Какими бы серьезными ни были технические меры защиты, никакая электроустановка не может нормально функционировать без устройств автоматического отключения источников питания. Потому что действительно эффективная защита человека от поражения током может быть реализована только методом отключения источника питания! Производится эта операция при помощи защитных автоматов и устройств защитного отключения (УЗО). Первые реагируют на короткое замыкание в электроцепи, вторые – на ненормативные токи утечки, являющиеся следствием прямого или косвенного касания человеком токоведущих частей, нарушения целостности или возгорания проводки. При помощи защитных автоматов обеспечиваются сохранность и работоспособность проводки и электроприборов. УЗО в первую очередь спасает человеку жизнь, а также защищает оборудование от возгорания.
Еще одно правило техники безопасности предписывает «заземлять и занулять все, что можно, уравнивать и выравнивать любые потенциалы». Делается это для того, чтобы исключить в доме возможность возникновения напряжений, опасных для жизни людей и нарушающих нормальную работу приборов. Большое значение для обеспечения условий безопасности в электроустановке имеет правильное выполнение системы уравнивания потенциалов. Чтобы не перегружать читателя специальной информацией по этому вопросу, поясним лишь, что суть системы в объединении с помощью заземленной шины всех частей инженерных коммуникаций, способных проводить ток. Единой цепью связываются все защитные проводники, металлические трубы коммуникаций зданий и трубы между зданиями, металлические части строительных конструкций и молниезащиты, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, газоснабжения, металлические корпуса электроаппаратов и элементы устройства заземления.
Заземление
Очевидно, что любые электромонтажные работы на участке должны начинаться с устройства заземления. Его классическая схема для грунтов с невысоким удельным сопротивлением в 150–200 Ом (не каменистых), которые характерны для нашей местности, представляет собой заглубленную в землю конструкцию, в которую входят три электрода длиной 2,5–3 м в виде отрезков арматуры диаметром не менее 20 мм или уголка с шириной полки 50 мм. Они забиваются в землю на всю длину в углах равностороннего треугольника со стороной 3 м. Электроды соединяются стальной полосой сечением около 120 мм2 (например, 30x4 мм) посредством электросварки. Полосу от контура заземления заводят в дом.
Для эффективного заземления даже в грунтах с высоким удельным сопротивлением рекомендуется использовать естественные заземлители: металлические обсадные трубы артезианских скважин, трубы водоснабжения, свинцовые оболочки кабелей и арматуру железобетонных конструкций здания, заглубленных в землю (к примеру, фундамента). Напомним, что использование в качестве естественных заземлителей труб системы центрального отопления и газопровода категорически запрещено!
Ввод электричества
Электроустановка начинается с ввода электричества в дом. Более подробно остановимся на кабельном варианте. Его выполняют в трубах. Используются отрезки асбестоцементных или полимерных (ПВХ, ПЭ) труб, которые называются гильзами. При наличии цокольного этажа или подвала гильзу закладывают, как правило, при устройстве фундамента на глубине 0,8 м от поверхности земли. Если выполнить ввод на меньшей глубине, повысится вероятность повреждения кабеля. При отсутствии помещений, расположенных ниже уровня земли, можно выбрать любое другое удобное место. Кабель при этом прокладывают по наружной стене здания (вне зависимости от ее материала) и обязательно защищают от повреждения стальным уголком или швеллером подходящего сечения. Впоследствии этот неэстетичный элемент фасада можно задекорировать. Ввод в деревянную стену производится через трубу из несгораемого материала (сталь, чугун, асбест).
Подземные вводы в здания (впрочем, как и воздушные), а особенно если есть подвал или цокольный этаж, следует герметизировать во избежание попадания в помещения влаги из земли и особенно газов – таких, как метан, радон (сильнейший канцероген!) и др. Выбор герметизирующего материала следует производить, исходя из двух условий.
Во-первых, герметизирующий материал не должен мешать проведению работ при ремонте и замене кабеля.
Во-вторых, поскольку из-за подвижек грунта и периодических циклов нагревания и охлаждения (под нагрузкой токопроводящие жилы нагреваются, а при отключении остывают, всякий раз меняя длину) кабель перемещается в гильзе, герметизирующие материалы должны быть пластичными.
Наряду с традиционным способом заделки канала кабельного ввода легкоудаляемой пробкой из смеси перлита и строительного гипса (вариант: глины, цемента и песка), которая не обеспечивает стопроцентную герметичность стены, поскольку легко трескается при подвижках кабеля, существуют и более совершенные запатентованные технологии. Они разработаны компаниями RAYCHEM и 3М. По технологии RAYCHEM кабельный проход уплотняется одним из двух способов: либо при помощи самоусаживаемых герметичных уплотнителей из полимерного материала (одним концом они закрепляются на трубе проходки, а другим плотно усаживаются на самом кабеле), либо путем герметизации канала изнутри расширяющимися уплотнителями. При необходимости ремонта или замены кабеля эти элементы легко удаляются, а потом восстанавливаются.
Технология RAYCHEM особенно удобна в случае, когда проход выполняется с помощью замурованной в стену трубы. Но если отверстие в стене имеет неправильную форму (а такое нередко бывает, когда его пробивают перфоратором уже после возведения фундамента для кабельного ввода в новом месте), больше подойдет технология герметизации проходов саморасширяющимся компаундом от 3М. Герметизировать можно проходы, выполненные одним или несколькими кабелями (трубами) как в подземной, так и в наземной частях здания. Предварительно обработанный специальным составом кабель обматывается объемной армирующей сеткой, которая помещается в очищенный для большей адгезии герметизируемый канал. Для подачи компаунда в полость канала вводятся две пластмассовые трубки. Снаружи и изнутри отверстие заглушается поролоновой лентой. Компаунд через трубки выдавливается из пакета в полость канала, где расширяется, проникая в самые малые поры и трещины. Полимеризация материала длится не менее часа, после чего проход готов к эксплуатации. При необходимости уплотнение можно легко разгерметизировать, удалив компаунд из канала отверткой.
Вводно-распределительные устройства и распределительные щиты
Следующими по порядку элементами электроустановки являются вводно-распределительные устройства (ВРУ) и распределительные щиты. ВРУ – это основной щит, в состав которого входят счетчик, автоматы защиты, УЗО, иногда вольтметры и другие приборы (например, контроля изоляции), а также коммутационные устройства – реле, отключающие группу потребителей в случае поступления команды. Распределительные устройства – это дополнительные щиты, которые решают те же задачи, но только локального характера. Их ставят на отдельные группы потребителей электроэнергии, к примеру на отдельном этаже или в предбаннике сауны, в котельной, ванной комнате, бассейне. Это делается для того, чтобы не перегружать ВРУ различными устройствами, а также чтобы не тянуть большое количество проводов из одного конца здания в другое к каждому потребителю. Достаточно подвести один кабель большего сечения к распределительному щиту.
С появлением электротехнических устройств нового поколения стало возможным то, что раньше в электротехнике не допускалось. В соответствии с новыми правилами, ВРУ и щиты теперь разрешается размещать не только в специально созданных для этого сухих помещениях, но и в любых удобных и доступных для обслуживания местах при условии, что степень защиты ВРУ будет не ниже IP 31. Но по-прежнему запрещается устанавливать ВРУ и распределительные щиты в помещениях, находящихся непосредственно под туалетами, ванными комнатами, душевыми, кухнями и моечными, за исключением тех случаев, когда приняты специальные меры по созданию надежной гидроизоляции этих помещений.
Практически все крупнейшие международные компании, в том числе АВВ, GENERAL ELECTRIC, GEWISS, LEGRAND, SCHNEIDER ELECTRIC (Европейский союз), SPELSBERG (Германия) и др., производят ВРУ и распределительные щиты второго класса защиты от поражения электрическим током. Они хорошо предохранены от попадания пыли и влаги (до IP 65) и могут устанавливаться практически повсеместно. Область их применения – сырые и особо сырые помещения, с точки зрения электротехников относящиеся к категории опасных и особо опасных. Это гаражи, подвалы, винные погреба, бассейны, бани, санузлы, оранжереи и зимние сады. Герметичные настенные металлические щиты со степенью защиты от пыли и воды по IP 55/65 есть в ассортименте итальянской компании GEWISS (серии 47CVX, 46QX и QM), SIEMENS (серия Stab) и LEGRAND (Plexo).
Соединения и контакты
Местами особого внимания в любой электросети являются контакты и соединения. В 80 % случаев их неисправная работа служит причиной различных отказов техники – вплоть до выхода электроустановки из строя и возникновения пожара. Небрежно выполненная скрутка, «непротянутый» винтовой контакт будут искрить и греться, что может привести к нарушению целостности изоляции проводки, вызвать повреждение распределительной коробки, розетки или выключателя и даже оплавление пластмассы и возгорание основания. Вот почему, несмотря на появление всевозможных автоматических устройств, практически мгновенно отключающих аварийные цепи, качеству выполнения соединений электропроводки всегда нужно уделять повышенное внимание.
В настоящее время все шире используются пружинные соединения проводов как во вводно-распределительных устройствах, распределительных и ответвительных коробках, так и в клеммах светильников, розеток и выключателей.
Строительно-монтажные клеммы для монтажа розеток и светильников, рядовые и проходные клеммы для монтажа на DIN-рейке, разъемные соединения – вот далеко не полный перечень электромонтажных изделий последнего поколения, которые поставляются на рынок. Главное отличие новых клемм от традиционных заключается в том, что электрические проводники соединяются не с помощью винта, а посредством пружинного зажима. Польза от применения пружинно-зажимной системы двойная. Помимо сокращения монтажного времени, еще и повышается качество контакта, обеспечиваемое силой зажима, соответствующей сечению проводника. В результате возникают устойчивые к вибрации и не требующие технического ухода (в отличие от винтовых) зажимные устройства. В настоящее время они применяются как для соединения жестких одножильных (однопроволочных) проводников сечением 0,5–4 мм2, так и для любых, в том числе многопроволочных, сечением 0,08–35 мм2. В первом случае проводник просто вставляется в плоскопружинный зажим. Во втором сначала механически, посредством надавливания или открывания специального рычажка (серия 222 от WAGO), разжимают пружину и только затем вставляют и фиксируют проводник.