Опубликовано

Что считается точкой в электропроводке

Кольцевая проводка

Для улучшения этой статьи желательно:

  • Викифицировать статью.
  • Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей.

Схема возможной конфигурации конечной кольцевой проводки. Распределительный щит — слева внизу.

Конечная кольцевая проводка или кольцевая проводка (неформально называемая также ring main или просто кольцо (ring)) это принцип разводки проводов, разработанный и используемый главным образом в Соединённом Королевстве, предусматривающий по два независимых проводника для фазы, нейтрали и защитного заземления в здании для каждой подключённой нагрузки или розетки.

Эта схема позволяет использовать более тонкие провода, нежели при радиальной проводке для той же общей силы тока. В идеале кольцо функционирует как две радиальных ветви, работающих навстречу друг другу; точка их разделения зависит от распределения нагрузки в кольце. Если нагрузка равномерно распределяется по двум направлениям, то сила тока в каждом направлении будет равна половине общей силы, что позволяет использовать провод вдвое меньшего сечения, чем нужно для максимальной силы тока. На практике, нагрузка не всегда распределяется равномерно, поэтому используется более толстый провод.

Описание

В однофазной системе кольцо начинается от квартирного распределительного щита (consumer unit (потребительский блок), также fuse box (коробка с плавкими вставками) или breaker box (коробка с АВ)), проходит через каждую розетку по очереди, затем возвращается в щиток. В трёхфазной системе кольцо (которое почти всегда однофазное) питается от однополюсного автомата в распределительном щите (distribution board, в отличие от consumer unit).

Кольцевые схемы часто используются в британской проводке с 13-амперными вилками BS 1363, защищёнными предохранителями. Они обычно питаются от кабеля сечением 2,5 мм² и защищены 30-амперными предохранителями, старыми автоматами на 30 А или европейскими гармонизированными 32-амперными автоматами. Иногда используется кабель сечением 4 мм², если кабель очень длинный (чтобы уменьшить падение напряжения) или присутствуют факторы, снижающие характеристики кабеля, например теплоизоляция. Также может использоваться кабель с минеральной изоляцией и медной оболочкой, с сечением жил 1,5 мм² (известный как pyro), поскольку кабель с минеральной изоляцией может более эффективно выдерживать нагрев, чем обычный ПВХ; однако его нужно выбирать с большей осмотрительностью, учитывая падение напряжения на длинных участках.

Многие непрофессионалы в Соединённом Королевстве называют любую проводку ring; от непосвящённых можно часто слышать термин lighting ring. Бывает, среди самодельных проводок можно увидеть осветительную сеть, разведённую в виде кольца кабеля (однако, с автоматом ниже номинальной силы тока кабеля).

История и эксплуатация

Основная статья: BS 1363

Кольцевая проводка и связанная с нею система из вилки и розетки BS 1363 были разработаны в Великобритании в период между 1942 и 1947 годами. Они широко используются в Соединённом Королевстве и, в меньшей степени, в Республике Ирландии. Также используются местами в странах Содружества Наций, где Великобритания ранее имела большое влияние.

Кольцевая проводка возникла потому что Британия была вынуждена вступить в программу массовой перестройки жилья, вызванной разрушениями в результате Второй мировой войной. Тогда была острая нехватка меди, поэтому было необходимо разработать схему, использующую наименьшее количество меди. Было указано, что схема должна использовать 13-амперные розетки, защищённые предохранителями, вследствие чего появилось несколько проектов вилок и розеток. Выжила только система с прямоугольными контактами (BS 1363), но система Dormond & Smith с круглыми контактами по-прежнему использовалась в 1980-е годы во многих местах. У этой вилки было характерное свойство: предохранитель выступал также в роли фазного штыря и отвинчивался от корпуса вилки.

Кольцевая проводка была разработана во время нехватки меди, чтобы позволить подключение двух 3-киловаттных обогревателей в любой из двух точек, давать немного тока для маломощных устройств, и снизить расход меди. Она осталась самой распространённой конфигурацией проводки в Великобритании, хотя приобретает популярность 20-амперная радиальная проводка (по существу путём разбивания каждого кольца на половины и питания половин от отдельных автоматов). Разбиение кольца на две 20-амперные половины может помочь, когда одна ветвь кольца повреждена и не может быть легко заменена.

Другим преимуществом кольцевой проводки была экономия кабеля и работы, поскольку можно было соединить кабелем две уже существующие радиально подключённые 15-амперные розетки, чтобы сделать одно 30-амперное кольцо, а затем добавить столько розеток, сколько нужно. Это было важным моментом в аскетичных условиях 1940-х годов. При таком способе кольцо питалось через два 15-амперных предохранителя, что прекрасно работало на практике, хотя и было необычным.

Во многих довоенных инсталляциях с круглыми контактами применялись предохранители на обоих полюсах. Когда в них 15-амперные радиалы были преобразованы в кольцо, оно питалось не менее чем через 4 предохранителя. Подобные системы в настоящее время редки.

Правила монтажа

Правила для кольцевых проводок говорят, что номинальная сила тока кабеля должна быть не менее чем две трети номинала защитного устройства. Это означает, что риск длительной перегрузки кабеля можно считать минимальным. Однако, на практике очень нечасто можно встретить кольцо с иным защитным устройством, нежели предохранитель на 30 А, автомат на 30 А или автомат на 32 А и кабель с сечением, отличным от упомянутого выше.

Правила выполнения проводки от IEE (BS 7671) разрешают неограниченное количество розеток в кольцевой схеме, если обслуживаемая площадь не превышает 100 м². На практике в большинстве небольших и средних домов имеется одно кольцо на этаж. В более крупной недвижимости их больше.

Проектировщик может определять по опыту и расчётам, нужны ли дополнительные кольца для мест, где велика потребность в электричестве; например, довольно распространённая практика питать кухни от отдельного кольца или от одного кольца с подсобным помещением, чтобы предотвратить подключение мощной нагрузки к одной точке общего кольца на нижнем этаже. Концентрация нагрузки в одной точке кольцевой схемы, близко к одному из её концов, может вызвать небольшую перегрузку одного из кабелей, поэтому кухни нельзя подключать в конце кольца.

Разрешается делать ответвления от кольца, не защищённые предохранителями, выполненные таким же кабелем, что и кольцо, для питания одиночной или двойной розетки (использование двух одиночных ранее было разрешено, но теперь запрещено потому, что люди заменяли каждую из них на двойную) или одного соединительного устройства с предохранителем (fused connection unit, FCU). Ответвления могут либо начинаться от розетки, либо подключаться к кабелю кольца при помощи распределительной коробки или другого разрешённого метода соединения кабелей. Тройные или бо́льшие розетки обычно защищены предохранителем, поэтому их тоже можно подключать к отводу.

Не разрешается иметь больше отводов, чем розеток в кольце. Большинство электриков считают плохой практикой иметь отводы в новых системах (некоторые из них считают это плохой практикой во всех случаях).

Когда к кольцевой проводке подключены другие нагрузки, кроме розеток BS 1363, или желательно иметь на отводе более чем одну розетку для маломощного оборудования, используется соединительное устройство с предохранителем (fused connection unit, FCU) по стандарту BS 1363. В случае подключения стационарных агрегатов это будет соединительное устройство с предохранителем и выключателем (switched fused connection unit, SFCU), чтобы создать точку изоляции (отключения) для устройства, но в других случаях, таких как питание нескольких осветительных точек (сквозное подключение освещения к кольцу не одобряется в новых инсталляциях, но часто встречается на практике при добавлении освещения в уже существующую систему) или нескольких розеток, предпочтительно применение устройства без выключателя.

Стационарные устройства с номинальной мощностью свыше 3 кВт (например, проточные водонагреватели и некоторые электроплиты) или с необычно высоким расходом электроэнергии в длительном периоде (например, погружные нагреватели) больше не рекомендуется подключать к кольцу; вместо этого их подключают к собственной выделенной ветви. В то же время существует множество старых систем с подобными нагрузками, подключенными к кольцу.

Критика

Финальный вариант идеи кольцевой проводки критикуют со многих сторон. Некоторые из недостатков могут объяснить слабое распространение кольцевой проводки за пределами Соединённого Королевства.

Существует единственный способ увидеть все «за» и «против» кольцевых схем — сравнить их с другим видом: радиальным.

Аварийный режим работы незаметен при использовании

Кольцевые схемы продолжают работать в то время, как пользователь не подозревает, что произошла одна из неисправностей, делающая проводку небезопасной:

  • Отсутствующая часть кольца или плохая затяжка соединений приводит к тому, что кабели с сечением жилы 2,5 мм² иногда эксплуатируются при токах силой выше номинальной, что приводит к ускоренному износу кабеля.
    • Радиальная проводка с ослабленными соединениями серьёзно перегреется и будет сразу же представлять собой опасность пожара.
    • Радиальная проводка с нарушенным соединением не будет функционировать (если повреждена фаза или нейтраль) или будет функционировать без защитного заземления (если повреждён заземляющий провод).
  • Случайное подключение друг к другу двух 32-амперных колец значит, что суммарная сила рабочего тока защитного устройства повышается до 64 А. Это нарушает безопасную работу цепи, сильно увеличивая время отключения.
    • Тестирование на месте помогает устранить проблему.
  • На концах ответвлений разрешается использовать три соединителя, что может вызвать ослабление одного из них и перегрев.
    • Эта ситуация одинакова и для радиальной схемы, и для кольцевой схемы с отводами.
  • Кольцевая схема позволяет подключение слишком большого количества отводов к кольцу, что повышает риск перегрева, в особенности если отводы слишком длинные, без адекватной защиты в точке ответвления (то есть не используется BS5733 или подобный защищённый отвод) — хотя нужно заметить, что это почти наверняка является нарушением соответствующего сборника правил (например, BS7671 в Соединённом Королевстве).

Сложность тестов на безопасность

Процедуры тестирования кольцевых проводок могут занять в 5-6 раз больше времени, чем тестирование радиальных схем, поэтому монтажники с электриками, получившие квалификацию в других странах, могут быть не знакомы с ними.

Требования к балансировке

Инструкция 433-02-04 стандарта BS 7671 требует, чтобы нагрузка распределялась по кольцу так, чтобы ни один фрагмент кабеля не работал с токами, превышающими номинальный. Это требование сложно выполнить; оно в большинстве случаев игнорируется на практике, поскольку нагрузки часто сосредоточены в одном месте (стиральная машина, барабанные сушильные машины, посудомоечные машины, все они устанавливаются близко к канализации и водопроводу) и не обязательно вблизи центральной точки кольца.

Электромагнитные наводки

Кольцевая проводка может создавать сильные нежелательные магнитные поля. В обычной (некольцевой, радиальной) схеме ток, текущий по проводам, должен возвращаться почти по тому же самому пути, что и пришёл, в особенности если фазный и нейтральный проводники расположены близко друг к другу и образуют длинную линию. Это предотвращает образование в схеме большой магнитной катушки (петлевой антенны), которая в противном случае создаст магнитное поле с частотой переменного тока (50 или 60 Гц).

В кольцевой схеме, с другой стороны, возможен вариант, что токи фазного и нейтрального проводников не равны с каждой стороны кольца. Токи с частотой сети идут по пути наименьшего сопротивления, поэтому возможно, в особенности при старых окисленных контактах, что из розетки путь с наименьшим сопротивлением для фазы будет в левой части кольца, а для нейтрали — в правой. В результате ток протекает последовательно через всё кольцо и создаёт магнитное поле. В предельном случае, когда кольцо повреждено, фазный провод может быть прерван с одной стороны, а нейтральный с другой; при таком варианте полностью весь ток будет вкладываться в формирование магнитного поля. Это может привести к значительным электромагнитным помехам, вызывающим фон переменного тока в звуковых устройствах, случайное срабатывание сигнализации и защитных устройств (сигнализации вторжения, УЗО, и т. д.), сбои бытовой электроники и медицинских устройств, появление напряжения в заземлённых проводниках, и т. д.

Защита от перегрузки

Кольцевые схемы не всегда могут быть адекватно защищены от сверхтоков, в особенности, как часто и бывает, если имеется невыявленный сбой, и провода не имеют достаточного сечения для работы в режиме радиального отвода, не соответствуют в этом режиме номинальной силе тока защитного устройства. Задача кольцевой проводки — предоставить большое количество розеток, поэтому она защищена только автоматами на большую силу тока (обычно 32 А). В сравнении с кольцевыми, радиальные схемы, используемые в других странах, обычно поддерживают небольшое количество розеток в каждой ветви и поэтому защищены автоматами на меньший ток (обычно 10-20 А). В результате, страны, использующие кольцевую проводку, посчитали необходимым добавить дополнительные предохранители на меньший ток в вилки каждого устройства. Это даёт потенциальное увеличение безопасности, поскольку устройство со сгоревшим предохранителем не будет под напряжением, если его включить повторно (по крайней мере до замены предохранителя), в то время как с вилкой без предохранителя неисправное устройство остаётся потенциально опасным при подключении, хотя, в большинстве случаев, при подключении сработает низкотоковый автомат.

Такая несовместимость защит устройств от сверхтоков — огромный камень преткновения между странами, использующими кольцевую и радиальную проводку, на пути к всемирной стандартизации бытовых вилок и розеток. Хотя предохранители в вилках, учитывая их разнообразие, в идеале могут точнее соответствовать максимальному току, требуемому для работы устройства, на практике некоторые вилки в Соединённом Королевстве требуется оснащать предохранителем на максимально разрешённый ток 13 А, поскольку устройство с малым током потребления может работать периодически, с большими пусковыми токами (например, если вставлять предохранитель BS1362 на 3А в вилку холодильника, предохранитель будет часто перегорать). Это не проблема, поскольку все устройства должны быть безопасными с 13-амперным предохранителем (в любом случае, в прочих странах Евросоюза устройства защищаются автоматами на 16 А или 20 А), но это означает, что потенциальное преимущество в безопасности реализуется только частично, и что вилка с предохранителем даёт лишь небольшое преимущество перед вилкой без предохранителя, используемой в радиальной схеме, с автоматом не более чем на 13 А, или с автоматом B16 и менее. Введение правил в Соединённом Королевстве — the Plugs and Sockets (Safety) Regulations — требующих, чтобы новые устройства продавались с вилками, оснащёнными правильными предохранителями, улучшает ситуацию.

Одним теоретическим преимуществом вилок, индивидуально защищённых предохранителями, является то, что неисправное устройство или питающий шнур с большой вероятностью вызовет перегорание своего предохранителя, в то время как другие устройства в том же кольце будут продолжать работать. Однако, введение автоматов по стандарту EN60898 и увеличивающееся количество УЗО для розеток общего назначения в Соединённом Королевстве (для BS7671: 2008 и более ранние редакции того же стандарта) означает, что велика вероятность срабатывания защитного устройства до предохранителя в вилке.

> Примечания > См. также

  • BS 1363
  • Силовые вилки и розетки для переменного тока

В) Кольцевые схемы

Вкольцевых схемах (схемах многоугольников) выключатели соединяются между собой, образуя кольцо. Каждый элемент — линия, трансформатор присоединяется между двумя соседними вы­ключателями. Самой простой кольцевой схемой является схема тре­угольника (рис. 5-13, а). Линия Л1 присоединена в схему выключа­телями В1, В2. линия Л2 — выключателями В2, ВЗ, трансформа­тор — выключателями В1, ВЗ. Многократное присоединение элемента в общую схему увеличивает гибкость и надежность работы, при этом число выключателей в рассматриваемой схеме не превышает числа присоединений. В схеме треугольника на три присоединения — три выключателя, поэтому схема экономична.

В кольцевых схемах ревизия любого выключателя производится без перерыва работы какого-либо элемента. Так, при ревизии выключателя В1 отключают его и разъединители, установленные по обе стороны выключателя. При этом обе линии и трансформатор остаются в работе, однако схема становится менее надежной из-за разрыва кольца. Если в этом режиме произойдет короткое замыка­ние на линии Л2, то отключатся выключатели В2 и ВЗ, вследствие чего обе линии и трансформатор останутся без напряжения. Полное отключение всех элементов подстанции произойдет также при к. з. на линии и отказе одного выключателя : так, например, при к. з. па линии Л1 и отказе в работе выключатели В1 по вине релейной защиты, при неисправности привода или самого выключателя, от­ключатся выключатели В2 и ВЗ. Вероятность совпадения поврежде­ния на линии с ревизией выключателя, как было сказано выше, зависит от длительности ремонта выключателя. Увеличение межремонтного периода и надежности работы выключателей, а также уменьшение длительности ремонта значительно повышают надеж­ность схем.

В кольцевых схемах надежность работы выключателей выше, чем в других схемах, так как имеется возможность опробования любого выключателя в период нормальной работы схемы. Опробова­ние выключателя путем его отключения не нарушает работу при­соединенных элементов и не требует никаких переключений в схеме.

На рис. 5-13, б представлена схема четырехугольника (квадрата). Эта схема экономична (четыре выключателя на четыре присоединения),

позволяет производить опробование и ревизию любого выклю­чателя без нарушения работы ее элементов. Схема обладает высо­кой надежностью.

Дата добавления: 2015-02-10; просмотров: 1860;

ЭлектрО

КОЛЬЦЕВЫЕ СХЕМЫ

В кольцевых схемах (схемах многоугольников) выключатели соединяются между собой, образуя кольцо. Каждый элемент — линия, трансформатор — присоединяется между двумя соседни­ми выключателями. Самой простой кольцевой схемой является схема треугольника (рис. 1, а). Линия W1 присоединена к схе­ме выключателями Q1, Q2, линия W2 — выключателями Q2, Q3, трансформатор — выключателями Q1, Q3. Многократное при­соединение элемента в общую схему увеличивает гибкость и на­дежность работы, при этом число выключателей в рассматрива­емой схеме не превышает числа присоединений. В схеме треу­гольника на три присоединения — три выключателя, поэтому схема экономична.

В кольцевых схемах ревизия любого выключателя производится без перерыва работы какого-либо элемента. Так, при ревизии вы­ключателя Q1 отключают его и разъединители, установленные по обе стороны выключателя. При этом обе линии и трансформатор остаются в работе, однако схема становится менее надежной из-за разрыва кольца. Если в этом режиме произойдет КЗ на ли­нии W2, то отключаются выключатели Q2 и Q3, вследствие чего обе линии и трансформатор останутся без напряжения. Полное отключение всех элементов подстанции произойдет также при КЗ на линии и отказе одного выключателя: так, например, при КЗ на линии W1 и отказе в работе выключателя Q1 отключаются выключатели Q2 и Q3. Вероятность совпадения повреждения на ли­нии с ревизией выключателя, как было сказало выше, зависит от длительности ремонта выключателя. Увеличение межремонт­ного периода и надежности работы выключателей, а также умень­шение длительности ремонта значительно повышают надежность схем.

В кольцевых схемах надежность работы выключателей выше, чем в других схемах, так как имеется возможность опробования любого выключателя в период нормальной работы схемы. Опробование выключателя путем его отключения не нарушает работу присоеди­ненных элементов и не требует никаких переключений в схеме.

Рис. 1. Кольцевые схемы: а – схема треугольника; б – схема четырехугольника; в – схема шестиугольника.

На рис. 1, б представлена схема четырехугольника (квадрата). Эта схема экономична (четыре выключателя на четыре присоедине­ния), позволяет производить опробование и ревизию любого выключа­теля без нарушения работы ее элементов. Схема обладает высокой надежностью. Отключение всех присоединений маловероятно, оно может произойти при совпадении ревизии одного из выключате­лей, например Q1, повреждении линии W2 и отказе выключателя второй цепи Q4. При ремонте линии W2 отключают выключатели Q3, Q4 и разъединители, установленные в сторону линий. Связь оставшихся в работе присоединений W1, Т1 и Т2 осуществляется через выключатели Q1, Q2. Если в этот период повредится Т1, то отключится выключатель Q2, второй трансформатор и линия W1 останутся в работе, но транзит мощности будет нарушен. Установ­ка линейных разъединителей QS1 и QS2 устраняет этот недостаток.

Достоинством всех кольцевых схем является использование разъ­единителей только для ремонтных работ. Количество операций разъединителями в таких схемах невелико.

К недостаткам кольцевых схем следует отнести более сложный выбор трансформаторов тока, выключателей и разъединителей, установленных в кольце, так как в зависимости от режима работы схемы ток, протекающий по аппаратам, меняется. Например, при ревизии Q1 (см. рис. 1, б) ток в цепи Q2 возрастает вдвое. Ре­лейная защита также должна быть выбрана с учетом всех возмож­ных режимов при выводе в ревизию выключателей кольца.

Схема четырехугольника применяется и РУ 330 кВ и выше элек­тростанций, а также на подстанциях при напряжении 220 кВ и выше.

Достаточно широкое применение получила схема шестиуголь­ника (рис. 1, в), обладающая всеми особенностями рассмот­ренных выше схем. Выключатели Q2 и Q5 являются наиболее сла­быми элементами схемы, так как их повреждение приводит к от­ключению двух линий W1 и W1 или W3 и W4. Если по этим лини­ям происходит транзит мощности, то необходимо проверить, не произойдет ли при этом нарушение устойчивости параллельной работы энергосистемы.

В заключение следует отметить, что конструктивное выполне­ние распределительных устройств по кольцевым схемам позволя­ет сравнительно просто переходить от схемы треугольника к схе­ме четырехугольника, а затем к схеме блоков трансформатор — шины или к схемам со сборными шинами.

Кольцевая схема подключения жилых домов

В этой теме хотелось бы обсудить кольцевую схему подключения жилых домов. Лично у меня не большой опыт проектирования жилых многоквартирных домов, поэтому с большим удовольствием почитаю ваши комментарии по подключению питающих кабелей.

Сейчас у меня в работе реконструкция нескольких 3-х и 4-х этажных жилых многоквартирных домов. На данный момент для электроснабжения данных домов используется кольцевая схема. При реконструкции мне необходимо выполнить замену вводных устройств, если их можно так назвать Никаких существующих схем нет.

ВУ жилого дома

У меня возник вопрос: как правильного организовать кольцевую схему? Поиски в интернете не принесли должного результата.

Для начала нужно разобраться, что такое кольцевая схема электроснабжения.

Кольцевая схема электроснабжения – схема подключения электроприемников, при которой электроснабжение любого объекта возможно по двум кабельным линиям, которые образуют «кольцо».

Пример кольцевой схемы представлен ниже:

Кольцевая схема электроснабжения

Крайние электроприемники подключатся от источника питания, а между остальными – делаются так называемые «перемычки».

Для реализации кольцевой схемы я предусмотрел по два перекидных рубильника в ВРУ каждого жилого дома.

Кольцевая схема электроснабжения — рабочий режим

В нормальном режиме нагрузка равномерно распределяется между двумя вводами.

Чтобы понять, почему нужно именно 2 рубильника, предлагаю рассмотреть несколько аварийных ситуаций:

1 Выход из строя одной из питающих кабельных линий.

Кольцевая схема электроснабжения — авария КЛ

В данном случае электроснабжение всех домов осуществляется от одной КЛ. Обслуживающий персонал устанавливает рубильники в нужное положение.

2 Выход из строя «перемычки»:

Кольцевая схема электроснабжения — авария перемычки

Обслуживающий персонал должен изолировать из схемы электроснабжения аварийный участок (например, в линии произошло короткое замыкание). Часть домов питается от одной КЛ, а часть – от второй.

Кстати, вместо двух перекидных рубильников можно применить 3 обычных рубильника.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *