и светоотдачу)
спирали, так как при ее
ективность галогенного цикла, а, зна-
Рис. 8.7. Галогенный цикл
росте увеличивается и э
чит, и контроль над испарением вольфрама.
На первый взгляд галогенная технология настолько безупречна,
что подобная лампа получается практически вечной. К сожалению,
это не совсем так. Дело в том, что атомы вольфрама, испарившиеся
с одного участка спирали, возвращаются галогенами на другие. Рано
или поздно в галогенной лампе начинаются те же процессы, что и в
лампе накаливания: некоторый участок спирали становится заметно
тоньше, его температура повышается, и испарение в этом месте еще
более увеличивается. Это неизбежно приводит к перегоранию.
Практически применимая галогенная лампа была предложена лишь
в 1959 году в США. Исследования заняли такое продолжительное
время по той причине, что в первоначальном варианте предлагалось
использовать для этой лампы стеклянную колбу.
Эксперименты показали, что при повышении температуры спирали
галогены начинали активно взаимодействовать со стеклом, и колба раз-
рушалась. Преодолеть этот барьер удалось за счет использования квар-
цевого стекла и вытекающих из этого технологических усложнений.
Примечание.
Эффективность галогенного цикла наиболее высока при небольшом
объеме колбы лампы, и этим объясняется тот факт, что все гало-
генные лампы имеют сравнительно небольшие размеры.
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 241
Преимущества галогенных ламп
Вследствие того, что галогенные лампы являются лишь модифи-
цированным вариантом обычных ламп накаливания, их свойства во
многом схожи. За счет использования галогенного цикла достигнуто
два основных преимущества над вакуумными и газополненными лам-
пами: увеличенная светоотдача; более длительный срок службы.
Кроме этого, за счет более высокой температуры спирали эти
лампы дают свет чуть более холодного оттенка.
Световая отдача галогенных ламп накаливания примерно вдвое выше,
чем у стандартных ламп той же мощности и составляет 20-25 лм/Вт.
Ее значение увеличивается с увеличением мощности лампы и
уменьшением ее номинального напряжения.
Примечание.
Яркость нити накала несколько повышена за счет ее увеличенной
температуры и может достигать порядка 1(Ркд/м2. Благодаря
этому галогенные лампы идеально подходят для использования в
прожекторах и линзовых оптических системах.
Яркость ламп, предназначенных для прямой замены матовых ламп
накаливания, снижена за счет матирования колбы или путем нанесе-
ния на колбу внутреннего рассеивающего покрытия.
Основные параметры
Номинальное напряжение осветительных галогенных ламп делится
на две группы — низкое (6, 12 или 24 В) или высокое (110-240 В).
Согласно этому делению, различают, соответственно, галогенные
лампы низкого и сетевого напряжения.
Лампы специального назначения выпускаются в очень широком
диапазоне рабочих напряжений (от 3 В и более).
Диапазон мощностей практически соответствует таковому у обыч-
ных ламп накаливания (от 1 до 5000-10000 Вт). По причине постепен-
ного вытеснения тепловых ламп из мощного прожекторного освеще-
ния ведущие производители уже не предлагают продажу на рынке
лампы мощнее 2000 Вт.
Рабочая температура и количество выделяемого тепла, являюще-
гося основным продуктом тепловых излучателей, велики. В связи с
этим галогенные лампы чувствительны к попаданию воды и потенци-
ально пожароопасны. Кроме этого, непосредственно нагревающаяся
242 Профессиональные советы домашнему электрику
часть лампы обычно расположена близко к месту подключения питаю-
щего напряжения. Это накладывает особые требования на материал,
из которого изготавливают патроны и светильники для этих ламп.
Характеристики ламп не зависят от температуры окружающей среды.
Типовые схемы включения
Схема включения галогенных ламп сетевого напряжения не отлича-
ется от таковой для обычных ламп накаливания. Лампы низкого напря-
жения питаются от специальных трансформаторов, причем из-за высо-
ких токов (до 8 А на лампу) вместо прокладки единой низковольтной
сети обычно используют несколько групп светильников с питающими
их отдельными трансформаторами. Галогенные лампы не чувстви-
тельны к роду питающего тока (переменному или постоянному).
Регулирование светового потока сетевых ламп осуществляется
любыми стандартными светорегуляторами аналогично лампам нака-
ливания. Возможность и способ регулирования низковольтных ламп
полностью определяется типом трансформатора.
Совет.
Необходимо отметить, что при снижении мощности галогенной
лампы при помощи светорегуляторов нарушается работа галоген-
ного цикла, и это может приводить к снижению срока службы нити
накала. Чтобы этого не происходило, рекомендуется периодически
включать лампу на полную мощность, обеспечивая восстановле-
ние материала спирали.
Габаритные размеры и срок службы галогенных ламп
Габариты галогенных ламп низкого напряжения можно смело
назвать минимальными для тепловых источников соответствующей
мощности. Это достигается за счет максимального приближения сте-
нок колбы к нити накала, требуемого для работы галогенного цикла.
Что касается сетевых ламп, их размеры зависят от конструктивного
исполнения, и в большинстве случаев длина лампы пропорциональна
ее мощности. Габариты ламп, предназначенных для прямой замены
ламп накаливания, не превышают размеров аналогов.
Срок службы галогенных ламп определяется моментом разруше-
ния нити накала. Использование галогенного цикла позволяет либо
значительно увеличить светоотдачу лампы по сравнению с лампами
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 243
накаливания при сохранении того же срока службы (1000 ч), либо
заметно продлить срок службы (до 4000-5000 ч) при тех же световых
параметрах.
D
Примечание.
Как правило, производители выбирают компромиссный вариант:
вдвое увеличенная светоотдача при вдвое большем сроке службы.
Стандартным сроком службы сетевых и многих низковольтных
галогенных ламп принято считать период в 2000 ч. Этот же параметр
у отдельных низковольтных моделей достигает 4000 ч. Механические
воздействия на лампы в процессе эксплуатации (в особенности, для
линейных ламп с большой длиной спирали), а также частые включе-
ния сокращают их срок службы.
За счет использования в галогенных лампах кварцевой колбы уль-
трафиолетовое излучение нити накала беспрепятственно выходит
наружу, и требуются специальные меры по его*блокированию. Эта
проблема полностью решена у сетевых ламп, кварцевая колба которых
помещена в стеклянную оболочку.
Частичная фильтрация ультрафиолета также достигается нанесе-
нием на колбу специального фильтрующего покрытия (такие лампы
маркируются как UV-Stop, UV-Block и т. п.). В случае, если предпри-
нятые в конструкции лампы меры недостаточны для обеспечения ее
ультрафиолетовой безопасности, такая лампа должна устанавливаться
только в светильник с защитным стеклом, о чем делается соответству-
ющая пометка в каталоге и на упаковке.
Цветовая температура галогенных ламп, как и реальная темпера-
тура их нити накала, выше, чем у традиционных ламп накаливания.
Она составляет 3000-3200 К.
Совет.
Этот параметр можно изменить за счет использования встро-
енных или внешних светофильтров, а также подбором толщины
интерференционного отражающего слоя в зеркальных лампах.
По этой технологии выпускаются галогенные лампы низкого напря-
жения с Тв = 4000 К, а также цветные.
Индекс цветопередачи Ra галогенных ламп, как и у всех тепловых
источников света, максимален и равен 100. За счет более высокой тем-
пературы накала (по сравнению с обычными лампами накаливания)
свет галогенных ламп лучше воспроизводит сине-зеленые цвета.
244 Профессиональные советы домашнему электрику
Эксплуатационные особенности
Эксплуатационные особенности галогенных ламп, помимо уже
описанной специфики, затрагивают два дополнительных аспекта.
Во-первых, лампы в одинарных кварцевых колбах не допускают при-
косновения к ним голыми руками. Это объясняется способностью кварца
кристаллизоваться вокруг инородных частиц, заносимых при таком кон-
такте. Возникновение очагов кристаллизации приводит к нарушению
однородной структуры стенки колбы, из-за чего колба трескается или
взрывается.
Во-вторых, многие модели сетевых и специальных галогенных
ламп не допускают произвольного положения горения и требуют спе-
циа'льного размещения в светильнике. Например, линейные лампы
имеют максимальный срок службы при горизонтальном положении.
Это связано с тем, что громоздкая нить накала несимметрично закре-
плена внутри колбы, и при ее неправильной ориентации может про-
висать и выпадать из креплений, что ведет к перегоранию лампы.
На сегодняшний день галогенные лампы остаются единственным
сравнительно экономичным и при этом недорогим видом источника
света с «теплым» спектром. Этим объясняется их богатый ассорти-
мент, имеющий тенденцию к расширению.
8.2. Современные галогенные лампы
с питанием 220 В
Линейные (софитные) галогенные лампы
Новые световые характеристики, достигнутые у галогенных ламп,
позволили разработать для них особый ассортимент, лишь отчасти
перекликающийся с выпускаемыми видами ламп накаливания.
Изначально тепловые лампы
с добавками галогенных соеди-
нений появились в виде линей-
ных (софитных) моделей, нить
накала в которых занимала всю
длину колбы (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Внешний вид линейных Подобная конструкция осо-
галогенныхламп бенно удачна для параболоци-
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 245
линдрических систем концентрации света. Первые модели линейных
ламп имели высокую мощность (1000-20000 Вт) и предназначались
для прожекторов и светильников наружного освещения. В дальней-
шем наметилась тенденция к сдвигу модельного ряда в сторону мень-
ших мощностей, и на сегодняшний день он включает номиналы 60,
100, 150, 250, 300, 500, 750, 1000, 1500 и 2000 Вт. Подавляющее боль-
шинство моделей снабжено двумя цоколями типа R7s.
Длина лампы, как правило, растет с увеличением мощности, но
однозначного соответствия, тем не менее, нет. Модели небольшой и
средней мощности выпускаются в трех типоразмерах, с полной дли-
ной 78,3,117,6 и 189,1 мм. При подборе ламп для замены в существую-
щих светильниках важно обратить внимание на то, что лампы мощ-
ностью 150 и 200 Вт выпускаются как в первом, так и во втором пере-
численном исполнении.
Несмотря на то, что многие изготовители объявляют о допусти-
мости произвольного рабочего положения ламп этого вида (кроме
мощных моделей), наилучшим положением горения для них является
горизонтальное, с отклонениями не более ±15°. Это связано с особен-
ностями крепления нити накала внутри колбы.
Линейные лампы повышенной эффективности
Линейные лампы повышенной эффективности, строго говоря, явля-
ются лишь разновидностью обычных линейных ламп. Увеличение све-
тоотдачи достигается в них за счет специального внутреннего покры-
тия колбы, отражающего инфракрасные излучения. Генерируемое
нитью накала тепло, таким образом, возвращается обратно на нить и
способствует ее дополнительйому накаливанию.
Правило.
С ростом температуры нити накала светоотдача тепловой
лампы увеличивается.
Лампы повышенной эффективности имеют стандартную длину, но
их мощность несколько снижена по сравнению со стандартными моде-
лями (225-250 и 375-400 Вт вместо 300 и 500 Вт, соответственно).
Внимание.
Использование одинарной колбы из кварцевого стекла создает опас-
ность, связанную с ультрафиолетовым излучением нити накала
246 Профессиональные советы домашнему электрику
(линейные лампы предназначены только для закрытых светильни-
ков). Кроме этого, данный вид стекла чувствителен к прикоснове-
нию голых рук. Необходимые меры безопасности при эксплуатации
и обращении с лампами отмечаются в каталогах и на упаковке
соответствующими пиктограммами.
Одноцокольные галогенные лампы с резьбовыми цоколями
Двухцокольная конструкция линейных ламп исключает их исполь-
зование в обычных светильниках для ламп накаливания. Для преодо-
ления этого неудобства разработаны одноцокольные лампы с резь-
бовыми цоколями в стеклянных колбах с помещенной внутрь линей-
ной галогенной трубкой. Их ассортимент специально разработан для
прямой замены ламп накаливания той же мощности. Как и все гало-
генные лампы, одноцокольные модели допускают включение в схемы
со светорегуляторами, однако при этом ухудшаются их светоотдача
и срок службы. Из-за сравнительно небольших размеров внутренней
трубки лампы не чувствительны к положению горения.
Вместо традиционной для
ламп накаливания колбы типа А
в лампах этого вида используют
колбы различной формы в про-
зрачном, матовом или молочном
исполнении (рис. 8.3).
Более яркая нить накала под-
черкивает эффект искрящегося
света при их установке в люстры
с гранеными стеклянными и
Рис. 8.3. Внешний вид различных „
галогенныхлампсрезьбовымцоколем хрустальными элементами. В
целом одноцокольные галоген-
ные лампы подходят для установки в светильники рассеянного света,
однако неэффективны с зеркальными отражателями. Это объясня-
ется тем, что размеры и положение их нити накала не соответствуют
таковым у традиционных ламп накаливания, на которые рассчитаны
стандартные отражатели.
Капсульные галогенные лампы
Так называемые капсульные галогенные лампы получили свое
название из-за соответствующей формы колбы (рис. 8.4).
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 247
Колба представляет собой запаянный с обеих сто-
рон отрезок трубки с односторонним вводом проводов.
Внутри колбы находится компактная, обычно сложенная
вдвое по сравнению с линейным вариантом спираль.
Внимание.
Капсульные лампы разработаны совместно с
оптическими системами специальных прожекто-
ров и поэтому, несмотря на по-прежнему прямое
включение в сеть, не взаимозаменяемы с обычными
лампами накаливания.
Как правило, лампы этого вида имеют байонетный
цоколь B15d. В последнее время разработаны миниа-
тюрные капсульные модели со штырьковыми цоко-
лями, аналогичные по конструкции соответствующим п
Г7 ^ 7 ^ Рис. 8.4. Внешний
низковольтным лампам. виа капсульных
Использование в колбах капсульных ламп специ- галогенных ламп
альных сортов стекла и дополнительных фильтрующих
покрытий снимает проблему ультрафиолетовой опасности. Кроме
этого, на базе галогенных капсул высокого напряжения некоторые про-
изводители создают и лампы в двойной колбе с резьбовыми цоколями.
Зеркальные галогенные лампы
Преимущества высокой яркости спирали для создания направлен-
ного света в полной мере реализованы в зеркальных галогенных лам-
пах, представляющих собой линейную или капсульную галогенную
лампу, помещенную в колбу с отражателем. Наибольшее распростра-
нение получили лампы в прессованных колбах PAR, хотя встречаются
и традиционные варианты (колба типа R).
Первоначально для зеркальных галогенных ламп использовали
традиционные для ламп накаливания колбы PAR38, PAR56 и PAR64,
однако удачность такого сочетания привела к дополнительной разра-
ботке колб PAR30, PAR20 и даже PAR16 (рис. 8.5).
Галогенные лампы этих серий успешно заменяют лампы накалива-
ния в колбах R95, R63 и R50 с соответствующими резьбовыми цоко-
лями, причем минимальный угол излучения составляет уже не 30, а
всего 10°. Существуют и другие, несколько менее распространенные
модификации прессованных колб галогенных ламп.
248 Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 8.5. Внешний вид зеркальных Рис. 8.6. Внешний вид галогенных ламп
галогенных ламп с колбами типа PAR со штырьково-поворотным цоколем GUI О
Примечание.
Важно обратить внимание на тот факт, что колба PAR30 имеет
две модификации, различающиеся общей длиной корпуса (90,5 и
77 9 мм). В зависимости от типа светильника, они могут оказаться
не взаимозаменяемыми и при выборе ламп для замены необходимо
учитывать размеры конкретных типов. В настоящее время длина
90,5 мм де-факто является стандартом для колбы PAR30.
Тенденция общей миниатюризации галогенных ламп примени-
тельно к зеркальным лампам проявилась в создании миниатюрных
моделей диаметром 51 мм со штырьково-поворотным цоколем GUI О
и GZ10 (рис. 8.6).
8.3. Современные низковольтные
галогенные лампы
Назначение перехода к низкому напряжению питания
Переход к низкому (от 6 до 24 В) напряжению питания позволяет
заметно снизить сопротивление нити накала лампы для достижения
той же электрической мощности. Длина нити уменьшается, а, значит,
она в меньшей степени задерживает собственное излучение. За счет
этого эффекта лампы накаливания, рассчитанные на низкие напря-
жения, имеют более высокую, светоотдачу, чем стандартные сетевые
аналоги.
Сказанное в полной мере относится и к галогенным лампам. Уже
в 1990-х годах появились первые образцы галогенных ламп низкого
напряжения. Аналогично устроенные лампы выпускались и раньше,
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 249
однако в основном предназначались для кинопроекции и других спе-
циальных применений.
Стандартным низким напряжением для питания галогенных ламп
является значение 12 В переменного тока, несколько реже использу-
ется постоянный ток и/или номиналы 6 и 24 В. Для получения таких
напряжений в обязательном порядке используют специальные транс-
форматоры (на сленге называемые «галогенными»).
Низковольтные капсульные галогенные лампы
Капсульные лампы по размерам не больше обычных ламп для кар-
манных фонарей, но имеют мощность от 5 до 100 Вт. По конструкции
они аналогичны капсульным лампам сетевого напряжения, но обычно
имеют прямую, а не сложенную вдвое, спираль накала. Лампы этого
вида оборудуются штырьковыми цоколями G4 и GY6.35 (рис. 8.7).
Из-за небольшого светового потока основное предназначение ламп
мощностью 5 и 10 Вт — декоративное освещение. Они идеально под-
ходят для создания ярких световых точек, например, с целью ими-
тации звездного неба. Наравне с этим, более мощные лампы могут
использоваться и в светильниках общего освещения.
Кроме этого, их компактные размеры и высокая яркость спирали
позволили создать небольшие прожектора для внутреннего освеще-
ния (на профессиональном сленге называемые «слотами» — источни-
ками световых пятен, от слова spotlights).
Мини-прожектор для капсульной
лампы традиционно содержит зеркаль-
ный отражатель с помещенным в его
центр штырьковым патроном. В зависи-
мости от свойств отражателя, для него
могут требоваться лампы с осевым либо
горизонтальным (рис. 8.7) расположе-
нием спирали.
Внимание.
Неправильная замена лампы может п ап „ л
заметно нарушить сеетораспре- ^"'£%2%%£Г™
деление прожектора, а — с осевым расположением нити
накаливания; б — с горизонтальным*
ТеХНОЛОГИЯ НанесеНИЯ На Внутреннюю расположением нити накаливания
сторону колбы отражающего инфра-
250 Профессиональные советы домашнему электрику
красное излучение покрытия, успешно примененная в экономичных
моделях линейных ламп сетевого напряжения, применяется и к низ-
ковольтным капсульным моделям. Такие лампы имеют повышенную
(до 25 лм/Вт) светоотдачу.
Кварцевое стекло, из которого изготовлена колба капсульных ламп,
может определять дополнительные требования к обращению с ними
и к защите от ультрафиолета. В этом случае в каталоге и на упаковке
лампы приводится соответствующая маркировка.
Любая система, включающая отдельные источник света и зеркаль-
ный отражатель, требует тщательной фокусировки лампы (помещения
ее в точку фокуса отражателя) после ее установки. В противном слу-
чае нарушаются угол излучения и светораспределение всей системы.
Вместе с тем, подобная операция достаточно сложна для рядового
пользователя, а попытка снабжать лампы фокусирующими цоколями
неизбежно подняла бы их стоимость. Решить эту проблему удалось путем
разработки зеркальных галогенных ламп, представляющих собой уже
собранные на заводе-изготовителе комплекты «лампа-отражатель».
Низковольтные лампы с интерференционными отражателями
Одним из вариантов зеркальных ламп являются лампы с интерфе-
ренционными отражателями, представляющие собой капсулы низ-
кого напряжения, помещенные внутрь стеклянных параболических
корпусов (рис. 8.8).
Название этих ламп происходит от явления интерференции, за счет
которого нанесенная на стекло тонкая металлическая пленка отражает
лишь излучения определенных длин волн. Толщина пленки подобрана
таким образом, чтобы инфракрасное (тепловое) излучение нити накала
беспрепятственно проходило сквозь нее наружу, а видимый свет отра-
жался в направлении оси лампы.
Иногда лампы этого типа некор-
i ректно называют «дихроичными»
(от английского названия dichroic
lamps). Сквозь отражатель проходит
и некоторое количество видимого
света, который приобретает цветные
оттенки и выгодно используется в
Рис 8.8. Внешний вид галогенных функционально-декоративных све-
ламп с интерференционными TlfIIfiHmY
отражателями тальниках.
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 251
Отражатель зеркальных галогенных ламп может быть открыт либо
иметь защитное переднее стекло. По международной классификации
колба такого типа относится к типу R, однако, традиционно ее обо-
значают буквами MR (mirror reflector). Эта колба выпускается в двух
вариантах, с диаметром отражателя 51 и 35 мм (типы MR16 и MR1I) и
типами цоколя GU5.3/GU4, соответственно.
Благодаря тому, что интерференционный отражатель концен-
трирует лишь свет, но не тепло, излучаемое лампой, модели этой
разновидности называют также лампами холодного света. Этот
термин, однако, не означает, что лампа совсем не излучает тепла.
Тепловое излучение нити накала, по-прежнему составляющее более
90 % мощности лампы, более или менее равномерно рассеивается
по всем направлениям вокруг нее.
Светильник и ламповый патрон при этом испытывают повышен-
ную тепловую нагрузку, поэтому возможность применения таких
ламп должна оговариваться особо. В каталогах лампы холодного света
маркируются специальными символами.
Зеркальная лампа, в отличие от светильника с отражателем, явля-
ется неразборной конструкцией. Пользователь не способен изменить
ее угол излучения, поэтому выпускается большой ассортимент моде-
лей с определенными светораспределениями. Условно все они могут
быть разделены на три основные группы: лампы с узкими (8-12°) све-
товыми пучками; лампы со средними (18-24°) световыми пучками;
лампы с широкими (36-60°) световыми пучками.
Наряду с прямбш указанием угла излучения в градусах, в свето-
технической практике приняты его более простые, буквенные обо-
значения: NSP или SSP (narrow spot или super spot — сверхузкий) —
менее 8°; SP (spot — узкий) — 8-12°; FL (flood — средний) — 24-30°;
WFL (wideflood — широкий) — 36-38°; VWFL (very wideflood — очень
широкий) — 60° и более.
Слово flood указывает на применимость данного светораспределе-
ния для заливающего освещения. Лампы со всеми вариантами свето-
распределения выпускаются мощностью 20, 35, 50 и (реже) 100 Вт.
Примечание.
Чем уже световой пучок лампы одной и тай же мощности, тем выше
ее осевая сила света, так как световой поток остается постоянным.
Исходя из этого, узкая диаграмма направленности наиболее под-
ходит для создания небольших ярких пятен света либо подсвета объ-
252 Профессиональные советы домашнему электрику
ектов с больших расстояний. Среднее светораспределение пригодно
для создания сравнительно крупных световых акцентов, а широкое
светораспределение — для общего верхнего освещения.
Переднее стекло ламп с шириной пучка 60° покрыто специальными
стеклянными наплывами, за счет чего эти лампы дают практически
рассеянный свет без четких границ светового пятна.
Возможность управления световыми свойствами лампы путем измене-
ния толщины интерференционного покрытия (при этом меняется набор
отражаемых длин волн) используется в модификациях с повышенной до
4000 К цветовой температурой и цветных моделях. Окрашенный свет
может достигаться и за счет использования в лампах передних стекол с
фильтрующими свойствами. Как правило, использование двойной колбы
и специальных покрытий исключает ультрафиолет из спектра зеркаль-
ных ламп. Однако некоторые модели, в первую очередь, без защитного
стекла, могут все же давать вредные коротковолновые излучения.
D
Примечание.
Кроме того, эти же модели не защищены от случайного прикосно-
вения рук к внутренней кварцевой капсуле. Для предупреждения о
необходимых мерах предосторожности, как и во всех ранее описан-
ных случаях, используется специальная маркировка.
Низковольтные зеркальные лампы
с алюминиевыми отражателями
Ненаправленное тепловое излучение ламп холодного света является
преимуществом при освещении чувствительных к нагреву материалов и
недостатком с точки зрения тяжелого теплового режима светильников.
Примечание.
Некоторые типы подвесных потолков не допускают использования
этих ламп из-за возможного перегрева запотолочного пространства.
Для подобных применений выпускаются зеркальные лампы с алю-
миниевыми отражателями нескольких разновидностей.
Первая разновидность ламп представляет собой модельный ряд
в стандартных колбах MR11/MR16, стеклянные отражатели которых
покрыты слоем алюминия вместо интерференционной пленки. Ряд
мощностей, группы светораспределения и внешний вид этих ламп
не отличаются от ранее описанных моделей с интерференционными
отражателями.
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 253
Их важным отличием является лишь кон-
центрация тепла вместе со световым пуч-
ком, что не позволяет использовать данные
лампы для освещения с небольших расстоя-
ний чувствительных к нагреву материалов.
Видимый свет не проходит сквозь алюми-
ниевый отражатель, поэтому задняя часть
этих ламп выглядит абсолютно темной.
Наилучшее применение для них — так
называемые «точечные» светильники
общего освещения, встроенные в подвесной
потолок, иногда неофициально называе-
мые даун-лайтами (от английского термина Рис-89- Внешний вид глн
j 1 • ? х \ серии 111
downhght «светящие вниз»),
К лампам второй разновидности относится разработанная в конце
1990-х годов так называемая серия 111. Входящие в нее модели состоят
из галогенной капсулы, установленной в открытом металлическом
отражателе диаметром 111 мм (рис. 8.9).
Конструкция такой лампы аналогична устройству некоторых авто-
мобильных фар, прямой свет лампы в которых устраняется затеняю-
щей металлической крышкой.
Зеркальные лампы диаметром 111 мм выпускаются мощностью 35,
50,75 и 100 Вт и предназначены для установки в основном в открытые
светильники, ведь их ультрафиолетовое излучение незначительно.
Примечание.
Подчеркнуто функциональный и, вместе с тем, эстетичный
внешний вид является преимуществом для их использования в
стилизованных под «высокие технологии» (hi-tech) декоративно-,
функциональных светильниках.
Для улучшения внешнего вида и лучшего сочетания с хромирован-
ными элементами светильников корпус этих ламп имеет полирован-
ную блестящую окантовку.
Третья разновидность ламп с алюминиевыми отражателями,
состоит из моделей с цоколем BISd (ВA 15d). Модели этой группы
выпускаются лишь некоторыми изготовителями и не стандартизо-
ваны. Их применение возможно в специально рассчитанных на кон-
кретный тип лампы светильниках.
254 Профессиональные советы домашнему электрику
8.4. Трансформаторы и электроника
для галогенных ламп
Особенности включения низковольтных галогенных ламп
Внимание.
Галогенные лампы низкого напряжения (6/12 В) должны включаться
только в схемы с соответствующими трансформаторами.
Последовательное включение и другие варианты не допускаются!!!
Традиционные (электромагнитные) трансформаторы предельно
просты в устройстве и конструкции. Они ничем не отличаются от при-
нятых в радиоэлектронной практике аналогов. Трансформаторы могут
быть как Ш-образные (рис. 8.10), так и тороидальные (рис. 8.11).
Из-за больших рабочих токов ламп сечение провода вторичной
обмотки достигает 4 мм2. В корпусе обычно предусмотрены и предо-
хранители различных типов, о чем пользователя информирует соот-
ветствующая маркировка.
В отличие от пускорегулирующих аппаратов, типы которых должны
строго соответствовать типам подключаемых ламп, принцип подклю-
чения галогенных ламп намного проще.
Правило.
Обязательное условие состоит лишь
в том, чтобы суммарная мощность
всех ламп не превышала номиналь-
ной мощности трансформатора.
Например, к трансформатору мощ-
ностью 60 Вт можно подключить 12
Рис. 8.10. Внешний вид Ш-образного ламп по 5 Вт, б ламп по 10Вт,3 лампы
трансформатора по 2QBm цлц nQ одной тмпе 35 или
50 Вт.
Примечание.
Традиционные трансформаторы
могут подключаться к сети через све-
торегуляторы для стандартных ламп
накаливания. Исключение составляют
варианты схем, в которых осущест-
вляется выпрямление тока, так как
для них первичная обмотка трансфор-
Рис. 8.11. Внешний вид матора фактически представляет
тороидального трансформатора собой короткое замыкание.
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 255
Преимущества электронных трансформаторов
Существенным недостатком электромагнитных трансформато-
ров является их большая масса, которая примерно пропорциональна
их мощности. Например, трансформатор мощностью 300 Вт может
весить до 10 кг! При большом количестве галогенных ламп общий вес
такого оборудования может превысить все разумные пределы.
Проблема больших размеров и веса решена в так называемых элек-
тронных трансформаторах, которые по более строгой классификации
являются электронными блоками питания. Эти устройства содержат
преобразователь, увеличивающий частоту питающего напряжения
до 30000-10000 Гц, за счет чего размер трансформатора как такового
может быть существенно уменьшен.
Важно заметить, что сечение провода вторичной обмотки и в этом
случае должно быть велико. Преобразователь и соответствующий ему
малогабаритный трансформатор (диаметром не более 20 мм) помеща-
ются в общий, обычно пластмассовый, корпус (рис. 8.12, рис. 8.13).
Рис 8.12. Внешний вид электронного Рис. 8.13. Внешний вид электронного
трансформатора прямоугольной формы трансформатора округлой формы
для питания галогенных ламп для питания галогенных ламп
Масса электронных трансформаторов невелика, а их размер незначи-
тельно увеличивается с увеличением мощности. Кроме этого, они выде-
ляют намного меньше тепла и не издают звука при работе. Благодаря
этим особенностям, они являются единственно целесообразным вари-
антом для включения ламп общей мощностью 100 Вт и более. В настоя-
щее время разработаны модели мощностью до 1500 Вт.
Принципиальная схема электронного трансформатора
Один из вариантов электронного трансформатора, реализованного
на специализированной микросхеме IR2161, показан на рис. 8.14 (без
пластикового корпуса).
256
Профессиональные советы домашнему электрику
Принципиальная электрическая схема этого устройства показана
на рис. 8.15. Номиналы и тип используемых элементов приведены в
табл. 8.1.
Рис. 8.14. Внешний вид электронного трансформатора на IR2161
Рис. 8.15. Принципиальная схема электронного трансформатора на ИМС IR2161
Номиналы и типы используемых в схеме (рис. 8.15) элементов
Обозначение
на схеме
С1,С2
CLF
СЗ,С4
CF
CVCC2,CSD,CB
CD
CVCC1
CSNUB
D1— D4,DS
DB
D5,D6
Тип элемента
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Конденсатор
Диод
Диод
Диод
Параметры, Номинал
100нФ,400В
100нФ,275В,Х2
1,5 нФ, 400 В
1 нФ, 50 В
100нФ,25В
330 нФ, 400 В
22 мкФ, 50 В, Radial
150 пФ, 500 В, Ceramic
1000 В, 1 А
600 В, 1 А
600 В, 1 А
Название элемента
2222 383 00104
2222 338 26104
ECK-D3D152KBP
K102J15C0GF5TH5
C317C104M5U5CA
ECQ-E4334KF
T350F226K016AS
D151K20Y5PL63L6
1N4007-T
1N4937-T
1N4937-T
Таблица 8.1
Кол-во
2
1
2
1
3
1
1
1
5
1
-
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними
257
Таблица 8.7 (продолжение)
Обозначение
на схеме
DCP1,DCP2
DZ
LF
Т1
R1,R2
RS
RD
RB1,RB2
RCS
RF
In Socket
IC1
Q1,Q2
P1
P2
Тип элемента
Диод
Стабилитрон
Дроссель
Трансформатор
Резистор
Резистор
Резистор
Резистор
Резистор
Резистор
1С
1С Socket
Транзистор полевой FETs
Разъем
Разъем
Параметры, Номинал
75 В, 500 мВт
16 В, 1 Вт
Vertical E20 Iron powder
78Т,8Т, 12 Bout 190,763
470 кОм, 1 Вт
220 кОм, 1 Вт
270 Ом, 3 Вт
22 0м, 1206, SMD
0,33 Ом, 0,5 Вт
1 кОм, 1 Вт
Controller
8 Pin DIP
400 В
5 Way
6 Way
Название элемента
1N4148-T
1N4745A-T
094094912000
190190763000
5073NW470K0J12AFX
5073NW220K0J12AFX
2322 329 03271 ВС
ERJ-8GEYJ220V
ALSR1F-.33R-ND
5073NW1K000J12AFX
IR2161
2-641260-1
IRF740
236-105
236-106
Кол-во
2
2
1
1
2
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
Расчет электронных трансформаторов различной мощности
Рассчитать электронный трансформатор под различные мощности
можно с помощью программы автоматического проектирования
Ballast Designer.
В некоторых случаях, когда электронный трансформатор удален
(более 1 м) от ГЛН, а мощность лампы (или группы ламп) значительна,
могут возникнуть радиопомехи, затрудняющие прием теле- радио-
каналам или мешающие ИК и* радио пультам дистанционного управ-
ления. В этой ситуации применяют электронные трансформаторы
(блоки питания ГЛН) с выпрямленным и сглаженным напряжением
(постоянное напряжение с малыми пульсациями).
Такие блоки питания можно реализовать, например, на известной
микросхеме VIPER100-E фирмы STMicroelectronics, http://www.st.com.
Примечание.
Автоматически спроектировать блок питания можно с помощью
специальной программы VIPer Design Software v2.24.
На данный момент широко используются для подобных блоков
питания микросхемы фирмы Power Integrations, Inc серии TOPSwitch
и TOPSwitch*-GX: TOP227Y, TOP250Y, TOP246R, TOP249Y.
Техническую поддержку можно найти по адресу:
http://www.powerint.ru/SiteFiles/ ARTICLES_ARCHIVE.htm.
258
Профессиональные советы домашнему электрику
Блок питания на микросхеме TDA4605
На рис. 8.16 показана схема блока питания, реализованная на
доступной микросхеме TDA4605. Данная микросхема имеет отече-
ственные аналоги К1033ЕУ5, КР1087ЕУ1.
Трансформатор Т1 намотан на сердечнике Ш 16x20 из феррита
2500НМС1. Величина немагнитного зазора 0,12 мм (с учетом двой-
ного зазора, т. е. две прокладки по 0,12 мм). Число витков первичной
обмотки Wl= 64, диаметр провода 0,25 мм. Число витков вторичной
обмотки W2 =3, диаметр провода (пучок из пяти жил 0,6 мм). Число
витков обмотки обратной связи W3 =3, диаметр провода 0,25 мм.
Большинство электронных трансформаторов имеют ограниче-
ния не только на максимальную, но и на минимальную суммарную
мощность подключенных ламп. Это связано с особенностями работы
внутренних преобразователей. Диапазон допустимых мощностей
указывается в каталоге и на корпусе устройства, например, 35-105 Вт.
Данное ограничение, тем не менее, не означает опасности выхода
трансформатора из строя при отсутствии нагрузки (например, при
перегорании всех ламп). Из него следует лишь то, что нормальная
работа ламп мощностью менее допустимой не гарантируется.
Для удобства подключения ламп электронные трансформаторы
обычно имеют несколько пар выходных зажимов.
Регулирование мощности ламп, в зависимости от конкретной схем-
ной реализации, осуществляется одним из двух способов: включением
трансформатора с традиционным светорегулятором; путем подачи на
Рис, 8,16. Принципиальная схема на БП для ГЛН на TDA4605
Глава 8. Галогенные лампы и светильники с ними 259
его отдельный управляющий вход специального сигнала (как в случае
с регулируемыми электронными балластами).
Данная возможность может и не предусматриваться совсем. При
подключении электронного трансформатора к светорегулятору тра-
диционной конструкции важно убедиться, что последний допускает
работу с нагрузками емкостного характера. Подобные сведения содер-
жатся в документации на светорегулятор.
Примечание.
Следует отметить, что вторичное напряжение на их обмот-
ках намеренно несколько снижено по сравнению с номинальным, и
обычно составляет 11,2-11,6 В. Такой прием несколько снижает
световой лоток и светоотдачу ламп, однако продлевает их срок
службы.
8.5. Продление срока служОы галогенных ламп
Для продления срока службы высоковольтных галогенных ламп,
питающихся непосредственно от сети 220 В, поможет простое
устройство на специализированной микросхеме фазового регулятора
К1182ПМ1Р (КР1182ПМ1).
Дело.в том, что в холодном состоянии сопротивление спирали
лампы в 10 раз меньше, чем в разогретом. Поэтому пусковой ток ГЛН
мощностью, например, 100 Вт может достигать 7 А. После разогрева
спирали, который происходит за несколько полупериодов сетевого
напряжения, ток уменьшается до рабочего.
Именно этот момент пуска является порой губительным для лам-
почки. Со временем спираль лампы изнашивается, утончается, приоб-
petaeT неоднородности в своей структуре. Спираль становится более
чувствительной к подобным перегрузкам при включении, соответ-
ственно, увеличивается вероятность ее перегорания.
Совет.
Облегчить условия пуска холодной спирали галогенной лампы и тем
самым снизить вероятность ее перегорания можно. Для этого надо
подавать напряжение питания на лампу не с полной, а с постепенно
увеличивающейся амплитудой.
260
Профессиональные советы домашнему электрику
В результате к моменту подачи полной амплитуды спираль лампы
успеет полностью разогреться и перейти в нормальный режим
работы.
Микросхема фазового регулятора К1182ПМ1Р (КР1182ПМ1) предна-
значена для плавного включения/выключения ламп накаливания или для
регулировки яркости их свечения. Максимальная рабочая мощность —
150 Вт. Значительно увеличить мощность подключаемой нагрузки можно,
применив внешний симистор. ИМС выполнена в стандартном корпусе
DIP 16. Внешний вид устройства показан на рис. 8.17.
ИМС К1182ПМ1Р (рис. 8.18, рис. 8.19) позволяет путем постепен-
ного увеличения фазового угла включения увеличивать подаваемое
на лампу напряжение. При этом спираль успевает разогреться до мак-
симальной температуры к моменту подачи полного напряжения. В
результате снижается вероятность выхода спирали лампы из строя.
Выводы 3 и 6 ИМС DA1 предназначены для подключения цепи
управления (СЗ=100 мкФ 16 В, Rl=3,l кОм, SW1) фазовым регулято-
ром. С1 = С2 = 1 мкФ 10 В. Время плавного включения лампы зави-
сит от емкости конденсатора СЗ, а время плавного выключения —
от сопротивления резистора R1. Номиналы этих элементов можно
выбрать самостоятельно. С номиналами, приведенными на схеме,
время включения и выключения составляет примерно 1 с.
Рис. 8.17. Внешний вид устройства
плавного зажигания ГЛН
DA1
3
Х2 '
LAMP <
X
AC IN <
Х4
AC IN о—
14
15
16
АС1
АС1 С-
CNT1
CNT2
SW1
Рис. 8.18. Типовая схема
включения
Схема регулировки яркости лампы
UST1 +
С1 С2 СЗ
1,0мк ЮОмк 0,1мк
5В 10В
R1 R2 R3
ЗОк 0 З.Зк 51 мк
UST2+
Схема подключения для нагрузки более 150 Вт
UST1 +
16
о. 15
i 14
UST2+
Рис. 8.19. Принципиальные схемы устройств
регулировки яркости
ГЛАВА 9
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ
И СВЕТИЛЬНИКИ С НИМИ
Люминесцентные лампы вошли в нашу жизнь в 80-е годы
прошлого века. С тех пор они превратились в отличную
альтернативу лампам накаливания за счет своей эконо-
мичности, малому нагреву колбы. В главе рассмотрены
также электронные стартеры, электронные пускорегули-
рующие аппараты.
9.1. Устройство, принцип действия,
классификация, параметры
Принцип построения полноразмерных люминесцентных ламп
Люминесцентная яампа (ртутная лампа низкого давления; далее
по тексту— ЛЛ) является газоразрядным источником света (рис. 9.1
и 9.2). Конструктивно она представляет собой стеклянную трубку с
нанесенным на внутреннюю поверхность слоем люминофора. В торцы
трубки введены вольфрамовые спиральные электроды. Для повышения
эмиссионной способности на электроды наносится оксидная суспензия,
изготовляемая из карбонатов или перекисей
щелочноземельных металлов.
Внутри лампы находятся разреженные
пары ртути и инертный газ (аргон). Давление
ртутных паров в ЛЛ зависит от температуры
стенок лампы и составляет при нормаль-
ной рабочей температуре 40 °С примерно
0,13-1,3 Н/м2 (10"2-10-3 мм рт. ст.).
Такое низкое давление обеспечивает
интенсивное излучение разряда в ультрафио-
летовой области спектра (преимущественно
ю^л/м-'э^ \т-г » Рчс 9.1. Полноразмерные
С длиной волны 184,9 и 253,7 нм). Под деи- люминесцентные лампы
Т12
Т5
т
\
262 Профессиональные советы домашнему электрику
Видимый
X л \\ V . , „ „ „ ,, ,.. "//,,. уф излучение
Т
Стеклянная Люминофор Атом Электроны Катод
колба ртути
Рис. 9.2. Строение полноразмерной люминесцентной лампы
ствием электрического напряжения (поля), приложенного к электродам,
в лампе возникает газовый разряд.
При этом проходящий через пары ртути ток вызывает ультрафио-
летовое излучение. На внутреннюю поверхность лампы нанесен слой
особого вещества (люминофор). Наиболее распространенным люми-
нофором является галофосфат кальция, активированный сурьмой и
марганцем.
Изменяя соотношение активаторов, можно получить люминофоры
разных марок и изготавливать лампы разной цветности.
Ультрафиолетовое излучение, воздействуя на люминофор, застав-
ляет его светиться, т. е. люминофор преобразует ультрафиолетовое
излучение газового разряда в видимый свет. Стекло, из которого
выполнена ЛЛ, препятствует выходу ультрафиолетового излучения
из лампы, тем самым предохраняя наши глаза от вредного для них
излучения.
D
Примечание.
Исключением являются бактерицидные и ультрафиолетовые
лампы; при их изготовлении применяется у виолевое или кварцевое
стекло, пропускающее ультрафиолет.
Широкое распространение на сегодня получают ЛЛ с амальгамами In,
Cd и других элементов. Более низкое давление паров ртути над амальга-
мой дает возможность расширить температурный диапазон оптималь-
ных световых отдач до 60 °С вместо 18-25 °С для чистой ртути.
При повышении температуры окружающей среды сверх допустимой
нормы (25 °С для чистой ртути и 60 °С для амальгам) возрастают темпе-
ратура стенок и давление паров ртути, а световой поток снижается.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними 263
D
Примечание.
Еще более заметное уменьшение светового потока наблюдается
при понижении температуры, а, значит, и давления паров ртути.
При этом резко ухудшается и зажигание ламп, что делает невоз-
можным их использование при температурах ниже -10 °С без уте-
пляющих приспособлений.
В связи с этим представляют интерес безртутные ЛЛ с разрядом низ-
кого давления в инертных газах. В этом случае люминофор возбужда-
ется излучением с длиной волны от 58,4 до 147 нм. Поскольку давление
газа в безртутных ЛЛ практически не зависит от окружающей темпера-
туры, неизменными остаются и их световые характеристики.
Проблема работы ЛЛ при низких температурах решена:
♦ использованием ЛЛ ламп Т5 (с диаметром трубки 16 мм);
♦ применением компактных люминесцентных ламп;
♦ питанием ЛЛ от высокочастотных электронных пускорегулиру-
ющих аппаратов (ЭПРА).
Совет.
Световая отдача ЛЛ повышается при увеличении размеров (длины)
за счет снижения доли анодно-катодных потерь в общем световом
потоке. Поэтому рациональнее использовать одну лампу на 36 Вт,
чем две по 18 Вт.
Срок службы ЛЛ ограничен дезактивацией и распылением (истоще-
нием) катодов. Отрицательно сказываются на сроке службы также коле-
бания напряжения питающей сети и частые включения и выключения
ламп. При использовании ЭПРА эти факторы сведены к минимуму.
Достоинства люминесцентных ламп
Широкое использование ЛЛ связано с тем, что они имеют ряд значи-
тельных преимуществ перед классическими лампами накаливания:
♦ во-первых, это высокая эффективность, КПД составляет 20-25 %
(у ламп накаливания около 7 %), а светоотдача (т. е. количество
излучаемых люменов на единицу потребляемой мощности) лежит
в пределах 70-105 лм/Вт (у ламп накаливания 7-12 лм/Вт).
♦ во-вторых, длительный срок службы — до 20000 ч (у ламп нака-
ливания — 1000 ч и сильно зависит от напряжения питания).
Известно, что оптическое излучение (ультрафиолетовое, видимое,
инфракрасное) оказывает на человека (его эндокринную, вегетативную,
264 Профессиональные советы домашнему электрику
нервную системы и весь организм в целом) значительное физиологиче-
ское и психологическое воздействие, в основном благотворное.
Дневной свет — самый полезный. Он влияет на многие жизненные
процессы, обмен веществ в организме, физическое развитие и здоро-
вье. Но активная деятельность человека продолжается и тогда, когда
солнце скрывается за горизонтом. На смену дневному свету приходит
искусственное освещение.
Долгие годы для искусственного освещения жилья использовались
(и используются) только лампы накаливания — тепловой источник
света, спектр которого отличается от дневного преобладанием жел-
того и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.
Кроме того, лампы накаливания, как уже упоминалось, неэффек-
тивны, их коэффициент полезного действия 6-8 %, а срок службы
очень мал — не более 1000 ч. Высокий технический уровень освеще-
ния с этими лампами невозможен. Вот почему вполне закономерным
оказалось появление ЛЛ — разрядного источника света, имеющего в
5-10 раз большую световую отдачу, чем лампы накаливания, и в 8-15
раз больший срок службы.
Преодолев различные технические трудности, ученые и инженеры
создали специальные ЛЛ для жилья — компактные, практически пол-
ностью копирующие привычный внешний вид и размеры ламп нака-
ливания и сочетающие при этом ее достоинства (компактность, ком-
фортную цветопередачу, простоту обслуживания) с экономичностью
полноразмерных ЛЛ.
На рис. 9.3 представлено сравнение компактной ЛЛ с лампой
накаливания. Как видно из термографического рисунка, лампа
накаливания (слева) 92-94 % электроэнергии преобразует в тепло и
лишь 6-8 % — в свет, тогда как компактная люминесцентная лампа
(справа), давая такой же световой
поток, расходует на 80 % меньше элек-
троэнергии.
В силу своих физических особенно-
стей ЛЛ имеют еще одно очень важное
преимущество перед лампами нака-
ливания: возможность создавать свет
различного спектрального состава —
^^ГГ== теплый> естественный, белый, дневной,
люминесцентной лампы (справа) что может существенно обогатить цве-
товую палитру домашней обстановки.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними 265
Не случайно существуют специальные рекомендации по выбору
типа ЛЛ (цветности света) для различных областей применения (они
будут приведены ниже).
Наличие контролируемого ультрафиолета в специальных
осветительно-облучательных ЛЛ позволяет решить проблему профи-
лактики «светового голодания» для городских жителей, проводящих
до 80 % времени в закрытых помещениях.
Выпускаемые фирмой OSRAM ЛЛ типа BIOLUX, спектр излучения
которых приближен к солнечному и насыщен строго дозированным
ближним ультрафиолетом, успешно используются одновременно и
для освещения, и для облучения жилых, административных, школь-
ных помещений, особенно при недостаточности естественного света.
А специальные загарные ЛЛ типа CLEO (фирмы PHILIPS) предна-
значены для принятия «солнечных» ванн в помещении и для других
косметических целей.
Внимание.
При использовании этих ламп следует помнить, что для обеспече-
ния безопасности необходимо строго соблюдать инструкции изго-
товителя облучательного оборудования.
Таким образом, ЛЛ, обеспечивающие достаточно много света в квар-
тире, сохраняют тем самым зрение, снижают утомляемость, повышают
работоспособность и поднимают настроение; кроме того, спектраль-
ный состав их излучения легко варьируется по цвету. Все это делает
такие лампы исключительно привлекательными для потребителя.
Недостатки полноразмерных люминесцентных ламп
Имеют ЛЛ и некоторые недостатки. Как правило, все разрядные
лампы дЛя нормальной работы требуют включения в сеть совместно
с балластом.
Определение.
Балласт, он же пускорегулирующий аппарат (ПРА), — электротех-
ническое устройство, обеспечивающее режимы зажигания (но не
всегда само зажигание) и нормальную работу ЛЛ.
Сильна зависимость устойчивой работы и зажигания лампы от тем-
пературы окружающей среды (допустимый диапазон 5-55 °С, опти-
мальной считается 20 °С). Хотя этот диапазон постоянно расширяется
266 Профессиональные советы домашнему электрику
с появлением ламп нового поколения и использованием электронных
балластов (ЭПРА).
Об ультрафиолете. Природа газового разряда такова, что любые ЛЛ
имеют в спектре небольшую долю ближнего ультрафиолета. Известно,
что при передозировке даже естественного солнечного света могут
возникнуть неприятные явления. В частности, избыточное ультрафи-
олетовое облучение может привести, к заболеваниям кожи, повреж-
дению глаз.
Но было доказано, что работа в течение года (240 рабочих дней по 8
часов в день) при искусственном освещении ЛЛ холодно-белого света
с очень высоким уровнем освещенности в 1000 лк (это в 5 раз пре-
вышает оптимальный уровень освещенности в жилье) соответствует
пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) в течение 12
дней летом по одному часу в день в полдень.
Следует заметить, что реальные условия в жилых помещениях
бывают в десятки раз более щадящими, чем в приведенном примере.
Следовательно, о вреде обычного люминесцентного освещения гово-
рить не приходится.
Важен вопрос ограничения пульсации светового потока. Дело в том,
что устаревшие линейные трубчатые ЛЛ, подключенные к сети с помо-
щью электромагнитного пускорегулирующего аппарата (чаще всего
применяемого в светильниках), создают свет не постоянный во вре-
мени, а «микропульсирующий». При имеющейся в сети частоте пере-
менного тока 50 Гц пульсация светового потока лампы происходит 100
раз в секунду. И хотя эта частота выше критической для глаза и, сле-
довательно, мелькание яркости освещаемых объектов глазом не улав-
ливается, пульсация освещения при длительном воздействии может
отрицательно влиять на человека, вызывая повышенную утомляемость,
снижение работоспособности.
В светильниках с электронным высокочастотным ПРА указанная
особенность работы ЛЛ полностью устранена. Поэтому для тради-
ционного освещения жилья люстрами, настенными, напольными,
настольными светильниками целесообразно применять упомянутые
выше компактные люминесцентные лампы.
О ртути. В лампу для ее работы вводится капля ртути — 30-40 мг (в
компактных люминесцентных лампах — 2-3 мг, а в некоторых типах
амальгамных компактных люминесцентных ламп ртути в чистом виде
практически нет — она находится в связанном состоянии).
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними 267
Пример.
В термометре, имеющемся в каждой семье, содержится 2 г (т. е. в
100раз больше, чем в ЛЛ) ртути.
Разумеется, если лампа разобьется, поступить следует так же, как
мы поступаем, когда разбиваем термометр, — тщательно собрать и
удалить ртуть, однако содержание в лампе столь ничтожного количе-
ства ртути не представляется поводом для серьезного беспокойства.
Вывод.
ЛЛ в доме — это не только более экономичный, чем лампа накали-
вания, источник света. Грамотное освещение люминесцентными
лампами имеет множество достоинств: экономичность, обилие
и красочность света, равномерность распределения светового
потока, особенно в случаях высвечивания протяженных объектов
линейными лампами, меньшая яркость ламп и значительно мень-
шее выделение тепла.
Классификация ЛЛ ведущих производителей
На сегодняшний день наиболее качественную продукцию и широ-
кий ассортимент на нашем рынке представляют не отечественные
производители, а мировые светотехнические бренды:
♦ германская фирма OSRAM [http://www.osram.com];
♦ голландская PHILIPS [http://www.lighting.philips.com];
♦ американская GE Lighting (General Electric) [http://www.gelighting.com].
Они предлагают широчайший выбор высококачественных ЛЛ на
любой вкус и цвет. Свои люминесцентные лампы производители раз-
деляют на две большие категории:
♦ категория 1 — люминесцентные лампы ЛЛ (FL — Fluorescent
Lamps);
♦ категория 2 — компактные люминесцентные лампы КЛЛ (CFL —
Compact Fluorescent Lamps).
Люминесцентные лампы по характеристикам делятся на группы:
♦ по спектральному составу излучения: стандартные; с улучшен-
ной цветопередачей; специальные;
♦ по электрической мощности: маломощные— до 18 Вт; средней
мощности — 18-58 Вт; мощные — свыше 58 Вт;
♦ по диаметру трубки: Т2 — 7 мм; Т5 — 16 мм; Т8 — 26 мм; Т12 —
38 мм;
268 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ по форме и длине трубки: прямые (линейные); U-образные;
кольцевые;
♦ по светораспределению: с ненаправленным светоизлучением; с
направленным светоизлучением (рефлекторные, щелевые, па-
нельные и др.).
Основными параметрами люминесцентных ламп, которые указы-
вают фирмы-производители в своих технических каталогах и кото-
рые необходимы потребителю для правильного выбора той или иной
лампы, являются:
♦ мощность лампы (Вт);
♦ световой поток (лм);
♦ светоотдача (лм/Вт);
♦ цветовая температура или ССТ — Correlated Color Temperature (К);
♦ индекс цветопередачи, Да или CRI — Color Rendering Index;
♦ габаритные размеры и исполнение.
9.2. Стандартные линейные
люминесцентные лампы
Особенности ламп, которые нужно учитывать
В полноразмерных лампах используется широкополосный деше-
вый люминофор — галофосфат кальция и магния, активированный
сурьмой и марганцем (ГФК).
Недостаток этих ламп — низкий индекс цветопередачи Да = 50-70,
что приводит к искаженной цветопередаче освещаемых предметов.
Достоинство — дешевизна (в 2-4 раза дешевле ламп с высокой цве-
топередачей).
Именно этими ЛЛ известны отечественные производители: ОАО
«СВЕТ» (Смоленский электроламповый завод), www.smolensk.ru/user/
svet и ОАО «ЛИСМА», г. Саранск, www.lisma-lighting.ru.
Совет.
Лампы этого типа рекомендуется использовать там, где не тре-
буется точное определение цветовых оттенков: для освещения
подвалов, гаражей, складских помещений, наружного освещения.
У ламп накаливания индекс цветопередачи J?a = 95 и цветовая тем-
пература 2700 К — теплый цвет. Нередки случаи, когда потребитель,
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними 269
узнав о экономичности использования ЛЛ, решил заменить у себя
лампы накаливания и приобрел ЛЛ с низким индексом цветопередачи
и цветовой температурой 6000 К голубоватого оттенка. В итоге при
свете такой ЛЛ привычные окружающие предметы поменяли свой
цветовой оттенок. В результате этого возникает дискомфорт и появ-
ляется раздражение от неудачного эксперимента.
Это в полной мере касается и компактных ЛЛ (КЛЛ) китайско-
польско-турецкого производства с ненормированным индексом цве-
топередачи.
Маркировка полноразмерных линейных ЛЛ
Пример маркировки полноразмерных линейных зарубежных ЛЛ
показан на рис. 9.4.
Маркировка отечественных
ЛЛ обычно состоит из 2-3 букв
и цифр.
L18W/20 OSRAM
Мощность
Первая буква Л означает вваттах
Код
— индекс цветопередачи
+ цветовая температура
люминесцентная.
Следующие буквы означают -™
цвет излучения: Д — днев-
ной; ХБ - ХОЛОДНО-белый; Б - рис 9£ Маркировка полноразмерных
зарубежных люминесцентных ламп
белый; ТБ — тепло-белый; Е —
естественно-белый; К, Ж, 3, Г, С — соответственно: красный, желтый,
зеленый, голубой, синий; УФ — ультрафиолетовый.
У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обо-
значающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого
качества — буквы ЦЦ.В конце обозначения ставят буквы, характери-
зующие конструктивные особенности: Р — рефлекторная; У или U —
U-образная; К — кольцевая; А — амальгамная; Б — быстрого пуска.
Цифры обозначают мощность в ваттах.
Пример.
ЛБ 40 — люминесцентная лампа белого цвета излучения мощно-
стью 40 Вт.
ЛДЦ 40-2 — люминесцентная лампа дневного цвета излучения,
улучшенной цветопередачи мощностью 40 Вт, двойка после мощности
показывает, что лампа модернизированная, у нее уменьшен диаметр
колбы с 38 мм до 32 мм при сохранении световых характеристик.
270
Профессиональные советы домашнему электрику
Коды цветности
Расшифровка и соответствие кодов цветности различных фирм
приведены в табл. 9.1.
Расшифровка и соответствие кодов цветности различных фирм
Характеристика
Цветовая температура, К
Индекс цветопередачи, Ra
Пятизначный код цветности OSRAM
Двузначный код цветности OSRAM
Двузначный код цветности General Electric
Двузначный код цветности PHILIPS
Код цветности OSRAM / SYLVANIA
Отечественный код
Код цвета ОАО «Свет»
Таблица 9.1
Полноразмерные линейные ЛЛ
Дневной
6500
75
10-765
10
54
54
154
лд
765
Холодный (универс.)
белый
4500-4000
75
25-740
25
25
25
125
4000
62
20-640
20
33
33
133
ЛХБ
нет
Белый
(нейтральный)
3500
56
23-535
23
35
—
—
ЛБ
735
Тепло-
белый
3000
50
30-530
30
29
29
129
ЛТБ
нет
Разновидности полноразмерных зарубежных ЛЛ
В номенклатуре выпускаемой продукции всех ведущих произво-
дителей достаточно широко представлены ЛЛ со стандартной (i?a =
50-70) цветопередачей. Так, фирма OSRAM в ассортименте выпускае-
мой продукции имеет:
♦ стандартные линейные ЛЛ с диаметром трубки 26 мм (тип Т8)
мощностью 18,36 и 58 Вт (длиной от 590 до 1500 мм в зависимости
от мощности), с диаметром трубки 16 мм (тип Т5) мощностью 4,6,
8 и 13 Вт (длиной от 136 до 517 мм в зависимости от мощности);
♦ кольцевые ЛЛ с диаметром трубки 29-30 мм мощностью 22, 32
и 40 Вт;
♦ U-образные Л Л с диаметром трубки 26 мм мощностью 18, 36 и
58 Вт.
Аналогичные лампы имеются в ассортименте производимой про-
дукции фирмы PHILIPS:
♦ полноразмерные ЛЛ с диаметром трубки 38 мм (тип Т12) про-
изводятся мощностью 20, 40 и 65 Вт (длиной от 590 до 1500 мм
в зависимости от мощности), диаметром трубки 16 мм (тип Т5)
мощностью 4, 6,8,13 Вт (длиной от 150 до 530 мм в зависимости
от мощности), диаметром трубки 26 мм (тип Т8) мощностью 14,
15, 16, 18, 23, 36, 38, 58 и 70 Вт (длиной от 370 до 1770 мм в зави-
симости от мощности);
♦ кольцевые ЛЛ мощностью 22, 32,40 и 60 Вт.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
271
Отечественные ЛЛ
Технические характеристики отечественных люминесцентных ламп
со стандартной цветностью представлены в табл. 9.2.
Технические характеристики отечественных люминесцентных ламп
Тип лампы
ЛБ20
ЛД20
ЛБ40
ЛД40
ЛБ65
ЛД65
ЛБ80
ЛД80
ЛБ 20x2
ЛД 20x2
ЛБ40х2
ЛД40Х2
ЛБ 65x2
ЛД65Х2
ЛБ 80x2
ЛД90Х2
ЛБ18
ЛД18
ЛБЗО
лдзо
ЛБ36
ЛД36
ЛБУ 22
ЛБ4
ЛБ6
ЛБ8
ЛБи 8БЗ
ЛБ13
ЛБ15
ЛД15
Мощность,
Вт
20
20
40
40
65
65
80
80
20
20
40
40
65
65.
80
80
18
18
30
30
36
36
22
4
6
8
'8
13
15
15
Напряжение,
В
60
57
103
103
110
110
99
99
65
65
110
110
116
116
105
105
57
57
96
96
103
103
66
29
42
56
61
95
55
55
Световой
поток, лм
1060
880
2800
2300
4600
3750
5200
4250
1060
880
2800
2300
4600
3750
5200
4250
1060
880
2020
1650
2800
2300
1100
120
250
385
300
780
835
835
Длина L, не
более, мм
604
604
1214
1214
1514
1514
1514
1514
604
604
1214
1214
1514
1514
1514
1514
604
604
909
909
1214
1214
285
146
222
298
146
527
444,5
444,5
Диаметр D,
мм
38
38
38
38
38
38
38
38
32
32
32
32
32
32
32
32
26
26
26
26
26
26
26
16
16
16
16
16
28
28
Таблица 9.2
Тип цоколя
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d .
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
G13d
S15S/12
S15S/12
S15S/12
G5d
S15s/12
G13d
G13d
С декабря 2003 года ОАО «СВЕТ» (Смоленский электроламповый
завод), www.smolensk.ru/user/svet вошло в состав Германского кон-
церна OSRAM. Новое обозначение и технические характеристики ЛЛ
ОАО СВЕТ показаны в табл. 9.3.
272
Профессиональные советы домашнему электрику
Технические характеристики люминесцентных ламп ОАО СВЕТ Таблица 9.3
Новое
обозначение
SL 18/26-735(765)
SL 20/32-735(765)
SL 30/26-735(765)
SL 36/26-735(765)
SL 40/32-735(765)
SL 40/38-735(765)
SL 65/38-735(765)
SL 80/38-735(765)
SLU 30/26-735
Старое
обозначение
ЛБ(ЛД)-18
ЛБ(ЛД)-20-2
ЛБ (ЛД)-ЗО
ЛБ (ЛД)-36
ЛБ(ЛД)-40-2
ЛБ (ЛД)-40
ЛБ (ЛД)-65
ЛБ (ЛД)-80
ЛБУ-30
Номин.
мощность,
Вт
18
20
30
36
40
40
.65
80
30
Напряжение
лампы, В
57
65
106
103
110
103
110
99
104
Номин.
ток
лампы, А
0,37
0,35
0,365
0,43
0,41
0,43
0,67
0,87
0,365
Номин.
световой
поток, лм
1060(880)
1060(880)
2020 (2300)
2800(2300)
2800 (2300)
2800(2300)
4600 (3750)
5200 (4250)
1980
Диаметр
макс, мм
26,5
32,4
26,5
26,5
32,4
38,2
38,2
38,2
26,5
9.3. Люминесцентные лампы
с улучшенной цветопередачей
Это лампы с редкоземельными люминофорами (РЗЛ). Они имеют
узкополосные спектры с максимумами излучения в областях макси-
мальной чувствительности человеческого глаза (450, 540 и 610 нм).
Применение высокоэффективных трех- и пятиполосных редкоземель-
ных люминофоров привело к значительному повышению индекса
цветопередачи до i?a = 82-97. За высокую цветопередачу пятиполос-
ным ЛЛ пришлось пожертвовать светоотдачей.
Примечание.
При этом световой поток у ламп улучшенной цветопередачи с
трехполосным люминофором /?а = 80-89 примерно на 30 % выше,
чем у полноразмерных люминесцентных ламп, а у пятиполосных—
примерно на 9% ниже.
Лампы с трехполосным люминофором (LUMILUX T8) обладают
следующими преимуществами:
♦ большой срок службы — около 20 тысяч часов (с ЭПРА с пред-
варительным подогревом катодов);
♦ малый спад светового потока за время работы (не более 15 % по-
сле 18 тысяч часов);
♦ высокая экологичность, сниженные расходы на утилизацию (со-
держат менее 5 мг ртути);
♦ хорошая цветопередача (jRa > 80);
♦ широкий диапазон цветностей.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
273
Характеристики. В табл. 9.4 представлена сравнительная характе-
ристика светоотдачи ламп разных типов.
Сравнительная характеристика светоотдачи ЛЛ
с цветовой температурой 4000 К
Таблица 9.4
Характеристика
Мощность лампы, Вт
Световой поток, лм
Светоотдача, лм/Вт
Изменение
эффективности
по сравнению со
полноразмерными
ЛЛ, %
Полноразмерные
линейные
люминесцентные
лампы {Ra = 70)
18
1100
61
-
36
2600
72
-
58
4100
71
-
Люминесцентные
лампы с улучшенной
цветопередачей
[Ra = 80-89), трехполосным
люминофором,
цветность — 840
18
1350
75
+23
36
3350
93
+30
58
5200
90
+27
Люминесцентные
лампы с улучшенной
цветопередачей
{Ra = 90-97), пятиполосным
люминофором,
цветность — 940
18
1000
55,6
-9
36
2350
65,3
-9
58
3750
64,6
-9
По соотношению «цена/качество» лампы с трехполосным люми-
нофором (восьмисотой серии, код цветности — 8хх) являются лиде-
рами. Имея самую высокую светоотдачу — 90 лм/Вт, хорошую цве-
топередачу и умеренную цену, они являются компромиссом между
дешевыми полноразмерными и дорогими (но с высоким индексом
цветопередачи) пятиполосными ЛЛ девятисотой серии (код цветно-
сти — 9хх).
Наиболее полная передача цветовой палитры окружающей обста-
новки создает более комфортные условия для восприятия. Лампы
улучшенной цветопередачи применяются не только там, где при
помощи общего освещения нужно наиболее четко передать цвета и
оттенки окружающих предметов, но и для освещения жилых помеще-
ний и рабочих мест.
Как уже отмечалось, отечественные лампы с улучшенной цветопе-
редачей имеют в своей маркировке буквы Ц или ЦЦ. Например, ЛЕЦ
40-2, ЛТБЦЦ 20.
Расшифровка международного трехзначного кода цветности
(индекс цветопередачи плюс цветовая температура), применяю-
щийся в маркировке ламп с улучшенной цветопередачей, приведена
в табл. 9.5.
274
Профессиональные советы домашнему электрику
Расшифровка международного трехзначного кода
Таблица 9.5
Люминофор
Трехполосный
Пятиполосный
Код
827
830
835
840
860
930
940
950
965
Индекс
цветопередачи,
Ra
80-89
90-100
Группа
цветопередачи
1В
1А
Цветовая
температура,
К
2700
3000
3500
4000
6000
3000
4000
5000
6500
Цветовой оттенок света
Очень теплый (эквивалент
лампы накаливания)
Теплый
Нейтрально-
(универсально-) белый
Холодно-белый
Дневной (светло-голубой
оттенок)
Теплый
Холодно-белый
Дневной
Дневной (цвет ясного
неба)
Рекомендации от фирмы OSRAM по применению ламп с улучшен-
ной цветопередачей для дома и квартиры приведены в табл. 9.6.
Рекомендации по применению ЛЛ OSRAM
Таблица 9.6
Характе-
ристика
цветности
лампы
О
00
DAYLIGHT
(дневной)
COOL WHITE
(холодно-
белый)
I
ш
О
Цветовая
температура
6500 К
6000 К
DE LUXE,
5400 К
4000 К
DE LUXE,
4000 К
3500 К
3000 К
DE LUXE,
3000 К
2700 К
3500 К
FLUORA
Код цветности 965 860
950
840
940
835 830 930 827 76
77
Жилище
Жилые
комнаты
Кухни,
ванные,
мастерские,
подвалы
нет
Внешнее освещение
Дворы
Растения, аквариумы
Выращивание
растений,
теплицы
Аквариумы
Фирма OSRAM изготавливает также ЛЛ со специальными спек-
тральными характеристиками: код цветности 965 — серия BIOLUX;
код цветности 76 — серия NATURA DE LUXE; код цветности 77 —
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
275
серия FLUORA. Характеристики ЛЛ со специальными спектральными
характеристиками приведены в табл. 9.7.
ЛЛ со специальными спектральными характеристиками
(диаметр трубки — 26 мм)
Тип лампы
L15W
L18W
L30W
L36W
L 36W-1
L58W
Мощность лампы,
Вт
15
18
30
36
36
58
Таблица 9.7
Световой поток, лм, для ламп с цветностью
965, ВЮШХ
650
1100
1600
2300
—
3700
76, NATURA DE LUXE
500
750
1300
1800
1600
2850
77, FLUORA
400
550
1000
. 1400
—
2250
Габаритные размеры линейных люминесцентных ламп OSRAM
приведены в табл. 9.8 и на рис. 9.5. Для подключения ламп к электри-
ческой цепи применяются стандартные цоколи: цоколь G5 по DIN
49572, цоколь G13 по DIN 49653, цоколь W4,3 no DIN IEC 60061-1.
i
Рис. 9.5. Габаритные размеры линейных люминесцентных ламп OSRAM (к табл. 9.8)
Габаритные размеры линейных люминесцентных ламп OSRAM
Мощность
лампы, Вт
(тип лампы)
6(FM)
8(FM)
11 (FM)
13 (FM)
4
6
8
13
14 (FH)
21 (FH)
Длина Lv
MM
2193*0
320,9 _2.0
422,5 _20
524,1 _2.0
135,7
211,9
288,1
516,9
549,0
849,0
Длина L2, мм
-
-
-
-
141,7+1<2
217,9+12
294,1 +1<2
522,8+u
554,9 +1-2
854,9 +u
Длина L3,
MM
-
-
-
-
150,0
226,2
302,4
531,1
563,2
863,2
Диаметр D,
MM
6,6+0'3
6,6+03
6,6+0<3
6,6+0'3
is^40*5
15,5+0'5
is^40-5
15,5 +0-5
16,0
16,0
Рис. корпуса
9.5,a
9.5,a
9.5,(3
9.5, a
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
Таблица 9.8
Тип цоколя
W4,3x8,5
W4,3x8,5
W4,3x8,5
W4,3x8,5
G5
G5
G5
G5
G5
G5
276
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 9.8 (продолжение)
Мощность
лампы, Вт
(тип лампы)
24 (FQ)
28 (FH)
35 (FH)
39 (FQ)
54 (FQ)
80 (FQ)
15
16
18
30
36
36-1
38
58
20
40
40 К
65
80
100
Длина Lv
мм
549,0
1149,0
1449,0
849,0
1149,0
1449,0
437,4
720,0
589,8
894,6
1199,4
970,0
1047,0
1500,0
589,8
1199,4
589,8
1500,0
1500,0
1763,8
Длина L2, мм
554,9+1<2
1154,9+1-2
1454Д+1<2
854,9+1>2
1154,9+12
1454,9 +12
443,3 +1<2
725,9+1-2
595,7 +12
900,5 +1<2
1205,3 +}'2
975,9+1-2
1052,8+12
1505,9+1-2
595,7+1-2
1205,3 +1-2
595,7+1<2
1505,9+12
1505,9+1-2
1769,7+12
Длина L3,
мм
563,2
1163,2
1463,2
863,2
1163,2
1463,2
451,6
734,2
604,0
908,8'
1213,6
984,2
1061,2
1514,2
604,0
1213,6
604,0
1514,2
1514,2
1778,0
Диаметр D,
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
16,0
25,0+15
25,0+1<5
25,0 +1-5
25,0+15
25,0+15
25,0+1'5
25,0 +1-5
25,0+15
Рис. корпуса
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
9.5,6
Тип цоколя
G5
G5
G5
G5
G5
G5
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
Габаритные размеры линейных люминесцентных ламп OSRAM
серии X для бесстартерных схем с диаметром трубки 38 мм приве-
дены в табл. 9.9 и на рис. 9.6. Цоколь Fa6 no DIN 49657.
Габаритные размеры линейныхЛЛ серии X
Таблица 9.9
Мощность
лампы, Вт
20
40
65
Длина L1#
мм
574,0
1183,5
1484,0
Длина L2,
мм
590,8 +1-2
1200,3+1'2
1500,9+1-2
Длина L3,
мм
611,0
1220,5
1521,1
Диаметр D,
мм
37,0+20
37,0+20
37,0 +2°
Рис. корпуса
9.6
9.6
9.6
Тип цоколя
Fa6
Fa6
Fa6
-
о
Li
-
L3
Рис. 9.6. Габаритные размеры линейных люминесцентных ламп OSRAM
серии X для бесстартерных схем
Габаритное размеры кольцевых люминесцентных ламп OSRAM при-
ведены в табл. 9.10 и на рис. 9.7. Цоколь — 2GX13 и G10q no DIN 49663.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
277
Рис. 9.7. Габаритные размеры кольцевых люминесцентных ламп OSRAM
Габаритные размеры кольцевыхЛЛ OSRAM
Мощность лампы,
Вт (тип)
22 (FC)
40 (FC)
55 (FC)
22
32
40
60
Диаметр
dvMM
-
-
-
157,2
245,3
346,9
346,9
Диаметр d2,
мм
192+5
266+*
266+б
155,6
246,1
347,7
347,7
Диаметр d3,
мм
225+5
299+6
299+6
215,9
307,2
408,8
408,8
Диаметр^
мм
16
16
16
28+2
30+1
30+1
30+1
Рис. корпуса
9.7,а
9.7, а
9.7, а
9.7,6
9.7,6
9.7,6
9.7,6
Таблица 9.10
Тип цоколя
2GX13
2GX13
2GX13
G10q
G10q
G10q
G10q
Габаритные размеры U-образных люминесцентных ламп OSRAM
приведены в табл. 9.11 и на рис. 9.8. Цоколь 2G13 по DIN 49653 Т2.
oh
f
по
Рис. 9.8. Габаритные размеры U-образных люминесцентных ламп OSRAM
278
Профессиональные советы домашнему электрику
Габаритные размеры U-образныхЛЛ OSRAM
Таблица 9.11
Мощность
лампы, Вт
18
36 .
36/... UK
58
58/... UK
Длина L, мм
304 _10
601 _10
566 _10
759 _10
566 _10
Размер а, мм
92+2
92+2
92+2
92+2
92+2
Диаметр d, мм
26 _,
26.,
26.,
26.,
26 _,
Рис. корпуса
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
Тип цоколя
2G13
2G13
2G13
2G13
2G13
Соответствие некоторых серий люминесцентных ламп фирм
OSRAM, GE Lighting и PHILIPS с улучшенной цветопередачей при-
ведено в табл. 9.12.
Соответствие некоторых серий люминесцентных ламп фирм
OSRAM, GE Lighting и PHILIPS с улучшенной цветопередачей
Таблица 9.12
OSRAM
LUMILUX®
LUMILUX® PLUS
ECO
LUMILUX® DE
LUXE
LUMILUX® FHe
Fluorescent High
Efficiency
LUMILUX® FQ®
Fluorescent
QUINTRON®
GE Lighting
Polylux
Polylux XL™
Polylux XLR™
Polylux De
Luxe
Starcoat™T5
Starcoat™T5
PHILIPS
TL-D Super /80
TL-DHF Super/80
New Generation
TL-D /90 de Luxe
TL5 HE (High
Efficiency Lamps)
TL5HO(High
Output Lamps)
Описание
Люминесцентная лампа с трехполосным
люминофором, Ra = 80-89
Серия экологичных люминесцентных ламп с
трехполосным люминофором. Срок службы — 20
тыс. ч (с ЭПРА), стабильность светового потока на
протяжении всего срока службы, уменьшенное
содержание ртути — менее 5 мг. Оптимальные
лампы для утилизации и вторичной переработки
Люминесцентная лампа с пяти полосным
люминофором, Ra = 90-97
Люминесцентная лампа с трехполосным
люминофором, 16 мм, Т5, Ra = 80-89. Лампы с
повышенной световой отдачей — 104 лм/Вт
Люминесцентная лампа с повышенным световым
потоком. При длине всего 1149 мм и диаметре 16 мм
лампа 54 Вт создает световой поток, аналогичный
световому потоку лампы Т8 58 Вт длиной 1500 мм с
трубкой диаметром 26 мм
9.4. Люминесцентные лампы типа Т5
Лампы Т5 с диаметром трубки 16 мм с электронными пускорегули-
рующими аппаратами завоевывали новые позиции, быстро вытесняя
лампы типа Т8 в колбе диаметром 26 мм, не говоря уже о лампах типа
Т12 в колбе с диаметром 38 мм, которые давно сняты с производства
ведущими электроламповыми фирмами мира.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
279
Важно отметить, что параллельно созданы и массово выпускаются
два типа таких ламп: с максимальной световой отдачей мощностью 14,
21, 28 и 35 Вт (табл. 9.13) и с максимальным световым потоком мощ-
ностью 24, 39, 54 и 48 Вт (табл. 9.14).
Характеристики ЛЛ типа Т5 серии НЕ (High Efficiency фирмы PHILIPS)
или Fhf (Fluorescent High Efficiency фирмы OSRAM)
Таблица 9.13
Мощность лампы,
Вт
14
21
28
35
Длина L, мм
548
848
1148
1448
Световой поток,
лм
1350
2100
2900
3650
Светоотдача, лм/Вт
96
100
104
104
Яркость, кд/см2
1,7
1,7
1,7
1,7
Характеристики ЛЛ типа Т5 серии НО (High Output Lamps фирмы PHILIPS)
или FQ* (Fluorescent QUINTRON' фирмы OSRAM) Таблица 9.14
Мощность лампы,
Вт
24
39
54
48
Длина L, мм
548
848
1148
1448
Световой поток,
лм
2000
3500
5000
5000
Светоотдача, лм/Вт
89
90
93
102
Яркость, кд/см2
2,5
2,8
2,9
2,3
На сегодняшний день и некоторые отечественные производи-
тели выпускают лампы Т5. Это, например, ОАО Лисма-ВНИИИС
(Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский
институт источников света им. А. Н. Лодыгина; адрес в Интернете
http://www.vniiis.ru). В табл. 9.15 приведены технические характери-
стики ламп Т5 отечественного производства.
Высокоэффективные люминесцентные лампы ЛБЦТ в трубке
диаметром 16 мм (Т5), основные характеристики, ТУ 3467-004-00217001 -2001
Тип лампы
Мощность лампы, Вт
Ток лампы, А
Номинальный световой поток (при температуре
25°С),лм
Номинальный световой поток (при температуре
35°С),лм
Световая отдача, лм/Вт
Цветовая температура, К
Общий индекс цветопередачи, не менее
Средняя продолжительность горения, ч
ЛБЦТ-13В
13
0,07
1200
1350
103
3500
80
16000
ЛБЦТ-21В
21
0,11
1870
2100
100
3500
80
16000
ЛБЦТ-28В
28
0,13
2580
2900
104
3500
80
16000
Таблица 9.15
ЛБЦТ-35В
35
0,17
3250
3650
104
3500
80
16000
280
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 9.15 (продолжение)
Тип лампы
Стабильность светового потока после 10 тыс. ч, %
Частота выходного напряжения ЭПРА, кГц
Тип цоколя
Диаметр D, мм, не более:
Длина L, мм, не более:
ЛБЦТ-13В
95
40
G5
16,5
563,4
ЛБЦТ-21В
95
40
G5
16,5
863,4
ЛБЦТ-28В
95
40
G5
16,5
1163,4
ЛБЦТ-35В
95
40
G5
16,5
1463,4
Основные преимущества осветительной техники с лампами Т5:
♦ повышенная световая отдача (до 105 лм/Вт);
♦ пониженный спад светового потока благодаря использованию
между люминофором и стеклом колбы защитной пленки, ис-
ключающей отрицательное влияние ртути (через 10 тыс. ч нара-
ботки световой поток снижается не более чем на 5 % и остается
далее на этом уровне, по сравнению с 20-30 % снижения свето-
вого потока для обычных ЛЛ);
♦ оптимальная световая отдача ламп Т5 имеет место при темпера-
туре окружающего воздуха не 22-25 °С, как для обычных ЛЛ, а
при 35 °С, т. е. практически не снижается во многих светильни-
ках (максимальные световые потоки ЛЛ при 35 °С определяются
умножением приведенных в табл. 9.13 и табл. 9.14 значений для
Т = 25 °С на коэффициент 1,065);
♦ при работе только со специальными электронными ПРА потери
мощности комплекта «лампа-ПРА» снижаются на 30-35 %;#при
этом ЭПРА имеют схему «cut off», исключающую постоянный
подогрев электродов после включения ламп;
♦ резко сниженное содержание ртути в этих лампах (с 30 до 3 мг);
♦ уменьшение диаметра трубки на 40 % (по сравнению с ЛЛ ти-
па Т8), уменьшение длин ламп Т5 приблизительно на 50 мм по
сравнению с близкими по мощности лампами Т8;
♦ увеличение среднего срока службы ламп до 16 тыс. ч;
♦ высокий индекс цветопередачи (80-90).
Сравнение характеристик ламп Т8 (полноразмерных) и Т5 с цвето-
вой температурой 4000 К приведено в табл. 9.16.
Сравнение характеристик ламп типов Т8 и Т5
Таблица 9.16
Характеристики
Мощность, Вт
Световой поток, лм.
Световая отдача, лм/Вт
Т8
18
1150
64
36
2850
79
Т5
14
1350
96
35
3650
104
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
281
Таблица 9.16 (продолжение)
Характеристики
Индекс цветопередачи
Рабочая температура, °С
Средний срок службы, ч
Снижение светового потока через 40 % среднего срока
службы, %
Т8
60-69
25
9000-13000
20
Т5
80-90
35
16000-20000
5
Следствием преимуществ являются:
♦ снижение установленной мощности осветительных установок
(ОУ) на 20-30 % и расхода электроэнергии в них из-за суще-
ственного уменьшения коэффициента запаса ОУ и потерь мощ-
ности в световых приборах;
♦ снижение расхода материалов на производство ЛЛ и светильни-
ков, которые могут иметь существенно меньшие габариты;
♦ исключение вредного воздействия на здоровье людей из-за ис-
ключения пульсаций светового потока ламп;
♦ повышение эффективности световых приборов благодаря более
высокому КПД и возможности обеспечить требуемые кривые
силы света с помощью зеркальной и призматической оптики,
значительно лучше работающей с лампами меньшего размера
светящего тела;
♦ повышение комфортности освещения помещений благодаря
исключению слепящего действия в любых направлениях с по-
мощью специальных зеркальных экранирующих «трехмерных»
решеток;
♦ улучшение экологии новой техники (резкое снижение возмож-
ностей ртутного отравления);
♦ значительное улучшение экологической обстановки (светиль-
ник с двумя лампами мощностью по 35 Вт с ЭПРА выбрасыва-
ет в атмосферу за год на 1350 кг меньше двуокиси углерода, чем
светильники с электромагнитным ПРА);
♦ возможности производства встраиваемых светильников с дли-
ной, не превышающей размеры стандартных строительных мо-
дулей (благодаря уменьшенной длине лампы Т5);
♦ улучшение эстетических характеристик светильников с новыми
лампами (меньшие поперечные размеры и высота), соответствие
строительному модулю подвесных потолков.
282
Профессиональные советы домашнему электрику
9.5. Современные ультрафиолетовые
и специальные люминесцентные лампы
Лампы для дезинфекции, загара,
установок фотобиологического действия
Свет — это не только освещение. И убедительное подтверждение
атому — широкий ассортимент современных ЛЛ ультрафиолетового
(УФ) и специального спектра.
Примечание.
Уникальное сочетание оптического (светового и УФ) излучения
ртутного разряда и видимого света, генерируемого люминофором,
позволяет создавать ЛЛ с практически любыми спектральными
свойствами.
Благодаря созданию и совершенствованию искусственных источ-
ников УФ излучения, специалистам, работающим с УФ излучением,
предоставляются существенно большие возможности, чем при
использовании естественного оптического излучения (ОИ).
Спектр заатмосферного Солнца в УФ области стабилен, хорошо
изучен, простирается от 400 до 210 нм (непрерывная составляющая).
УФ диапазон излучения принято разделять на три поддиапозона
(рис. 9.9): «А» — 320-400 нм; «В» — 280-320 нм; «С» — 180-280 нм.
Соотношение потоков излучения Солнца в трех диапазонах УФ
области приведено в табл. 9.17.
Излучение искусственных источников для установки
фотобиологического действия в диапазонах А, ВиСУФ области спектра
Тип излучателя
Заатмосферное солнце
Облученность от солнца и неба
(июнь, ясно)
Облученность от солнца и неба
(июнь, пасмурно)
Бактерицидная лампа ДБМ-30
(ВНИИИС)
Эритемные лампы ЛЭЗО
УФ ЛЛ для загара и
пигментациикожи (CLEO,
«Philips»)
Л Л «полного спектра»
(«BioSum» NL36W «Radium»)
УФС(180-280 нм),%
5,6
0
0
96,71
1,0
0
0
УФВ (280-320 нм), %
20,1
7,4
7,8
2,0
63,0
1-5
2,0
Таблица 9.17
УФА (320-400 нм), %
74,3
92,6
92,2
1,3
36,0
99-95
98 + видимое излучение
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
283
Вакуум UV-B
UV UV-C UV-A
Видимый свет
Инфракрасный
свет
200 280
254 315
400
780
2-10е
Длина волны в нанометрах (нм)
Рис. 9.9. Поддиапазоны ультрафиолетового излучения
Таким образом, коротковолновое УФС излучение, независимо
от времени года, суток или состояния атмосферы, в природе отсут-
ствует. При небольшой доле средневолнового УФВ излучения в есте-
ственном спектре ОИ преобладает длинноволновое УФА излучение. В
зависимости от углового положения Солнца и состояния атмосферы
соотношение излучения в двух указанных диапазонах меняется очень
слабо.
Разработкой и производством УФ ламп для установок фотобиоло-
гического действия (УФБД) в настоящее время занимаются:
♦ ряд крупнейших электроламповых фирм (Philips, Osram, Radium,
Sylvanianflp);
♦ большое число зарубежных узкоспециализированных компа-
ний, например, Original Hanau, UV-Technik, Wedeco AG (Герма-
ния), Hanovia (США), Lighttech Ltd (Венгрия) и т. д.
♦ несколько российских производителей УФ ламп для УФБД: ОАО
«Лисма-ВНИИИС» (Саранск), НПО «ЛИТ» (Москва), ОАО СКБ
«Ксенон» (Зеленоград), ООО «ВНИСИ» (Москва).
Номенклатура УФ ламп для УФБД весьма широка и разнообразна;
так, например, у ведущего в мире производителя фирмы PHILIPS она
насчитывает более 80 типов.
D
Примечание.
В отличие от осветительных ламп, УФ источники излучения, как
правило, имеют селективный спектр, рассчитанный на достиже-
ние максимально возможного эффекта для определенного ФБ про-
цесса.
На рис. 9.10 представлена классификация искусственных УФ
источников излучения по областям применения. Бесспорно, основ-
ной областью применения УФ ламп многие годы являются УФБД для
дезинфекции воздуха.
284
Профессиональные советы домашнему электрику
Бактерицидные
лампы для
дезинфекции
воздуха и
обеззараживания
воды
Эритемные и
антирахитные
УФЛЛ
УФ ЛЛ для
фототерапии
УФЛЛ
загарного
действия
УФ ЛЛ для
фототаксиса
насекомых
\ ^^^^^
200
250
300
350
400
Рис. 9.10. Классификация искусственных УФ источников излучения
по областям применения
Вне конкуренции для указанных целей были и остаются газораз-
рядные ртутные лампы низкого давления в кварцевом или увиолевом
стекле, излучающие в резонансной линии ртути 253,7 нм, расположен-
ной вблизи максимума спектра бактерицидного действия, до 40 % от
потребляемой электрической мощности.
Лампы для освещения аквариумов
Рассмотрим некоторые серии ламп специального назначения.
Серия ЛЛ OSRAM FLUORA* имеют особое излучение с преобладаю-
щей составляющей синего и красного цвета, аналогичное излучению,
способствующему фотохимическим процессам. Благодаря такому
излучению заметно ускоряется рост растений. Эти лампы предна-
значены для освещения растений и аквариумов. Лампы этой серии
выполнены на основе трубки диаметром 26 мм. Технические характе-
ристики этих люминесцентных ламп приведены в табл. 9.18.
Технические характеристики ЛЛ OSRAM FLUORA'
Тип
L15W/77
L18W/77
L30W/77
L36W/77
L58W/77
Мощность, Вт
15
18
30
36
58
Цветность
FLUORA
FLUORA
FLUORA
FLUORA
FLUORA
Световой поток,
лм
400
550
1000
1400
2250
Диаметр d, мм
26
26
26
26
26
Таблица 9.18
Длина, мм
438
590
895
1200
1500
PHILIPS производит серию специальных ламп для аквариумов —
Aquarelle (Акварель). Специальный состав излучения этой люминес-
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
285
центной лампы оптимально подходит для передачи красоты рыб и
растений в пресноводном аквариуме.
Свет ламп Акварель по спектральному составу очень близок к есте-
ственному. Это обеспечивает оптимальные условия для фотосинтеза
и образования хлорофила. Дополнительным преимуществом ламп
Акварель является исключительно высокая энергетическая плотность
излучения в синей части спектра. Хорошо сбалансированный спектр
излучения стимулирует образование кислорода, а также оказывает
благотворное воздействие на аквариумные растения и рыбу и обеспе-
чивает хорошую цветопередачу.
Лампы предназначены для использования в сети переменного тока
со стандартными или высокочастотными ПРА. В табл. 9.19 приведены
габаритные размеры ламп этой серии, а в табл. 9.20 — их технические
характеристики.
Габаритные размеры ламп PHILIPS серии Aquarelle
Тип
A max
Bmin
В max
С max
Таблица 9.19
Dmax
Цоколь G5
TLD8W/89
288,3
293,0
295,4
302,5
16,0
Цоколь G13
TLD14W/89
TLD15W/89
TLD18W/89
TLD25W/89
TLD30W/89
TLD36W/89
TLD38W/89
TLD58W/89
361,2
437,4
589,8
740,0
894,6
1199,4
1047,0
1500,0
365,9
442,1
594,5
744,7
899,3
1204,1
1051,7
1504,7
368,3
444,5
596,9
747,1
901,7
1206,5
1054,1
1507,1
375,4
451,6
604,0
754,2
908,8
1213,6
1061,2
1514,2
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
28,0
Технические характеристики ламп PHILIPS серии Aquarelle
Тип
TLD8W/89
TLD14W/89
TLD15W/89
TLD18W/89
TLD25W/89
TLD30W/89
TLD36W/89
TLD38W/89
TLD58W/89
Цоколь
G5
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
G13
Напря-
жение на
лампе, В
56
45
51
59
82
98
103
104
111
Ток
лампы,
А
0,15
0,38
0,34
0,36
0,38
0,36
0,44
0,43
0,67
Индекс
цвето-
передачи
70
70
70
70
70
70
70
70
70
Цветовая
температура,
К
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
10000
Световой
поток,
лм
340
600
750
1020
1440
1820
2450
2380
3800
Таблица 9.20
Полезный
срок
службы, ч
8000
8000
8000
8000
8000
8000
8000
8000
8000
Вес
нетто,
г
29
66
76
100
85
145
186
162
233
286
Профессиональные советы домашнему электрику
В зависимости от индивидуальных предпочтений лампы Акварель
могут использоваться вместе с лампами PHILIPS TL-D / 80 New Generation
или TL-D / 90 De Luxe для создания различных зрительных впечатлений
без ухудшения биологических свойств излучения ламп Акварель.
Лампы для декоративного освещения
Цветные лампы красного, зеленого, желтого, синего цвета, предна-
значенные дтш светового оформления в декоративных целях, имеются
в номенклатуре всех ведущих производителей ЛЛ. В табл. 9.21 приве-
дены основные характеристики цветных ламп OSRAM, а в табл. 9.22 и
табл. 9.23 приведены основные характеристики цветных ламп PHILIPS.
Характеристики цветных люминесцентных ламп OSRAM
Тип
L18W/60
L18W/62
L18W/66'
L18W/67
L30W/67
L36W/60
L36W/62
L36W/66
L36W/67
L58WA60
L58W/62
L58W/66
L58W/67.
Мощность, Вт
18
18
18
18
30
36
36
36
36
58
58
58
58
Цвет свечения
Красный
Желтый
Зеленый
Синий
Синий
Красный
Желтый
Зеленый
Синий
Красный
Желтый
Зеленый
Синий
Световой
поток, лм
900
980
1800
400
600
2400
2300
4700
1000
3800
3700
7300
1600
Диаметр d, мм
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
Таблица 9.21
Длина, мм
590
590
590
590
895
1200
1200
1200
1200
1500
1500
1500
1500
Габаритные размеры цветных люминесцентных ламп PHILIPS
Таблица 9.22
Тип
TLD18W
TL D 36W
Габаритные размеры, мм
A max
589,8
1199,4
Bmin
594,5
1204,1
В max
596,9
1206,5
С max
604,0
1213,6
Характеристики цветных люминесцентных ламп PHILIPS
Таблица 9.23
Тип
Цоколь
Напряжение на
лампе, В
Ток
лампы, А
Световой
поток,лм
Спад потока после
5000ч,%
Вес, г
Красный
TLD18W/15
TLD36W/15
G13
G13
59
ТОЗ
0,36
0,44
25
60
90
90
100
186
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
287
Таблица 9.23 (продолжение)
Тип
Цоколь
Напряжение на
лампе, В
Ток
лампы, А
Световой
поток,лм
Спад потока после
5000 ч, %
Вес, г
Желтый
TLD18W/16
TLD36W/16
G13
G13
59
103
0,36
0,44
660
1580
75
75
100
186
Зеленый
TLD18W/17
TLD36W/17
TLD18W/18
TLD36W/18
G13
G13
G13
G13
59
103
59
103
0,36
0,44
Синий
0,36
0,44
1300
3140
400
970
60
60
70
70
100
186
100
186
9.6. Компактные люминесцентные лампы
Классификация КЛЛ
КЛЛ делятся на три подгруппы.
Подгруппа 1 — компактные люминесцентные лампы с интегри-
рованным (встроенным) в цоколь электронным балластом (ЭПРА).
Имеют стандартный резьбовой цоколь Е27 (или Е14).
Подгруппа 2 — двухвыводные (штырьковые), имеющие встроен-
ный в специальный цоколь G23, стартер с конденсатором и предна-
значенные для работы с внешним электромагнитным ПРА.
Подгруппа 3 — четырехвыводные (штырьковые) универсальные, рабо-
тающие совместно с внешним электронным или электромагнитным ПРА.
Дополнительные возможности КЛЛ
Некоторые КЛЛ обладают также дополнительными возможно-
стями. Одна из серий КЛЛ с дополнительными возможностями —
серия OSRAM DULUX* EL VARIO — электронные КЛЛ с возможно-
стью регулирования светового потока.
Их особенности:
♦ 12-летний срок службы (при работе около 3 ч в день);
♦ регулировка светового потока без светорегулятора;
♦ уменьшение светового потока более чем на 50 % с помощью про-
стого выключения и повторного включения лампы в течение 3 с;
♦ дополнительная экономия электроэнергии с помощью простого
выключения и повторного включения лампы в течение 3 с, после
288 Профессиональные советы домашнему электрику
которого потребление тока лампой уменьшается более чем на-
половину;
♦ возможность неограниченного по количеству раз выключения и
повторного включения лампы OSRAM DULUX' EL VARIO.
Эти лампы нашли широкое применение как в быту, так и в про-
фессиональной сфере (гостиницы, предприятия общественного пита-
ния) — везде, где нужно изменять уровень освещенности.
Благодаря своей неограниченной прочности на включение и
выключение лампа OSRAM DULUX" EL VARIO является предпо-
чтительным источником света для систем лестничного освещения с
режимом автоматического отключения.
Еще одна серия ламп с дополнительными возможностями — серия
OSRAM DULUX' EL SENSOR — электронные КЛЛ с фотоэлементом
и потенциометром. Их особенности:
♦ средний срок службы 15 тыс. ч;
♦ лампа OSRAM DULUX* EL SENSOR автоматически включается
при наступлении темноты и автоматически выключается при
дневном свете;
♦ возможность регулировки порога срабатывания фотоэлемента.
Устанавливаемое время включения и выключения обеспечивает
возможность эксплуатации во многих рабочих положениях (на-
пример, в открытых светильниках или в светильниках с опало-
вым защитным стеклом);
♦ распознавание фотоэлементами дневного света по спектрально-
му распределению излучения.
Можно с уверенностью утверждать, что за КЛЛ — будущее, кото-
рое создается уже сегодня.
Соответствия КЛЛ различных производителей
Соответствия некоторых серий компактных люминесцентных ламп
OSRAM, GE Lighting, PHILIPS приведены в табл. 9.24.
Соответствия некоторых серий КЛЛ OSRAM, GE Lighting, PHILIPS Таблица 9.24
OSRAM
GE Lighting
PHILIPS Lighting
Четырехвыводные компактные люминесцентные лампы для работы с внешним электронным ПРА
DULUX* S/E
DULUX' D/E
DULUX*T/E(IN)
Biax S/E
Biax D/E
BiaxT/E
PL-S 4-PIN
PL-C 4-PIN
PL-T 4-PIN
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
289
Таблица 9.24 (продолжение)
OSRAM
DULUX'L(SP)
DULUX'F
-
-
GE Lighting
BiaxL
-
Biax Q/E
Biax 2D/E
PHILIPS Lighting
PL-L 4-PIN
-
Master PL-H
PL-Q Pro
Двухвыводные (со встроенным в цоколь стартером) компактные люминесцентные лампы
для работы с внешним электромагнитным ПРА
DULUX* S
DULUX' D
DULUX'T
-
BiaxS
BiaxD
BiaxT
Biax 2D
PL-S 2-PIN
PL-C 2-PIN
PL-T 2-PIN
PL-Q Pro
Компактные люминесцентные лампы с интегрированным в цоколь электронным ПРА
и предназначенные для непосредственной замены ламп накаливания
Dulux EL2-tumE14
DuluxEL2-turnE27
Dulux EL 3-turn LONGLIFE, FACILITY,
ECONOMY, VARIO, SENSOR
Dulux EL Globe
-
-
DULUX'EL CLASSIC
DULUX' EL REFLECTOR
CIRCOLUX' EL
-
Electronic Biax M
Electronic Biax D
Electronic BiaxT
Electronic Biax Globe
Electronic Biax Q
Genura R80 Induction Lamp
-
-
-
-
ECOTONE Economy
ECOTONE Economy
PLE-T
PL E-D Decor Globe EL/A,Vanity
Globe BC-EL/A
-
-
Ecotone AMBIANCE
Reflector Flood BC-EL/ABR-30Flood
SLS/R3O
FC8T9/SYS
Twister BC-EUDT
Технические характеристики КЛЛ
Характеристики КЛЛ OSRAM DULUX® (группа цветопередачи IB)
представлены в табл. 9.25, а габаритные размеры этих ламп представ-
лены на рис. 9.11.
Характеристики КЛЛ OSRAM DULUX' (группа цветопередачи 1В)
Таблица 9.25
Тип
Мощность, Вт
Световой поток, лм, для ламп с цветностью
860,
Daylight
840, Cool
White
830,Warm
White
827,
INTERNA
Длина L,
MM
OSRAM DULUXeT
DULUX T13W
DULUX T18W
DULUX T26W
13
18
26
-
-
-
900
1200
1800
900
1200
1800
900
1200
1800
90
100
115
OSRAM DULUX» T/E
DULUX T/E13W
DULUX T/E18W
DULUX T/E26W
13
18
26
-
-
-
900
1200
1800
900
1200
1800
900
1200
1800
90
100
115
290
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 9.25 (продолжение)
Тип
DULUXT/E32W
DULUXT/E42W
DULUXT/E57W
Мощность, Вт
32
42
57
Световой поток, лм, для ламп с цветностью
860,
Daylight
-
-
-
840, Cool
White
2400
3200
4300
830,Warm
White
2400
3200
4300
827,
INTERNA
2400
3200
4300
Длина L,
MM
131
152
181
OSRAM DULUX® D
DULUX D10W
DULUXD13W
DULUXD18W
DULUX D 26W
10
13
18
26
-
-
-
-
600
900
1200
1800
600
900
1200
1800
600
900
1200
1800
87
115
130
149
OSRAM DULUX® D/E
DULUX D/E10W
DULUX D/E 13W
DULUX D/E 18W
DULUX D/E 26W
10
13
18
26
-
-
-
-
600
900
1200
1800
600
900
1200
1800
600
900
1200
1800
87
115
130
149
OSRAM DULUX® S
DULUX S 5W
DULUX S7W
DULUX S 9W
DULUX S11W
5
7
9
11
-
375
565
850
250
400
600
900
250
400
600
900
250
400
600
900
85
114
144
214
OSRAM DULUX» S/E
DULUX S/E 5W
5
-
250
-
250
85
. .27 max
12 ^ IJ
OSRAM OSRAM
DULUX* T DULUX* T/E
27 max
12 ^ IJ
OSRAM
DULUX* S
OSRAM
DULUX' S/E
23,6,
OSRAM DULUX* F OSRAM DULUX* L
Рис. 9.11. Габаритные размеры OSRAM DULUX® (к табл. 9.25)
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
291
Таблица 9.25 (продолжение)
Тип
DULUX S/E7W
DULUX S/E 9W
DULUX S/E11W
Мощность, Вт
7
9
11
Световой поток, лм, для ламп с цветностью
860,
Daylight
-
-
-
840, Cool
White
400
600
900
830,Warm
White
400
600
900
827,
INTERNA
400
600
900
Длина L,
MM
114
144
214
OSRAM DULUX® F
DULUXF18W
DULUX F 24W
DULUX F 36W
18
24
36
-
-
-
1100
1700
2800
1100
1700
2800
1100
1700
2800
122
165
217
OSRAM DULUX* L
DULUXL18W
DULUX L 24W
DULUX L 36W
DULUX L 40W
DULUX L 55W
DULUX L 80W
18
24
36
40
55
80
-
-
2750
3325
4550
-
1200
1800
2900
3500
4800
6000
1200
1800
2900
3500
4800
6000
1200
1800
2900
3500
4800
-
217
317
411
533
533
570
Характеристики КЛЛ OSRAM LUMILUX DULUX (группа цветопередачи 1А)
Таблица 9.26
Тип
DULUX L18W
DULUX L 24W
DULUX L 36W
DULUX L40W
DULUX L 55W
Мощность, Вт
18
24
36
40
55
Световой поток, лм, для ламп с цветностью
950, Daylight
750
1200
1900
2200
3000
940, Cool White
750
1200
1900
-
3000
930, Warm
White
750
1200
1900
-
3000
Длина L, мм
217
317
411
533
533
OSRAM
DULUX® EL
E14
OSRAM
DULUX® EL
2-turn
E14
OSRAM
DULUX® EL
2-turn
E27
OSRAM
DULUX® EL
CLASSIC В
E14
OSRAM
DULUX® EL
CLASSIC A
E27
Рис 9.12. Габаритные размеры OSRAM DULUX® EL
с цветностью 827 INTERNA (к табл. 9.27)
292
Профессиональные советы домашнему электрику
Характеристики КЛЛ OSRAM DULUX EL с цветностью 827 INTERN A
Тип
Мощность, Вт
Световой поток,
лм
Диаметр d, мм
Таблица 9.27
Длина L, мм
OSRAM DULUX'EL Mini
DULUXEL3W/827E14
DULUXEL5W/827E14
DULUXEL7W/827E14
DULUXEL11W/827E14
3
5
7
11
100
240
400
600
30
36
45
45
115
124
136
148
OSRAM DULUX* EL
DULUXEL5W/827E27
DULUX EL 7W/827 E27
DULUXEL11W/827E27
DULUX EL 15W/827 E27
DULUX EL 20W/827 E27
DULUX EL 23W/827 E27
5
7
11
15
20
23
240
400
600
900
1200
1500
36
45
45
52
52
58
121
131,5
143
140
153,5
173
OSRAM DULUX* EL CLASSIC
DULUXELCLB5W/827E14
DULUX EL CL A 5W /827 E27
DULUXELCLB7W/827E14
DULUXELCLA7W/827E27
DULUXELCLA10W/827E27
DULUXELCLA11W/827E27
DULUXELCLA15W/827E27
5
5
7
7
10
11
15
150
150
280
350
500
550
800
46
60
46
60
60
70
70
131
111
131
111
123,5
147
149,5
OSRAM DULUX* EL FACILITY
DULUX EL FCY10W/827 E27
DULUX EL FCY 10W /827 E14
DULUX EL FCY14W/827 E27
10
10
14
500
500
800
45
45
52
129
133
131
OSRAM DULUX' EL SENSOR PLUS
DULUX EL 15W/Sensor
15
900
52
140
OSRAM DULUX' EL REFLECTOR
DULUX EL-R15W/827 E27
DULUX EL-R20W/827 E27
15
20
335
450
102
117,5
143
161
OSRAM DULUX'EL GLOBE
DULUX EL GL 15W /827 E27
DULUX EL GL 20W /827 E27
15
20
700
1150
100
120
169
190
OSRAM CIRCOLUX' EL
CIRCOLUX EL 24W/827 E27
24
1700
225
99
OSRAM DULUX' EL VARIO
DELVAR23W/827E27
23
1500
58
173
Технические характеристики ламп OSRAM DULUX
Лампа OSRAM DULUX"
DULUX S 5W
DULUX S7W
DULUX S9W
Напряжение лампы, В
при 50 Гц
35
47
60
при ВЧ ПРА
-
-
-
Ток ламы, мА
при 50 Гц
180
175/180
170/180
при ВЧ ПРА
-
-
-
Таблица 9.28
Яркость,
кд/см2
2,5
2,6
2,8
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
293
Таблица 9.28 (продолжение)
Лампа OSRAM DULUX"
DULUXS11W
DULUXD10W
DULUXD13W
DULUXD18W
DULUX D 26W
DULUXT13W
DULUX T18W
DULUX T26W
DULUX S/E 5W
DULUX S/E 7W
DULUX S/E 9W
DULUX S/E 11W
DULUX D/E10W
DULUX D/E13W
DULUX D/E18W
DULUX D/E 26W
DULUX T/E13W
DULUX T/E18W
DULUX T/E26W
DULUX T/E32W
DULUX T/E42W
DULUX T/E57W
DULUX L18W
DULUX L24W
DULUX L36W
DULUX L40W
DULUXL55W
DULUX F18W
DULUX F24W
DULUX F36W
Напряжение лампы, В
при 50 Гц
91
64
91
100
105
91
100
105
35
47
60
91
64
91
100
105
91
100
105
-
-
-
58
87
106
-
-
58
87
106
при ВЧ ПРА
-
-
-
-
-
-
-
-
27
37
48
75
51
77
80
80
77
80
80
100
135
182
50
75
90
126
101
50
75
90
Ток ламы, мА
при 50 Гц
155/-
190
175
220
325
175
225
325
180
175
170
155
190
175
220
325
175
220
325
-
-
-
375
345
435
-
-
375
345
435
при ВЧ ПРА
-
-
-
-
-
-
-
-
190
175
170
150
190
165
210
300
165
210
300
320
320
320
320
300
360
320
550
320
300
360
Яркость,
кд/см2
2,7
4,0
4,0
4,5
5,5
4,2
4,7
6,0
2,5
2,6
2,8
2,7
4,0
4,0
4,5
5,5
4,2
4,7
6,0
6,5
7,0
7,0
2,1
2,1
2,8
2,3
3,2
2,4
2,5
3,0
Габаритные размеры КЛЛ фирмы GE Lighting серии Biax™ Q/E при-
ведены в табл. 9.29 и рис. 9.13. В табл. 9.30 приведены характеристики
этих ламп.
Габаритные размеры КЛЛ фирмы GE Lighting серии Biax™ Q/E
Таблица 9.29
Мощность
лампы, Вт
42
57
70
Габаритные размеры, мм, не более
А
51
51
51
В
51
51 •
51
С
163,3
163,3
193,3
L
135,5
135,5
165,5
D
58
58
58
MOL
154
178
208
294
Профессиональные советы домашнему электрику
Для работы с дросселем / стартером
24 24 24
23
CCD
О
G23
G24d-1
Для работы с ВЧ ПРА
24 24
24
24
I 11 II 1
G24q-1 G24q-2 G24q-3 GX24q-1 GX24q-2 GX24q-3 GX24q-4
Для работы с ВЧ ПРА Для прямого подключения к сети
rrVr
тт
2G7 2G11 2G10 Е14 Е27 B22d
Рис 9.13. Габаритные размеры КЛЛ фирмы GE Lighting серии fi/ax™ Q/E (к табл. 9.29)
Характеристики КЛЛ фирмы GE Lighting серии Biax™ Q/E
Таблица 9.30
Мощность,
Вт
42
57
Код
цветности
830
835
840
827
830
835
840
850
Световой поток,
лм
3200
4300
Номинальный средний
срок службы, тыс. ч
10-12
10-12
Напряжение
лампы, В
140
182
Ток ламы, А
0,3
0,32
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
295
Таблица 9.30 (продолжение)
Мощность,
Вт
70
Код
цветности
827
830
835
840
850
Световой поток,
лм
5200
Номинальный средний
срок службы, тыс. ч
10-12
Напряжение
лампы, В
219
Ток ламы, А
0,32
Характеристики КЛЛ фирмы GE Lighting серии Biax™2D /E (4 штырьковая)
Мощность, Вт
10
16
21
28
38
55
Код цветности
827
835
827
835
827
835
860
827
835
840
827
835
827
835
Световой поток,
лм
650
1050
1350
2050
2850
4000
Номинальный средний
срок службы, тыс. ч
10
10
10
10
10
10
Таблица 9.31
Длина, мм
92
142
142
205
205
205
/
о
СО!
GX24q-6
Рис 9.14. Габаритные размеры КЛЛ фирмы GE Lighting
серии Biax™ 2D®/E, 4 штырьковой (к табл. 9.31)
296 Профессиональные советы домашнему электрику
9.7. Электронные пускорегулирующие аппараты
люминесцентных ламп
Преимущества электронных пускорегулирующих аппаратов
Электромагнитный ПРА (дроссель-стартер) имеет массу недо-
статков: надоедливое жужжание, непроизвольные вспышки и частое
мерцание, исходящие от светильников использующих ЛЛ.
Основным и единственным его преимуществом является его деше-
визна. Но за низкой ценой дросселя и стартера скрываются высокие
эксплуатационные расходы и масса неприятных факторов, влияющих
на здоровье людей.
Директивой Европейской комиссии №2000/55/ЕС предписан запрет
на продажу и применение электромагнитных ПРА с целью ускорения
повсеместного внедрения ЭПРА (электронных балластов) в странах
Евросоюза. В США от использования электромагнитных балластов
отказались еще раньше.
Директива комиссии ЕС о запрещении использования электромаг-
нитных ПРА, возможно с некоторой задержкой, но неизбежно окажет
влияние на принятие аналогичных решений и в России. Отрадным
выглядит опыт Белоруссии. Там уже разработаны и сегодня действуют
новые СНиППы, запрещающие устанавливать ПРА (стартеры и дрос-
сели) в дошкольных и школьных учреждениях, учебных заведениях
и больницах, а также на предприятиях, где требуется качественное
освещение.
Бурное развитие электронной промышленности позволило создать
электронный ПРА, обеспечивший совершенно новое качество работы
люминесцентных ламп и светильников.
Широкое использование электронных ПРА (они же ЭПРА, они
же электронные балласты) связано с рядом их существенных преи-
муществ по сравнению с электромагнитными ПРА. Разделим их на
четыре группы.
Группа 1 — влияние на здоровье: приятный немерцающий свет без
стробоскопических эффектов и отсутствие шума благодаря работе в
диапазоне 30-100 кГц; слабое электромагнитное поле.
Группа 2 — комфортность: надежное и быстрое (без мигания)
зажигание ламп; стабильность освещения независимо от колебаний
сетевого напряжения; возможность регулировки светового потока;
отключение по истечении срока службы лампы.
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними 297
Группа 3 — экономичность: высокое качество потребляемой элек-
троэнергии — близкий к единице коэффициент мощности благодаря
потреблению синусоидального тока с нулевым фазовым сдвигом (при
использовании активного корректора мощности); уменьшенное на
20 % энергопотребление (при сохранении светового потока) за счет
повышения светоотдачи лампы на повышенной частоте и более высо-
кий КПД ЭПРА по сравнению с классическими электромагнитным
ПРА; увеличенный на 50 % срок службы ламп благодаря щадящему
режиму работы и пуска; снижение эксплуатационных расходов за
счет сокращения числа заменяемых ламп и отсутствия необходимо-
сти замены стартеров; дополнительное энергосбережение до 70 % при
работе в системах управления светом.
Группа 4 — экологичность: меньшее количество отходов ламп (на
30 %) за счет увеличения срока службы ЛЛ.
Основные направления развития ПРА
В настоящее время ассортимент ЭПРА насчитывает десятки типо-
размеров, отличающихся количеством и мощностью используемых с
ними ламп, наличием или отсутствием возможности регулирования
светового потока, характером включения ламп (с предварительным
прогревом электродов или без него), наличием функции защиты
аппарата и электросети от возможных аварийных ситуаций. При всем
кажущемся многообразии схемные решения современных ЭПРА веду-
щих мировых производителей, в принципе, одинаковы (рис. 9.15).
Одной из ведущих,компаний в разработке и производстве кон-
троллеров для управляющего каскада остается Int. Rectifier, США
[http://www.irf.com]. Однако последнее время серьезную конкурен-
цию им оказывают компании THOMSON и PHILIPS.
OSRAM и TRIDONIC для уменьшения номенклатуры изделий при-
ступили к выпуску унифицированных ЭПРА, предназначенных не
для одного типа ламп, а для всей серии ламп различной мощности.
Аппараты Quicktronic-Multiwatt от OSRAM могут работать с люми-
несцентными лампами 17 типоразмеров мощностью от 18 до 64 Вт и
позволяют создавать более 100 комбинаций из линейных, компактных
или кольцевых ламп. Но эти ЭПРА не обеспечивают плавное регули-
рование мощности ламп.
Серьезные разработки ведутся на пути создания систем управле-
ния освещенности, которые действительно решают задачи повыше-
298 Профессиональные советы домашнему электрику
Рис. 9.75. Внешний вид электронных балластов, работающих на двеЛЛ по 36 Вт:
о — производство фирмы OSRAM; б — производства фирмы PHILIPS
ния комфортности и экономии электроэнергии. Австрийская компа-
ния TRIDONIC продвигает на рынок так называемые управляемые
ЭПРА, позволяющие управлять мощностью светового потока. К при-
меру, аппараты серии EXCEL позволяют управлять мощностью ламп
любым из четырех способов: простым кнопочным включением, с
помощью датчика освещенности, цифровых сигналов стандарта DSI
и цифрового сигнала стандарта DALI.
Использование ЭПРА с датчиками освещенности, присутствия и
времени позволяет сэкономить до 70 % электроэнергии, расходуемой
на освещение. Учитывая, что доля люминесцентных светильников
административных помещений составляет до 50 % от общего энер-
гопотребления в этих помещениях, внедрение систем управления
освещением позволяет сэкономить десятки киловатт-часов в год. На
текущий момент эти системы весьма дороги и широкого применения
не находят.
Электрические параметры ЭПРА различных фирм практически
одинаковы: КПД — от 80 до 90 %; коэффициент мощности — не ниже
0,98; широкий диапазон напряжений питания.
Отечественные электронные ПРА
В линейке ЭПРА имеются аппараты с холодным пуском (не более
пяти включений в день) и с предварительным прогревом электродов
(с неограниченным включением в день).
Глава 9. Люминесцентные лампы и светильники с ними
299
Относительно производства ЭПРА в России следует заметить, что
хорошие схемные решения время от времени предлагали компании
«Элекс-Электро» (г. Александров), «Трансвит» (г. Великий Новгород),
«Ситэл» (г. Москва), «Орбита» (г. Саранск) и др.
Однако на сегодняшний день пока ни одной из российских ком-
паний не удалось наладить стабильное производство качествен-
ного и конкурентоспособного продукта. Причины этого кроются в
отсутствии финансирования, низкой квалификации рабочего пер-
сонала, а также в неспособности создания процесса производства в
целом. Заслуживает внимания, пожалуй, только одна компания —
ОАО «ЭНЭФ» http://www.enef.by (Беларусь). Ее ассортиментная
линейка состоит из 117 видов ЭПРА (включая ЭПРА для ламп Т5 и
регулируемые балласты).
Несомненно, ведущие западные компании-производители ЭПРА,
хорошо понимая перспективы российского рынка, предлагают
широкий выбор этих изделий. Уже несколько лет назад отметились
своим присутствием в нашей стране компании OSRAM, HELVAR,
TRIDONIC, VOSLOH SCHWABE, PHILIPS и др.
Сегодня ни у кого не вызывает сомнения, что в ближайшие 3-5 лет
ЭПРА полностью вытеснят с рынка неэкономичные и вредные для здо-
ровья электромагнитные балласты. Кстати, многие, кто умеет считать
деньги, и ценят свое здоровье и здоровье других, уже давно поменяли
в используемых светильниках стартеры и дроссели на современные
ЭПРА.
Структурная схема электронного балласта
Рассмотрим принцип работы простого электронного балласта на
примере микросхемы IR2153. На структурной схеме электронного
балласта (рис. 9.16) точка «А» подключается с помощью ключей Кл1 и
Кл2 то к напряжению питания (Un = +310 В), то к общему проводу.
-220 В
50 Гц
Помехо-
подавля-
ющий
фильтр
-
Выпря-
митель
-&-
-
Фильтр
_1±
Т
+310 В Кл1
Высоковольтный
коммутатор
РТС
Рис. 9.16. Структурная схема электронного балласта
300 Профессиональные советы домашнему электрику
Ключи, перезаряжая конденсатор, образуют переносное напря-
жение. В результате в точке «А» возникают однополярные высокоча-
стотные импульсы напряжения (частота коммутации обычно нахо-
дится в пределах 30-100 кГц), которые, во-первых, зажигают лампу, а,
во-вторых, не дают газу деионизироваться (отсутствие мерцания).
Примечание.
При таком методе пуска и управления полностью исключен
фальстарт, поскольку лампа гарантированно коммутируется
на постоянное напряжение, провалы которого принципиально
отсутствуют. Сокращаются размеры индуктивного элемента.
Регулировкой скважности (или фазы) импульсов коммутации можно
добиться изменения яркости свечения.
Как зажечь люминесцентную лампу
Чтобы зажечь лампу, нужно разогреть ее электроды. Поскольку
в схеме электронного балласта отсутствует стартер, необходимо
каким-то образом первоначально замкнуть силовую цепь, чтобы про-
текающий ток разогрел электроды, а затем схему пуска отключить.
В лампах небольшой мощности (единицы ватт) первоначальное
замыкание цепи можно осуществить при помощи конденсатора С.
Однако этот путь достаточно противоречив, поскольку для разогрева
желательно иметь как можно большее значение емкости, в то время
как для возникновения хорошего резонансного эффекта выбирать эту
емкость слишком большой нельзя.
Разработчики поступили следующим образом. Они включили
параллельно конденсатору термистор с положительным температур-
ным коэффициентом РТС — позистор. В холодном состоянии сопро-
тивление позистора мало, и ток разогревает электроды лампы. Вместе
с электродами разогревается и позистор. При определенной темпера-
туре сопротивление позистора резко повышается, цепь разрывается, и
индуктивный выброс зажигает лампу. Позистор шунтируется низким
сопротивлением горящей лампы. Использование позистора позволяет
лампе зажигаться плавно и снижает износ электродов, что продлевает
срок службы лампы до 20 тыс. ч.
Существует также метод предварительного прогрева катодов (более
прогрессивный), заключающийся в том, что при прогреве частота
драйвера выше резонансной частоты питания лампы. В результате
лампа сначала прогревается и только после того, как частота драйвера
снижается до резонансной, — поджигается.
ГЛАВА 10
СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОСЧЕТЧИКИ
Счетчик электрической энергии (электрический счет-
чик) — прибор для измерения расхода электроэнергии перемен-
ного или постоянного тока (обычно в кВт*ч или А-ч). В главе
рассмотрены устройство и схемы, рекомендации по выбору,
установке и использованию современных электросчетчиков.
10.1. Назначение, разновидности, характеристики
Электрический счетчик: первое знакомство
Электросчетчик есть во всех квартирах и домах. Он является
настолько обыденным прибором, что его привыкли не замечать, не
говоря уже о техническом устройстве и принципе работы! Попробуем
разобраться, что же такое электросчетчик.
Электрический счетчик — электроизмерительный прибор, пред-
назначенный для учета расхода электрической энергии переменного
или постоянного тока, которая измеряется в кВт/ч или А/ч.
Электросчетчики применяются там, где осуществляется легальное
потребление электроэнергии и есть возможность экономить деньги,
отслеживая ее потребление за определенный промежуток времени.
Электросчетчики выпускаются однофазные и трехфазные, однота-
рифные и многотарифные, прямого включения и через трансформа-
торы тока. Электросчетчики прямого включения применяются на ток
от 5 А (по новым требованиям от 30 А) до 100 А.
Первый электронный счетчик был выпущен на Западе в 1980 году,
а в России — в 1996 г. Тогда же вступил в силу ГОСТ 6570-96, сделав-
ший в России счетчики с классом точности 2,5 и током менее 30 А
вне закона. Ведь в наших квартирах появилось множество техники с
большим током потребления (кондиционеры, стиральные и посудо-
моечные машины, тепловентиляторы, водонагреватели и т. д.).
На Западе столкнулись с проблемой замены старого парка счетчи-
ков раньше нас. Сначала они тоже с энтузиазмом бросились заменять
302 Профессиональные советы домашнему электрику
индукционные счетчики электронными, которых стало 95%, но стол-
кнувшись с проблемой более низкой надежности, необходимостью
быстрого сервиса, несколько изменили свои взгляды. Теперь соотно-
шение индукционных и электронных счетчиков, например, в Англии
составляет примерно 40/60 (http://electrik.info).
У нас в магазинах тоже присутствуют оба типа счетчиков. Как
организации, так и частные лица покупают и те, и другие. По поводу
надежности можно сказать следующее: в паспорте на электронный
счетчик нередко дается ресурс в 15 лет непрерывной работы, но не
один реально столько еще не отработал. Пятнадцать лет назад их еще
не выпускали. Ресурс индукционного счетчика таков, что даже через
50 лет многие образцы укладываются в заданный класс точности!
Разновидности электросчетчиков
Конструктивно все электросчетчики можно разделить на группы:
♦ индукционные (механические);
♦ электронные (цифровые);
♦ гибридные электросчетчики.
Свои прямые обязанности, т. е. учет потребления электроэнергии,
все они выполняют совершенно одинаково, однако электронные счет-
чики стоят значительно дороже.
В индукционных счетчиках (рис. 10.1) имеются две катушки:
катушка тока и катушка напряжения. Магнитное поле этих кату-
шек заставляет вращаться диск, приводящий в движение механизм
счета потребляемой энергии. Чем больше ток и выше напряжение в
электросети, тем быстрее вращается диск, и
растут показания счетчика.
Проблема такого типа счетчиков в том, что
очень трудно и дорого обеспечить с их помощью
класс точности выше 2,0. Их основное достоин-
ство — высочайшая надежность и срок службы
более 15 лет. На сегодняшний день только в РФ
работает около 50 миллионов индукционных
счетчиков.
Электронные счетчики (рис. 10.2) работают
Рис. 10.1. Так выглядит
современный за счет ПРЯМОГО измерения тока и напряжения и
индукционный счетчик передачи данных в цифровом виде на индикатор
и в память счетчика.
Глава 10. Современные электросчетчики 303
Электронные счетчики имеют множество
достоинств:
♦ компактные размеры;
♦ возможность многотарифного учета;
♦ способность встраивания в автоматизиро-
ванные системы коммерческого учета за
счет наличия стандартных интерфейсов;
♦ легкий переход на более высокий класс точ-
ности за счет применения специализиро- Рис. 10.2. Так выглядит
ванных микросхем; а электронный
Г однофазный счетчик
♦ простота считывания за счет применения
цифрового индикатора;
♦ повышенная устойчивость к попыткам воровства электроэнер-
гии за счет коррекции показаний счетчика и т. д.
Основные недостатки электронных счетчиков — это более высокая
цена и более низкая надежность.
Электронные счетчики могут похвастать тем, что они могут рабо-
тать при температуре ниже нуля градусов, в отличие от индукцион-
ных счетчиков, которые не могут работать в условиях пониженной
температуры. Поэтому для квартиры вполне подойдет индукционный
электросчетчик, ведь температура в ней вряд ли понизиться ниже
нуля градусов, а стоит он, как уже отмечалось, дешевле.
Гибридные электросчетчики, объединяющие в себе элементы двух
указанных выше групп, используются достаточно редко.
Все электросчетчики различаются по количеству фаз: однофазные и
трехфазные. Для выбора нужно исходить от характера сети в конкретном
помещении. Чаще всего трехфазные счетчики рекомендуют устанавливать
в коттеджах, больших загородных домах и в больших квартирах. В неболь-
ших же квартирах вполне подойдет и однофазный электросчетчик.
Чаще всего из-за простоты и дешевизны выбираются индукцион-
ные (механические) счетчики. Кроме того, за счет своей простоты
они отличаются высоким качеством и надежностью. Это опробован-
ная десятилетиями схема, которая отлично работает. Однако есть и
минусы. Механические (индукционные) счетчики не обладают систе-
мой дистанционного автоматического снятия показаний, то есть они
являются только однотарифными. Кроме того, у них высока вероят-
ность возникновения существенной погрешности учета, именно поэ-
тому они подлежат частой поверке.
304 Профессиональные советы домашнему электрику
Характеристики электросчетчиков
Основными техническими характеристиками: электросчетчиков
являются:
♦ класс точности;
♦ величина номинального напряжения;
♦ величина номинального тока;
♦ чувствительность электросчетчика;
♦ интервал рабочих температур как правило от -40 до + 55 °С;
♦ средний срок службы современных электросчетчиков составля-
ет: 15 лет у электронных и 30 лет у индукционных;
♦ средняя наработка на отказ: у индукционных— 71000 часов, у
электронных — 90000 часов;
♦ межповерочный интервал: у индукционных — 6 лет, у электрон-
ных — 10 лет;
♦ габаритные размеры;
♦ вес.
Одним из основных параметров электросчетчика является его
класс точности — это процентное выражение наибольшей допусти-
мой относительной погрешности: 0,5; 1,0 и 2,0%.
Класс точности определен для нормальных условий работы:
♦ правильное подключение;
♦ равномерное распределение нагрузок по фазам;
♦ синусоидальная характеристика напряжения и тока ( величина
коэффициента линейных искажений не должна превышать 5%);
♦ номинальная величина промышленной частоты (50 Гц±0,5%);
♦ величина отклонения значения номинального напряжения не
более 1%;
♦ величина нагрузки в номинальных пределах;
♦ отсутствие влияния внешних магнитных полей;
♦ вертикальное положение электросчетчика.
Величина номинального напряжения счетчиков прямого и с
использованием трансформаторов тока должна соответствовать номи-
нальному напряжению сети, а счетчиков, включённых с применением
трансформаторов напряжения — вторичному номинальному напря-
жению трансформаторов напряжения. Номинальное напряжение — у
трехфазных счетчиков указываются в виде произведения числа фаз на
номинальные значения напряжения, у четырехпроводных счетчиков
указываются линейные и фазные напряжения: 3x380/220 В.
Глава 10. Современные электросчетчики 305
Величина номинального тока так же указывается в виде произве-
дения числа фаз на номинальные значения тока — 3/5 А.
Величина номинального тока счетчика косвенного или полукосвен-
ного включения должен соответствовать вторичному номинальному
току трансформатора тока (5 или 1 А). Токовые обмотки электро-
счетчика, как правило, допускают длительную перегрузку по току без
нарушения правильности учета:
♦ безтрансформаторные и трансформаторные универсальные —120%;
♦ счетчики прямого включения — 200% и более (в зависимости от
типа).
Значение чувствительности счетчика выражается в процентах,
а определяется как наименьшее значение тока (в нормальных усло-
виях), который определяет нормальный отсчет. Величина порога чув-
ствительности не должна быть больше:
♦ 0,4% — для счетчиков класса точности 0,5;
♦ 0,5% — для счетчиков классов точности 1,0; 1,5; 2,0.
Передаточное число указывается на лицевой панели электросчет-
чика:
♦ для индукционного — это число оборотов диска;
♦ для цифрового — количество импульсов, соответствующее еди-
нице измеряемой энергии.
Например, 450 оборотов диска определяют расход в 1 кВт-ч или
500 импульсов так же определяют расход в 1 кВт-ч.
Применение электронных счетчиков дает возможность примене-
ния многотарифногого учета — это выгодно потребителям и удобно
для энергосистемы.
Габаритные размеры и вес отражены в паспорте на изделие и имеют
значение в момент определения места расположения, способа крепле-
ния изделия. Как правило, под каждый типоразмер предлагаются уже
готовые контейнеры, где все продумано и предусмотрено.
306 Профессиональные советы домашнему электрику
10.2. Выбор электросчетчика
Сравнение электронных
и индукционных счетчиков электроэнергии
Достоинства индукционных счетчиков:
♦ индукционные счетчики более надежны в эксплуатации;
♦ они более приспособлены к плохому качеству наших электросетей;
♦ срок «жизни» индукционного счетчика более долгий, чем у элек-
тронного;
♦ более низкая цена.
Недостатки индукционных счетчиков:
♦ низкий класс точности (2,0);
♦ рост погрешности при снижении нагрузки;
♦ нарушение метрологических характеристик при быстропере-
менной нагрузке;
♦ слабая ^защита от хищения электроэнергии;
♦ повышенное собственное потребление по цепям тока и напря-
жения;
♦ необходимость использования в точке учета нескольких счетчи-
ков по различным видам энергии.
Достоинства электронных счетчиков:
♦ высокий класс точности (до 0,2);
♦ высокий класс точности сохраняется в условиях низких и бы-
стропеременных нагрузок;
♦ возможность работать по различным тарифам;
♦ возможность учета разных видов энергии одним прибором;
♦ возможность измерений показателей количества и качества
энергии и мощности;
♦ возможность длительного хранения данных учета и доступа к ним;
♦ возможность фиксации несанкционированного доступа и слу-
чаев хищения электроэнергии;
♦ возможность дистанционного съема показателей по различным
цифровым интерфейсам;
♦ возможность расчета потерь;
♦ возможность создания современных АСКУЭ (автоматических
систем учета электроэнергии);
♦ возможность учета одним прибором разных видов энергии в
двух направлениях.
Глава 10. Современные электросчетчики 307
Недостатки электронных счетчиков:
♦ практически беззащитны от коммутационных и грозовых пере-
падов напряжения;
♦ имеют более высокую цену;
♦ менее ремонтоспособны.
Какой электросчетчик выбрать
Альтернатива индукционных и электронных счетчиков должна
решаться покупателем исходя из необходимых потребительских
свойств счетчика. Прежде чем выбирать электросчетчик, нужно
определить, есть ли возможность и необходимость воспользоваться
всеми преимуществами электронных счетчиков и не обращать внима-
ния на их недостатки. Совершенно ясно, что не везде преимущества
электронных счетчиков так важны и часто недостатки индукционных
абсолютно некритичны.
Полезный совет.
Для квартиры и частного дома покупайте индукционный электро-
счетчик с классом точности 2,0 и рабочим током не менее 50 А
известного производителя. Он даст лучшее соотношение каче-
ство/цена. И у вас все будет в порядке.
Попробую это обосновать. Стоимость счетчиков с классом точно-
сти 1-0,5 существенно выше, чем счетчиков с классом 2,0. Для квар-
тирного счетчика класса 2,0 вполне достаточно. Многотарифность,
реализованная в электронных счетчиках, — это хорошее дополнение
к функциям обычного счетчика. Но далеко не во всех городах и даже
областях такая услуга реализована. Плановая замена счетчика в 90%
случаев проводится на однотарифные.
Возможность автоматизированного учета, также реализованная в
электронных счетчиках, это очень хорошая функция, но помогает она
энергокомпаниям, а переплачивать за счетчик будете вы.
Нельзя покупать электронный счетчик неизвестного произво-
дителя. Для снижения себестоимости и обеспечения конкурентного
преимущества, некоторые производители ставят в электронные счет-
чики самые дешевые комплектующие, поэтому срок годности таких
счетчиков не определен. Как такой счетчик может работать 15 лет?
При выходе из строя такой счетчик придется снимать и искать для
него сервис-центр, квартира при этом будет обесточена.
308 Профессиональные советы домашнему электрику
И еще несколько практических советов для грамотной покупке
счетчика от Школы электрика А. Повного (http://electricalschool.info/)
и лучшего сайта об электросчетчиках http://elektroschetchiki.ru/.
Совет 1. Узнать, какой электрический счетчик вам нужен, можно
из технических условий на электроснабжение вашей квартиры или
дома. В них непосредственно указаны параметры электросчетчика, по
которым вам его и следует приобрести. Если технические условия на
электроснабжение у вас отсутствуют, то для начала вы должны знать,
на какое напряжение будет использоваться ваш электросчетчик —
380 либо 220 В. Узнать это можно на табло прежнего счетчика. Если
на табло указана только цифра 220, значит, вам нужен однофазный
электросчетчик. Если стоит 220/380, значит трехфазный.
Примечание.
При желании заменить однофазный счетчик на трехфазный можно,
но для этого необходимо оформить технические условия в местной
энергоснабжающей организации.
Совет 2. Если вы собираетесь установить электросчетчик в поме-
щении, где температура воздуха может опускаться ниже нуля граду-
сов, то при покупке следует прочитать в паспорте электросчетчика
условия его эксплуатации. Лучше приобрести электросчетчик с тем-
пературой эксплуатации до -40 градусов или даже более. Таким усло-
виям обычно соответствуют электронные счетчики.
Совет 3. Согласно требованиям правил устройств электроустано-
вок: «на вновь устанавливаемых однофазных счетчиках должны быть
пломбы государственной поверки с давностью не более 2 лет, а на
трехфазных счетчиках — с давностью не более 12 месяцев».
Это, прежде всего, говорит о том, что на приобретаемом вами элек-
тросчетчике уже должны стоять две пломбы (на электронном счет-
чике может устанавливаться одна пломба). Наличие этих пломб вы
й должны проверить. Ставятся они чаще на винтах, крепящих кожух
электросчетчика, и бывают двух видов:
♦ наружные (выполняются из свинца, реже из пластика, зажаты на
проволоке, продетой через винт либо проушину);
♦ внутренние (представляют собой залитую в винтовое углубление ма-
стику черного или красного цвета, иногда покрытую серебрянкой).
Внимание.
Все пломбы должны иметь четкий оттиск и не иметь механических
повреждений, на что следует обратить особое внимание при покупке.
Глава 10. Современные электросчетчики 309
Дубликат оттиска госповерителя в виде печати обычно проставля-
ется на последних страницах паспорта электросчетчика.
На оттиске пломб указаны две последние цифры года и атрибуты
госповерителя в мелком масштабе между цифрами. На пломбах наруж-
ного исполнения, ко всему этому, с обратной стороны добавляется
квартал года поверки, напечатанный римскими цифрами. Поэтому,
посмотрев год поверки счетчика на пломбах, вам нужно убедиться,
что он не просрочен, то есть прошло не более двух лет для однофаз-
ного счетчика и не более 12 месяцев для трехфазного.
Также часто бывает, что на счетчике установлены две пломбы,
но одна имеет оттиск госповерителя, а другая оттиск ОТК завода-
изготовителя, что считается вполне допустимым.
Внимание.
Если же обе пломбы имеют оттиск ОТК, либо вообще не понятно
какой, то такой электросчетчик покупать не следует, так как
прежде чем его установить, вам придется предъявить его в центр
стандартизации и метрологии для поверки и соответственно
заплатить дополнительные деньги. То же самое вам придется еде-
лать, если вы купите счетчик с просроченными пломбами госпове-
рителя. Это все, что касается пломб.
Совет 4. Следует обратить внимание на межповерочный интервал
(МПИ) электрического счетчика, указанный в его паспорте. То есть
нужно узнать, через сколько лет вам придется снимать счетчик и
нести его на очередную госповерку. Как правило, срок поверки одно-
фазного индукционного счетчика составляет 16 лет, а электронного
от 8 до 16 лет. Меньший срок госповерки говорит о соответствую-
щем низком качестве прибора. Сроки поверки трехфазных счетчиков
обычно меньше чем у однофазных и составляют 6-8 лет. Хотя новые
электронные модели трехфазных счетчиков уже имеют срок межпове-
рочного интервала 16 лет.
Примечание.
Отсчет времени производится от года поверки указанного на
пломбах электросчетчика.
Совет 5. Рекомендуется посмотреть класс точности электриче-
ского счетчика. Указывается он на табло прибора. Цифровое обозна-
чение класса точности заключается в кружок. Это число показывает
максимально возможную погрешность прибора, выраженную в про-
310 Профессиональные советы домашнему электрику
центах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диа-
пазоне работы электрического счетчика.
Примечание.
До 1996 года однофазные электрические счетчики выпускались с
классом точности до 2,5. Но после выхода ГОСТа 6570-96 счетчики
стали выпускать с более высоким классом точности — 2,0.
Сегодня счетчики с классом точности 2,5 на очередную госповерку
уже не принимают, даже если у них не истек срок эксплуатации, кото-
рый составляет не менее 32 лет. В ближайшее время планируется
перевести расчетные электросчетчики еще на более высокий класс
точности — 1,0. Это говорит о том, что если вы приобрели счетчик
с классом точности 2,0, то на очередную госповерку через 16 лет его
возможно не возьмут. Хотя и 16 лет все-таки не малый срок.
Совет 6. Обратите внимание на способ крепления электросчетчика.
Счетчики изготавливают с возможностью крепления либо на трех
винтах (для обычных электрощитов), либо на DIN-рейке. С возмож-
ностью крепления на DIN-рейке выпускают только электронные счет-
чики. Если выбираете последний способ крепления, то необходимо
еще купить отдельно DIN-рейку или специальный бокс под электро-
счетчик. DIN-рейка может идти в комплектации со счетчиком.
Совет 7. Рекомендуется покупать электросчетчики с зажимной
крышкой закрывающей клеммный ряд еще и под счетчиком, во избе-
жание лишних вопросов со стороны энергосбыта.
Совет 8. Проверьте, чтобы в клеммном ряду не было отсутствую-
щих винтов, а также наличие пломбировочных винтов (винт с отвер-
стием) для крепления зажимной крышки.
Совет 9. При покупке индукционного счетчика (электросчетчик
с вращающимся диском) слегка повертите его в руках, диск должен
задвигаться. Если движений диска не наблюдается, возможно, счетчик
стряхнули при транспортировке, и он неисправен.
Совет 10. Обращать внимание на величину тока однофазных счет-
чиков при отсутствии у вас технических условий практически не
имеет смысла, поскольку все современные электросчетчики выпуска-
ются достаточно мощными.
А теперь рассмотрим устройство и принцип действия основных
видов счетчиков, которые используются сегодня.
Глава 10. Современные электросчетчики
311
10.3. Принцип действия и работа электросчетчиков
Устройство и принцип действия
однофазного индукционного счетчика
Однофазный индукционный счетчик представляет собой измери-
тельную ваттметровую систему. Он является интегрирующим (сум-
мирующим) электроизмерительным прибором. Принцип действия
индукционных приборов основан на взаимодействии переменных
магнитных потоков с токами, индуктированными ими в подвижной
части прибора (в диске). Блок-схема однофазного индукционного
счетчика приведена на рис. 10.3.
Электромеханические силы взаимодействия вызывают движение
подвижной части. Алюминиевый диск может вращаться на оси 0, с
которой через червячную и зубчатую передачи связан счетный меха-
низм с цифрами, указывающими расход электроэнергии (рис. 10.4).
Так как счетчик должен учитывать расход электроэнергии, а он
пропорционален произведению тока нагрузки / напряжения [/, под-
веденного к нагрузке, и времени t, в течение которого нагрузка вклю-
чена, то конструкция счетчика должна иметь элементы, автоматически
перемножающие J, U и t. В общих чертах это достигается следующим
образом. Диск счетчика в конечном итоге вращается за счет электро-
магнитных сил, которые создаются катушками.
Первая катушка включается в сеть последовательно и создает силу,
пропорциональную току I. Вторая включается параллельно и создает
Сеть
-220 В
bid
Датчик
тока
Устройство
перемножения
сигналов
Датчик
напряжения
Накапливающий
элемент
Средство
отображения
Нагрузка
Рис. 10.3. Блок-схема однофазного индукционного счетчика
312
Профессиональные советы домашнему электрику
Катушка
Катушка
Червячная
и зубчатая
передачи
Алюминиевый/
диск
Пломба
Рис. 10.4. Однофазный индукционный счетчик
силу, пропорциональную напряжению 17. Поэтому частота вращения
алюминиевого диска, расположенного между катушками, пропорцио-
нальна произведению Ux I.
Если нагрузка равна нулю, диск неподвижен и показания, счетчика
не изменяются. При нагрузке диск вращается, причем тем быстрее,
чем больше нагрузка. Время t автоматически учитывается, потому что
чем дольше вращается диск, тем больший путь совершается обоймами
счетного механизма, а на них написаны цифры, которые видны в око-
шечке на крышке счетчика.
На обоймах написаны цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Обоймы
закрыты щитком, и мы в его окошечках видим только по одной цифре
на каждой из них. Допустим, что алюминиевый диск счетчика начи-
нает вращаться по стрелке, когда во всех окошечках видны нули.
Наблюдая за счетчиком, мы увидим, как самый правый нуль подни-
мется и исчезнет, уступая место единице. Ее сменит двойка и т. д. А
когда вместо девятки в окошечке снова появится нуль, to в соседнем
окошечке слева окажется единица. Таким образом, полному обороту
первого диска, считая справа, соответствует 1/10 оборота второго
диска, полному обороту второго — 1/10 оборота третьего и т. д.
Число зубьев червячной и зубчатой передач подобрано таким обра-
зом, что счетчик отсчитывает, как правило, киловатт-часы (цифры в
черных окошечках) и их доли (цифры в красном окошечке).
Глава 10. Современные электросчетчики 313
Принцип работы индукционного
трехфазного электросчетчика
Индукционный трехфазный электросчетчик работает по тому же
принципу, что и однофазный. В индукционной системе подвижная
часть (диск) вращается во время потребления электроэнергии. Диск
вращается за счет вихревых токов, наводимых в нем магнитным полем
катушек счетчика. Магнитное поле вихревых токов взаимодействует с
магнитными полями катушек счетчика.
Один из трех элементов счетчика содержит два электромагнита:
♦ токовая обмотка включена в сеть последовательно;
♦ обмотка напряжения включена в сеть параллельно.
Между этими электромагнитами расположен вращающийся алю-
миниевый диск. Его ось соединена:
♦ со счетным механизмом счетчика;
♦ со вторым диском, на котором установлено еще два (на две фа-
зы) элемента.
Третий диск отсутствует, ради экономии. Протекающие по обмот-
кам электромагнитов токи создают магнитные потоки, под действием
которых у диска появляется вращающий момент. Чем больше расхо-
дуется электроэнергии, тем больший ток в контролируемой цепи и в
токовой обмотке счетчика и тем больше момент и скорость вращения
диска. Трехфазные электросчетчики на напряжение 380 В применя-
ются в основном для учета электроэнергии как на подстанциях, пред-
приятиях, так и в индивидуальных домах и больших квартирах.
Принцип действия гибридного
электронно-механического счетчика
Гибридные электронно-механические счетчики являются «поме-
сью» механических и электрических счетчиков: цифровой интерфейс,
измерительная часть электронного или индукционного типа. Они
включают в себя несколько узлов:
♦ схема счетчика;
♦ блок питания;
♦ корректирующие цепи и т. д.
Блок питания преобразует переменное входное напряжение в
низкое постоянное и обеспечивает питание электронных цепей счет-
чика. Схема счетчика измеряет ток, который потребляется нагрузкой,
с помощью трансформатора тока (датчика), через который и проте-
314
Профессиональные советы домашнему электрику
кает измеряемый ток. Другие блоки счетчика электроэнергии выпол-
няют ряд различных функций: вывод показаний и управление через
Ethernet, WiMax, Wi-Fi, ZeegBee сети, управление дисплеем, термоком-
пенсация счетчика, коррекция точности и т. п.
Счетчик состоит из микросхемы обработки, трех трансформато-
ров тока, цепи питания, электромеханического счетного устройства и
дополнительных цепей.
В качестве регистра электроэнергии используется простое электромеха-
ническое отсчетное устройство, в котором применен двухфазный шаговый
двигатель. Электропитание счетчика обеспечивает источник, построенный
на токовом трансформаторе и двухполупериодном выпрямителе.
Структура и принцип действия электронных электросчетчиков
В простейшем случае электросчетчик может быть построен на базе
простейшего микроконтроллера. От простейшего электронного счет-
чика требуется лишь измерение импульсов, вывод информации на
дисплей и защита при аварийных сбоях.
D
Примечание.
Получается, фактически, цифровой аналог индукционных (механи-
ческий) счетчиков, рассмотренных выше.
Блок-схема простого электронного счетчика электроэнергии пред-
ставлена на рис. 10.5.
Сеть
-220 В
bid
Датчик
тока
Преобразователь
мощность-частота
КР1095ПП1
I
Датчик
напряжения
Нагрузка
Флэш-ПЗУ
24С01
(128 байт)
Микроконтроллер
MC68HC05KJ1
Контроллер ЖКИ
К1820ВГ2
ЖКИ
Рис. 10.5. Блок-схема простого электронного
однофазного счетчика электроэнергии
Глава 10. Современные электросчетчики
315
Сигналы поступают через соответствующие трансформаторные
датчики на входы микросхемы-преобразователя. С ее выхода сни-
мается частотный сигнал, поступающий на вход микроконтроллера.
Микроконтроллер складывает количество пришедших импульсов,
преобразовывая его для получения количества энергии в Вт-ч.
По мере накопления каждой единицы, значение накопленной энер-
гии выводится на монитор и записывается во FLASH-память. Если
происходит сбой, исчезновение напряжения сети, информация о
накопленной энергии сохраняется в памяти.
После восстановления напряжения эта информация считывается
микроконтроллером и выводится на индикатор, счет продолжается с
этой величины. Этот алгоритм потребовал менее 1 Кб памяти микро-
контроллера. В качестве дисплея может использоваться простейший
6-...8-разрядный 7-сегментный ЖКИ, управляемый контроллером.
В случае реализации многотарифного электросчетчика, устрой-
ство должно обеспечивать обмен информацией с внешним миром по
последовательному интерфейсу. Интерфейс может использоваться
для задания тарифов, включения и установки таймера времени, полу-
чения информации о накопленных значениях электроэнергии и так
далее. Блок-схема многотарифного электронного электросчетчика,
реализованного на микроконтроллере фирмы Motorola, представлена
на рис. 10.6.
Рассмотрим алгоритм работы многотарифного электросчетчика.
Память энергонезависимого ОЗУ разбита на 13 банков, в каждом хра-
Сеть
-220 В
Датчик
тока
Преобразователь
мощность-частота
КР1095ПП1
I
Датчик
напряжения
Нагрузка
Энергонезависимый
Таймер/ОЗУ
DS1884
Микроконтроллер
MC68HC05KL16
Картридер
ЖКИ
RS-485
Внешний
• интерфейсный
канал
Рис 10.6. Блок-схема многотарифного электронного
однофазного электросчетчика
316 Профессиональные советы домашнему электрику
нится информация о накопленной электроэнергии по четырем тари-
фам: общем, льготном, пиковом, штрафном.
В первом банке учет производятся с момента начала эксплуатации
электросчетчика, следующие 12 банков соответствуют накоплениям за 11
предыдущих и за текущий месяцы. Учет за текущий месяц записываются
в соответствующий банк, таким образом, имеется возможность узнать,
сколько было накоплено энергии за любой из 11 последних месяцев.
Перед началом работы счетчика на заводе-изготовителе обнуляют содер-
жимое банков памяти, и накопление начинается с нулевых значений.
Смена тарифов осуществляется по временным условиям: для каж-
дого дня недели свое тарифное расписание, то есть времена начала
основного и льготного тарифов — для пикового тарифа. Шестнадцать
произвольных дней в году могут быть определены как праздничные, в
эти дни работает тарифное расписание как для воскресенья.
В электросчетчике может быть установлен режим ограничения
по количеству израсходованной за месяц энергии и по мощности. В
тех режимах счетчик фиксирует количество электроэнергии, израс-
ходованной выше лимита. При превышении установленного лимита
электроэнергии производится или переход на накопление по штраф-
ному тарифу, или отключение пользователя от энергосети. Штрафной
тариф может быть установлен принудительно (по интерфейсу связи)
в случае, например, задолженности.
При включении счетчика в сеть (например, после очередного про-
падания напряжения в сети) фиксируется время и дата момента для
возможности контроля. Также предусмотрена запись даты несанкцио-
нированного снятия крышки счетчика.
Через особый разъем к счетчику можно подключить ридер для
считывания информации с индивидуальной электронной карточки об
объеме энергии, оплаченном потребителем. При исчерпании лимита
счетчик может отключить потребителя от электросети.
Электросчетчик трехфазный электронный многотарифный имеет
встроенный цифровой интерфейс, встроенный тарификатор.
Обеспечивает счетчик учет активной и реактивной электроэнер-
гии в одно или многотарифном режимах суммарно по всем фазам или
может осуществлять учет активной энергии по каждой фазе отдельно.
На жидко-кристалическом дисплее индицируются:
♦ значения активной и реактивной электрической энергии;
♦ измерение мгновенных значений активной, реактивной и пол-
ной мощности по каждой фазе и по сумме фаз;
Глава 10. Современные электросчетчики
317
♦ измерение по каждой фазе — тока, напряжения, частоты, cos ср,
углов между фазными напряжениями.
Такой электросчетчик поддерживает передачу данных измерений
по силовой сети, по интерфейсам — CAN, RS-485. Может передаваться
вся доступная информация. Имеется возможность программировать
счетчик в режим суммирования фаз «по модулю» для предотвращения
хищения электроэнергии при нарушении фазировки подключения, име-
ется возможность корректировать внутренние часы электросчетчика.
Такой счетчик предназначен для эксплуатации в электроустановках
административных, жилых и общественных зданий, производствен-
ных помещений, коттеджей, дач, магазинов, гаражных кооперативов
и т. п. при снабжении потребителей электроэнергии от трехфазной
электросети.
10 А Установка счетчика
Способы установки
По способу установки счетчики можно разделить на классические,
крепящиеся с помощью трех винтов, и счетчики, предназначенные
для крепления на DIN-рейку (рис. 10.7). Такое крепление сейчас полу-
чает большее признание из-за удобства монтажа счетчиков и мень-
ших габаритов.
Г©
•
1010101010ЮШ
<§>
©\
©
^© ©у
Отверстия
для крепления
Крепление
на DIN-рейку
Рис. 10.7. Варианты крепления электросчетчиков:
а — крепление на три шурупа; б—крепление на DIN-рейку
318 Профессиональные советы домашнему электрику
Место для размещения электросчетчика следует выбирать с особой
тщательностью, ведь условия окружающей среды могут повлиять на
точность показаний. В самом общем виде требования к месту для раз-
мещения электросчетчика таковы: помещение должно быть отаплива-
емое, но температура не выше 40 °С, сухое, без агрессивных примесей в
воздухе. Электросчетчик может быть установлен и в неотапливаемом
помещении. Допускается размещение в шкафах наружной установки.
Но в этом случае придется побеспокоиться об утеплении счетчика.
Крепление электросчетчика должно быть выполнено таким обра-
зом, чтобы его возможно было демонтировать с лицевой стороны
панели (помним принцип максимального удобства для проведения
различных работ).
Использование трансформатора тока
В некоторых случаях необходима установка трансформаторов тока:
если сила тока, проходящего через счетчик, выше максимально допу-
стимого значения для данного прибора. Если производится установка
трансформаторов тока, то показания счетчика должны умножаться на
коэффициент трансформации (к примеру, установка трансформатора
тока 100/5 А означает, что коэффициент трансформации равен 20 и
показания счетчика нужно будет умножать на 20).
Трансформатор тока ТОП, представленный на рис. 10.8, предна-
значен для понижения изначального тока до величины, используе-
мой в цепях измерения, охраны, управления и сигнализации. Такое
номинальное значение тока вторичной обмотки 2 А, 5 А. Изначальные
обмотки трансформатора тока и напряжения включаются в цепь с
измеряемым переменным и постоянным током, а во вторичную цепь
включаются не измерительные приборы.
Ток, протекающий сообразно вторич-
ной обмотке трансформатора тока, равен
определенному току первичной обмотки,
деленному на другой коэффициент
модификации. Вторичная такая обмотка
токового трансформатора должна быть
солидно замкнута на низкоомную
нагрузку измерительного устройства
либ° накоротко. При случайном либо
умышленном разрыве цепи появляется
Глава 10. Современные электросчетчики
319
прыжок напряжения, страшный для изоляции, находящихся вокруг
электроприборов и жизни техперсонала!
Электромонтаж при установке трансформаторов тока осуществля-
ется медным проводом или кабелем с минимальным сечением (не более
10 мм2). Марки могут быть различными. Следует только соблюдать
условия, касающиеся механической прочности провода или кабеля.
При электромонтажных работах не допускается использовать такие
соединения проводов и кабелей, которые невозможно осмотреть (к
примеру, болтовое соединение, скрутка).
После того как проведены все электромонтажные работы счетчик,
клеммную и испытательную колодки, трансформаторы тока и напря-
жения (если они имеются) следует опломбировать.
Особенности включения счетчиков
и измерительных трансформаторов
Примечание.
Схемы включения индукционных и электронных электросчетчиков
(рис. 10.9) абсолютно идентичны. Посадочные отверстия для кре-
пления обоих видов электросчетчиков тоже должны быть абсо-
лютно одинаковы.
Однако некоторые производители не всегда придерживаются этого
требования, поэтому иногда могут возникнуть проблемы с установ-
кой электронного электросчетчика вместо индукционного именно в
плане крепления на панели.
Зажимы токовых обмоток электросчетчиков обозначаются бук-
вами Г (генератор) и Н (нагрузка). При этом генераторный зажим
соответствует началу обмотки, а нагрузочный — ее концу.
от
ОТ - обмотка токовая
ОН - обмотка напряжения
К нагрузке
Рис. 10.9. Принципиальные схемы включения счетчиков:
а — однофазного; б — трехфазного
320 Профессиональные советы домашнему электрику
При подключении счетчика необходимо следить за тем, чтобы ток
через токовые обмотки проходил от их начал к концам. Для этого про-
вода со стороны источника питания должны подключаться к генера-
торным зажимам (зажимам Г) обмоток, а провода, отходящие от счет-
чика в сторону нагрузки, должны быть подключены к нагрузочным
зажимам (зажимам Н).
Для счетчиков, включаемых с измерительными трансформато-
рами, должна учитываться полярность как трансформаторов тока
(ТТ), так и трансформаторов напряжения (ТН). Это особенно важно
для трехфазных счетчиков, имеющих сложные схемы включения,
когда неправильная полярность измерительных трансформаторов не
всегда сразу обнаруживается на работающем счетчике.
Если счетчик включается через трансформатор тока, то к началу
токовой обмотки подключается провод от того зажима вторичной
обмотки трансформаторов тока, который однополярен с выводом пер-
вичной обмотки, подключенным со стороны источника питания. При
этом включении направление тока в токовой обмотке будет таким же,
как и при непосредственном включении.
Для трехфазных счетчиков входные зажимы цепей напряжения,
однополярные с генераторными зажимами токовых обмоток, обозна-
чаются цифрами 1, 2, 3. Тем самым определяется заданный порядок
следования фаз 1-2-3 при подключении счетчиков.
10.5. Схемы включения электросчетчиков
Прямые схемы подключения электросчетчика
Прямая схема является наиболее простой и довольно распростра-
ненной (источник: www.electrohobby.ru). Схемы представлены на
стр. 4 цв. вклейки.
Примечание.
Если ток счетчика лежит в нормальных приделах реально потре-
бляемого тока, то подключают в этом случае счетчики прямым
способом (без дополнительных трансформаторов тока).
Несмотря на огромное разнообразие выпускаемых электросчетчи-
ков, расположение клемм подключения у них у всех одинаковое. На
Глава 10. Современные электросчетчики 321
самой крышке закрытия клемм (с внутренней стороны) имеется нари-
сованная схема подключения (на всякий случай, если забыли, как под-
ключать электросчетчик).
После одобрения правильности и соответствия всем нормам, на
электросчетчике производится опломбировка. Она исключает воз-
можность самопроизвольной доделки или переделки как самого под-
ключения, так и изменения общей работы устройства учета.
D
Примечание.
Те электросчетчики, что устанавливаются самими хозяевами
для своих нужд и определенных целей (к примеру, в одной квартире
живут несколько семей и есть необходимость учитывать потре-
бленную электроэнергию каждой из них) не подвергаются контролю
организаций.
Они расцениваются как обычные электротехнические устройства,
которые установлены в электрический щиток и работают на стороне
самого потребителя.
В многоэтажных жилых домах через кабель (провод) соответству-
ющего сечения идет подсоединение фазы (фаз) к входным клеммам
электросчетчика. Между основной магистралью и счетчиком уста-
навливается рубильник или автомат. Он позволяет производить
замену устаревших либо не исправных электросчетчиков без напря-
жения на вводе.
С выходных клемм электросчетчика электропитание ввода подается
на защитные и распределительные устройства. Фаза идет на УЗО, авто-
маты, предохранители, а ноль обычно садится на общий клеммник.
Однофазный счетчик устроен таким образом, что все потребители
электроэнергии в доме питаются от одного провода (фазы). В трех-
фазных схемах потребители электричества разведены на группы, что
более безопасно. Для примера разберемся, как подключить электро-
счетчик однофазный и трехфазный.
Схема подключения однофазного счетчика
Переходим сначала к подключению электрического однофазного
счетчика. Под защитной крышкой, в нижней части прибора располо-
жены четыре клеммы (см. левый рисунок на стр. 5 цв. вклейки). К край-
ней левой клемме, присоеденяется приходящий фазный провод, к клемме
следующей по порядку слева на право, присоеденяется отходящий фаз-
322 Профессиональные советы домашнему электрику
ный провод. Далее, к третей слева клемме присоеденяется приходящий
нулевой провод, а к последней, оставшейся — отходящий нулевой.
На однофазном аппарате имеются четыре клеммы (на рисунке
отмечены номерами). Через эти четыре клеммы осуществляется
подача электроэнергии в дом и связь общей электросетью. Для замены
прибора обесточьте квартиру и снимите старый счетчик. Закрепите в
подготовленное место новый прибор. К клемме №1 присоедините фаз-
ный провод (чаще всего он красного цвета, однако если есть сомне-
ния, проверьте его индикаторной отверткой — индикатор должен
загореться на фазном проводе). К клемме №2 подключите фазный
провод от сети помещения, первая цепь готова.
Аналогично подключаем к клеммам №3,4 нулевой провод от общей и
квартирной сети. Чтобы не ошибиться в монтаже сверяйтесь со схемой
подключения электросчетчика (см. левый рисунок на стр. 5 цв. вклейки).
Схема подключения трехфазного счетчика
Переходим теперь к подключению электрического трехфазного
счетчика.
Примечание.
Для питания квартир и индивидуальных домов с потреблением
электроэнергии свыше 12 кВт, целесообразней использовать трех-
фазную сеть вместо однофазной.
Для учета электроэнергии, в трехфазной цепи используются, соот-
ветственно, трехфазные счетчики.
Под защитной крышкой снизу у трехфазного счетчика находятся
четыре пары клемм. В каждой паре левая клемма является входной,
а правая — выходной. Три фазных провода и рабочий нулевой под-
ключаются к входным клеммам счетчика. С выходных клемм, фазные
и нулевой провода отводятся на распределительный щит.
Трехфазный электросчетчик подключить немного сложнее, хотя
принцип тот же. Действуя по аналогии с подключением однофазного
счетчика, подключаем провода. К клеммам №№1,3,5, 7 присоединяем
провода одного цвета из внешней сети, а к следующим клеммам, т. е.
к №№2, 4, 6, 8 провода одного цвета из домашней сети (см. правый
рисунок на стр. 5 цв. вклейки).
Глава 10. Современные электросчетчики 323
Таким образом, получится, что если к контакту №1 подсоединен
красный провод (фаза) из внешней цепи, то к контакту №2 нужно
будет подключить фазный провод из домашних коммуникаций.
Полезный совет.
Для безопасности входные провода лучше подключить через четы-
рехполюсный вводной автомат, а также поставить однополюсные
автоматы для каждой группы потребителей.
10.6. Организационные вопросы
замены счетчика
Надеюсь, что вы приобрели отечественный, сертифицированный
электросчетчик, сделанный на заводе. Э^о облегчит решение возмож-
ных проблем, связанных с ремонтом и заменой счетчика по гарантии.
Счетчик можно самостоятельно приобрести, но его заменой обяза-
тельно должен заниматься квалифицированный специалист из энер-
госнабжающей организации — штатный электрик.
Для замены счетчика электрической энергии требуется 3 группа по
электробезопасности, которая присваивается электрику только после
обучения и проверки знаний в центрах аттестации.
При монтаже электрик запрограммирует тарифы, если выбран
электронный многотарифный вариант.
Примечание.
При замене старого счетчика нельзя трогать, его верхних пломб
(крепящие кожух электросчетчика пломбы с клеймом госповери-
теля — заводские или с метрологии). Можно снимать только ниж-
нюю — на зажимной крышке распределительной клемм ной коробки
(пломба энергоснабжающей организации).
Полезный совет.
Не выбрасывайте сразу и не разбирайте старый прибор (в ближай-
шие месяцы он может понадобиться для сверки показаний).
ГЛАВА 11
АВТОМАТЫ ЗАЩИТЫ ОТ ТОКА КОРОТКОГО
ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕГРУЗКИ СЕТИ
Автоматы защиты обеспечивают протекание тока
в нормальном режиме и автоматическое отключение
тока (напряжения) при аварийных ситуациях: коротком
замыкании и перегрузке. В главе рассмотрены устройство и
схемы, рекомендации по выбору, установке и использованию
современных автоматов защиты.
11.1. Причины возникновения перегрузок сети
и коротких замыканий
Защита от последствий короткого замыкания
Для защиты от возгорания при КЗ или перегрузке в электросети
устанавливаются автоматические выключатели, пробки. Принцип их
действия и устройство подробно рассмотрены далее.
Рассмотрим, откуда может возникнуть КЗ? Естественно поставить
перед собой вопрос: в чем проявляется нагрузка, например, прово-
дов? Что может перегружаться и изнашиваться, если нет механиче-
ского движения? Что и от чего нужно защищать? Чтобы ответить на
эти вопросы, вспомним, как включена лампа. К ней присоединены два
провода. По однрму из них ток подходит к нити, по другому — возвра-
щается в сеть. Чтобы направить ток именно по этому пути, провода
друг от друга изолированы.
Мы можем безопасно вводить в наши квартиры электроэнергию,
включать и отключать лампы и приборы по нашему усмотрению
именно потому, что в электросети применяются не только проводники
и не только изоляция, а правильное и глубоко продуманное сочетание
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 325
тех и других. Без проводников нельзя подвести ток к лампам и при-
борам. Без изоляции (резина, пряжа, бумага, пластмасса) нельзя ни
направлять электроэнергию по нужным путям, ни выключать ток.
Изнашивается в электроприборах и проводке в основном изоля-
ция. Резина, например, высыхает, растрескивается и осыпается, пряжа
и бумага обугливаются, пластмассы оплавляются и размягчаются. Но
все это происходит при достаточно высокой температуре. Пока эта
температура не превышена (для резины, например, 65 °С), изоляция
работает устойчиво надежно и служит достаточно долго.
Причиной повышения температуры изоляции является нагрев про-
водников, которые она окружает. А проводники нагреваются потому,
что проходящий через них ток преодолевает их электрическое сопро-
тивление, на что расходуется электроэнергия, которая и переходит в
теплоту.
Температура одного и того же провода зависит от силы тока, про-
ходящего по нему, называемого в электротехнике нагрузкой. Чем
нагрузка больше, тем провод горячее. Ток не должен нагревать про-
вод выше допустимой температуры. Ток, вызывающий чрезмерный
нагрев, является перегрузкой.
Нужно знать, что перегрузки очень резко сокращают срок службы.
Достаточно, например, всего на 10 °С повысить температуру катушки
электромагнита по сравнению с расчетной, чтобы срок ее службы сокра-
тился вдвое. При больших перегрузках изоляция быстро разрушается
(перегорает) и между проводами возникает короткое замыкание.
С крайней опасностью перегрузок и КЗ столкнулись еще первые
электротехники. Поэтому в числе самых первых, самых необходи-
мых аппаратов (рубильников, патронов) были созданы и простейшие
предохранители — приспособления, автоматически прерывающие ток
при длительных перегрузках и практически мгновенно — при корот-
ких замыканиях.
Чтобы разобраться, на чем основана защита, и как содержать ее
в исправном состоянии, нужно отдать себе отчет во взаимной связи
некоторых явлений.
Количество теплоты и температура
Количество теплоты, выделяющейся в проводнике при прохожде-
нии по нему тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивле-
нию проводника и времени прохождения тока.
326 Профессиональные советы домашнему электрику
Значит, чем дольше включены лампы, приборы, провода, тем
больше теплоты в них выделяется. При этих условиях, казалось бы,
и температура должна непрерывно возрастать. Однако из повседнев-
ного опыта каждый знает, что это не так.
Накал лампы не увеличивается с течением времени, плитка при
включении в сеть действительно накаляется постепенно, но, достиг-
нув определенного накала, больше не разогревается. В чем же здесь
дело?
Дело в том, что одновременно с нагреванием всегда происходит
охлаждение, причем, чем выше температура, тем охлаждение интен-
сивнее. Поэтому рост температуры постепенно замедляется и, нако-
нец, при некоторой температуре, наступает равновесие: сколько
теплоты выделяется, столько же и отводится.
Как же поступить, если температура слишком высока, а нагрузку
снизить нельзя? Здесь есть два пути: либо улучшить охлаждение, либо
уменьшить количество выделяющейся теплоты. Но так как устраи-
вать вентиляцию для охлаждения проводов и приборов практически
невозможно, то идут по второму пути. При этом уменьшать можно
только сопротивление, но не ток (это значило бы ограничить вели-
чину потребления электроэнергии) и не время (это значило бы отклю-
чить потребителей раньше, чем нужно).
А уменьшить сопротивление можно просто: либо вместо алюми-
ниевых проводов взять медные, так как медь лучше проводит элек-
тричество, либо увеличить поперечное сечение проводов. Так обычно
и поступают, руководствуясь нормами, где указаны предельные
нагрузки для проводов каждого сечения.
Температуры различных частей одной и той же цепи
На рис. 11.1 изображена электрическая цепь, во всех частях кото-
рой, т. е. и через провода и через лампу, проходит один и тот же ток.
Однако нить лампы раскалена до 2500 °С, а провода холодные. Почему?
2500е
220 В
Рис.
11.
L=100m
R = 2,5Om
0.113А
25 Вт
1936 0м
20°
7. Схема цепи питания лампы накаливания
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 327
Потому что, во-первых, сопротивление нити велико (1936 Ом), а
проводов мало (2,5 Ом). Значит, в нити выделяется в 1936 : 2,5 = 775
раз больше теплоты. Во-вторых, масса нити мала и сосредоточена в
небольшом пространстве, масса проводов значительно больше и про-
вода растянуты на 100 м. Значит, нить охлаждается плохо, а провода
хорошо. Одним словом, в одной и той же цепи могут быть участки,
имеющие различные температуры.
11.2. Ввинчиваемые автоматические
выключатели ПАР с резьбой Е-27
Особенности автоматических выключателей
Автоматические выключатели (автоматы), например, серии ПАР
(рис. 11.2), пришли на смену ввинчивающимся пробкам. Поэтому они
имеют такую же резьбу Е-27, как у пробок. Они не требуют замены
элементов электросети при отказе от использования пробок.
ПАР предназначены для защиты электрических цепей от короткого
замыкания, изменения напряжения, перегрузок и других нарушениях
режима работы цепи, а также для ручного отключения и включения
линий и потребителей энергии. Автоматические выключатели отно-
сятся к защитным устройствам многократного действия.
Включают цепь автоматическим выключателем вручную, а отклю-
чать ее могут как вручную, так и автоматически, в результате сраба-
тывания вмонтированного в корпус расцепителя.
Последний представляет собой блок, встроенный
в корпус выключателя и предназначенный для
отключения выключателя под действием тока, пре-
вышающего ток настройки.
Во всех автоматах расцепляющее устройство
конструируют так, что исключается возможность
удерживания контактов выключателя во включен-
ном положении (кнопкой, рукояткой или дистан-
ционным приводом) при отклонении от режима
^ г<ц>1^ v Рис. 11.2. Общий вид
работы в защищаемой цепи. Быстрота отключения автоматического
не зависит от оператора, а определяется исключи- резьбового
тельно конструкцией расцепителя. " ^™
328 Профессиональные советы домашнему электрику
Преимущества автоматов перед плавкими предохранителями:
♦ срабатывают надежнее, чем плавкие предохранители;
♦ при защите трехфазного устройства устраняется возможность
его работы в неполнофазном режиме, так как при перегрузках и
коротких замыканиях отключаются сразу же все три фазы;
♦ значительно снижаются простои электрооборудования из-за то-
го, что на включение сработавшего автомата требуется меньше
времени, чем на замену перегоревшего предохранителя.
Основные требования к автоматическим выключателям:
♦ обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжитель-
ный режим работы при номинальной силе тока;
♦ не повреждаясь, отключать цепь при токах короткого замыкания.
Виды применяемых расцепителей
и характеристики автоматов
Конструкции автоматических выключателей различаются расце-
пителями — встроенными устройствами в виде защитных реле для
дистанционного отключения.
Автоматы с тепловыми расцепителями предназначены для защиты от
перегрузок. В качестве теплового расцепителя служит биметаллическая
пластинка. При прохождении по ней тока перегрузки она изгибается и
приводит в действие расцепляющий механизм, отключающий автомат.
Тепловые расцепители отключают цепь в зависимости от длительности и
силы тока, превышающего уставку теплового расцепителя.
Совет.
Силу тока уставки теплового расцепителя выбирайте равной
125-150% от значения длительной силы тока максимально допу-
стимой нагрузки.
Автоматы с электромагнитным расцепителем служат для защиты
от коротких замыканий. Автомат с электромагнитным расцепителем в
каждой фазе имеет электромагнитное реле максимального тока, состо-
ящее из катушки, сердечника и пружины. Ток короткого замыкания,
проходя по катушке, содействует втягиванию внутрь ее сердечника,
который сжимает пружину и приводит в действие расцепляющее
устройство. Такое отключение называют отсечкой. Электромагнитные
расцепители срабатывают практически мгновенно (за 0,02 с).
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 329
Совет.
Силу тока уставки электромагнитного расцепителя выбирают на
20-30% выше наибольшей силы тока кратковременной перегрузки,
возможной, например, при пуске электрических двигателей.
Автоматы с комбинированным расцепителем имеют как тепловой,
так и электромагнитный расцепители. При наличии комбинирован-
ного расцепителя выключатель мгновенно срабатывает при сверхто-
ках и с выдержкой времени от перегрузок, определяемой тепловым
расцепителем.
Расцепитель минимального напряжения срабатывает при сниже-
ниях напряжения до 70-30% номинального.
Для выключателя данной величины может быть несколько рас-
цепителей, имеющих свои разные номинальные токи, которые могут
регулироваться. Установка на ток мгновенного срабатывания, или ток
отсечки, означает, что при данном токе срабатывает электромагнит-
ный расцепитель данного выключателя.
Предельная коммутационная способность означает предельный
ток, который может отключить выключатель.
Кроме того, автоматические выключатели разных серий и типов
различают по следующим признакам:
♦ вид тока (переменный, постоянный);
♦ напряжение и номинальная сила тока автомата;
♦ количество полюсов (1, 2 и 3);
♦ номинальная сила тока расцепителей.
Сокращенные обозначения расцепителей: Т — только тепловой,
М — только электромагнитный, МТ — комбинированный, т. е. тепло-
вой и электромагнитный вместе.
Принцип действия автоматического выключателя
серии ПАР
Теперь рассмотрим детально принцип действия основных типов
автоматических выключателей. На корпусе выключателя написаны
номинальные данные:
♦ предельное напряжение сети, в которой может применяться
ПАР, например, 250 В;
♦ номинальный ток, например, 6,3 или 10 А.
Когда автоматический выключатель включен, кнопка для его вклю-
чения утоплена. На кинематических схемах детали показаны простей-
330
Профессиональные советы домашнему электрику
Биметаллическая
пластина
Неподвижный
контакт
Сердечник
Обмотка
электромагнита
Контактный
мостик
Неподвижный
контакт
Гильза
Центральный
контакт
Рис. 17.3. Работа ПАР в штатном режиме
шим образом: оси обозначены точками (кружками), детали, изготов-
ленные из изоляционных материалов, заштрихованы крест-накрест.
Первый этап — работа в штатном режиме сети. ПАР включен
(рис. 11.3). Ток проходит от центрального контакта через неподвиж-
ные контакты, соединенные контактным мостиком, биметаллическую
пластину (или через проволоку, навитую на нее, в зависимости от
конструкции), гибкий проводник и обмотку электромагнита к гильзе.
Под действием тока нагрузки биметаллическая пластина нагревается
и несколько изгибается, а в электромагните возникают механические
усилия, которые тянут сердечник вниз, внутрь электромагнита. Однако,
пока сила протекающего тока не превосходит допустимой, ни изгибание
биметалла, ни усилия электромагнита не могут изменить положения
деталей автоматического выключателя, и он остается включенным.
Второй этап — работа при значительной перегрузке сети. При воз-
никновении долго продолжающейся значительной перегрузки:
♦ биметаллическая пластина успевает сильно изогнуться. Изгиб
происходит тем быстрее, чем перегрузка больше;
♦ штифт, связанный с пластиной, перемещается влево и переходит
в положение, изображенное на рис. 11.4;
♦ рычаг соскакивает со штифта;
♦ пружина выталкивает вверх цилиндрическую деталь;
♦ рычаг поворачивается вокруг оси О, и благодаря этому ПАР от-
ключается.
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети
331
Штифт
Направляющие
пазы
Рычаг
, ; П— ось о
Цилиндрическая
деталь
Пружина
Рис. 11.4. Работа ПАР при значительной нагрузке
Ось при этом перемещается вверх по направляющим пазам.
Третий этап — восстановление температурного режима автомата.
Через несколько минут биметаллическая пластинка остывает, после
чего автоматический выключатель может быть вновь включен. Если к
этому времени причина перегрузки уже устранена, то автоматический
выключатель может быть включен и работать в штатном режиме. Если
перегрузка не устранена, он через некоторое время опять отключится.
Четвертый этап — ручное включение после восстановления.
Автоматический выключатель включается кнопкой. При этом
рычаг повернется вокруг оси О и займет положение, показанное на
рис. 11.10. Контакты замкнутся, и механизм во включенном поло-
жении будет зафиксирован благодаря тому, что левый конец рычага
будет удерживаться штифтом, а правый — защелкой.
Пятый этап — работа при коротком замыкании в сети. Если ток в
сети резко и значительно возрастает:
♦ сердечник мгновенно втягивается вниз (рис. 11.5);
♦ защелка поворачивается вокруг оси О{ и освобождает рычаг;
♦ в результате этого автоматический выключатель отключается.
Описанное выше мгновенное отключение называется отсечкой.
При последующем включении ПАР, если повреждение в сети не
устранено (например, касаются друг друга оголенные провода), ПАР
немедленно отключается, независимо от того, сколько времени нажата
кнопка включения, и повторно включиться не сможет.
332
Профессиональные советы домашнему электрику
Кнопка
Кнопка для
ручного отключения
Пружина
Защелка
Сердечник
электромагнита
Пружина
Рис 17.5. Работа ПАР при коротком замыкании в защищаемой сети
Это обязательное требование к автоматическим выключателям (при
нажатии кнопки включаться в случае поврежденной сети только 1 раз)
обеспечивается так называемым свободным расцеплением. Чтобы
повторно включить автомат, надо произвести сознательное действие,
в нашем примере отпустить кнопку, а потом еще раз ее нажать.
Шестой этап — отключение вручную. Производится нажатием
кнопки для ручного отключения:
♦ кнопка надавливает на защелку;
♦ процесс отключения происходит так же, как при автоматиче-
ском отключений.
Пружина определяет необходимое положение защелки и сердеч-
ника электромагнита. Пружина создает контактное нажатие.
11.3. Современные автоматические выключатели,
устанавливающиеся на DIN-рейку
Устройство современного автоматического выключателя
Автоматический выключатель тока — это механический аппарат,
который в нормальном состоянии способен включать, отключать и
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 333
проводить токи, а при аномальных состояниях цепи (короткое замы-
кание, нагрев линии) автоматически отключать токи или проводить
в течение заданного времени, в зависимости от характеристики тока
мгновенного расцепления.
Примечание.
Автомат защищает не нагрузку (от замыканий или других про-
блем). Автомат защищает питающую линию (кабель)! Это необ-
ходимо запомнить! Автомат не влияет на то, что стоит после
кабеля. Задача автоматического выключателя— спасти кабель
от перегрузки, перегрева, КЗ и возгорания.
Рассмотрим устройство автоматического выключателя на при-
мере модульного автомата (автоматического выключателя), как наи-
более часто применяемого быту для управления и защиты от коротких
замыканий и перегрузок электропроводки. Устройство автоматиче-
ских выключателей, независимо от номиналов, практически одина-
ково (рис. 11.6). Поэтому рассмотрим его типовой вариант.
Корпус автоматического выключателя выполнен из пластика, не
поддерживающего горение. Под воздействием высокой температуры,
это материал может оплавиться, может потерять свою форму, но он
не горит и даже при сильном нагреве не может стать источником воз-
горания.
Контактная пара состоит из неподвижного и подвижного кон-
такта. Форма и материал его тщательно подбираются, исходя из тре-
буемого режима работы. Катушка электромагнитного расцепителя
Корпус
(_ автоматического
. выключателя
Контактная пара
Катушка
электромагнитного..
расцепителя
Дугогасящая.
камера
_ Рычаг управления
(клювик)
»л - Биметаллическая
*~ пластина
* -^ Регулировочный
—-ЧГ"~™ ВИНТ
Винтовые зажимы
Рис. 11.6, Устройство современного автоматического выключателя
334. Профессиональные советы домашнему электрику
имеет необходимое сечение провода и требуемое количество витков
для расчетного тока срабатывания в режиме короткого замыкания.
Рычаг управления позволяет включать и отключать автоматиче-
ский выключатель. Дугогасящая камера вступает в работу только в
экстремальных ситуациях, когда при разрыве контактов возникла
мощная электрическая дуга, и ее энергию необходимо погасить.
Биметаллическая пластина служит, своего рода измеритель-
ным инструментом, и определяет силу тока, текущего в линии.
Регулировочный винт предназначен ТОЛЬКО для заводских настроек.
Именно при его помощи возможна точная подстройка автоматиче-
ского выключателя на заданные номиналы срабатывания. Для под-
соединения линии к автоматическому выключателю предназначены
винтовые зажимы.
Принцип действия автоматического выключателя
Принцип действия автоматического выключателя достаточно прост.
Хотя технология изготовления качественных автоматов сложна. При вклю-
чении автомата напряжение, подаваемое на нижнюю винтовую клемму
(рис. 11.13), проходит через биметаллическую пластину (ТЕПЛОВОЙ
РАСЩЕПИТЕЛЬ) и через катушку ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
РАСЦЕПИТЕЛЯ, поступая на подвижный контакт.
Далее, через неподвижный контакт, напряжение поступает на
верхнюю винтовую клемму, к которой подключается «отходящий»
провод — нагрузка.
Защитное отключение автоматического выключателя происходит
при срабатывании механизма расцепления, приводя к размыканию
подвижного контакта.
Механизм расцепления, в зависимости от силы проходящего тока
или времени превышения допустимого уровня тока, может быть при-
веден в действие двумя способами.
1. Срабатывает ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЩЕПИТЕЛЬ. При КЗ
(коротком замыкании) и значительном резком увеличении тока, про-
ходящего через автомат, образуется электромагнитное поле, которое
втягивает сердечник. Это приводит в действие механизм расцепления.
2. Срабатывает ТЕПЛОВОЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ.
Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пла-
стину, нагреваемую протекающим током. При длительном прохож-
дении через автоматический выключатель токов со значениями, пре-
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 335
вышающими допустимые, происходит постепенный нагрев биметал-
лической пластины. При этом биметаллическая пластина изгибается
и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания
зависит от тока и может изменяться от секунд до часа. Минимальный
ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, состав-
ляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока сра-
батывания производится в процессе изготовления регулировочным
винтом.
Примечание.
В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выклю-
чатель готов к следующему использованию после остывания пла-
стины.
Из-за больших токов в ряде случаев при расцеплении контактов
образуется дуга. Для ее нейтрализации в устройство автоматического
выключателя обязательно входит дугогасящая камера. Она представ-
ляет собой набор металлических пластин особой формы, закреплен-
ных параллельно.
В качестве дополнительной защиты от прогорания корпуса авто-
матического выключателя применяется специальная металлическая
пластина, расположенная под контактной парой.
Внимание.
При замене автоматического выключателя никогда неувеличивать
номинал тока, который был указан на предыдущем автомате, или
прописан в проекте или схеме.
Это очень важно, так как автоматический выключатель должен
сработать при аварийной ситуации, а не стать самим источником ее.
Чтобы автоматический выключатель прослужил долго — его надо
правильно установить. Обычно все проблемы возникают только от
плохо затянутых контактов.
D
Примечание.
Периодическая инспекция электрического щита, выявление мест
локального нагрева и протяжка контактов позволит избежать
проблем с электроснабжением.
336 Профессиональные советы домашнему электрику
Разновидности автоматов защиты по количеству полюсов
Структурная схема однополюсного автоматического выключателя
представлена на рис. 11.7.
Входная Контактная Тепловой Электромагнитный Выходная
клемма пара расцепитель расцепитель клемма
I
Рис. 11.7. Структурная схема однополюсного автоматического выключателя
Однополюсный автоматический выключатель
(рис. 11.8) характеризуется наличием двух клемм,
к которым подключаются входящий и отходящий
токонесущие провода. Обычно клеммы находятся на
разных сторонах автомата. Это сделано:
♦ для максимального удаления клемм друг от
друга в связи с технологией изготовления авто-
матического выключателя;
♦ для облегчения монтажа автомата и его электри-
ческого подключения в схему электропитания.
^ Рис. 11.8. Внешний
Однополюсные автоматы применяются для защиты ви$ однополюсного
фазного провода, в основном в однофазных двухпро- автоматического
водных линиях электропитания. выключателя
Двухполюсный автоматический выключатель (рис. 11.9) имеет две
пары клемм для подключения питания и нагрузки, расположенных,
обычно, на разных сторонах автомата по технологическим причинам
и с целью облегчения монтажа схем электроавтоматики.
Двухполюсные автоматы применяются для защиты однофазных
двухпроводных электропроводок, защищая как фазный провод одним
полюсом, так и нейтральный провод другим полюсом, хотя возможно
их применение и для защиты двух фазных проводов двухпроводных
однофазных проводок, в тех случаях, когда необходимо их одновре-
менное обесточивание в случае аварийной ситуации.
Трехполюсный автоматический выключатель (рис. 11.10) имеет три
пары клемм, три клеммы для подключения питания и три для подклю-
чения нагрузки. Они также располагаются на разных сторонах авто-
мата по технологическим причинам и с целью облегчения монтажа
схем электроавтоматики.
Трехполюсные автоматы применяются для защиты трехфазных элек-
троцепей и трехфазных нагрузок, за исключением случаев их примене-
Глава П. Автоматы защиты оттока короткого замыкания и перегрузки сети
337
Рис. 17.9. Внешний
вид двухполюсного
автоматического
выключателя
Рис. 11.10. Внешний
вид трехполюсного
автоматического
выключателя
Рис. 11.11. Внешний
вид четырехполюсного
автоматического
выключателя
ния в качестве вводных автоматов, при котором трехфазная сеть, после
трехполюсного автомата преобразуется в три однофазных проводки.
Так же возможны другие, но еще более экзотичные виды примене-
ния трехфазных автоматов, когда один из полюсов автомата (напри-
мер, первый) является выключателем для двух других, к которым под-
ключены электроприборы, обязанные прекратить работу, в случае
аварийной ситуации на первом полюсе.
Четырехполюсный автоматический выключатель (рис. 11.11)
обладает максимальным в классе количеством клемм подключения
питания и нагрузки, 4 на 4. Основное применение — защита трехфаз-
ных электропроводок и нагрузок. Четырехполюсный автомат позво-
ляет реализовать еще большее количество разных схем подключения,
чем трехполюсный и двухполюсный автоматы.
Четырехполюсный автомат также может использоваться вместо
трех-, двух- и однополюсного автоматического выключателя путем
подключения только нужного количества полюсов, те подключая
только необходимое количество пар проводов, что экономически не
выгодно, однако дает некоторую свободу маневра.
Времятоковые характеристики срабатывания
по электромагнитному расщепителю
Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от
короткого замыкания. В атом случае ток в линии будет очень большим
по сравнению с обычной перегрузкой (в десятки раз), и линию надо
338
Профессиональные советы домашнему электрику
отключить мгновенно. Для этого используется обычный электромаг-
нит: катушка с проволокой и сердечник, который приводит в действие
механизм автомата, заставляя его выключиться. Пошел огромный
ток — электромагнит втянулся, отрубил линию.
Практика показывает, что когда запускается пылесос или зажига-
ется люстра с лампами накаливания, в линии происходит довольно
большой бросок тока, в несколько раз превышающий номинальный
ток автомата защиты. При этом автомат должен бы отключиться. Но
этого не происходит. Кратность пусковых токов некоторых потре-
бителей электроэнергии приводится в табл. 11.1, а номинальная
потребляемая мощность бытовых приборов и инструмента — в
табл. 11.2.
Разработчики автоматов придумали так называемую «времято-
ковую характеристику автомата». Для простоты ее часто называют
«характеристикой автомата», или просто «характеристикой» или
«категорией отключения». Характеристика срабатывания размыкаю-
щих устройств автоматических выключателей выбирается в зависи-
мости от типа подключаемой нагрузки.
Кратность пусковых токов некоторых потребителей электроэнергии
Таблица 11.1
Потребитель
Бытовая электроника, офисная техника и другие
приборы с трансформатором на входе блока питания
Компьютеры, мониторы, телевизоры и другие приборы с
выпрямителем на входе блока питания
Лампы накаливания
Люминесцентные лампы с пусковыми устройствами
Устройства с электродвигателями асинхронного типа,
холодильники, насосы, кондиционеры и т. п.
Электронагревательные приборы из сплавов: нихром,
фехраль, хромаль
Кратность пускового
тока, раз
доЗ
5-10
5-13
1,05-1,1
3-7
1,05-1,1
Длительность
импульса пускового
тока, с
0,25-0,5
0,25-0,5
0,05-0,3
0,1-0,5
1-7
0,5-30
Номинальная потребляемая мощность бытовых приборов и инструмента
Таблица 11.2
Потребитель
Мощность, ВА
Бытовые приборы
Бойлер
Гриль
Духовка
Компьютер
Кофеварка
Обогреватель
1200-1500
1200-2000
1000-2000
400-750
800-1500
1000-2400
Потребитель
Пылесос
Радио
СВЧ-печь
Телевизор
Тостер
Утюг
Фен для волос
Мощность, ВА
400-2000
50-250
1500-2000
100-400
600-1500
500-2000
450-2000
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети
339
Таблица 11.2 (продолжение)
Потребитель
Холодильник
Электролампы
Электроплита
Электрочайник
Мощность, ВА
150-600
20-250
1100-6000
1000-2000
Электроинструмент
Дисковая пила
Дрель
Перфоратор
Шлифовальная машина
Электролобзик
Электрорубанок
750-1600
400-800
600-1400
650-2200
250-700
400-1000
Потребитель
Электроточило
Мощность, ВА
300-1100
Электроприборы
Вентиляторы
Водяной насос
Компрессор
Кондиционер
Насос вые. давления
Сенокосилка
Циркулярная пила
Электромоторы
750-1700
500-900
750-2800
1000-3000
2000-2900
750-2500
1800-2100
550-3000
Обозначается онЬ на корпусе буквой (на рис. 11.12 — буква С)
перед номиналом автомата: А (только у европейский производите-
лей), В, С, D, К и Z. Эта характеристика определяет ток и время, при
которых будет срабатывать электромагнитный расцепитель автомата.
Вот три основных варианта.
Характеристика срабатывания типа В самая чувствительная и пока-
зана к применению в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки больше
активные, а какие-нибудь мощные двигатели включаются редко.
Фирма
производитель
\
Наименование
автомата
Времятоковая
характеристика
срабатывания автомата
Предельный
ток короткого
замыкания
Рычаг
управления
Рабочее
напряжение
Номинальный
ток
Схема
автомата
Рис. 11.12. Обозначения на корпусе автомата защиты
340 Профессиональные советы домашнему электрику
Рекомендуется использовать для осветительных сетей общего назначе-
ния. Допускает кратковременное превышение номинала в 3-5 раз!
Характеристика срабатывания типа С — самая распространенная
и годится для общих случаев: служат для размыкания осветительных
цепей и установок с умеренными пусковыми токами (двигатели и
трансформаторы).
При этом у выключателей с характеристикой типа С перегрузочная
способность магнитного размыкателя почти вдвое выше по сравне-
нию с выключателями с характеристикой типа В. Допускает кратков-
ременное превышение номинала в 5-10 раз!
Характеристика срабатывания типа D рекомендуется для сетей,
предусматривающих питание станков, больших моторов и прочих
устройств, где могут быть большие перегрузки при их включении,
также в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Допускает кратков-
ременное превышение номинала в 10-20 раз!
в
Примечание.
Так вот оказывается, что представленные на рис. 11.12 автоматы
С16 имеют диапазон токов, при котором они отключаются мгно-
венно (~ 0,1 с), не 16 А, а 80-160 А Этот параметр задан буквой «С».
Для наглядности эти характеристики для автоматов приводятся в
виде графиков (рис. 11.13).
Автоматы с остальными характеристиками используются редко.
Автоматические выключатели с характеристикой срабатывания типа
А предназначены для размыкания цепей с большой протяженностью
электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств. Для
подключения индуктивной нагрузки рекомендуется использовать
автоматические выключатели с характеристикой срабатывания типа
К. Если в качестве нагрузки используются электронные устройства, их
подключение лучше производить через автоматические выключатели
с характеристикой срабатывания типа Z.
о
Примечание.
Подавляющее большинство автоматов на российском рынке пред-
лагается с характеристикой типа С, с характеристикой типа В
продаются, как правило, автоматы на малые токи, остальные —
поставляются в основном под заказ.
Параметры срабатывания линейных защитных автоматов согласно
DIN VDE 0641 и IEC 60 898 приведены в табл. 11.3.
Характеристики
IEC-EN60898 1 45
1 13
120
Характеристики
IEC-EN60947-2 12
1 05 \
120
60
40
20
10
6
4
2
1
40
20
К, Z
10
6
4
2
1
06
04
0.2
01
0.06,-
0.04
0.02
0 01
f-
I
.т:
11
1 \
-4
\\
к
V
1 1 301S
Кратно
г :
стьзн
аче\
К
^ j
ния
5 (
но
5 8
мина
10
1ЛЬ
^гот
14
ока-
20 3
18
0
Кратность значения номинального тока
Рис, 11,13, Наиболее распространенные времятоковые характеристики автоматов защиты (Характеристики срабатывания
автоматических выключателей ВиС согласно DIN VDE 0641 и D согласно IEC 947-2)
342
Профессиональные советы домашнему электрику
Параметры срабатывания по КЗ линейных защитных автоматов
Таблица 11.3
Характеристика
срабатывания
В
С
D
Электромагнитное реле
Удерживание
3*1п
5*1п
10*1п
Срабатывание
5*1п
10*1п
20*ln
Время срабатывания
>0,1с
<0,1с
>0,1с
<0,1с
>0,1с
<0,1с
Примечание. In — номинальный ток автомата, обозначенный на корпусе
Из табл. 11.3 следует, что трехкратную перегрузку автоматический
выключатель с характеристикой типа В должен как минимум выдер-
живать 0,1 с, а при пятикратной перегрузке встроенное электромаг-
нитное реле должно отключить автоматический выключатель менее
чем за 0,1 секунду.
Внимание.
При использовании в цепи постоянного тока характеристики мак-
симального испытательного тока электромагнитного расцепи-
теля изменятся (рис. 11.14).
Граничные значения испытательных токов электромагнитного рас-
цепителя при переменном (50 Гц) и постоянном токах представлены
в табл. 11.4.
Значения максимального испытательного тока
электромагнитного расцепителя
Ток
Минимальный испытательный ток
Максимальный испытательный ток
Таблица 11.4
Характеристика срабатывания
В
АС
3,0*1п
5,0*1 п
' DC
3,0*ln
7,5*1 п
С
АС
5*1п
10*1п
DC
5*ln
15*1п
D
АС
10*1п
20*ln
Примечание. АС— переменный ток частотой 50 Гц, DC— постоянный ток, In— номинальный ток
автомата, обозначенный на корпусе.
Времятоковые характеристики срабатывания
по тепловому расщепителю
Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пла-
стину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше
допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приво-
дит в действие механизм расцепления.
1
120-|
60-
40-
20-
10-
6-
4-
2-
-' 1-
40-
20-
10-
6-
4-
2-
1-
06-
04-
0.2-
01-
0.06-
0.04-
0 02-
0 01-
13
-
1
45
X.
Перемен .
ток
- Постоян.
ток
152^® IS
2Q0
факте
3
эй
5
сти
<а
7.5
В
1
1?0-|
60-
40-
20-
10-
6-
4-
2-
■(.
40-
20-
10-
6-
4-
2-
1-
06-
04-
02-
01-
0 06-
0 04-
0 02-
n m
1
13
1.
1
45
5 10
1
X,
ара
кте
Перемен..
ток
Постоян. ■
ток
Б
5
3 ^
1
ристика
5е
5
5 £
}
С
10
го з
0
1
120-,
60-
40-
20-
10
6-
л _
& 2-
ИЛ
20-
а лг\
1 6-
J 4-
2-
1-
0.6-
0.4-
02-
0 1-
0.06-
004-
0.02-
0 01-
1
13
-
1
1
4Ь
Характеристика
Пе
ре
тс
мен
ж
Постоян -
ток
5 182 303 4i
20
) 6 <
D
10
20
5
30
0
Кратность значения номинального тока •
Кратность значения номинального тока -
Кратность значения номинального тока -
Рис, 11,14, Характеристики срабатывания автоматических выключателей для постоянного и переменного тока
344
Профессиональные советы домашнему электрику
Время срабатывания зависит от тока и определяется времятоковой
характеристикой срабатывания (тоже типы В, С, D). Время может
быть разным: от секунд до часа. Минимальный ток, при котором дол-
жен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номиналь-
ного тока предохранителя. Настройка тока срабатывания произво-
дится в процессе изготовления регулировочным винтом. В отличие
от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к
следующему использованию после остывания пластины.
Параметры срабатывания по тепловому расцепителю автоматов
защиты представлены в табл. 11.5.
Параметры срабатывания по тепловому расцепителю автоматов защиты Таблица 11.5
Характеристика
срабатывания
В
С
D
Тепловое реле
Малый испытательный
ток
1,13*1п
1,13*1п
1,13*1п
Большой
испытательный ток
1,45*1п
1,45*1п
1,45*1п
Время срабатывания,
час
>1
<1
>1
<1
>1
<1
Примечание. In — номинальный ток автомата, обозначенный на корпусе
Из табл. 11.5 следует, что при перегрузке до 13% номинального
тока, автоматический выключатель должен отключиться не ранее, чем
через час (т. е. выдерживать перегрузку 13% минимум в течение часа).
При перегрузке до 45% тепловое реле должно отключить «автомат» в
течение часа.
Примечание.
При использовании в цепи постоянного тока характеристики сра-
батывания теплового расцепителя остаются теми же, чт&и в
сетях переменного напряжения.
Особенности работы тепловых расцепителей многополюсных
автоматических выключателей
Тепловые расцепители, используемые в автоматических выключа-
телях, чувствительны к нагреву от посторонних источников. В прак-
тике нередко случается, что расцепитель промежуточного полюса
при номинальном режиме отключается только из-за нагрева соседних
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети
345
Кн
1,00
0,90
0,80
0,70
V
ч
N
1
8
полюсов. Это приводит к ограни-
чению области его работы и к кор-
рекции номинального тока с уче-
том графика (рис. 11.15). На гра-
фике Кн = II1Н — это коэффициент
нагрузки; N — количество полюсов
автоматического выключателя.
Рис. 11.15. Нагрузочная способность
автоматических выключателей
при их размещении рядом
Особенности работы тепловых расцепителей автоматических
выключателей, установленных в ряд один за другим
Установленные рядом автоматы защиты оказывают влияние друг
на друга, т. к. при работе их биметаллические пластины греются про-
ходящим через них током. Даже если он не превышает допустимой
нормы. В итоге это тепловое влияние обусловливает при расчете допу-
стимой нагрузки специальный поправочный коэффициент К^ пред-
ставленный в табл. 11.6.
Взаимное тепловое влияния автоматических выключателей
Таблица 11.6
Число стоящих рядом
автоматических
выключателей
1
2-3
Коэффициент Кп
1
0,95
Число стоящих рядом
автоматических
выключателей
4-5
£6
Коэффициент Кп
0,9
0,85
Примечание. К — поправочный коэффициент в случае взаимного теплового влияния автоматических
выключателей, установленных рядом друг с другом при расчете нагрузки.
Влияние окружающей температуры
на тепловое срабатывание автоматического выключателя
Нагрузочная характеристика большинства автоматических выклю-
чателей зависит от температуры окружающей среды: при ее снижении
коэффициент нагрузки увеличивается, при повышении — падает. Это
ограничивает возможность их использования в условиях жесткого
температурного режима эксплуатации, особенно в горячих цехах или
в условиях открытого воздуха. Для наглядности приведен оценочный
график такой зависимости (рис. 11.16).
346
Профессиональные советы домашнему электрику
В табл. 11.7 приведены уточнен-
ные значения расчетного тока в
зависимости от окружающей тем-
пературы. Приведенные в столбце
«30°С» токи соответствуют номи-
нальным токам автоматического
выключателя, так как при этой
температуре задается режим сра-
батывания.
Уточненные значения расчетного тока
в зависимости от окружающей температуры
Кн
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
-30-20-10 0 10 20 30 40 50 60
Температура окружающей среды, °С
Рис. 7 7.76. Нагрузочная способность
автоматических выключателей
в зависимости от температуры
окружающей среды
Таблица 11.7
In (А)
0,5
1
2
3
4
б
10
16
20
25
32
40
50
63
Температура окружающей среды
30°С
0,5
1
2
3
4
6
10
16
20
25
32
40
50
63
35°С
0,47
0,95
1,9
2,8
3,7
5,6
9,4
15
18,5
23,5
30
37,5
47
59
40°С
0,45
0,9
1,7
2,5
3,5
5,3
8,8
14
17,5
22
28
35
44
55
45°С
0,4
0,8
1,6
2,4
3,3
5
8
13
16,5
20,5
26
33
41
51
50°С
0,38
0,7
1,5
2,3
3
4,6
7,5
12
15
19
24
30
38
48
55°С
-
0,6
1,4
2,1
2,8
4,2
7
11
14
17,5
22
28
33,5
44
60°С
-
0,5
1,3
1,9
2,5
3,8
6,4
10
13
16
20
25
32
40
Рабочее напряжение автоматического выключателя
Применение автоматического выключателя, как любого электри-
ческого прибора, обуславливается напряжением питающей его сети.
Маркировка, обозначающая рабочее напряжение автомата, является
обязательной и выносится на переднюю поверхность.
Для модульных автоматов она может быть 220, 230, 250, 380, 400,
обозначая соответствие 220 В и 380 В (см. ранее рис. 11.12).
Кроме указания рабочего напряжения, в том же блоке маркировки
указывается вид тока, для которого работы с которым данный автомат
Глава 11. Автоматы защиты от тока короткого замыкания и перегрузки сети 347
предназначен. Наиболее часто встречающимся обозначением, указан-
ным на изображении, является ~, обозначающим переменный ток.
Предельный ток короткого замыкания
автоматического выключателя
Предельный ток короткого замыкания автомата является важной
характеристикой для применения автоматов. Данная характеристика
определяет максимальный ток, при протекании которого через авто-
мат, автоматический выключатель сможет разомкнуть цепь хотя бы
один раз (см. ранее рис. 11.19, указан предельный ток 6000 А).
Эта характеристика показывает максимальный ток, при котором
подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к непод-
вижному контакту вследствие возникновения и гашении дуги при
размыкании контактов.
Предельный ток короткого замыкания может достигать 10000 А. При
этом ширина модуля (полюса) такого мощного выключателя больше в
1,5 раза, по сравнению с обычным автоматом, и составляет 27 мм.
Наиболее часто встречающиеся модульные автоматы имеют харак-
теристику 4500 А. Этого достаточно, так как в бытовых электросетях
токи короткого замыкания обычно не достигают более высоких зна-
чений, что связано с устаревшей инфраструктурой.
Существуют так же автоматы и с другими предельными токами
короткого замыкания автомата, например, 3000 А, которые широко
применялись в конце 90 годов, а также устаревшие автоматы на 2000 А,
которые уже не производящиеся.
Если защищаемая линия проводки находится близко от подстан-
ции (что часто бывает на производственных площадках), то ток КЗ
может быть высок. Там часто применяют 10000 А автомат. Если авто-
мат защищает электропроводку в «свежепостроенном» доме с новой
(своя подстанция) и достаточной мощности электрической инфра-
структурой, предпочтительно использовать 6000 А автомат.
В других случаях вполне достаточно 4000 А автомата для реализа-
ции экономически эффективной электрозащиты.
В
Примечание.
С повышением предельного тока короткого замыкания от 4500 А
до 10000 А стоимость автомата увеличивается, а возможность
его купить —уменьшается, в связи с меньшим применением таких
автоматов. Выбирайте 6000 А, не ошибетесь.
348 Профессиональные советы домашнему электрику
Расчет автоматического выключателя при формировании
квартирного щитка
Во-первых, определяемся с нагрузками каждой линии, которые нам
надо питать. Сколько они потребляют по мощности, и, следовательно,
ток какой величины будет течь через их питающую линию.
Для пересчета тока в мощность можно использовать самую обыч-
ную формулу:
P=UI,
где Р — мощность, U — напряжение сети (220 В в нашем случае), а
/ — ток.
Для тока будет так: 1 = P/U.
Примечание.
Данная формула справедлива только для резистивных нагрузок
типа ламп накаливания, нагревателей и пр. Но на этот факт
закроем глаза, т. к. мы делаем прикидочный расчет.
9 Во-вторых, определяемся с видом и сечением кабеля. Смотрим на
общий суммарный ток, который нам требуется, и выбираем необхо-
димый кабель по сечению:
♦ для открытой прокладки кабеля считаем, что необходим
1 мм2 кабеля на каждые 10 А;
♦ для скрытой прокладки кабеля считаем, что необходим 1 мм2 ка-
беля на каждые 8 А. Рассчитываем сечение и округляем его в
сторону ближайшего из стандартного ряда: 1,5; 2,5; 4; 6; 10.
Автомат выбираем на меньший ток срабатывания, чтобы он отклю-
чился раньше, чем выйдет из строя наш кабель.
В-третьих, при расчете и выборе автомата защиты учитываем рас-
смотренные на несколько страниц ранее времятоковые характеристики
срабатывания как по электромагнитному, так и тепловому расцепителю.
В-четвертых, следует помнить, что для безопасной эксплуатации
электропроводки нужно выбирать:
♦ для кабеля на 1,5 мм2 автомат не более 10 А;
♦ для кабеля на 2,5 мм2 автомат не более 16 А;
♦ для кабеля на 4 мм2 автомат не более 25 А;
♦ для кабеля на 6 мм2 автомат не более 32 А.
Подробности и нюансы расчета автоматических выключателей в
комплексе с остальными параметрами сети см. в главе «Электросеть
многоквартирного дома», раздел «Расчеты квартирной электросети».
ГЛАВА 12
УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ
Основная задача УЗО — защита человека от пора-
жения электрическим током и от возникновения пожара,
вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию
проводов и некачественные соединения. В главе рассмотрены
устройство, рекомендации по выбору, установке и
использованию современных УЗО.
12.1. Варианты защиты человека от удара током
Воздействие электрического тока на человека
Рассмотрим механизм воздействия электрического тока на человека.
С самого начала промышленного применения электричества ученые
всего мира занимались изучением этого воздействия и его последствий.
Однозначно установлено, что при воздействии электрического тока на
человека наиболее уязвимым органом является сердце.
Беспорядочные сокращения мышц сердца могут возникать даже
при малых значениях тока. Но результат воздействия электрического
тока на организм человека зависит не только от значения тока, но и от
продолжительности его протекания, пути тока через тело человека, а
также, в меньшей степени, от частоты тока, формы кривой, коэффи-
циента пульсаций и других факторов.
Для расчетной оценки опасности поражения электрическим током
принято использовать в качестве критерия опасности именно ток
через тело человека, а не напряжение, приложенное к нему.
Примечание.
Убивает ток (людей с кардиостимуляторами и т. п. — не только
ток). Любой ощутимый ток, проходящий через человека в течение
достаточно длительного времени, убьет его.
В табл. 12.1 приведено примерное время допустимого воздействия
электрического тока на человека в зависимости от тока и напряжения.
350
Профессиональные советы домашнему электрику
Время допустимого воздействия электрического тока на человека
в зависимости от тока и напряжения
Допустимое время действия, с
длительно
до 30
1
0,5
0,2
0,1
Величина тока, мА
1
б
50
100
250
500
Таблица 12.1
Величина напряжения, В
6
36
50
100
250
500
Примечание. Эти данные приведены по ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ «Предельно допустимые величины
напряжений и токов. Электробезопасность».
При напряжении до 500 В поражение постоянным током менее
губительно, чем поражение переменным током той же величины.
Примечание.
Считается, что напряжение 120 В постоянного тока при одинако-
вых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В перемен-
ного тока промышленной частоты (50 Гц).
При напряжении большей величины различий в воздействии
постоянного и переменного токов практически не наблюдаются.
Влияние частоты на поражающее воздействие переменного тока (для
диапазона напряжений до 500 В) представлено в табл. 12.2.
Влияние частоты на поражающее воздействие переменного тока
(для диапазона напряжений до 500 В)
Таблица 12.2
Частотный диапазон
50 Гц — промышленная
частота в РФ
50 Гц —0 Гц
50 Гц —100 Гц
200 Гц
400 Гц
Особенности воздействия электрического тока
Самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной
частоты
С уменьшением частоты значения силы неотпускающего тока возрастает.
При частоте, равной нулю (постоянный ток), они становятся больше примерно
в три раза значений для 50 Гц
Значения фибрилляционного тока при этих частотах равны
Фибрилляционный ток возрастает примерно в 2 раза по сравнению с
диапазоном 50-100 Гц
Фибрилляционный ток возрастает примерно в 3,5 раза по сравнению с
диапазоном 50-100 Гц
Теперь приведу три определения разновидностей тока, применяе-
мые в следующей таблице (табл. 12.3):
♦ ощутимый ток — ток, вызывающий ощутимые раздражения
при прохождении через организм;
Глава 12. Устройства защитного отключения
351
♦ неотпускающии ток — ток, вызывающий при прохождении через
человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в
которой зажат проводник (самому разжать руки невозможно);
♦ фибрилляционный ток — ток, вызывающий фибрилляцию
сердца при прохождении через организм (мышцы сокращаются
разрозненно и нескоординировано, вследствие чего сердце теря-
ет способность совершать согласованные сокращения).
Характер воздействия токов различной силы на организм человека
Значение
силы тока,
мА
0,6-1,6
2-4
5-7
8-10
10-15
20-25
25-50
50-80
Характер воздействия
Переменный ток 50 Гц
Начало ощущения — слабый
зуд, пощипывание кожи под
электродами
Ощущение тока распространяется
и на запястье руки, слегка сводит
руку
Болевые ощущения
усиливаются во всей кисти руки,
сопровождаются судорогами;
слабые боли ощущаются во всей
руке, вплоть до предплечья. Руки,
как правило, можно оторвать от
электродов
Сильные боли и судороги во
всей руке, включая предплечье.
Руки трудно, но в большинстве
случаев еще можно оторвать от
электродов
Едва переносимые боли во
всей руке. Во многих случаях
руки невозможно оторвать от
электродов. С увеличением
продолжительности протекание
тока боли усиливаются
Руки парализуются мгновенно,
оторваться от электродов
невозможно. Сильные боли,
дыхание затруднено
Очень сильная боль в руках
и груди. Дыхание крайне
затруднено. При длительном токе
может наступить паралич дыхания
или ослабление деятельности
сердца с потерей сознания
Дыхание парализуется через
несколько секунд, нарушается
работа сердца. При длительном
протекании тока может наступить
фибрилляция сердца
Постоянный ток
Не ощущается
Не ощущается
Начало ощущения. Впечатление
нагрева кожи под электродом
Усиление ощущения нагрева
Еще большее усиление ощущения
нагрева как под электродами, так
и в прилегающих областях кожи
Еще большее усиление ощущения
нагрева кожи, возникновение ощу-
щения внутреннего нагрева. Незна-
чительные сокращения мышц рук
Ощущение сильного нагрева, боли
и судороги в руках. При отрыве
рук от электродов возникают едва
переносимые боли в результате
судорожного сокращения мышц
Ощущение очень сильного поверх-
ностного и внутреннего нагрева,
сильные боли во всей руке и в об-
ласти груди. Затруднение дыхания.
Руки невозможно оторвать от
электродов из-за сильных болей
при нарушении контакта
Таблица 12.3
Общее название
для воздействия
тока
Неощущаемые
токи (0,6-1,6 м А)
Ощущаемые токи
(ЗмА)
Отпускающие токи
(6мА)
Неотпускающие
токи (10-15 мА)
Удушающие токи
(25-50 мА)
352
Профессиональные советы домашнему электрику
Таблица 12.3 (продолжение)
Значение
силы тока,
мА
100
300
Более 5000
(5 А)
Характер воздействия
Переменный ток 50 Гц
Фибрилляция сердца через 2-3 с;
еще через несколько секунд —
паралич сердца
То же действие за меньшее время
Постоянный ток
Паралич дыхания при длительном
протекании тока
Фибрилляция сердца через 2-3 с;
еще через несколько секунд —
паралич дыхания
Дыхание парализуется немедленно — через доли секунды.
Фибрилляция сердца, как правило, не наступает; возможна временная
остановка сердца в период протекания тока. При длительном
протекании тока (несколько секунд) тяжелые ожоги, разрушения тканей
Общее название
для воздействия
тока
Фибрилляционные
токи (100-200 мА)
Тепловые
воздействия (5 А и
выше)
Для наглядности данные, приведенные в табл. 12.3, представлены в
графическом виде. Влияние токов различной силы на организм чело-
века представлен на рис. 12.1.
Паралич
Т(мс) Покалывание Неотпускание дыхания
10000
Фибриляция
желудочка
Остановка
сердца
1000
01 05 10 30 75 500 1000 5000 / (мА)
Рис. 9.1. Влияние токов различной силы на организм человека
Как защитить человека от смертельного поражения
электрическим током?
Организационные меры:
♦ обеспечение недоступности для человека токоведущих частей
электрооборудования;
♦ снижение величины тока через тело человека до безопасного
значения;
♦ ограничение времени воздействия электрического тока на орга-
низм человека.
Глава 12. Устройства защитного отключения 353
Разработаны и технические меры защиты от поражения электри-
ческим током:
♦ применение низких напряжений;
♦ защитное разделение сетей;
♦ контроль, профилактика изоляции, обнаружение ее поврежде-
ний, защита от замыканий на землю;
♦ компенсация емкостных токов утечки;
♦ защитное заземление;
♦ защитное зануление;
♦ защитное отключение;
♦ система уравнивания потенциалов;
♦ двойная изоляция, изолирование рабочего места;
♦ грозозащита.
Защитное отключение — одно из наиболее эффективных электро-
защитных средств. Должна быть обеспечена защита человека от пора-
жения в двух наиболее вероятных и опасных случаях:
♦ при прямом прикосновении к токоведущим частям электрообо-
рудования;
♦ при косвенном прикосновении.
Под косвенным прикосновением понимается прикосновение чело-
века к открытым проводящим частям электроприбора, на которых в
исправном состоянии отсутствует электрический потенциал, но при
каких-либо неисправностях, вызвавших нарушение изоляции или ее
пробой на корпус, на этих частях возможно появление опасного для
жизни человека потенциала.
Для защиты от прямого прикосновения служат меры, предотвра-
щающие прикосновение к токоведущим частям:
♦ изоляция токоведущих частей;
♦ применение ограждений и оболочек;
♦ установка барьеров;
♦ размещение вне зоны досягаемости.
Дополнительная защита от электропоражения при прямом при-
косновении достигается путем применения устройств защитного
отключения.
УЗО является превентивным электрозащитным устройством и в
сочетании с современными системами заземления (TN-S, TN-C-S)
обеспечивает высокий уровень электробезопасности при эксплуата-
ции электроприборов.
354 Профессиональные советы домашнему электрику
Почему важна электрическая защита
Когда профессору Сергею Петровичу Капице задали вопрос, без
какого достижения современной цивилизации он не представляет
себе жизни, последовал ответ: «Без электричества». Это великое благо
для человечества, но благо достаточно опасное.
Его использование во всех областях деятельности человека, резкое
увеличение количества электроприборов в быту и на производстве
естественным образом повлекли за собой повышение опасности пора-
жения человека электрическим током. Поэтому не удивительно, что
вслед за расширением использования электрической энергии в про-
мышленности и быту развивалась и система обеспечения электробе-
зопасности или электрической защиты.
Электрическая защита необходима для того, чтобы безопасно экс-
плуатировать домашнюю электросеть, не допуская поражения чело-
века электрическим током, возгораний, повреждение электротехники
грозовыми разрядами. В общем, электрическая защита — понятие
комплексное. Задача защитных устройств — отключить напряжение в
кратчайший срок при нарушении параметров сети. Какие устройства
для этого применяются?
Для защиты человека от смертельного исхода при прикосновении
к корпусу неисправного электроприбора служит УЗО, которое под-
робно будет рассмотрено далее в этой главе.
12.2. Использование устройства защитного
отключения
Принцип действия защитного отключения
Определение.
Функционально устройство защитного отключения (УЗО) можно
определить как быстродействующий защитный выключатель,
реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводя-
щих электроэнергию к защищаемой электросети.
Устройства защитного отключения, реагирующие на дифференци-
альный ток, наряду с устройствами защиты от сверхтока, относятся к
дополнительным видам защиты человека от поражения при косвенном
Глава 12. Устройства защитного отключения 355
прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения
питания. Защита от сверхтока (при применений защитного зануления)
обеспечивает защиту человека при косвенном прикосновении — путем
отключения автоматическими выключателями или предохранителями
поврежденного участка цепи при коротком замыкании на корпус.
При малых токах замыкания, снижении уровня изоляции, а также
при обрыве нулевого защитного проводника зануление недостаточно
эффективно, поэтому в этих случаях УЗО является единственным
средством защиты человека от электропоражения.
В основе действия защитного отключения, как электрозащитного
средства, лежит принцип ограничения продолжительности проте-
кания тока через тело человека (за счет быстрого отключения) при
непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки,
находящимся под напряжением. Из всех известных электрозащитных
средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту чело-
века от поражения электрическим током при прямом прикосновении
к одной из токоведущих частей.
Вспомогательным, но не менее важным свойством УЗО является
его способность осуществлять защиту от возгорания и пожара, воз-
никающих вследствие возможных повреждений изоляции, неисправ-
ностей электропроводки и электрооборудования. Ведь более трети
всех пожаров происходят по причине возгорания электропроводки
в результате нагрева проводников по всей длине, искрения, горе-
ния электрической дуги на каком-либо элементе, вызванных токами
короткого замыкания.
Короткие замыкания, как правило, образуются из-за дефектов изо-
ляции, замыканий на землю, утечек тока на землю. УЗО, реагируя на
ток утечки на землю или защитный проводник, заблаговременно, до
развития КЗ, отключает электроустановку от источника питания, пре-
дотвращая тем самым недопустимый нагрев проводников, искрение,
возникновение дуги и возможное последующее возгорание.
Внимание.
Ничто не может защитить человека, если он «безбашенный». Если
такой специалист возьмется одной рукой за фазный провод, а дру-
гой — за нейтраль, то никакие обычные, т. е. реально доступные
автоматические устройства защиты не смогут отличить ситу-
ацию от подключения дополнительной нагрузки. И человек, скорее
всего, станет неодушевленным специалистом.
356 Профессиональные советы домашнему электрику
В каких случаях установка УЗО нецелесообразна?
УЗО нецелесообразно устанавливать при наличии старой вет-
хой проводки в помещении, поскольку в этом случае свойство УЗО
обнаруживать утечку тока может вызвать ряд проблем. Например,
при старой электропроводке устройство электрозащиты может сра-
батывать непредсказуемым образом. Поэтому в данном случае реко-
мендуется установка в местах с повышенной опасностью розеток со
встроенным УЗО.
История развития устройств защитного отключения
Первое устройство защитного отключения (УЗО) было запатенто^
вано германской фирмой RWE в 1928 г., когда принцип токовой диф-
ференциальной защиты, ранее применявшийся для защиты генерато-
ров, линий и трансформаторов, был применен для защиты человека
ot поражения электрическим током.
В 1937 г. фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Со изготовила пер-
вое действующее устройство на базе дифференциального трансфор-
матора и поляризованного реле, имевшее чувствительность 0,01 А и
быстродействие 0,1 с. В том же году с помощью добровольца (сотруд-
ника фирмы) было проведено испытание УЗО. Эксперимент закончился
благополучно, устройство сработало четко, доброволец испытал лишь
слабый удар электрическим током, хотя и отказался от участия в даль-
нейших опытах. Все последующие годы, за исключением военных и пер-
вых послевоенных, велась интенсивная работа по изучению действия
электрического тока на организм человека, разработке электрозащитных
средств и в первую очередь — совершенствованию и внедрению УЗО.
О русскоязычной терминологии защитного отключения
Термин устройство защитного отключения — УЗО, принятый в
отечественной специальной литературе, наиболее точно определяет
назначение данного устройства и его отличие от других коммутаци-
онных электрических аппаратов — автоматических выключателей,
выключателей нагрузки, магнитных пускателей и т. д.
Но иногда встречается неточность, даже вкравшаяся в стандарты.
Это определение УЗО, как «устройства, управляемого остаточным
током». Здесь нарушена элементарная причинно-следственная связь.
Устройство не управляется этим током, а реагирует на него!
Глава 12. Устройства защитного отключения 357
В последних отечественных стандартах (серии ГОСТ Р 51326,51327)
запутана терминология: в отличие от принятого в основном стандарте
(ГОСТ Р 50807-95) определения, УЗО называется то «выключатель
дифференциального тока — ВДТ», то «автоматический выключатель
дифференциального тока — АВДТ.
Часто применяется другое, не соответствующее стандартам назва-
ние УЗО — «дифференциальный выключатель». Это название рас-
пространилось из переведенных не специалистамиэлектриками про-
спектов зарубежных фирм. Соотношение понятий «УЗО, автомат
защиты и дифавтомат» приведены для наглядности в табл. 12.4.
Соотношение понятий УЗО, автомат защиты и дифавтомат Таблица 12.4
УЗО (Устройство защитного отключения, это
не автомат защиты, рассмотренный в правой
колонке).
Назначение. Защищает имущество от пожара, а
человека от удара током. Отключается, если ток
входящий отличается от тока выходящего более
чем на установленную величину. То есть, если
предельный ток утечки обнаружен, УЗО сработает
и отключит напряжение. Но УЗО не заменяет
заземления. УЗО не заменяет автомат защиты
Автомат защиты («последовательное
защитное устройство», «линейный автомат
защиты», «автомат», «автоматическая пробка»,
«автоматический выключатель»).
Назначение. Защищает сеть от перегрузки,
а имущество — от пожара. Отключается при
коротком замыкании или перегрузке защищаемой
сети
Дифференциальный автомат («УЗО со встроенной защитой от сверхтоков», «диффавтомат»).
Это УЗО + Автомат защиты
Дифавтомат не вытесняет УЗО и автомат защиты из-за большой стоимости и избыточной
функциональности. Кроме того, выключение (срабатывание) дифавтомата свидетельствует только о том,
что «что-то случилось», а, в зависимости от того, сработал автомат защиты или УЗО, вы уже много можете
понять про то, что именно случилось (http://www.dpva.info)
О терминологии защитного отключения за рубежом
За рубежом приняты следующие обозначения:
♦ в США и Канаде — RCD (residual-current device), RCCB (Residual
Current Circuit Breaker), GFI (ground fault interrupter ), ALCI
(appliance leakage current interrupter); GFCI (Ground Fault Circuit
Interrupter — размыкатель тока утечки на землю);
♦ в Австралии — Safety Switch;
♦ в Великобритании — Trip, Trip Switch, e.l.c.b. (earth leakage circuit
breaker — выключатель тока утечки на землю);
♦ В Германии, Австрии — Fehlerstrom-Schutzschalter (Fehlerstrom-
Schutzeinrichtung). Сокращенно: FI-Schutzschalter (F-Fehler — по-
вреждение, неисправность, утечка, I — символ тока в электротех-
нике, Schutzschalter — защитный выключатель, Schutzeinrichtung—
защитное устройство);
358 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ во Франции — DD — disjoncteur differentiel (дифференциальный
выключатель).
В настоящее время действует международная классификация
УЗО, разработанная международной электротехнической комиссией
(МЭК):
♦ RCD (residual current protective device) — защитное устройство по
дифференциальному (разностному) току, общее название УЗО;
♦ PRCD (portable residual current protective device) — переносное
защитное устройство по дифференциальному току;
♦ PRCD-S (portable residual current protective device-safety) — пе-
реносное защитное устройство по дифференциальному току
(в кабеле-удлинителе);
♦ SRCD (fixed socket outless residual current protective device) — за-
щитное устройство по дифференциальному току (встроенное в
розетку);
♦ RCCB (residual current operated circuit-breakers without integral
overcurrent protection) — защитное устройство по дифференци-
альному току без встроенной защиты от сверхтоков;
♦ RCBO (residual current operated circuit-breakers with integral
overcurrent protection) — защитное устройство по дифференци-
альному току со встроенной защитой от сверхтоков;
♦ RCM (residual current monitor) — устройство контроля диффе-
ренциального тока (тока утечки).
Примечание.
Кроме того, выбрано общее название— RCD — residual current
protective device. Точный перевод — защитное устройство по раз-
ностному (дифференциальному) току.
12.3. Электромеханические и электронные УЗО
Типы УЗО по конструкции
Электромеханические УЗО — т. е. устройства защитного отклю-
чения, функционально не зависящие от напряжения питания.
Приводятся в действие дифференциальным током (током утечки), на
который оно и реагирует. Имеют наибольшую цену, но и набольшую
надежность.
Глава 12. Устройства защитного отключения 359
Электронные УЗО с функцией отключения от сети при исчезнове-
нии напряжения питания — т. е. устройства защитного отключения,
которые приводятся в действие (срабатывают) от напряжения пита-
ния и автоматически срабатывающие при исчезновении напряжения
питания. Электромагнитное реле удерживает силовые контакты во
включенном состоянии только при наличии напряжения питания и
отсутствии тока утечки.
Электронные УЗО без функции отключения от сети при исчез-
новении напряжения питания — т. е. устройства защитного отклю-
чения, которые приводятся в действие (срабатывают) от напряжения
питания и не отключаются при исчезновении напряжения питания.
Внимание, с ними проблема: при обрыве питающего нейтрального
провода УЗО останется включенным, а опасный потенциал на элек-
трооборудование подается!
Отличия электронного и электромеханического УЗО
Более подробно следует рассмотреть отличия электронного УЗО
от электромеханического. Основное отличие уже определено в назва-
нии. Электронное УЗО для принятия решения об уровне тока утечки
и необходимости отключения поврежденной линии использует схему,
собранную на электронных компонентах.
Примечание.
Естественно, все эти элементы требуют собственного пита-
ния, и именно это является слабым местом электронных УЗО или
дифференциальных автоматических выключателей, укомплекто-
ванных ими же.
Очень редко, а при правильной эксплуатации и своевременном
обслуживании, вообще никогда, но, тем не менее, ситуация мажет воз-
никнуть — нулевой проводник поврежден и через защитное устрой-
ство проходит только фазовый провод. И именно в этот момент кто-то
случайно касается оголенного провода. Человек создает новый путь
для электрического тока и его уровень может быть любым — защит-
ное устройство все равно не может оценить уровень угрозы, так как
нарушена схема подачи питания на само устройство.
Это похоже на электрический фонарик с вытащенными батарей-
ками — пока нет питания, не будет и света. Многие страны Европы
запретили электронные УЗО к применению. У нас тоже к этому, несо-
360 Профессиональные советы домашнему электрику
мненно, придут, но сначала необходимо пройти путь насыщения
ЛЮБЫХ защитных устройств.
У электронных УЗО есть не только минусы, но и плюсы. И не
самый последний из них — низкая цена. Электронные компоненты
постоянно дешевеют и защитное устройство тоже. Также, немалым
плюсом, является многофункциональность. Электронное устройство
очень просто наделять дополнительными функциями. О защите от
повышенного напряжения или высоковольтных импульсных помехах
писалось выше.
Ну и самое главное — отказ в работе возможен только при отсоеди-
нении питающего провода, а это очень легко диагностируемый случай
и быстро устранимый. Электромеханические устройства защитного
отключения не имеют и не требуют собственного питания. В качестве
исполнительного элемента используется обычный постоянный магнит.
В случае появления тока утечки на этот магнит оказывается воздей-
ствие по его размагничиванию, и как только он оказывается не в силах
удерживать металлическую защелку, — происходит отключение.
Описание принципа работы простое, но в реализации данные
устройства довольно сложны и высокотехнологичны. Этим объяс-
няется достаточно высокая стоимость подобных устройств. Споры о
целесообразности применения электронных и электромеханических
устройствах шли ранее и будут идти. Статистика поражения человека
электрическим током, как таковая, не ведется.
Но с точки зрения здравого смысла, преимущества электромехани-
ческих защитных устройств не столь очевидны. Если не нарушать эле-
ментарных правил электробезопасности при работе в электрощите, то
разницы нет, электроника или механика входят в состав УЗО.
Следует отметить, что основной причиной меньшего распро-
странения электронных УЗО является их неработоспособность при
часто встречающейся и наиболее опасной по условиям вероятности
электропоражения неисправности электроустановки, а именно — при
обрыве нулевого проводника в цепи до УЗО по направлению к источ-
нику питания. В этом случае «электронное» УЗО, не имея питания,
не функционирует, а на электроустановку по фазному проводнику
поступает опасный для жизни человека потенциал.
В развитых европейских странах электротехнические нормы допу-
скают применение только УЗО, не зависящих от напряжения питания.
УЗО второго типа разрешено применять в цепях, защищаемых элек-
тромеханическими УЗО, только в качестве дополнительной защиты
Глава 12. Устройства защитного отключения
361
для конечных потребителей,
например, для электроинстру-
мента, нестационарных элек-
троприемников.
В конструкции электронных
УЗО, производимых в США,
Японии, Южной Корее и в
некоторых европейских странах
(рис. 12.2), как правило, зало-
жена функция отключения от
сети защищаемой электроуста-
новки при исчезновении напря-
жения питания. Эта функция
конструктивно реализуется с
помощью электромагнитного
реле, работающего в режиме
самоудерживания. Силовые
контакты реле находятся во
включенном положении только
при протекании тока по его
обмотке, что аналогично маг-
нитному пускателю.
При исчезновении напряжения на вводных зажимах устройства
якорь реле отпадает, при этом силовые контакты размыкаются, защи-
щаемая электроустановка обесточивается. Подобная конструкция
УЗО обеспечивает гарантированную защиту от поражения человека в
электроустановке и в случае обрыва нулевого проводника. В США при-
меняются в основном УЗО, встроенные в розеточные блоки. На одном
объекте, например, небольшой квартире устанавливается по 10—15
устройств. Розетки, не оборудованные УЗО, обязательно запитываются
шлейфом от розеточных блоков с УЗО.
Дифференциальный
трансформатор тока
Электронный
усилитель
Рис. 12.2. Электронное УЗО с функцией
отключения сети
Быстродействие современных УЗО
Современные качественные УЗО имеют быстродействие
Тп = 20-30 мс (0,02-0,03 с). Это означает, что УЗО — «быстрый»
выключатель, поэтому на практике возможны ситуации, когда УЗО
срабатывает раньше аппарата защиты и отключает как токи нагрузки,
так и сверхтоки.
362 Профессиональные советы домашнему электрику
Но разработаны и УЗО, срабатывающие с некоторой задержкой для
обеспечения «каскадности» отключения.
12.4. Классификация и характеристики УЗО
Типы УЗО по виду тока и времени срабатывания
УЗО типа АС — устройство защитного отключения, реагирующее
на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникаю-
щий внезапно либо медленно возрастающий. Бюджетный вариант. Не
реагирует на пульсирующий постоянный ток утечки, возникающий в
схемах, где используются импульсные источники питания.
УЗО типа А — устройство защитного отключения, реагирующее на
переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий
постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно либо мед-
ленно возрастающие. Рекомендуется использовать практически во всех
обычных случаях, но они значительно дороже варианта АС.
Обозначения представлены в табл. 12.5.
Обозначение основных типов УЗО Таблица 12.5
Тип АС
Тип А
АС-тип устройства защитного отключения — размыкание последует в случае,
если разностный синусоидальный ток внезапно возникает или медленно
увеличивается
А-тип устройства защитного отключения — размыкание гарантировано в
случае, если синусоидальный или пульсирующий разностный ток внезапно
возникает или медленно увеличивается
УЗО типа В — устройство защитного отключения, реагирующее на
переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.
Реагирует на утечку даже постоянного тока!
УЗО типа S — устройство защитного отключения, селективное
(с выдержкой времени отключения). Задержка на срабатывание УЗО
типа S составляет 200-300 мс (0,2-0,3 с). Применяется в сетях, где
предусматривается каскадное включение устройств, при котором
головное УЗО должно срабатывать в последнюю очередь, а также
в сельской местности в районах с высокой грозовой активностью
(у такого УЗО йамного ниже вероятность ложных срабатываний).
Глава 12. Устройства защитного отключения 363
УЗО типа G — то же, что и типа S, но с меньшей выдержкой вре-
мени, составляющей 60-80 мс (0,06-0,08 с). Используется в случаях
последовательного каскадного включения устройств вместе с УЗО S,
чтобы головное УЗО (типа S) срабатывало в последнюю очередь.
Разновидности УЗО по номинальному напряжению
и номинальному току нагрузки
Номинальное напряжение Un = 380 В для четырехполюсных и
Un = 220 В для двухполюсных УЗО.
Примечание.
Допустимо применение четырехполюсных УЗО в режиме двухпо-
люсных, т. е. в однофазной сети, при условии, что изготовитель
обеспечивает нормальное функционирование тестовой цепи при
этом напряжении.
Нормами установлен также диапазон напряжений, в котором УЗО
должно сохранять работоспособность. Это имеет принципиальное
значение лишь для «электронных» УЗО, функционально зависимых
от напряжения питания (табл. 12.6).
Подбор УЗО в зависимости от номинала защитного автомата Таблица 12.6
Разновидности УЗО
по току нагрузки In
6
10
16
25
40
63
80
100
125
Разновидности защитного автомата
потоку нагрузки рекомендованный/допустимый
-/6
6/10
10/16
16/25
25/40
40/63
63/80
80/100
100/125
Примечание.
Теоретически, разрешено иметь номинальный ток нагрузки УЗО
равным или на ступень выше номинального тока последователь-
ного защитного устройства. Если УЗО и автоматический выклю-
чатель имеют равные номинальные токи, то при протекании
тока, превышающего номинальный, например, на 45 %, т. е. тока
перегрузки, этот ток будет отключен автоматическим выклю-
чателем за время до одного часа. Это означает, что этот период
времени УЗО будет перегружено.
364 Профессиональные советы домашнему электрику
Разновидности УЗО по номинальному отключающему
дифференциальному току lDn (по уставке) и номинальному
неотключающему дифференциальному току lDn0
Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn (ток
уставки) выбирается из следующего ряда: 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА,
300 мА, 500 мА.
Примечание.
Реальное значение тока отключения определяется еще и номиналь-
ным неотключающим током утечки lDn0 и находится ниже уровня
уставки, поскольку номинальный неотключающий дифференциаль-
ный ток lDn0 УЗО, обычно, равен половине значения тока уставки:
Каждое конкретное устройство имеет, как правило, определенное
стабильное значение отключающего тока, находящееся в указанном
диапазоне.
Совет.
Чтобы избежать ложных отключений следует учитывать данное
обстоятельство и сопоставлять реальное значение отключаю-
щего тока с нормальным «фоновым» током утечки в защищаемой
электросети.
Уставку УЗО для каждого конкретного случая применения, теоре-
тически, выбирают с учетом следующих факторов:
♦ значения существующего в данной электросети суммарного
(с учетом присоединяемых стационарных и переносных элек-
троприемников) тока утечки на землю — так называемого «фо-
нового тока утечки»;
♦ значения допустимого тока через человека на основе критериев
электробезопасности;
♦ реального значения отключающего дифференциального тока
УЗО, которое в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50807-94
находится в диапазоне 0,5IDn...IDn.
а
Примечание.
Согласно требованиям ПУЭ (7-е изд., п. 7.1.83) номинальный диффе-
ренциальный отключающий ток УЗО должен быть не менее чем в
три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи элек-
троустановки — /^ Го есть: lDn> = 3 ID.
Глава 12. Устройства защитного отключения
365
Правило.
При отсутствии фактических (замеренных) значений тока утечки
в электроустановке ПУЭ (п. 7.1.83) предписывают принимать ток
утечки электроприемников из расчета 0,4 мАна! А тока нагрузки, а
ток утечки цепи из расчета ЮмкА на 1 м длины фазного проводника.
Рекомендуемые значений IDn (уставки) УЗО для диапазона номи-
нальных токов 16-80 А представлены в табл. 12.7.
Рекомендуемые значений lDn (уставки) УЗО
для диапазона номинальных токов 16-80 А
Таблица 12.7
Номинальный ток
нагрузки в зоне защиты,
А
16
25
40
63
80
Рекомендуемые значений 1Оп (уставки), мА
при работе в зоне
защиты одиночного
потребителя
30
30
30
30
100
при работе в зоне
защиты группы
потребителей
30
30
30(100)
100
300
УЗО противопожарного
назначения на ВРУ
300
300
300
300
300
В некоторых случаях для определенных потребителей значение
уставки задается нормативными документами. В ГОСТ Р 50669-94
применительно к зданиям из металла или с металлическим каркасом
задается значение уставки УЗО не выше 30 мА. Временные указания
предписывают:
♦ для сантехнических кабин, ванных и душевых устанавливать
УЗО с током срабатывания: 10 мА, если на них выделена отдель-
ная линия; в остальных случаях, (например, при использовании
одной линии для сантехнической кабины, кухни и коридора) до-
пускается использовать УЗО с уставкой 30 мА (п. 4.15);
♦ в индивидуальных жилых домах для групповых цепей, пи-
тающих штепсельные розетки внутри дома, включая подвалы,
встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях,
питающих ванные комнаты, душевые и сауны УЗО с уставкой
30 мА;
♦ для устанавливаемых снаружи штепсельных розеток УЗО с
уставкой 30 мА (п. 6.5).
В ПУЭ (7-е изд. п. 7.1.84) рекомендуется для повышения уровня
защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части на
вводе в квартиру, индивидуальный дом и тому подобное установка
ПОЖАРНЫХ УЗО с током срабатывания до 300 мА.
366
Профессиональные советы домашнему электрику
Внимание.
УЗО с уставкой свыше 30 мА людей не защищает.
Нейтральныйгпровод не должен быть заземлен после УЗО (в контуре
«под защитой УЗО»), он может быть заземлен до УЗО, но не после.
Существуют нагрузки, т. е. электрические устройства, которые не
будут работать в схеме с УЗО (нечасто, но встречаются). Так, если
за (после) УЗО установлен настоящий (неполупроводниковый, не
«авто»= гальванически развязанный) трансформатор, то никакое УЗО
на утечки из вторичного контура трансформатора работать не будет.
Совет.
Если УЗО с уставкой 10 мА срабатывает, то можете попробовать УЗО
с уставкой 30 мА (но не выше, иначе оно не будет защищать человека).
Разновидности УЗО по степени защиты от воздействия
окружающей среды и температурному режиму эксплуатации
Чем выше номер в кодировке IP (Ingress Protection, защита от про-
никновения), тем выше класс защиты (табл. 12.8).
Расшифровка кодировки IP
Первая цифра
Защита от твердых объектов или частиц
0 — Защиты нет
1 — Защита от частиц диаметром от 50 мм
2 — Защита от частиц диаметром от 12,5 мм
3 — Защита от частиц диаметром от 2,5 мм
4 — Защита от частиц диаметром от 1,0 мм
5 — Пылезащита
6 — Пыленепроницаемая оболочка
Таблица 12.8
Вторая цифра
Защита от нежелательного проникновения воды
0 — Защиты нет
1 — Защита от вертикальных капель
2 — Защита от капель, падающих под углом 15° к вертикали
3 — Защита от мелких брызг
4 — Защита от крупных брызг
5 — Защита от струи воды без напора
6 — Защита от струи воды под напором
7 — Допускает непродолжительное погружение в воду
8 — Может работать под водой
По степени защиты от воздействия окружающей среды обычное
исполнение УЗО — IP 20. Встречаются также УЗО специального
исполнения — IP 40. При более высоких требованиях по степени
защиты УЗО должны устанавливаться в защитный кожух.
УЗО обычного исполнения имеют диапазон рабочих температур
от -5 до 40 °С. В специальном исполнении — для диапазона темпера-
тур от -25 до 40 °С на УЗО наносится знак.
Глава 12. Устройства защитного отключения 367
Дополнительные характеристики УЗО,
показатели качества устройства
Номинальный ток короткого замыкания 1пс — один из основных
параметров УЗО, характеризующий, прежде всего, качество изделия.
Указанное заводом-изготовителем значение этого параметра проверя-
ется при сертификационных испытаниях устройства. Смысл испыта-
ния заключается в определении термической и электродинамической
стойкости изделия при протекании сверхтоков.
При испытании на специальном стенде создается цепь из мощного
источника и нагрузки, обеспечивающая протекание заданного сверх-
тока из ряда: 3; 4,5; 6; 10 кА. Испытательный tqk не достигает задан-
ного значения, поскольку отключается ранее последовательно вклю-
ченным защитным аппаратом с нормированной уставкой.
Как правило, для этой цели применяются плавкие вставки в виде
серебряных проводников калиброванного сечения. Значение 1пс, как
важнейшего параметра УЗО, должно обязательно быть приведено
на лицевой панели устройства, или в сопроводительной технической
документации на УЗО.
Для УЗО типов S и G (с задержкой срабатывания) предъявляются повы-
шенные требования по данному параметру, поскольку предполагается,
что, во-первых, УЗО этого типа устанавливаются на головном участке
сети, где токи короткого замыкания, естественно, выше, во-вторых, такие
устройства, имея задержку по срабатыванию, могут находиться под воз-
действием аварийных токов более продолжительное время.
Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания
IDc — параметр аналогичен рассмотренному в 1пс. Главным отличием
является то, что сверхток протекает по одному проводнику УЗО и
испытания проводятся при включении испытательного тока пооче-
редно по отдельным полюсам УЗО.
Предельное значение неотключающего сверхтока 1пт — данный
параметр характеризует способность УЗО не реагировать на сим-
метричные токи короткого замыкания и перегрузки. Является важ-
ным показателем качества устройства. Неправильно считать, что это
ток, при котором УЗО должно производить отключение. Нормативы
определяют минимальное значение неотключающего тока, равное
шестикратному значению номинального тока нагрузки, т. е. 1пт = 61п.
Максимальное значение неотключающего сверхтока не нормируется
и может иметь значения, намного превышающие 61П.
368
Профессиональные советы домашнему электрику
Номинальная включающая и отключающая способность (комму:
тационная способность) 1т. Коммутационная способность зависит от
качества исполнения устройства, качества силовых контактов, мощно-
сти пружинного привода, материала (пластмассовых или металличе-
ских деталей) и качества механизма, наличия дугогасящей камеры и др.
Этот параметр в значительной степени определяет надежность УЗО.
В некоторых аварийных режимах УЗО должно осуществить отклю-
чение сверхтоков, опережая автоматический выключатель, при этом
оно должно сохранить свою работоспособность.
Номинальная включающая и отключающая способность по диф-
ференциальному току IDm. Данная характеристика аналогична рас-
смотренной выше 1т с той разницей, что предполагается протекание
дифференциального сверхтока, например, при коротком замыкании
на корпус электроприбора в системе TN-C-S.
12.5. Схемотехника и принцип действия УЗО
Принципиальная электрическая схема УЗО
Принципиальная схема УЗО включает в себя такие функциональ-
ные группы:
♦ дифференциальный трансформатор тока (используется в боль-
шинстве УЗО), который измеряет баланс токов между входящи-
ми в него проводниками (на рис. 12.3:1 и 2 —
это его первичные обмотки, а 3 — вторичная
обмотка;
♦ пусковой элемент (это, как
правило, электромагнитное
реле), который служит для
управления (воздействия) ис-
полнительным механизмом;
♦ исполнительный механизм,
который предназначен для
аварийного отключения за-
щищаемой цепи.
♦ кнопка «Тест», предназна-
ченная для контроля исправ-
] Контактная
группа
Дифференциальный
трансформатор
НОСТИ УЗО путем создания Рис.12.3. Принципиальная электрическая
имитации тока утечки. схема однофазного УЗО
Глава 12. Устройства защитного отключения
369
Принципиальная электрическая схема электромеханического УЗО
представлена на рис. 12.3.
Рассмотрим работу принципиальной схемы УЗО. При исправности
контролируемой линии нет заданного тока утечки. При этом диффе-
ренциальный трансформатор находится в состоянии покоя (равно-
весия), потому что токи в встречно включенных первичных обмотках
трансформатора равны.
Равные магнитные потоки, идущие навстречу друг другу, взаимо-
вычитаются и равны нулю. Поэтому во вторичной обмотке не возни-
кает электромагнитное поле, а, значит, нет напряжения. Значит, и не
возникает ЭДС, способная воздействовать на реле, на основе которого
собран пусковой механизм.
А как только происходит утечка на защищаемой (контролируемой)
линии, равная значению срабатывания УЗО (как правило, от 10 до
30 мА), то нарушатся равенство в первичных обмотках трансформа-
тора. Вследствие этого возникает электромагнитное поле в первич-
Вход
С В А N
0 0 0 0
Контактная
группа ч v
\-\
Реле
Дифференциальный i
трансформатор
Л1
Кнопка
■Я отключения
УЗО
(Кнопка
ТЕСТ
0 0 0 0
С В А N
Выход
Рис, 12А. Принципиальная электрическая схема трехфазного УЗО
370 Профессиональные советы домашнему электрику
ных и вторичных катушках, которое образует связь по напряжению.
В итоге, во вторичной обмотке возникает напряжение срабатывания
реле (пусковой элемент), которое воздействует на исполнительный
механизм и отключает контактную группу, обесточивая, таким обра-
зом, защищаемую линию.
Следует помнить, что УЗО требует ежемесячной проверки, которая
осуществляется нажатием кнопки «Тест». При этом происходит замы-
кание цепи, имитирующей искусственную утечку тока и срабатывание
устройства защитного отключения. Отсутствие срабатывания укажет
на полную неисправность устройства.
Схема трехфазного УЗО аналогична схеме однофазного. Она отли-
чается количеством первичных обмоток (рис. 12.4).
Основные функциональные блоки УЗО
Функционально УЗО можно определить как быстродействующий
защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в
проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроу-
становке.
Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис. 12.5.
Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифферен-
циальный трансформатор тока, рассмотренный выше. В абсолют-
ном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоя-
щее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока
используется именно трансформатор тока.
Пусковой орган (пороговый элемент) выполняется, как правило,
на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или
электронных компонентах. Исполнительный механизм включает в
себя силовую контактную группу с механизмом привода (рис. 12.5).
Режимы работы УЗО
УЗО предназначено для непрерывной, продолжительной работы.
Оно должно отключать защищаемый участок сети при появлении в
нем синусоидального переменного или пульсирующего постоянного
(в зависимости от модификации) тока утечки, равного отключающему
дифференциальному току устройства. УЗО, функционально не зави-
сящее от напряжения питания, не должно срабатывать при снятии и
повторном включении напряжения сети. УЗО не должно производить
Глава 12. Устройства защитного отключения
371
Цепь
тестирования
pj | Пусковой орган
■pj ■ | (пороговый элемент)
Дифференциальный
трансформатор тока
Исполнительный
механизм
Рис. 12.5, Принцип действия УЗО
автоматическое повторное включение. УЗО, функционально не зави-
сящее от напряжения питания, не должно зависеть от наличия напря-
жения в контролируемой сети, должно сохранять работоспособность
при обрыве нулевого или фазного проводов. УЗО должно срабатывать
при нажатии кнопки ТЕСТ.
Конструкция контрольного эксплуатационного устройства должна
исключать возможность попадания сетевого напряжения в цепь, под-
ключенную к выходным выводам УЗО при нажатии кнопки ТЕСТ,
когда УЗО находится в разомкнутом состоянии. Это означает, что
тестовая цепь должна быть подключена к входному выводу УЗО через
контакт, сблокированный с силовой контактной группой.
372
Профессиональные советы домашнему электрику
УЗО защищается от токов короткого замыкания последователь-
ным защитным устройством (ПЗУ): автоматическим выключателем
или предохранителем, отвечающими требованиям соответствующих
стандартов. При этом номинальный ток ПЗУ не должен превышать
номинальный рабочий ток УЗО.
Рассмотрим основные режимы работы УЗО (рис. 12.6).
Режим 1
Режим 2
Ph
N
i
i <*
i
•г-
У
)<И>2
Когда изоляция цела и утечки тока
нет, в катушке L1 отсутствует
магнитный поток, а на катушке
нет ЭДС. Контакты замкнуты,
оборудование функционирует
нормально
При нарушении изоляции в
катушке L1 появляется
магнитный поток...
Режим 3
..на катушку К1 поступает ЭДС,
контакты размыкаются, автомати-
чески прекращается подача
напряжения на оборудование
Рис 12.6. Три режима работы УЗО
Глава 12. Устройства защитного отключения 373
Режим №1. В нормальном режиме, при отсутствии дифференци-
ального тока — тока утечки, в силовой цепи по проводникам, про-
ходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока, про-
текает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно
магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки
дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, про-
текающий по направлению к нагрузке, как Iv а от нагрузки как /2, то
можно записать равенство: 1Х = 12.
Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнит-
ном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно
направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2- Результирующий магнит-
ный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциаль-
ного трансформатора также равен нулю. Пусковой орган находится в
этом случае в состоянии покоя.
Режим №2. При прикосновении человека к открытым токопрово-
дящим частям или к корпусу электроприемника, на который произо-
шел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока
нагрузки /р протекает дополнительный ток — ток утечки (JD), являю-
щийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).
Неравенство токов в первичных обмотках (Ix + ID в фазном прово-
днике) и (12, равный Jp в нейтральном проводнике) вызывает неравен-
ство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной
обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток
превышает значение уставки порогового элемента пускового органа,
последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм.
Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного
привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размы-
кает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроуста-
новка обесточивается.
Режим №3. Для осуществления периодического контроля исправ-
ности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования.
При нажатии кнопки ТЕСТ искусственно создается отключающий
дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно в целом
исправно. К УЗО, в силу его особого назначения — защиты жизни
и имущества человека, предъявляются чрезвычайно высокие требо-
вания по надежности, помехоустойчивости, термической и электро-
динамической стойкости, материалам и исполнению конструкции.
Этими особыми требованиями отчасти объясняется сравнительно
высокая стоимость современных УЗО.
374 Профессиональные советы домашнему электрику
Внутреннее устройство УЗО
На рис. 12.7 показано внутреннее устройство УЗО со вспомога-
тельным источником питания (http://ectusow.ru). Данное УЗО имеет
номинальный ток 13 А, отключающий дифференциальный ток 30 мА.
Данное устройство содержит
вспомогательный источник
питания, выполняющий авто-
матическое отключение при
отказе или обесточивании вспо-
могательного источника. Это
означает, что УЗО может быть
включено только при наличии
Рис.12.7.Внутреннееустройство питающего напряжения, при
УЗО со вспомогательным источником пропадании напряжения ОНО
nUmaHU\TJZZZuZ°KZmU4eCKOe автоматически отключается
вспомогательного источника (такое поведение повышает
безопасность устройства).
Фазный и нулевой проводники от источника питания подключа-
ются к контактам (1), нагрузка УЗО подключается к контактам (2).
Проводник защитного заземления (РЕ-проводник) к УЗО никак не
подключается.
При нажатии кнопки (3) контакты (4) (а также еще один контакт,
скрытый за узлом (5)) замыкаются, и УЗО пропускает ток. Соленоид
(5) удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как
кнопка отпущена.
Катушка (6) на тороидальном сердечнике является вторичной
обмоткой дифференциального трансформатора тока, который окру-
жает фазный и нулевой проводники. Проводники проходят сквозь
тор, но не имеют электрического контакта с катушкой.
В нормальном состоянии ток, текущий по фазному проводнику,
точно равен току, текущему по нулевому проводнику, однако эти токи
противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно ком-
пенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформа-
тора тока ЭДС отсутствует. Любая утечка тока из защищаемой цепи на
заземленные проводники (например, прикосновение человека, стоя-
щего на мокром полу, к фазному проводнику) приводит к нарушению
баланса в трансформаторе тока. В итоге через фазный проводник «вте-
кает больше тока», чем возвращается по нулевому (часть тока утекает
через тело человека, то есть помимо трансформатора).
Глава 12. Устройства защитного отключения 375
Несбалансированный ток в первичной обмотке трансформатора
тока приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС
сразу же регистрируется следящим устройством (7), которое отклю-
чает питание соленоида (5). Отключенный соленоид больше не удер-
живает контакты (4) в замкнутом состоянии, и они размыкаются под
действием силы пружины, обесточивая неисправную нагрузку.
Устройство спроектировано таким образом, что отключение про-
исходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть послед-
ствий от поражения электрическим током.
Кнопка проверки (8) позволяет проверить работоспособность
устройства путем пропускания небольшого тока через оранжевый
тестовый провод (9). Тестовый провод проходит через сердечник
трансформатора тока, поэтому ток в тестовом проводе эквивалентен
нарушению баланса токонесущих проводников, то есть УЗО должно
отключиться при нажатии на кнопку проверки. Если УЗО не отключи-
лось, значит, оно неисправно и должно быть заменено.
Условное графическое изображение УЗО
Условное графическое изображение УЗО на чертежах и схемах при-
ведено на рис. 12.8 (однофазное), а на рис. 12.9 (трехфазное). Число
полюсов при однолинейном представлении можно изображать и чис-
лом (вверху) и числом черточек.
ч ч ч ч/д>100мА \/д>100мА
/д>30мА
\
f
Рис. 12.8. Однофазное Рис. 12.9. Трехфазное (4-хплюсное)
(2-х полюсное) УЗО с током УЗО с током уставки (срабатывания)
уставки (срабатывания) 30 мА: 100 мА:
а — развернутое изображение; а—развернутое изображение;
б — однолинейное изображение б—однолинейное изображение
Схемы включения УЗО
Конструкции УЗО различных производителей могут отличаться
друг от друга не только параметрами, но и схемами подключения. На
рис. 12.10 приведены наиболее распространенные схемы включения
376
Профессиональные советы домашнему электрику
Глава 12. Устройства защитного отключения
377
УЗО. Кроме того, показано включение УЗО в одно-, двух- и трехфаз-
ном вариантах.
При включении УЗО по неполнофазному варианту необходимо
обратить внимание на правильность подключения проводников к
клеммам устройства — должна быть подключена цепь тестирующего
резистора. Схема подключения приведена на лицевой или боковой
поверхности корпуса УЗО.
РЕ
кВч
УЗО
40/0,03/2
А Е
В16АЧ В16А'
4
t
1
кВч
УЗО
40/0,03/2
В10А
Освещение Розеточная
группа
Трехпроводная сеть
Освещение Розеточная
группа
Двухпроводная сеть
Рис 12.11. Схемы включения УЗО
вводной \'
С40А Л
В10А
Освещение Розеточная
группа
Трехпроводная сеть
вводной
С40А
1
кВч
ВЮА\ В16Аг
В16Аг
Освещение Розеточная
группа
Двухпроводная сеть
Рас. 12.12. Схемы подключения АВДТ
378
Профессиональные советы домашнему электрику
Применение УЗО типа А целесообразно в обоснованных случаях,
например, в цепях, содержащих потребители с тиристорным управле-
нием без разделительного трансформатора. УЗО типа В применяют в
промышленных электроустановках со смешанным питанием — пере-
менным, выпрямленным и постоянным токами.
Схемы включения современного УЗО и АВДТ представлены на
рис. 12.11 и рис. 12.12.
Схема подключения пожарного УЗО при вводе в квартиру
Схема подключения УЗО приводится на лицевой или боковой
поверхности корпуса УЗО. На рис. 12.13 приведены принципиальные
схемы подключения УЗО, для однофазной и трехфазной сетей.
L N РЕ
L N
РЕ
L1 L2 L3 N РЕ
L1 L2 L3 N
Главный
автомат
Счетчик
электро-
энергии
кВч
Пожарное
УЗО
УЗО
11
кВч
УЗО
м
им
РЕ
Рис. 12.13. Демонстративные схемы подключения вводного (пожарного) УЗО:
а — в однофазном варианте ввода; б—в трехфазном варианте ввода
Глава 12. Устройства защитного отключения
379
УЗО со встроенной защитой от сверхтоков — дифавтомат
Существует класс приборов — УЗО со встроенной защитой от
сверхтоков (RCBO), так называемые «комбинированные» УЗО или
дифавтоматы (рис. 12.14). Практически все фирмы-производители
УЗО имеют в своей производственной программе УЗО со встроенной
защитой от сверхтоков.
Показательным примером является освещение рекламных щитов,
установленных на уличных павильонах остановок общественного
транспорта, где питание двух-трех люминесцентных ламп осущест-
вляется через комбинированное УЗО с номинальным рабочим током
6 А и номинальным отключающим дифференциальным током 30 мА.
Конструктивной особенностью дифатоматов является то, что меха-
низм размыкания силовых контактов запускается при воздействии
на него любого из трех элементов — катушки с сердечником токовой
отсечки, реагирующей на ток короткого замыкания, биметаллической
пластины, реагирующей на токи перегрузки и магнитоэлектрического
расцепителя, реагирующего на дифференциальный ток. Применение
УЗО со встроенной защитой от сверхтоков, целесообразно лишь в
обоснованных случаях, например, для одиночных потребителей элек-
троэнергии.
Тестовый
резистор
Магнито-
электрический
расцепитель,
реагирующий на
дифференциальный
ток
Кнопка
ТЕСТ
Катушка
токовой отсечки
Рис. 12.14. Устройство дифавтомата
380 Профессиональные советы домашнему электрику
Маркировка на корпусе УЗО
1. На каждом УЗО должна быть стойкая маркировка с указанием
всех или, при малых размерах, части следующих данных.
2. Наименование или торговый знак (марка) изготовителя.
3. Обозначение типа, номера по каталогу или номера серии.
4. Номинальное напряжение Un.
5. Номинальная частота, если УЗО разработано для частоты, отлич-
ной от 50 и (или) 60 Гц.
6. Номинальный ток нагрузки 1п.
7. Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn.
8. Номинальная наибольшая включающая и отключающая комму-
тационная способность 1т.
9. Номинальный условный ток короткого замыкания 1пс.
10. Степень защиты (только в случае ее отличия от 1Р20).
11. Символ [S] для устройств типа S, [G] для устройств типа G.
12. Указание, что УЗО функционально зависит от напряжения сети,
если это имеет место.
13. Обозначение органа управления контрольным устройством —
кнопки ТЕСТ — буквой Т.
14. Схема подключения.
15. Рабочая характеристика: тип АС — символ , тип А — символ.
Маркировка по пп. 2, 3, 5, 6, 8, 10, 12, 14 должна быть располо-
жена так, чтобы быть видимой после монтажа УЗО. Информация
об устройстве по пп. 1, 7, 13 может быть нанесена на боковой или
задней поверхности устройства, видимых только до установки
изделия.
Информация об устройстве по пп. 4, 9, 11, а также значения инте-
грала Джоуля 14 и пикового тока 1р должны быть приведены в экс-
плуатационной документации. Выводы, предназначенные исключи-
тельно для соединения цепи нулевого рабочего проводника, должны
быть обозначены буквой «N». Стандартные значения температуры
окружающей среды (-5...+40 °С) могут не указываться. Диапазон тем-
ператур (-25...+40 °С) обозначается символом.
Глава 12. Устройства защитного отключения 381
12.6. Использование УЗО
Особенности применения УЗО
при различных системах заземления
В настоящее время в нашей стране специалисты ведут активную
работу по повышению уровня электробезопасности в электроуста-
новках жилых и общественных зданий. В руководящих документах
теперь предписано:
«В жилых и общественных зданиях линии групповой сети, прокла-
дываемые от групповых щитков до штепсельных розеток, должны
выполняться трехпроводными (фазный, нулевой рабочий и нулевой
защитный проводники). Питание стационарных однофазных элек-
троприемников следует выполнять трехпроводными линиями. При
этом нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не следует
подключать на щитке под один контактный зажим».
Таким образом, сделан первый шаг по внедрению в России для
электроустановок жилых и общественных зданий системы заземле-
ния TN-C-S.
Так, в ПУЭ (7-е издание) сформулированы требования к выполнению
групповых сетей. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладыва-
емые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников
общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электропри-
емников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой
рабочий — N и нулевой защитный — РЕ проводники). Не допускается
объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников раз-
личных групповых линий. Нулевой рабочий и нулевой защитный про-
водники не допускается подключать под общий контактный зажим.
Выбор сечения проводников следует проводить согласно требо-
ваниям соответствующих глав ПУЭ. Однофазные двух- и трехпро-
водные линии, а также трехфазные четырех и пятипроводные линии
при питании однофазных нагрузок, должны иметь сечение нулевых
рабочих N проводников, равное сечению фазных проводников.
Анализ причин срабатывания УЗО
и алгоритм поиска неисправностей
При срабатывании УЗО необходимо определить вид неисправности в
электросети. Порядок действий электрика следующий. Взвести УЗО.
382 Профессиональные советы домашнему электрику
Случай 1. Если УЗО взводится, то это значит, что в электроуста-
новке имела место утечка тока на землю, вызванная нестабильным
или кратковременным нарушением изоляции. В этом случае необ-
ходимо провести общий контроль состояния изоляции. Проверить
работоспособность УЗО нажатием кнопки ТЕСТ.
Случай 2. Если УЗО взводится и мгновенно срабатывает, то это
означает, что либо в электроустановке имеет место дефект изоляции
какого-либо электроприемника, электропроводки, монтажных про-
водников электрощита, либо УЗО неисправно. В этом случае необхо-
димо произвести следующие действия.
♦ Отключить все автоматические выключатели групповых цепей,
защищаемых УЗО.
♦ Если автоматические выключатели однополюсные или трехпо-
люсные и не размыкают нулевые рабочие проводники, то с уче-
том того, что утечка тока возможна и с нулевого рабочего прово-
дника, для обнаружения дефектной цепи возможно понадобится
выполнить отсоединение всех нулевых рабочих проводников от
сборной шины.
♦ Взвести УЗО.
♦ Если УЗО взводится, проверить работоспособность УЗО нажа-
тием кнопки ТЕСТ. Мгновенное отключение УЗО означает, что
оно исправно, но в защищаемой цепи имеется утечка тока. Если
УЗО не взводится, то это означает, что имеет место неисправ-
ность изоляции монтажных проводников электрощита или не-
исправность УЗО.
♦ Последовательно включать автоматические выключатели.
♦ Если УЗО срабатывает при включении определенного автома-
тического выключателя, то это означает, что в цепи данного вы-
ключателя имеется повреждение изоляции.
♦ Отключить или отсоединить все электроприемники в цепи вы-
ключателя, при включении которого сработало УЗО.
♦ Взвести УЗО.
♦ Если УЗО взводится, то это означает, что неисправность изоля-
ции в какомто из электроприемников. Если УЗО не взводится
при всех отключенных электроприемниках данной цепи, то это
означает, что дефектна изоляция электропроводки.
♦ Последовательно включать каждый электроприемник данной
цепи.
♦ УЗО срабатывает при включении определенного электроприемника.
Глава 12. Устройства защитного отключения
383
Взвести УЗО
Неисправность нестабильна.
Если отключение не первое,
замерить сопротивление
изоляции сети и нагрузок.
Отключить все автоматические
выключатели (ВА). Взвести УЗО
Отключить все нулевые рабочие
проводники от выходов УЗО.
Взвести УЗО
Нет
Включать по одному ВА
Неисправно либо УЗО, либо
проводники от УЗО к автоматам
и ноль-клемме рабочего ноля.
Неисправность нестабильна.
Если отключение не первое,
замерить сопротивление
изоляции сети и нагрузок.
Отключить все нагрузки на вы-
звавшей срабатывание линии.
Взвести УЗО. (ВА включен)
Неисправна линия питания
данной нагрузки. Разобрать
линию и найти неисправность.
Неисправен один из электро-
приемников данной динии.
Проверить их сопротивление
изоляции.
Рис. 12.15. Алгоритм поиска неисправностей в электросети при срабатывании УЗО
384 Профессиональные советы домашнему электрику
♦ Отключить дефектный электроприемник.
♦ Подключить все электроприемники (кроме дефектного), взвести
УЗО, убедиться, что УЗО не срабатывает. Проверить работоспо-
собность УЗО нажатием кнопки ТЕСТ.
Алгоритм поиска неисправностей представлен на рис. 12.15.
Автоматический Выключатель Дифференциального Тока — АВДТ
Естественно прогресс не стоит на месте, и давно появились ком-
плексные аппараты защиты, сочетающие в себе и УЗО, и автоматиче-
ский выключатель. Автоматический Выключатель Дифференциального
Тока — АВДТ. Это устройство вытесняет УЗО, так как, полностью
обладая его свойствами, оно также выполняет все функции по огра-
йичению сверхтоков.
Спор профессионалов и самоучек о том, что лучше — связка из
автоматического выключателя и устройства защитного отключения
или АВДТ (где в одном корпусе совмещены функции обоих устройств)
еще не окончены.
Примечание.
Но рассматривая схемы защиты нельзя не признать, что чем
меньше в них мест соединений проводников, тем выше общая
надежность.
Также существенен процесс подбора номиналов для связки
ВА+УЗО. Некоторые используют проектную документацию, а дру-
гие берут то, что есть под рукой. АВДТ собирается в заводских усло-
виях, с применением контактной сварки, и устройство проверяется
на стенде уже целиком. Со всех сторон АВДТ выигрывает при срав-
нении, к сожалению, и при сравнении цены — тоже. Особенно если в
распределительном щитке реализована схема, когда после одного УЗО
установлено сразу несколько автоматических выключателей на рас-
ходящиеся линии.
Это не всегда удобно для обслуживания, но значительно снижает
затраты на электромонтажные работы.
Примечание.
О плюсах и минусах было подробно рассказано в главе, посвященной
электрощитам.
Глава 12. Устройства защитного отключения 385
АВДТ — многофункциональное защитное устройство. В качестве
примера можно подробно рассмотреть весь функционал выполняе-
мый устройством АВДТ-63 компании EKF.
Защита от токов перегрузки. Биметаллическая пластина реагирует
на ток, превышающий номинальный, нагревается и отключает линию.
Защита от токов короткого замыкания. Катушка магнитного рас-
цепителя мгновенно срабатывает при сверхтоках и отключает линию.
Защита от токов утечки. Встроенный блок УЗО анализирует про-
текающие токи и при превышении порогового значения утекающих
«на сторону» токов — происходит отключение линии.
Защита от повышенного напряжения. В случае превышении вход-
ного напряжения выше 270 В — срабатывает расцепитель макси-
мального напряжения, интегрированный в корпус АВДТ. Эта защита
необходима для защиты электронной начинки аппарата. Высокое
напряжение может вывести из строя элементы электронного УЗО.
Происходит отключение линии и вместе с защитой начинки АВДТ
происходит защита и всего оборудования, которое питалось по ней.
Защита от высоковольтных импульсных помех. Для нормальной
работы блока защиты в нем установлен ВАРИСТОР. Его назначение —
улучшение качества питающего напряжения. Варистор поглощает
высоковольтные импульсные помехи, техногенного или природного
характера. При этом отключение линии не происходит. В фильтрах
сетевого напряжения, например, как предназначенных для подключе-
ния персональных компьютеров — установлены точно такие же вари-
сторы. Как итог — качество питающего напряжения по защищаемой
линии значительно улучшается.
12.7. Применение УЗО
Новые задачи УЗО
УЗО разрабатывалось для защиты человека, и в поставленной задаче
было четкое условие — защита от поражения в сетях переменного
тока. Именно поэтому все первые разработки защитных устройств реа-
гировали только на переменный ток утечки. На сегодняшний момент
ситуация кардинально изменилась. Кроме защиты от привычного для
нас переменного напряжения в бытовой сети, появилась необходимость
в защите и от импульсного постоянного напряжения.
386 Профессиональные советы домашнему электрику
Это связано с изменением применяемой в быту техники. Практически
все современные бытовые электроприборы содержат в себе импульс-
ные блоки питания. Повреждения этих блоков, зачастую, приводят к
появлению высокого напряжения на корпусах неисправных приборов.
Импульсы выпрямленного напряжения представляют большую опас-
ность для находящихся рядом людей. Именно поэтому в ассортименте
защитных отключающих устройств появились устройства типа «А».
УЗО типа «АС» — реагируют на переменный ток утечки, типа
«А» — на переменный и пульсирующий постоянный ток.
Вывод.
Для применения более предпочтительны устройства защиты с УЗО
типа «А», так как заранее предсказать характер неисправностей в
подключенном оборудовании практически невозможно — в розетку
может быть включен любой прибор или электроинструмент.
Общие рекомендации по применению
Электронные УЗО — в промышленных и административных поме-
щениях, торговых павильонах и любых других местах, находящихся
под обслуживанием квалифицированного персонала.
Электромеханические УЗО — нет ограничений по применению.
УЗО типа АС — устанавливается для защиты при неисправной или
ветхой электропроводке.
УЗО типа А — обязательная установка для защиты в случае при-
менения медицинского оборудования, сварочных аппаратов, вычис-
лительных устройств.
При монтаже и эксплуатации УЗО или АВДТ иногда возникают
вопросы и сложности. Это связано, в основном, с невысокой квали-
фикацией работников и ветхостью старой электропроводки. Если со
старой, в основном алюминиевой проводкой — все просто — менять
без вариантов, то в остальных случаях все сложнее.
ГЛАВА13
ПРОСТЫЕ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ
Простые электромонтажные работы доступны
домашнему электрику, который освоил меры безопас-
ности и у которого есть простой инструмент. Главное
работы проводить только на отключенной электросети.
Делать нужно все надежно, не торопиться. Перед включе-
нием питания следует еще раз проверить правильность и
качество выполнения соединений.
13.1. Подключение бра
Настенные бра имеют, как правило, не слишком большую мощ-
ность, так как в их задачу не входит освещение всего пространства
помещения. Любое бра или настенная лампа, в первую очередь, явля-
ется украшением-интерьера, и дополнением к уютной домашней
обстановке, и уж затем источником точечного освещения.
Вешать бра лучше всего на такую высоту, чтобы можно было сво-
бодно достать рукой, например, с кресла, если оно находится в гости-
ной, или с кровати, если оно в спальне. По обыкновению, вешают на
высоту до 1,5 м. Способов подключения существует несколько.
Способ 1. Подключение бра прямо к специально проложенному про-
воду с напряжением 220 В, если бра имеет собственный выключатель.
Способ 2. Подключение бра через настенный выключатель (см.
стр. 6 цв. вклейки).
Способ 3. Подключение бра без собственного выключателя через
шнур с выключателем и вилкой. Эта вилка включается в штепсель-
ную розетку. Его можно описать следующим образом: от патрона к
выключателю, от выключателя к вилке, от вилки к патрону. То есть
получается такой треугольник, у которого от каждой вершины выхо-
дит по два провода.
388 Профессиональные советы домашнему электрику
13.2. Подключение люстры
с двухклавишным выключателем
После приобретения трех и более рожкового светильника, многие
желают, что бы включалась одна или все лампочки от двухклавишного
выключателя.
Схема включения люстры с двухклавишным выключателем пред-
ставлена на стр. 6 цв. вклейки.
Перед установкой люстры нужно проверить надежность подключе-
ний в светильнике (затяжки проводов у патронов винтами).
Примечание.
При работе светильника происходит нагрев всей арматуры, а
при некачественном соединении может возникнуть искрение и
отгореть провод или клемма. Особенно, если вы еще не отказались
от использования ламп накаливания.
Далее очищаем концы от изоляции примерно на два сантиметра и
соединяем провода одного цвета в пучок.
Провода другого цвета делим на две неравные части. Получаем три
пучка проводов. Крепим их в клеммную колодку. Люстра готова к сое-
динению с потолочным комплектом проводов.
Для обеспечения подсоединения временно вешаем люстру на крюк
через кольцо из прочной веревки. Длину веревки подбираем такой,
чтобы было удобно делать подсоединение потолочных проводов к
клеммной колодке люстры.
Внимание.
При выполнении электромонтажных работ нужно помнить, что
все подключения можно производить только при отсутствии
напряжения в электропроводке.
Очень ответственным шагом при подключении люстры является
правильное подсоединение токоведущих проводов. Рассмотрим самый
сложный случай. В современных домах на люстры выводится 4 провода:
♦ нулевой проводник, общий для всех ламп;
♦ два фазных провода, проходящие через различные клавиши вы-
ключателя;
♦ защитный проводник (он в желто-зеленой изоляции).
С помощью индикатора напряжения при включенных клавишах
выключателя проверяем, на каких двух проводниках фаза. Тот про-
Глава 13. Простые электромонтажные работы 389
водник (кроме желто-зеленого), на котором индикатор не обнаружит
фазу и будет нулевым.
После завершения подключения вкручиваем лампочки, включаем авто-
маты и проверяем правильность подключения. При нажатии на две кла-
виши должны загореться все лампочки. Если включить только одну кла-
вишу загорится две или три лампочки в зависимости от подключения.
Если проверка прошла успешно, окончательно крепим люстру на
свое место. Затем разрезаем веревочное страховочное кольцо и выни-
маем веревку.
13.3. Подключение потолочного светильника
с двумя проходными выключателями
Проходной выключатель предназначен для управления одним
источником света с двух разных мест. Он удобен для использования:
♦ в длинных коридорах (один выключатель находится в начале
коридора, другой в конце, вошли в коридор — включили свет,
прошли по коридору — свет выключили);
♦ на лестницах (один выключатель внизу, другой — наверху);
♦ в спальне: один выключатель у входа ( зашли — включили), дру-
гой у кровати ( легли спать — выключили).
Примечание.
Проходные выключатели, на самом деле, являются переключате-
лями.
Они отличаются от обычных выключателей внутренним устрой-
ством. Одноклавишный проходной выключатель имеет три кон-
такта, в отличие от обычного, который имеет только два контакта.
Двухклавишный проходной выключатель имеет шесть контактов
(собственно, двухклавишный проходной выключатель — это два неза-
висимых одноклавишных выключателя).
Внешне же проходной выключатель не отличается от обычного и
выполняет те же функции, разрывая или замыкая цепь освещения.
Примечание.
Особенностью проходных выключателей является то, что они не
имеют строгого положения клавиши.
390 Профессиональные советы домашнему электрику
Если в обычном выключателе, как правило, включенным положе-
нием является нажатие вверх, а выключение — вниз, то в проходном
выключателе положение «включено-выключено» будет зависеть от
положения второго выключателя. Если допустим, вы включили свет с
первого выключателя, «щелкнув» его вверх, а со второго отключили,
то в следующий раз при включении света первым выключателем, его
необходимо «щелкнуть» вниз.
Контактный механизм проходного выключателя отличается от
обычного. Так, в обычном выключателе при отключении подвижный
контакт, разорвав цепь, остается в незадействованном положении, а в
проходном подвижный контакт всегда задействован.
Фаза на пути к лампочке разрывается не одним выключателем, как
в обычной схеме, а двумя.
D
Примечание.
При этом между выключателями должен быть проложен двойной
провод.
Рассмотрим схему подключения (см. стр. 7 цв. вклейки) и принцип
работы проходного выключателя.
На одном конце длинного коридора установлен проходной выклю-
чатель ПВ1, а на другом конце проходной выключатель ПВ2.
В нормальном состоянии у нас потолочный светильник не горит
(переключающий элемент ПВ-1 находится в положении 1.1-1.3, а
ПВ-2 — в положении 2.1-2.2). При этом нет замкнутого контура, по
которому проходил бы электрический ток.
Если переключить ПВ-1 (не зависимо от того, в каком он был поло-
жении «Вкл.» или «Выкл.»), то у нас образуется замкнутый контур по
участку 1.1->1.2->2.2->2.1. В результате этого потолочный светильник
будет гореть.
При переключении ПВ-2 (переключающий элемент проходного
выключателя ПВ-2 будет находиться в положении 2.1-2.3) — потолоч-
ный светильник погаснет.
ГЛАВАМ
ОБЗОР РЕСУРСОВ СЕТИ ИНТЕРНЕТ
ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО ДОМАШНЕГО ЭЛЕКТРИКА
Сегодня ресурсы сети Интернет стали важным факто-
ром получения новейшей информации, полезных советов,
справочных данных для современного домашнего элек-
трика. Для удобства использования главы сайты систе-
матизированы. Посещение указанных сайтов существенно
расширит объем информации, представленной в книге.
14.1. Информационные сайты по электротехнике
Специализированные поисковые системы
Адрес сайта
http://go.elec.ru/
http://1el.ru/
http://www.electric-find.com/
http://www.electricpilot.com/
http://www.lightingresource.com/
http://www.lightsearch.com/
http://www.electricsmarts.com/
http://www.lighting.com/
http://www.lightresource.com/
Содержание сайта
Полноценная поисковая система со своей базой данных по
электротехническим ресурсам, которая постоянно обновляется,
пополняется новыми сайтами и редактируется
Поисковый сайт по электротехническим ресурсам. Позиционирует себя,
как «Первый электротехнический поиск». Очень солидная тематическая
поисковая система. Проиндексировано большое количество хороших
сайтов. Есть панель расширенного поиска, ведется статистика
запросов, также имеется возможность организовать локальный поиск
внутри любого сайта электротехнической тематики с использованием
возможностей портала 1ei.ru. Хороший конкурент для GO.Elec.ru
Каталог электротехнических сайтов
Англоязычная поисковая система по различным электротехническим
сайтам (производители, поставщики, подрядчики и т. д.). На сайте
заявляют, что в их базе, на данный момент, находится более 8 тысяч
электротехнических компаний
Мощная светотехническая поисковая система. Кроме базы интернет-
ресурсов, имеется большая база светотехнической продукции, он-лайн
библиотека, светотехнические новости и т.д.
Имеется возможность поиска по 5500 компаниям и 11000
наименованиям продуктов светотехнической отрасли
Поисковый тематический сайт для специалистов-электриков
Поисковый тематический сайт для специалистов-электриков
Поисковый тематический сайт для специалистов-электриков
392
Профессиональные советы домашнему электрику
Информационные порталы
электротехнического рынка в Интернете
Адрес сайта
http://www.elec.ru/
http://www.eprussia.ru/
http://www.iqelectro.ru/
http://proelectro.ru/
http://netelectro.ru/
http://elport.msk.ru/
http://www.elecab.ru/
http://elemo.ru/
http://www.energo.net.ua/
http://electromost.by/
Содержание сайта
«Электротехнический рынок России и СНГ» — очень серьезный,
перенасыщенный различными полезными сервисами большой проект.
На портале: каталог компаний, торговая площадка, объявления, тендеры,
новости, статьи, отраслевой форум, пресс-релизы, выставки, биржа труда,
каталог-рейтинг электротехнических сайтов, специализированная поисковая
электротехническая система, почтовый сервис, своя банерная сеть и много
чего еще. Есть также свой журнал — «Электротехнический рынок»
Информационный портал «Энергетика и промышленность России»:
ежедневная новостная лента ТЭК и промышленности Новости ТЭК;
направленность: энергетика, нефть-газ, тяжелая промышленность,
коммунальное хозяйство, новые технологии в энергетике и промышленности,
малая энергетика, законодательство, мировые новости
Каталог компаний, технические описания продукции, кабельный сток-центр
(покупка и продажа провода/кабеля через Интернет), аналитика (цены,
изменения, прогнозы), наглядная и подробная информация о торгах на
LME, объявления, новости, пресс-релизы компаний, обзор свежей прессы,
информация о ближайших выставках, форум
Объявления, каталог фирм, доска объявлений, форум, справочник по кабелю,
электротехническая торговая площадка, на которой бесплатно с помощью
конструктора можно создать или продублировать сайт своей компании
Новости электротехники, каталог фирм (все фирмы отсортированы как
по алфавиту, так и по регионам), прайс-листы в каталоге оборудования.
Имеется очень хороший и удобный каталог ссылок. Все ссылки в каталоге
рассортированы по различным тематическим рубрикам
Электротехнический портал: тендерные торги, пресс-релизы, доски
объявлений, банерная система Electrino Banner Revolving
Справочный портал по электрике, энергетике и инженерии. Справочник
электрика, справочник энергетика, нормативная документация в свободном
доступе, каталог предприятий, доска объявлений, тендеры, своя баннерная сеть
Новости, статьи, организации, объявления, каталог сайтов
Региональный электротехнический портал «Топливно-энергетический
комплекс Украины». Кроме стандартных для всех такого типа ресурсов
разделов (новости, каталог предприятий, объявления и т.д.) на сайте
имеется раздел со статистическими данными (результаты работы отрасли,
оптовый рынок электроэнергии, объединненная энергосистема, прочие
статистические данные о энергетике Украины, тарифы), обзор публикаций в
СМИ о энергетике, статьи и публикации отраслевых изданий
Белорусский Интернет-портал «Е1еагото51».Молодой, но подающий
большие надежды, проект. Новости (в том числе и региональные), каталог
компаний, каталог сайтов, доска объявлений, биржа труда, библиотека,
электротехнический форум
Лучшие электротехнические форумы
Адрес сайта
http://www.mastercity.ru/vforum/
forumdisplay.php/
Содержание сайта
Форум строительного журнала «Город мастеров»
Глава14. Обзор ресурсов сети Интернет для современного домашнего электрика
393
Адрес сайта
http://forum.vashdom.ru/forum17.htm/
http://news.elteh.ru/forum/
http://www.elec.ru/forum/
http://www.electrjk.org/forum/
http://electromaster.ru/modules/
newbb_plus/
http://www.elecab.ru./forum/index.php/
http://www.ruscable.ru/interactive/forum/
http://www.u ps.ru/forum/?f=6/
http://www.compensation.ru/forum/
http://www.kipiasoft.com/index.
php?set=forum/
http://proekt.by/
http://dialux.ru/forum/
http://electro.5bb.ru/
Содержание сайта
Форум на сайте «Ваш дом»
Форум на сайте журнала «Новости электротехники»
Электротехнический форум на портале-гиганте Elec.ru
Форум сайта electric.org
Форум сайта «Союз свободных электриков»
Универсальный электротехнический форум
Форум большого кабельного портала
Системы ДГУ (дизель-генераторные установки) и источники
бесперебойного питания
Форум сайта компании «ДИАЛ-Электролкжс».Этот форум
интересен прежде всего своей узкой тематической
направленностью. На нем можно задавать любые вопросы по
компенсации реактивной мощности
Профессиональный форум киповцев
Форум белорусских проектировщиков. Несмотря на свою
специализацию и географическую принадлежность, этот
форум может оказаться весьма полезным абсолютному числу
творческих специалистов-электриков
Специализированный светотехнический форум, посвященный
вопросам по работе с программой для проектирования
электрического освещения «DIALux»
Форум сайта electro.narod.ru. Очень живой форум, восновном,
ориентирован на решение практических вопросов монтажа и
эксплуатации электрооборудования, электрического освещения,
электрических сетей
Бесплатные коллекции ГОСТов
и других нормативно-технических документов
Адрес сайта
http://specialbook.narod.ru/
NTD/sp.html/
http://www.electric-msk.ru/
index.php?id=28/
http://www.nzeta.ru/
http://www.know-house.ru/
gost/gost.htmi/
Содержание сайта
Коллекция ГОСТов
Эксплуатационная документация ответственного за электрохозяйство
(документы о порядке присвоения группы I по электробезопасности,
документация по организации инструктажей по мерам безопасности,
инструкций по охране труда (ИОТ), типовые инструкции, документация по
пожарной безопасности, документация ответственного за электрохозяйство,
документы о допуске к работе, документация ответственного за переносные
электроприемники, документы по учету и хранению средств защиты,
государственные стандарты Российской Федерации)
ЗАО «НЗЭТА» (г. Новосибирск), являясь производителем электромонтажных
изделий, предлагает скачать несколько ГОСТов на названную продукцию
Информационная система по строительству «НОУ-ХАУС». Дана хорошая
подборка действующих нормативных и рекомендательных документов по
строительству. Также представлена аналитическая систематизированная
информация, не лоббирующая никакие фирмы и торговые марки
394
Профессиональные советы домашнему электрику
Адрес сайта
http://www.vashdom.ru/
norms.htm/
http://www.0-1 .ru/law/
www.energosber.74.ru/
Docs/docs.htm/
http://povny.info/main/
elshem/5-podborka-
normativnykh-dokumentov..
html/
Содержание сайта
Все документы для строительства и ремонта
У пожарников бы найдете более 1000 различных нормативно-правовых
актов, их них 33 СНиПа и 123 ГОСТа
Нормативная база
Подборка нормативных документов, регламентирующих правила
выполнения электрических чертежей и схем, обозначения элементов.
Условные обозначения на электрических схемах и схемах автоматизации.
Правила выполнения электрических чертежей и схем
Электронные библиотеки
Адрес сайта
http://almih.narod.ru/
lib-en.htm/
http://electrik.org/
http://electrolibrary.narod.ru/
http://energo-argo.narod.ru/
http://fedot61 .narod.ru/
books.html/
http://lalls.narod.ru/
http://lib.mexmat.ru/
http://publ.lib.ru/
http://rushim.ru/
http://stavatv.narod.ru/
http://tech.lib.kharkov.ua/
elektroteh.htm
http://umup.narod.ru/
http://valvolodin.narod.ru/
books.html/
http://www.abok.ru/ibforum/
index.php/
http://yanviktor.narod.ru/
Содержание сайта
Большое собрание нормативных документов в разных форматах.
Есть и электронные книги
Электронная библиотека
«Электротехническая библиотека»
Сайт «Все для энергетика»
Книг не много, но они довольно редкие. М.Л. Каминский. «Монтаж приборов
контроля и аппаратуры автоматического регулирования и управления»,
справочник под редакцией Клюева «Монтаж средств измерения и
автоматизации», книга 1931 года выпуска! — Г. Генсель. «Электротехника в
задачах и примерах» и другие
Книги по теоретическим основам электротехники
Электронная библиотека Попечительского совета механико-
математического факультета Московского государственного университета
Большая библиотека отсканированных книг на сайте «Публичная
библиотека»
Тематика книг: электрохимические топливные элементы,
электрохимическая энергетика и т. д.
Книги по монтажу и электробезопасности
Библиотека технической литературы
Все книги доступны для загрузки с главной страницы. Книги имеют
довольно хорошее качество. Очень много редких книг. Много больших и
ценных справочников
Библиотека Валентина Володина — книги по электронике и
микропроцессорной технике. На сайте лежит пара антикварных книг:
«Трансформаторы однофазного и трехфазного тока» проф. Холуянова —
1934 г. и ««Справочная книга для электротехников», Том 1. Л.: КУБУЧ 1930 год.
Под общ. редакцией М.А. Шателена, В.Ф. Миткевича, В.А. Толвинского
Книгохранилище на форуме «Диалог специалистов»
«Электролаборатория». По количеству полезной информации и по
темпам развития этот сайт — один из лидеров среди информационных
электротехнических сайтов. Найти можно практически все
Глава14. Обзор ресурсов сети Интернет для современного домашнего электрика
395
14.2. Интернет для домашних электриков
и радиолюбителей
Сайты по цветовой, кодовой маркировке
электронных компонентов и их аналогам
О чем сайт
Аналоги зарубежных динисторов и тиристоров
Аналоги отечественных диодов
Аналоги отечественных микросхем
Зарубежные системы маркировки полупроводниковых
приборов
Каталог аналогов отечественных диодов и стабилитронов
Каталог импортных компонентов
Каталог радиокомпонентов
Кварцевые резонаторы
Кварцевые резонаторы
Кодовая книга SMD элементов
Логотипы иностранных производителей
Маркировка компонентов
Микросхемы компараторов и их отечественные аналоги
Микросхемы различных серий и их отечественные аналоги
Оптические датчики фирмы Vishay
Отечественные светодиоды
Отечественные твердотельные оптоэлектронные реле
Радиоэлементы фирмы Omron
Светодиодные лампы
Система обозначений пьезоэлектрических резонаторов
Справочник по отечественным и зарубежным
интегральным микросхемам
Справочник по радиокомпонентам
Справочник по радиокомпонентам
Справочник по радиокомпонентам
Справочник по разъемам
Справочник по разъемам
Справочник по светодиодам Paralight
Справочник по электронным компонентам
Справочник по электронным компонентам
Справочники по радиокомпонентам
Справочники по радиокомпонентам
Справочники по радиокомпонентам
Справочные данные по аналогам транзисторов и
микросхем
Справочные данные по пассивным и активным
компонентам
Справочные данные по светодиодам фирмы «Протон»
Справочные данные по светодиодам фирмы Kingbright
Адрес в сети Интернет
httpy/www.shematic net/page-110.html/
http://www.radiosvit.com/publ/9-1 -0-182/
httpy/www.rlocmanru/comp/koz/adv/
http //dims.karelia ru/rel/mark.shtml/
httpy/ntpo.com/electronics/analog/analog_ot_diod/1.shtml/
http://www.necspb.com/impcomp/
httpy/e-comp.kiev.ua/
http•//www.quartzi ru/Si/hghters.htM/
http://quartzsens.ru/
http://www.ma rsport.org.uk/smd/mainframe.htm/
http://www.advanced-tech.com/icjogos/icjogos.htm/
http://www.kruso.su/markirovka/
36-koyefficient.html/
http://xradio.net.ru/content/docs/2007.html/
http://ledlabs.narod.ru/data_40.html/
http-У/www.vishay.com/optical-sensors/
http:/7pvpgn.nov.ru/products/leds_other/
http://lib.chipdip.ru/
httpy/www.omron.co ua/index.php/
http://www.volgaelectro.ru/index.php/
http://www.re-n.ru/spravka/qwartz.php/
httpy/rephoneru/arhiv-sprav.html/
http://ra4a.narod.ru/portal/LIGHT.htm/
http://www.dia lelectrolux.ru/catalog/
http://www.realchip.ru/
http7/www symmetron.ru/suppliers/connect/sockets.pdf/
httpy/www.premier-electric.com/files/connectors/ pan_2.htm/
httpy/www.micronica.ru/docs/parahght/paralight.shtml/
httpy/www.imek.su/catalog350_1.html/
httpy/www.term.ru/priceO.htm/
httpy/cityradio.narod.ru/spr/
http://vicgain.sdot.ru/kondenr/kondr.02htm/
http-У/www.tdk.com/
httpy/gete.ru/page_152.html/
http://www rell.com/Pages/
httpy/www.proton-orel.ru/
httpy/www.king bright.com/
396
Профессиональные советы домашнему электрику
О чем сайт
Справочные данные по светодиодам фирмы ParaLight
Справочные данные по электронным компонентам
Справочные материалы по микросхемам
Твердотельные реле фирмы Teledyne
Твердотельные реле фирмы Tyco Electronics
Типы реле
Фоточувствительные элементы
Цветовая маркировка диодов
Цветовая маркировка диодов по системе JEDEC
Цветовая маркировка кабелей
Цветовая маркировка кабелей
Цветовая маркировка конденсаторов
Цветовая маркировка конденсаторов
Цветовая маркировка конденсаторов
Цветовая маркировка резисторов
Цветовая маркировка резисторов и конденсаторов
Цветовая маркировка трехфазных цепей
Цветовая маркировка элементов
Цветовая маркировка отечественных и импортных
радиодеталей
Элементная база оптоэлектронных приборов и устройств
Адрес в сети Интернет
http://www.para.com.tw/products/
http.//www.diagram.com.ua/info/
http://tolik888.h1.ru/sprav/sprav25.htm/
http://www.teledynerelays.com/industrialcommercial.asp/
http://www.tycoelectronic.com/
http.//www.radiorele.ru/
http://www.chipdip.ru/catalog/1556.aspx/
http://www.rl ос man ru/comp/koz/diodes/dih12 htm/
http*//ra4a.narod.r\j/portal/d2.jpg/
http://nemesis.lonestar.org/reference/telecom/cables/
25pair.html/
http://www.ruscable.ru/info/lan/teldor/comment2.htm/
http://www.asc-development.ru/markirovka-19.html/
http://www.terraelectronica.ru/files/notes/s60420.pdf/
http://www.asc-development.ru/markirovka-13.html/
http://ws.belti.ru/~electron/sprav.htm/
http://pcmod.h16.ru/art/rd.html/
http://en.wikipedia.org/wiki/
Three-phase_electric_power#Color_codes/
http://www.pryriz.org.ua/Markirovka/drosseh.htp/
http://www.radiodetali.in.ua/p11 .htm/
http://www.hi-edu.ru/e-books/xbook138/01 /
index.html?part-003.htm
Самые популярные сайты для домашних электриков
Адрес сайта
http://electro.narod.ru/
http://electro.5bb.ru/
http://elremont.nm.ru/
http.//electromaster ru/
http://homemasters.ru/modules/
articles/article-53.html/
http.//www.energ oargo.narod.ru/
http://www.yanviktor
narod.ru/
http://almih narod.ru/
http://umup.narod.ru/
Содержание сайта
«Практическое руководство для электриков и домашних мастеров».
На сайте даны конкретные инструкции по монтажу электротехнических
установочных изделий, проводов и кабелей, имеются различные полезные для
предварительных быстрых расчетов справочные таблицы, много различных схем
Неплохой форум Кроме этого дан телефон для связи, по которому можно
получить бесплатные консультации по теме сайта
«Ремонт бытовой техники своимисилами». На сайте присутствуют качественные,
глубоко проработанные статьи, в которых «от и до» рассматривается процесс
ремонта различной бытовой техники,
а также различные смежные с этим вопросы
«Союз свободных электриков». Известный и очень популярный сайт,
публикующий на своих страницах большое количество информации именно
практической направленности
Статья «Дневник замены электропроводки. Ремонт квартиры в хрущевке»
«Все для энергетика». Сайт, который носит такое громкое название,
на самом деле, содержит довольно много полезных материалов.
Это различные нормативные документы, инструкции, паспорта, книги, журналы и
многое другое
«Электролаборатория». На сайте — информация, положения и методики
испытания электрооборудования, релейной защиты, оперативным переклю-
чениям, нормативно-техническая документация по охране труда, электротех-
ническая литература в электронном виде, фотогаллерея и многое другое
«Библиотека энергетика»
Техническая библиотека Громадное количествоэлектротехнической (и не только
электротехнической) литературы Книги,инструкции, журналы, документация. В
основном, все материалы в формате DjVu
Главен. Список литературы
397
Адрес сайта
http.//newenergetika.
narod.ru/
http.//www.energywell.narod.ru/
pblcati html/
http.//sermir.narod.ru/train.htm/
Содержание сайта
Информационный портал для специалистов-энергетиков, предназначенный
в первую очередь для обмена опытом и профессионального общения. Сайт
интересен тем, что на нем присутствует большое количество описаний новых
идей и проектов в области энергетики, как уже реализованных, так и еще
ожидающих своего времени
Сайт «Малая Независимая Энергетика и энергосбережение» содержит неплохую
подборку статей по теме сайта, нормативные документы
Сайт целиком и полностью посвященный такой теме, как
«Электроматериаловедение». На сайте находится учебно-методический пакет по
курсу «Электротехнические материалы»
Список литературы
Алиев И. И. Электротехнический справочник. — М.: Радиософт. — 2002. — 384 с.
Алиев И. И., Казанский С. Б. Кабельные изделия. — М.: Радиософт. — 2002. — 224 с.
Беркович М. А. и др. Основы техники релейной защиты. М.: Энергоатомиздат. —
1984. — 376 с.
Бредихин А. Я., Хачатрян С. С. Справочник молодого электромонтажника распре-
делительных устройств и подстанций. — М.: Высшая школа. — 1989. — 160 с.
Турин Н. А., Янукович Г. И. Электрооборудование промышленных предприятий и
установок. Дипломное проектирование. Учеб. пособие. — Мн.: Высшая школа. —
1990. — 238 с.
Гусев В. И.у Ставрупов Г. М. Электромонтажные работы. — М.: Просвещение. —
1986. — 208 с.
Заграничный С. Ф., Маньков В. Д. Защитное заземление и защитное зануление элек-
троустановок. — М: Политехника. — 2005. — 400 с.
Зевин М. Б. Соколов В. Г. Справочное пособие молодого рабочего по надежности
электроустановок. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа. — 1987. —
160 с.
Касаткин А. С. Основы электротехники. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая
школа. — 1982. — 288 с.
Кисаримов Р А. Практическая автоматика. — М.: Радиософт. — 2004. — 192 с.
Кисаримов Р. А. Справочник электрика. — М.: Радиософт. — 2007. — 512 с.
Китаев Ф. М.у Китаев Я. А. Справочная книга сварщика. М.: Машиностроение. —
1985. — 256 с.
Короткое Г. С, Членов М. Я. Ремонт электрообрудования и аппаратуры распредели-
тельных устройств. — М.: Высшая школа. — 1984. — 288 с.
Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок, 4-е изд.,
перераб. и доп. — М.: Высшая школа. — 1990. — 366 с.
Лихачев В. Л. Электротехника. Справочник. Том 1. — М.: Солон-Пресс. — 2003. —
560 с.
Лихачев В. Л. Электротехника. Справочник. Том 2. — М.: Солон-Пресс. — 2003. —
560 с.
Михайлов В.Е. Современная электросеть. — СПб.: Наука и Техника. — 2013. —
256 с.
398 Профессиональные советы домашнему электрику
Михайлов О. П., Стоколов В. Е. Электрические аппараты и средства автоматизации.
Учебник для вузов. — М.: Машиностроение. — 1982. — 184 с.
Монаков В. К. АстроУЗО. Теория и практика. — М.: Энергосервис. — 2007. — 368 с.
Монаков В. К. УЗО. Теория и практика. — М.: Энергосервис. — 2007. — 368 с.
Монаков В. К. Устройства защитного отключения (УЗО): Учеб.-справ. пособие. —
М.: Энергосервис. — 2005. — 368 с.
Монаков В. К. Учебно-справочное пособие «УЗО» — М.: Энергосервис. — 2003. —
232 с.
Новодворец Л. А. Проверка, регулировка, настройка контакторов переменного
тока. — М: Энергия. — 1979. — 96 с, ил. — (Б-ка электромонтера; Вып. 489).
Рекомендации по применению, монтажу и эксплуатации электроустановок зданий
при применении устройств защитного отключения. — М.: НМЦ ПЭУ МЭИ. —
2000. — 160 с.
Родштейн Л. А. Электрические аппараты: Учебник для техникумов. Л.:
Энергоатомиздат. Ленингр. отделение. — 1989. — 304 с.
Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций, 3-е изд.,
перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат. — 1987. — 648 с.
Сидоров И. Я. Электроника дома и в саду. — М.: ИП Радиософт. — 2001. — 144 с.
СливинскаяА. Г Электромагниты и постоянные магниты. Учебное пособие по курсу
Электрические аппараты. М.: — Энергия. — 1972. — 248 с.
Таге И. С. Электрические аппараты управления. — М.: Высшая школа. — 1984 г. —
256 с.
Таев И. С. Электрические аппараты. Общая теория. М.: Энергия. — 1977. — 272 с.
Тарнижевский М. В., Афанасьева Е. И. Экономия энергии в электроустановках пред-
приятий жилищно-коммунального хозяйства. — М.: Стройиздат. — 1989. —
276 с.
Фишер Э., Гешланд X. Б. Электроника — от теории к практике. — М.: Энергия. —
1980. —400 с.
Харечко В. Н., Харечко Ю. В. Автоматические выключатели модульного исполнения.
Справочник. М.: ООО Сименс. — 2002. — 112 с.
Харечко В. Я, Харечко Ю. В. Устройства защитного отключения. — М: МИЭЭ. —
2006. — 240 с.
Чунихин А. А. Электрические аппараты. — 3-е изд. перераб. и доп. — М.: Энерго-
атомиздат. — 1988. — 720 с.
Шопен Л. В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики. М.: Энергия. —
1976. — 586 с.
Электромеханические аппараты автоматики: Учеб. для вузов по спец. Электрические
аппараты/Б. К. Буль, О. Б. Буль, В. А. Азанов, В. Я. Шоффа. — М.: Высшая школа. —
1988. — 304 с.
Электронный электротехнический журнал «Я электрик!» — http://electrolibrary.info/
electrikhtm.