Электропроводка в доме и квартире
Составляющие электрической проводки в квартире или частном доме, краткое описание системы энергоснабжения до ввода в здание, выбор определённой марки кабеля или провода, вычисление площади сечения токопроводящей жилы, планирование количества розеток
 |
Краткое содержание статьи про выбор кабеля или провода для бытовой электропроводки
|
Электрическая энергия основа современной жизни. В доме или квартире при помощи электропроводки передаётся энергия к осветительным приборам, обогревателям, компьютерам, электрочайникам, микроволновым печам, холодильникам, телевизорам, фенам, утюгам и другим бытовым приборам (список длинный). Представить комфортную жизнь в квартире либо доме без этих устройств невозможно, поэтому безопасности уделяем особое внимание.
Путь электроэнергии от электростанции к жилому дому
Электрическую энергию вырабатывают путём преобразования:
-
традиционно:
- атомной энергии (АЭС);
- тепловой энергии сжигаемого топлива (ТЭС и ТЭЦ);
- потенциальной энергии воды (ГЭС и ГАЭС);
-
альтернативно:
- солнечной энергии;
- энергии ветра;
- энергии приливов и отливов.
ГАЭС – гидро аккумулирующая электростанция запасает излишки электрической энергии в ночное время и отдаёт их в дневное время. Это связано с постоянной работой атомных электростанций. Потребление энергии в ночное время низкое, а остановить её выработку на АЭС не возможно. Поэтому ночью на ГАЭС воду с помощью насосов поднимают в водохранилище перед дамбой, а днём спускают самотёком (преобразуют потенциальную энергию воды в электрическую энергию). Потери большие.
Для транспортировки электроэнергии от электростанции к населённому пункту применяют высоковольтные воздушные и подземные линии электропередачи (аббревиатура ЛЭП). Для снижения потерь требуется сделать наименьшей проводимую силу тока. Не от напряжения, а лишь от токовой нагрузки зависят тепловые потери в проводнике.
Формула, определяющая мощность электрической сети:
P = I ∙ U,
где I – сила тока, измеряемая в амперах; U – напряжение в сети, измеряемое в вольтах.
Из этого соотношения видно – увеличив напряжение добиваются снижения силы тока, не изменяя проводимую мощность. Это собственно и делают в ЛЭП.
Повсеместно трёхфазные электрические сети переменного тока с напряжением от 6 до 330 кВ (тысяч вольт):
Для транспортировки электроэнергии от электростанции к населённому пункту применяют высоковольтные воздушные и подземные линии электропередачи (аббревиатура ЛЭП). Для снижения потерь требуется сделать наименьшей проводимую силу тока. Не от напряжения, а лишь от токовой нагрузки зависят тепловые потери в проводнике.
Формула, определяющая мощность электрической сети:
P = I ∙ U,
где I – сила тока, измеряемая в амперах; U – напряжение в сети, измеряемое в вольтах.
Из этого соотношения видно – увеличив напряжение добиваются снижения силы тока, не изменяя проводимую мощность. Это собственно и делают в ЛЭП.
Повсеместно трёхфазные электрические сети переменного тока с напряжением от 6 до 330 кВ (тысяч вольт):
- в воздухе из проводов А и АС (алюминиевый и сталеалюминиевый);
- под землёй алюминиевые кабели:
Применение алюминия обусловлено его низкой ценой (по сравнению с медью дешевле ≈ в 3 раза), которая нивелирует меньшую проводимость (≈ в 1,64 раза).
При подходе к населённому пункту высоковольтная линия входит в трансформаторную подстанцию, где напряжение снижают до 220, 380 или 660 вольт, а сила тока увеличивается.
В главный распределительный щит (аббревиатура ГРЩ) жилого многоквартирного дома входит:
При подходе к населённому пункту высоковольтная линия входит в трансформаторную подстанцию, где напряжение снижают до 220, 380 или 660 вольт, а сила тока увеличивается.
В главный распределительный щит (аббревиатура ГРЩ) жилого многоквартирного дома входит:
-
четырёхжильный кабель:
- три фазы;
-
совмещённая жила под заземление и ноль с обозначением PEN, где её разделяют на две жилы:
- нулевую рабочую жилу N (она же «ноль», «нулевой проводник»);
- жилу заземления PE (она же «защитная жила», «заземляющая жила», «защитный проводник»), которую соединяют с местным заземляющим устройством.
Далее в подъезде по стояку идёт пятижильный кабель (три фазы + ноль + заземление). Для квартирного энергопотребления требуется одна фаза + ноль + заземление. На каждую из трёх фаз равномерно распределяют по несколько квартир.
В старых многоквартирных домах не проводили разделения PEN проводника и по подъездному стояку шёл четырёхжильный кабель (три фазы + ноль).
В первом приближение заземляющее устройство – это металлические сваи, вбитые в грунт на глубину 3 и более метров и соединённые между собой стальными полосками длиной от 2 метров (ориентировочное описание для общего представления о масштабе конструкции, полное описание в отдельной статье). Для ввода в эксплуатацию требуются системы расчётов, а также письменное разрешение от «ОблЭнерго».
В старых многоквартирных домах не проводили разделения PEN проводника и по подъездному стояку шёл четырёхжильный кабель (три фазы + ноль).
В первом приближение заземляющее устройство – это металлические сваи, вбитые в грунт на глубину 3 и более метров и соединённые между собой стальными полосками длиной от 2 метров (ориентировочное описание для общего представления о масштабе конструкции, полное описание в отдельной статье). Для ввода в эксплуатацию требуются системы расчётов, а также письменное разрешение от «ОблЭнерго».
Составляющие электроснабжения в жилом доме или квартире
Система электрического снабжения дома или квартиры включает в себя:
- квартирный щит с инсталлированными устройствами (подробнее ниже);
- проводники для передачи энергии (кабели и провода);
- электромонтажные изделия (розетки и выключатели).
- вводный автоматический выключатель;
- рубильник или выключатель нагрузки;
-
секционные однополюсные автоматические выключатели отдельно на:
- кухню;
- комнату;
- ванную;
- крупный энергопотребитель (например: водонагреватель, электрическая печь);
- устройства защитного отключения (аббревиатура УЗО);
- другие устройства для систем «умного» управления энергией (реле, контакторы, таймеры и так далее).
Автоматические выключатели служат для защиты потребителей и проводников от токов короткого замыкания (на порядок выше номинального тока, срабатывание в течение 0,1 секунды) и от токов перегрузки (на 45 % выше номинального тока, срабатывание за время менее 1 часа).
Устройства защитного отключения (УЗО) защищают живые организмы от поражения электрическим током. Это устройство отслеживает разницу между силой тока в фазе и током в нулевой рабочей жиле. В идеале эта разница должна быть равна нулю, если фиксируется отклонение (10 или 30 мА) – защитное срабатывание в течение 0,04 секунды. Для исправного функционирования требуется жила заземления.
Секционный автоматический выключатель совмещённый с УЗО, называют дифференциальным автоматическим выключателем.
Рубильник или выключатель нагрузки – механический коммутационный аппарат для обесточивания сети вручную (можно использовать вводной автомат, но из-за ограниченности его ресурса, лучше поставить рубильник).
Эта и последующая часть статьи воспроизведена в видеоролике: «Провод какой маркировки лучше и выгоднее?».
Устройства защитного отключения (УЗО) защищают живые организмы от поражения электрическим током. Это устройство отслеживает разницу между силой тока в фазе и током в нулевой рабочей жиле. В идеале эта разница должна быть равна нулю, если фиксируется отклонение (10 или 30 мА) – защитное срабатывание в течение 0,04 секунды. Для исправного функционирования требуется жила заземления.Секционный автоматический выключатель совмещённый с УЗО, называют дифференциальным автоматическим выключателем.
Рубильник или выключатель нагрузки – механический коммутационный аппарат для обесточивания сети вручную (можно использовать вводной автомат, но из-за ограниченности его ресурса, лучше поставить рубильник).
Эта и последующая часть статьи воспроизведена в видеоролике: «Провод какой маркировки лучше и выгоднее?».
Медь или алюминий в электропроводке?
Согласно Правилам устройства электроустановок (сокращённо называют ПУЭ) в бытовых, административных электрических сетях запрещено использовать кабели и провода с алюминиевыми жилами сечением менее 16 мм2. ПУЭ-7 (действует на территории России) пунктом 7.1.34 это запрещают. ПУЭ-2017 (действует на территории Украины) этого не запрещает и допускает (например, таблицей 2.1.1).
Алюминиевые кабели и провода дешевле медных в 3 раза. С учётом того, что для проведения той же мощности потребуется большее сечение (рассмотрено ниже), коэффициент экономического выигрыша ≈ 1,83 (соотношение снижения цены и увеличения сечения: 3 / 1,64).
Алюминиевые кабели и провода дешевле медных в 3 раза. С учётом того, что для проведения той же мощности потребуется большее сечение (рассмотрено ниже), коэффициент экономического выигрыша ≈ 1,83 (соотношение снижения цены и увеличения сечения: 3 / 1,64).
Особенности применения алюминиевой электропроводки
1. Бо́льшее электрическое сопротивление
Алюминий имеет меньшую электрическую проводимость или большее электрическое сопротивление относительно меди (≈ в 1,64 раза) – для проведения равной силы тока алюминиевую жилу выбирают большего сечения.
Алюминий имеет меньшую электрическую проводимость или большее электрическое сопротивление относительно меди (≈ в 1,64 раза) – для проведения равной силы тока алюминиевую жилу выбирают большего сечения.
| Сечения жил в мм2 для проведения равной мощности | |
| медная жила | алюминиевая жила |
| 1,5 | 2,5 |
| 2,5 | 4 |
| 4 | 6 |
| 6 | 10 |
| 10 | 16 |
| 16 | 25 |
| 25 | 35 |
| 35 | 50 |
| 50 | 70 |
| 70 | 95 |
| и так далее | |
Убедимся в верности данной таблицы сравнивая токовые нагрузки на медные и алюминиевые жилы, указанные в ПУЭ:
|
Сечение жилы, мм2 медь / алюминий |
Токовые нагрузки, ампер | |||
|
провода в резиновой и ПВХ изоляции для открытой прокладки |
двухжильные кабели в ПВХ изоляции и оболочке для прокладки в воздухе |
|||
|
медь таблица 1.3.4 |
алюминий таблица 1.3.5 |
медь таблица 1.3.6 |
алюминий таблица 1.3.7 |
|
| 1,5 / 2,5 | 23 | 24 | 19 | 21 |
| 2,5 / 4,0 | 30 | 32 | 27 | 29 |
| 4 / 6 | 41 | 39 | 38 | 38 |
| 6 / 10 | 50 | 60 | 50 | 55 |
| 10 / 16 | 80 | 75 | 70 | 70 |
| 16 / 25 | 100 | 105 | 90 | 90 |
| 25 / 35 | 140 | 130 | 115 | 105 |
| 35 / 50 | 170 | 165 | 140 | 135 |
| 50 / 70 | 215 | 210 | 175 | 165 |
| 70 / 95 | 270 | 255 | 215 | 200 |
2. Перегрев контактных зажимов
Оголённая алюминиевая жила при контакте с кислородом и озоном воздушной среды окисляется. То есть на её поверхности образуется оксидная плёнка, которая имеет высокое переходное электрическое сопротивление – что приводит к перегреву и последующему выгоранию контактных зажимов выключателей и розеток, рубильников и автоматических выключателей. Оксидная плёнка – это ржавчина: на железе рыжего цвета, на меди зелёного цвета (малахитового), на алюминии белого цвета.
Чтобы не допустить образования оксидной плёнки на алюминиевой жиле используют специальные кварце-вазелиновые пасты или антиоксидные смазки (электропроводящие герметики).
3. Хрупкость
Алюминий механически более хрупкий материал – ограниченная стойкость к ударам, вибрациям и перегибам при прокладке. Требует аккуратных работ при монтаже, так как его легко порезать (следовательно, снизить сечение в месте повреждения), раздавить при чрезмерном затягивании контактного зажима.
4. Ослабление зажима
За счёт протекания тока алюминиевая жила нагревается, то есть расширяется. При отключение потребителя тока жила остывает, то есть сужается. Коэффициент линейного теплового расширения алюминия выше чем у меди (22,8·10-6 против 16,7·10-6 при температуре 0 °С). Повторяющиеся расширения / сужения приводят к постепенному ослаблению контактного зажима и его перегреву.
Чтобы избежать этого эффекта жилу оконцовывают наконечником или периодически подтягивают болты в зажимах.
Выбор за вами, автор склоняется к применению медной электропроводки.
Оголённая алюминиевая жила при контакте с кислородом и озоном воздушной среды окисляется. То есть на её поверхности образуется оксидная плёнка, которая имеет высокое переходное электрическое сопротивление – что приводит к перегреву и последующему выгоранию контактных зажимов выключателей и розеток, рубильников и автоматических выключателей. Оксидная плёнка – это ржавчина: на железе рыжего цвета, на меди зелёного цвета (малахитового), на алюминии белого цвета.
Чтобы не допустить образования оксидной плёнки на алюминиевой жиле используют специальные кварце-вазелиновые пасты или антиоксидные смазки (электропроводящие герметики).
3. Хрупкость
Алюминий механически более хрупкий материал – ограниченная стойкость к ударам, вибрациям и перегибам при прокладке. Требует аккуратных работ при монтаже, так как его легко порезать (следовательно, снизить сечение в месте повреждения), раздавить при чрезмерном затягивании контактного зажима.
4. Ослабление зажима
За счёт протекания тока алюминиевая жила нагревается, то есть расширяется. При отключение потребителя тока жила остывает, то есть сужается. Коэффициент линейного теплового расширения алюминия выше чем у меди (22,8·10-6 против 16,7·10-6 при температуре 0 °С). Повторяющиеся расширения / сужения приводят к постепенному ослаблению контактного зажима и его перегреву.
Чтобы избежать этого эффекта жилу оконцовывают наконечником или периодически подтягивают болты в зажимах.
Выбор за вами, автор склоняется к применению медной электропроводки.
Марки проводников (кабелей и проводов) для электропроводки
Для бытового энергоснабжения задействуют кабели и провода имеющие поливинилхлоридную (аббревиатура ПВХ) изоляцию и оболочку. ПВХ пластикат имеет высокие изоляционные свойства, пластичен, устойчив к механическим нагрузкам и солнечному облучению, не распространяет пламени (в течение минуты огонь гаснет при изъятии из источника).
| традиционно | лучше | ещё лучше | дёшево | ||||||
|
марки
|
медные изделия | ||||||||
| ПВС | ШВВП | ВВГ | ВВГ-П | ВВГнг | ВВГнг-LS | ППВ | ПВ1 | ПВ3 | |
| исполнение | круглый1 | плоский | круглый | плоский | круглый | круглый | плоский | круглый | круглый |
| 2-3 жильные | 1-жильные | ||||||||
| жила2 | гибкая | гибкая | жёсткая | жёсткая | жёсткая | жёсткая | жёсткая | жёсткая | гибкая |
| изоляция | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| оболочка | + | + | + | + | + | + | - | - | - |
| не распро-страняет огонь3 | один | один | один | один | группой | группой | один | один | один |
| выделяет меньше дыма4 | - | - | - | - | - | + | - | - | - |
|
марки
|
- | - | АВВГ | АВВГ-П | АВВГнг | АППВ | АПВ | - | |
| алюминиевые аналогичные изделия5 | |||||||||
Примечания:
- 1 – для плоского кабеля нужно штробить перфоратором канал меньшей глубины либо накладывать более тонкий слой штукатурки, жилы проложенные параллельно друг другу лучше охлаждаются, чем скрученные;
- 2 – гибкая жила = многопроволочная, жёсткая жила = однопроволочная (монолитная);
- 3 – не распространяет огонь при одиночной или групповой прокладке (то есть по неметаллическим частям пламя не распространяется в соседнее помещение или здание);
- 4 – при вынужденном горение выделяет меньшие объёмы дыма и газа, что улучшает видимость в помещение при пожаре;
- 5 – выше не рекомендуем применять алюминиевые проводники, но выбор никто не отменял.
| традиционно | лучше | ещё лучше | дёшево | ||
| марки | ПВС, ШВВП | ВВГ, ВВГ-П | ВВГнг, ВВГнг-LS | ППВ, ПВ1, ПВ3 | |
| стандарт |
бытовой ГОСТ 7399-97 |
промышленный ГОСТ 16442-80 |
промышленные ГОСТ 16442, ГОСТ 31996 |
ГОСТ 6323-79 | |
| плюсы | ресурс |
2 года гарантии, срок службы 10 лет |
5 лет гарантии, срок службы 30 лет |
5 лет гарантии, срок службы 30 лет |
2 года гарантии, срок службы 15 лет |
|
рабочий диапазон температуры воздуха, °С |
от -15 до +50 | от -50 до +50 | от -50 до +50 | от -50 до +70 | |
|
изоляция рассчитана на напряжение, В |
380 | 660 | 660 | 450 | |
|
токовые нагрузки (подробно ниже в таблице) |
1 | 3 | 3 | 2 | |
|
предельный ток короткого замыкания* |
не указан | нормирован | нормирован | не указан | |
|
пожаро- безопасность |
+ | + | повышенная** | + | |
|
наконечники для соединения с розетками и выключателями |
нужны | не нужны | не нужны | для ПВ3 нужны | |
| минус |
изгибаются (из-за многопроволочной и однопроволочной жилы) |
хорошо | плохо | плохо | ПВ3 хорошо |
| 5·d*** | 7,5·d | 7,5·d |
5·d для ПВ3 10·d для остальных |
||
- * – для кабеля ВВГ и его производных нормируется сила тока при возникновении короткого замыкания (проводится испытание), в стандартах для других изделий такого нет (упускается из вида);
- ** – под повышенной пожаробезопасностью понимают не распространение пламени при групповой прокладке (остальные изделия не распространяют горения при одиночной прокладке), исполнения с индексами «нг» и «нг-LS» применяют для одиночного расположения при особом внимании к аварийным ситуациям;
- *** – минимальный радиус изгиба проводника через его наружный диаметр d.
Зачастую, для электропроводки применяют кабели и провода с площадью сечения токопроводящей жилы 1,5 и 2,5 мм2 (согласно ПУЭ минимальное сечение 1,5 мм2).
|
Число жил или проводов, шт.↓ |
Сечение, мм2↓ | традиционно | лучше | ещё лучше | дёшево | |
| марки→ | ПВС, ШВВП | ВВГ, ВВГ-П | ВВГнг, ВВГнг-LS | ППВ | ПВ1, ПВ3 | |
| 2 | 1.5 | 14А (58%) | 24А (100%) | 18А (75%) | 19А (79%) | |
| 2.5 | 20А (61%) | 33А (100%) | 25А (76%) | 27А (82%) | ||
| 3 | 1.5 | 14А (67%) | 21А (100%) | 15А (71%) | 17А (81%) | |
| 2.5 | 20А (71%) | 28А (100%) | 21А (75%) | 25А (89%) | ||
Источники токовых нагрузок:
- для ПВС и ШВВП по таблице 9а на странице 17 стандарта ГОСТ 7399;
- для ВВГ и его производных по таблице 23 на странице 17 стандарта ГОСТ 16442;
- для ППВ, ПВ1 и ПВ3 по таблице 1.3.4 на странице 20 документа ПУЭ-7.
- технические характеристики кабелей ВВГ выше (две таблицы с детальным изучением тому доказательство);
- электрик смирится с неудобством в виде жёсткой жилы, которую тяжело изгибать (а если нет, то предложите найти работу в другом месте).
Выбор сечения кабеля или провода для бытовой проводки
Сечение провода или кабеля для электропроводки определяется исходя из суммарной мощности всех возможных к одновременному подключению электроприборов. Следует понимать, что не нужно рассчитывать на максимальную мощность, так как единовременное подключение всех электрических приборов практически не случается.Стандартный ряд площадей сечения кабельно-проводниковой продукции: 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16 мм2 и выше.
Формула для расчёта силы тока (токовой нагрузки):
I = P /U,
где P – суммарная мощность в ваттах (Вт);
U – напряжение в цепи переменного тока (220 вольт).
Мощность определяют по паспортам электрических приборов или приблизительно выбирают из нижеследующей таблицы.
| Бытовое электрическое устройство | Рmax, Вт | I (по формуле), А | Примечание |
| энергосберегающая лампа | 40 | 0.18 | продолжительная эксплуатация в вечернее время |
| холодильник | 60 | 0.27 | круглосуточно |
| ноутбук | 65 | 0.30 | :-))) у кого как |
| телевизор | 100 | 0.45 | :-))) у кого как |
| лампа накаливания ЛОН | 200 | 0.91 | продолжительная эксплуатация в вечернее время |
| компьютер | 300 | 1.36 | :-))) у кого как |
| микроволновая печь | 900 | 4.09 | 5 минут около 3 раз в сутки |
| кофеварка | 1300 | 5.91 | 5 минут 1-2 раза в сутки |
| электрочайник | 1500 | 6.82 | 10 минут около 5 раз в сутки |
| стиральная машина | 1500 | 6.82 | 2 часа 1 раз в сутки |
| пылесос | 1600 | 7.27 | 20 минут 1 раз в три дня |
| посудомоечная машина | 2000 | 9.09 | 2 часа 1 раз в сутки |
| утюг | 2400 | 10.91 | 20 минут 1 раз за трое суток |
| кондиционер | 3000 | 13.64 | в жаркое время по вечерам |
Отдельная статья – кабель какого сечения выбрать на конкретные приборы, освещение и розетки?
Важность планирования при прокладке электропроводки
Проведём аналогию между двумя ситуациями:
- переезд в новую квартиру с размещением в ней мебели;
- прокладка электропроводки с монтажом электроустановочных изделий (выключатели и розетки).
Наилучшим вариантом перед переездом на новую жилплощадь является изображение новой квартиры на большом листе формата А3 или А2 в каком-либо масштабе. Затем из картона в этом же масштабе вырезают макеты кроватей, диванов, шкафов, тумбочек, подставок под цветы, столов, холодильника, газовой плиты и других крупных объектов. Потом будущими жильцами эти макеты расставляются так, как они будут стоять впоследствии (после переезда). Макеты передвигать намного легче, чем реальные объекты. Описанное планирование позволяет избежать:
- перестановок тяжёлых кроватей и шкафов на новые места, а сразу расставить их в утверждённом порядке;
- не нужной работы – сначала всё сносим в одну большую комнату с последующим перетаскиванием в нужные комнаты;
- неудобного расположения кухонных шкафов и приборов.
То же самое с электропроводкой – спланируйте расположение и количество розеток, выключателей в комнатах, на кухне, в ванной, учитывая местоположение мебели. Либо придётся пользоваться удлинителями, со всеми вытекающими «приятными» моментами.
Для кухни актуально продумать подключение: жарочного шкафа, микроволновой печи, холодильника, хлебопечки, блендера, миксера, кухонного комбайна, электрической мясорубки, посудомоечной машины, мультиварки, пароварки, кофеварки, аэрогриля, сушки для сухофруктов, фритюрницы, мороженицы и других электрических бытовых устройств (может что-то упущено или перечислено излишнее).
Для ванной комнаты необходимо выбрать число розеток под стиральную машину, электробритву, фен, подсветку зеркала.
В комнатах определить количество розеток под телевизор, компьютер, зарядные устройства телефонов, увлажнитель воздуха, кондиционер, музыкальный центр, дополнительное освещение и других электроприборов (ориентир – не меньше 1 розетки на 6 м2 или потребуется пользоваться большим количеством удлинителей).
Выключатели света:
Для кухни актуально продумать подключение: жарочного шкафа, микроволновой печи, холодильника, хлебопечки, блендера, миксера, кухонного комбайна, электрической мясорубки, посудомоечной машины, мультиварки, пароварки, кофеварки, аэрогриля, сушки для сухофруктов, фритюрницы, мороженицы и других электрических бытовых устройств (может что-то упущено или перечислено излишнее).
Для ванной комнаты необходимо выбрать число розеток под стиральную машину, электробритву, фен, подсветку зеркала.
В комнатах определить количество розеток под телевизор, компьютер, зарядные устройства телефонов, увлажнитель воздуха, кондиционер, музыкальный центр, дополнительное освещение и других электроприборов (ориентир – не меньше 1 розетки на 6 м2 или потребуется пользоваться большим количеством удлинителей).
Выключатели света:
- располагайте на высоте 90-95 см от пола (высота расположения пальцев взрослого человека при опущенной руке) и 15 см от дверного косяка (если расположите выше, ребёнок не поиграется с ним пока мал, но не сможет его достать каждый день, начиная с 4-5 лет в течение последующих нескольких лет);
- при утопленной верхней части свет включен, при утопленной нижней части освещение отключено.