1.1. Електропостачання сільського господарства. Розподіл електроенергії

Виробництво електричної енергії

 Для виконання будь-якої роботи треба витратити певну кількість енергії. Людина в своїй діяльності використовує різні види енергії, проте найбільш поширеною на сучасному етапі розвитку суспільства є електрична енергія.

Електрична енергія виробляється на електростанціях, де в електричну енергію перетворюються інші види енергії. Залежно від виду використовуваних енергоресурсів та особливостей основного технологічного процесу перетворення енергії електростанції поділяються на теплові, гідравлічні, атомні, сонячні, вітрові, геотермальні та інші.

Електропостачанням називається забезпечення споживачів електричною енергією.

Споживачем електричної енергії називається приймач електричної енергії (електроприймач) або група електроприймачів, об’єднаних технологічним процесом, що розміщуються на певній території 

Приймачем електричної енергії називається апарат, агрегат, механізм, призначений для перетворення електричної енергії в інший вид енергії . Приймачі електричної енергії поділяються на силові (зокрема, електродвигуни), освітлювальні та спеціальні (цивільного призначення, розташовані у вибухонебезпечних та пожежонебезпечних зонах, електротермічні, електрозварювальні тощо).

Електрична енергія виробляється на електричних станціях (електростанціях) та передається по електричних лініях до споживачів.

Електростанція – сукупність установок, устаткування й апаратури, що використовуються для безпосереднього виробництва електричної енергії за рахунок перетворення іншого виду енергії, а також необхідні для цього споруди і будинки, розташовані на певній території. Близько половини електричної енергії в Україні виробляється на атомних електростанціях. Решта електричної енергії виробляється на гідроелектростанціях (до 10 %), теплових електростанціях (до 40 %), а також гідроакумулючих електростанціях. 

Атомна електростанція (АЕС) – комплекс технічних споруд, призначених для виробляння електричної енергії шляхом використання енергії, що виділяється при контрольованій ядерній реакції. В Україні працює чотири АЕС – Запорізька (найбільша в Європі, генерує п’яту частину річного енерговиробництва України та половину від виробітку всіх українських АЕС), Південноукраїнська, Рівненська (перша українська АЕС, яка спочатку називалася Западноукраїнська) та Хмельницька. 

Гідроелектростанція (ГЕС) – електростанція, яка в якості джерела енергії використовує енергію водного потоку. Гідроелектростанції звичайно будують на річках, споруджуючи греблі та водосховища. До найбільш потужних ГЕС України слід віднести ГЕС Дніпровського каскаду: Київську, Канівську, Кременчуцьку, Дніпродзержинську, Дніпровську та Каховську. 

Теплова електрична станція (ТЕС) – електростанція, що виробляє електричну енергію за допомогою перетворення хімічної енергії палива у механічну енергію для обертання вала електричного генератора. Виділяють котлотурбінні, газотурбінні та парогазові ТЕС. Котлотурбінні ТЕС поділяють на конденсаційні електростанції (ДРЕС) та теплоелектроцентралі (ТЕЦ). 

Державна районна електростанція (ДРЕС) – теплова конденсаційна електростанція, що виробляє тільки електричну енергію. Перша ДРЕС "Електропередача" була побудована у Російській Імперії в 1914 році під Москвою в місті Електрогорськ електротехніком Р.Е. Класоном. В 1920-х роках планом ГОЭЛРО (Государственный план электрификации России) передбачалося будівництво декількох теплових електростанцій, серед яких найбільш відомою є Шатурська ДРЕС. З часом термін "ДРЕС" втратив початкове значення ("районна") і в сучасному розумінні означає конденсаційну електростанцію великої потужності (тисячі МВт), що працює в об’єднаній енергосистемі поряд з іншими великими електростанціями.

Теплоелектроцентраль (ТЕЦ) – різновидність ТЕС, яка виробляє не тільки електричну енергію, а є й джерелом теплової енергії у централізованих системах теплопостачання (у вигляді водяної пари і гарячої води) для забезпечення опалення та гарячого водопостачання житлових і промислових об’єктів. Як правило, ТЕЦ працює за графіком, тобто виробляння електричної енергії залежить від виробляння теплової енергії.

Газотурбінна ТЕС – сучасна, високотехнологічна установка, що генерує електрику та теплову енергію. Основою газотурбінної електростанції є один або кілька газотурбінних двигунів, механічно пов’язаних з електричним генератором і об’єднаних системою керування в єдиний енергетичний комплекс. У газотурбінній установці турбіну обертають газоподібні продукти згоряння палива. Паливом може служити як природний газ, так і продукти нафтової промисловості (мазут, дизельне паливо). На одному валу з турбіною знаходиться генератор, який за рахунок обертання ротора виробляє електричну енергію.

Парогазова ТЕС – станція для виробництва теплової та електричної енергій. Відрізняється від газотурбінної ТЕС підвищеним коефіцієнтом корисної дії. Парогазова установка складається з двох окремих установок: газотурбінної та паросилової. До газотурбінної установки приєднаний перший генератор. Проходячи через газотурбінну установку, продукти згоряння віддають їй лише частину своєї енергії й на виході з газотурбіни мають достатньо високу температуру. З виходу з газотурбіни продукти згоряння попадають у котел-утилізатор паросилової установки, де нагрівають водяний пар. Температури продуктів згоряння достатньо для того, щоб довести пар до стану, необхідного для обертання парової турбіни (температура близько +500 ºС й тиск 80 кПа). До парової турбіни приєднаний другий генератор.

Гідроакумулююча електростанція (ГАЕС) – гідроелектростанція, що використовується для вирівнювання добової нерівномірності електричного навантаження. ГАЕС використовує у своїй роботі або комплекс генераторів та  насосів або зворотні гідроелектроагрегати, які здатні працювати як у режимі генераторів, так і в режимі насосів. Під час нічного зниження споживання електричної енергії ГАЕС отримує з енергомережі дешеву електроенергію й витрачає її на перекачування води у так званий верхній б’єф (насосний режим). Під час ранкового й вечірнього збільшення споживання електричної енергії ГАЕС скидає воду з верхнього б’єфа в нижній та виробляє при цьому пікову електроенергію, що віддає в енергомережу (генераторний режим). В Україні працює три ГАЕС: Київська, Ташликська, Дністровська.- Для покриття “пікових” навантажень та заповнення “провалів” у графіках споживання електроенергії призначені гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС).

 - Сонячні електростанції поділяються на машинні (генераторні) та безмашинні.

- Вітрові агрегати-це електричні генератори з пропелером (горизонтальна вісь) або генератори з лопастями, встановленими на вертикальній осі. Використовуються, коли швидкість вітру перевищує 3 м/с.

- Геотермальне джерело енергії можна одержати в геотермальних районах, де є природний вихід на поверхню землі гарячої води або пари. У таких районах можна встановлювати паро гідротермальні електростанції (ГЕОТЕС).

За видом споживачів електростанції бувають районні, промислові (фабрично-заводські), сільські, міські і спеціального призначення. 

Електричною системою називається частина енергосистеми, що складається з генераторів, розподільних підстанцій, ліній електро­передач та приймачів електроенергії. Електричні станції об’єднуються в енергетичну систему, яка є сукупністю електричних станцій, підстанцій та споживачів електроенергії, пов’язаних між собою лініями електропередач та електричними мережами при загальному централізованому оперативному керуванні. 

Електричними мережами називаються лінії електропередачі різної напруги і трансформаторні підстанції, що входять до складу електричної системи. Електричні мережі - це сукупність підстанцій, розподільних пристроїв та з’єднувальних електричних ліній, розміщених на території району, населеного пункту споживача електроенергії.

Електрична енергія виробляється на електростанції у виді трифазного змінного струму. Постійний струм, необхідний для таких галузей, як електрохімія, електрометалургія, електрифікований транспорт тощо, отримується шляхом перетворення трифазного струму у постійний струм на перетворювальних станціях за допомогою випрямлячів.

Електричні станції об’єднуються для паралельної роботи в єдину енергетичну систему (енергосистему). Енергетична система – сукупність електростанцій, електричних і теплових мереж, поєднаних між собою і пов’язаних спільністю режиму в безперервному процесі виробництва, перетворення і розподілу електричної енергії та теплоти при спільному управлінні цим режимом . В енергосистемі можливе раціональне розподілення навантаження між електростанціями, внаслідок чого скорочуються витрати палива за рахунок найбільш повного використання ГЕС та скорочення собівартості електричної енергії. 

Генератори електричних станцій виробляють, як правило, електричну енергію з визначеним значенням лінійної напруги – 6,6 кВ, 11 кВ, 15 кВ, 30 кВ тощо – залежно від типу встановленого генератора. Це припустимо, тому що генератори електричних станцій пов’язані з лінією електропередачі не безпосередньо, а через трансформаторні підстанції. 

Напругу лінії для передачі електричної енергії необхідно вибрати з таким розрахунком, щоб передача енергії відбувалася з малими втратами за найменшої вартості передачі і найменшої витрати кабельних виробів. 

Ддля передачі електричної енергії на відстань зі збільшенням потужності для зменшення втрат енергії необхідно підвищувати напругу. На практиці напруга підвищується за допомогою трансформаторної підстанції, що підвищує напругу до значення, яке залежить від величини потужності, що передається, та відстані, на яку вона передається. Є певні співвідношення між напругою, потужністю передачі та довжиною ліній передачі. Наприклад, при передачі потужності 10÷50 МВт на відстань 50÷150 км лінійна напруга підвищується до значення 110 кВ; 100÷150 МВт та 200÷300 км – 220 кВ; 150÷1000 МВт та 300÷400 км – 300 кВ; більше 1000 МВт та більше 400 км – 500 кВ відповідно.

Електрична енергія від електростанції до району споживання транспортується (передається) по високовольтній повітряній або кабельній лінії електропередачі.

Повітряна лінія електропередачі – споруда для передавання електричної енергії проводами, розташованими просто неба і прикріпленими за допомогою ізольованих конструкцій та арматури до опор або кронштейнів і стояків на інженерних спорудах (мостах, шляхопроводах тощо. Розрізняють повітряні лінії електропередачі напругою до 1000 В і напругою вище 1000 В (високовольтні).  Повітряні лінії класифікуються за родом струму, призначенням, напругою, електричним режимом роботи. Відстань між опорами, на яких закріплені проводи, називають довжиною прольоту. Відстань по вертикалі між горизонтальною прямою, що з’єднує точки кріплення проводу на опорах і нижчою точкою проводу в прольоті називають стрілою прогину. Відстань по вертикалі від нижчої точки проводу в прольоті до землі називають габаритом лінії. У сільських електричних мережах для виготовлення проводів використовують мідь, алюміній, сталь. Мідь для повітряних ліній зас­тосовується рідко (на узбережжях морів, у хімічно забруднених райо­нах тощо). Мідні ізольовані проводи застосовують для прокладки всередині приміщень. Алюмінієві проводи використовують як всере­дині приміщень, так і на відкритому повітрі. Широке поширення одержали сталеалюмінієві проводи, у яких внутрішні дроти зроблені зі сталі, зовнішні – з алюмінію. Призначення сталевих дротів – нести механічне навантаження, а алюмінієвих – електричне.   Проводи повітряних ліній не ізольовані. Вони бувають однодротовими і багатодротовими.

Кабельна лінія електропередачі – лінія для передавання електричної енергії або окремих її імпульсів, що складається з одного або декількох паралельних кабелів зі з’єднувальними, стопорними і кінцевими муфтами (заробками) і кріпильними деталями, а для оливонаповнених ліній, крім того, з підживлювальними апаратами і системою сигналізації тиску оливи . Кабельна лінія  – це ізольований провід, укладений у герметичну обо­лонку. Вона складається з одного або декількох паралельних кабелів з муфтами різного призначення (з’єднувальними, стопорними, кінцевими) та кріпильними деталями. Кабель можна прокладати у повітрі, на землі чи у воді. Кабельні лінії більш надійні в експлуатації, ніж повітряні, мають більш тривалий термін служби і становлять меншу небезпеку для людей і тварин під час аварій. Разом з тим воші дорожчі, у них склад­ніше знайти і виправити ушкодження і потрібен більш кваліфікований персонал для обслуговування. Залежно від призначення і напруги кабелі виготовляють з папе­ровою, гумовою і поліетиленовою ізоляцією.

За родом струму лінії електропередачі та кабельні лінії поділяють на лінії змінного струму і, відповідно, постійного струму.

Після транспортування по високовольтній повітряній або кабельній лінії електропередачі на необхідну відстань від електростанції до району споживання електрична енергія поступає на розподільні установки та підстанції.

Розподільна установка (РУ) – електроустановка для приймання та розподілу електричної енергії, яка містить комутаційні апарати, збірні і з’єднувальні шини, допоміжні пристрої (компресори, акумулятори тощо), а також пристрої захисту, автоматики та вимірювальні прилади. РУ бувають відкритими (устаткування розташоване на відкритому повітрі), закритими (устаткування розташоване у приміщенні) та комплектними (установка, яка складається з шаф та блоків із вмонтованими в них апаратами, пристроями для вимірювання, захисту та автоматики і сполучних елементів, і призначена для установлення у приміщеннях).

Підстанція (ПС) – електроустановка для перетворення та розподілення електричної енергії, яка складається з трансформаторів або інших перетворювачів електричної енергії, розподільних пристроїв, пристроїв керування та допоміжних споруд. Підстанції бувають трансформаторними, перетворювальними, закритими (ПС, устаткування якої розташоване у приміщенні або в металевій оболонці), прибудованими (закрита ПС, що має тільки один будівельний елемент, спільний із суміжним приміщенням (стіну, перегородку або підлогу, що є перекриттям суміжного приміщення знизу)), вбудованими (закрита ПС, що має два чи більше будівельних елементів, спільних із суміжним приміщенням), комплектними (ПС, складена із трансформаторів, вмонтованих у шафи або установлених просто неба, блоків РУ та інших елементів, які постачають у складеному або повністю підготовленому до складання вигляді), щогловими (ПС, все устаткування якої встановлене на конструкціях або опорі повітряної лінії електропередачі просто неба на висоті, що не потребує наземного огородження). 

Трансформаторна ПС, як правило, знижує лінійну напругу до значення 10 кВ (районна трансформаторна ПС). 

Далі електрична енергія по повітряній або кабельній лінії електропередачі поступає або до високовольтних споживачів або на трансформаторну ПС, що знижує лінійну напругу до значення 380 В (об’єктова трансформаторна ПС), та до звичайних споживачів.

Приклад спрощеної однолінійної схеми (усі провідники, що є необхідними для передавання електричної енергії, зображені однією лінією) постачання електричної енергії від електростанції до споживачів електричної енергії приведений на рис.1 (на рисунку вказано значення лінійних напруг).

  Від об’єктової трансформаторної ПС до приймачів електричної енергії передавання електричної енергії відбувається по електричній мережі.

Електрична мережа – сукупність електричних установок для передавання та розподілу електричної енергії, що складається з підстанцій, розподільних установок, струмопроводів, повітряних і кабельних ліній електропередачі, що працюють на певній території . Основна відмінність електричної лінії від електричної мережі полягає в тому, що електрична лінія не є розгалуженою, а електрична мережа є розгалуженою системою провідників.

Особовий склад і працівники органів і підрозділів цивільного захисту повинні розуміти схеми електричних мереж об’єктів різного призначення.

Електричні мережі бувають розімкнені (радіальні та магістральні) та замкнені (кільцеві, двосторонні, подвійні магістральні, складнозамкнені тощо)

Рис.2. Принцип побудови розімкнених електричних мереж: 
а – розподільна радіальна, б – зосереджена радіальна, в – магістральна

ОТПС – об’єктова трансформаторна ПС, що знижує напругу; РП – розподільний пристрій

Житлові будинки висотою до п’яти поверхів звичайно живляться по магістральній кільцевій схемі з відключеною перемичкою (як правило, живляться 4 будинки). Нормальне живлення трьох житлових будинків здійснюється по одній кабельній лінії (номінальне навантаження), а живлення четвертого будинку здійснюється по іншій кабельній лінії (третина номінального навантаження). У випадку аварії проводиться переключення на енергопостачання по іншому кабелю. Для житлових будинків висотою від 5 до 16 поверхів застосовується радіальна і магістральна схеми із взаємним резервуванням вводів. При цьому одна з ліній призначена для живлення електроприймачів житлових квартир і робочого освітлення загально-будівельних споруджень, а друга – для живлення аварійного, евакуаційного освітлення, ліфтів і протипожежних пристроїв.

Рис.3. Принцип побудови замкнених електричних мереж: а – кільцева,
б – двостороння, в – подвійна магістральна, г – складнозамкнена

В житлових будинках висотою вище 16 поверхів електричні приймачі аварійного й евакуаційного освітлення, протипожежних пристроїв і ліфтів забезпечуються електричною енергією від двох незалежних взаєморезервуючих джерел живлення, і перерва в їх електропостачанні при порушенні електропостачання від одного із джерел живлення може бути допущена лише на час автоматичного відновлення живлення. До усіх житлових будинків підводиться трифазна мережа з лінійною напругою 380 В. У квартири, з метою електробезпеки, здійснюється ввід винятково однієї фази напругою 220 В. Від кожного вводу відходить вертикальна розподільна лінія, від якої крізь поверхові розподільні щитки йдуть відгалуження для живлення окремих квартир, розташованих на кожному поверсі. У квартирах можуть встановлюватися квартирні щитки із лічильниками. Основними електроприймачами в житлових будинках є освітлювальні установки й електричні прилади побутового призначення.

У громадських та адміністративних будівлях застосовується та ж схема електропостачання, що й у житлових. Переважає освітлювальне навантаження, але може встановлюватися й силове електрообладнання (електродвигуни вентиляторів, насосів, холодильних установок тощо). 

Електропостачання промислових підприємств здійснюється, як правило, від власних цехових підстанцій. Приймачами можуть служити електродвигуни, електротермічні установки, електрохімічні установки, освітлювальні установки тощо.

Рис.4. Приклад однолінійної схеми розподільної радіальної електричної мережі від об’єктової трансформаторної ПС до приймачів електричної енергії

ОТПС – об’єктова трансформаторна ПС, що знижує напругу; ГРЩ – головний розподільний щит; РЩ – розподільний щит; ЩО – щит освітлення; 1 – мережа живлення; 2 – розподільна силова мережа; 3 – розподільна освітлювальна мережа; 4 – відгалуження до електричних двигунів; 5 – групова лінія освітлювальної мережі; 6 – автоматичний вимикач; 7 – плавкий запобіжник; 8 – котушка магнітного пускача; 9 – електричний двигун; 10 – електричний світильник 

Головний розподільний щит (ГРЩ) – щит, через який забезпечується живлення електроенергією всього будинку або його відокремленої частини. Роль ГРЩ може виконувати ввідно-розподільний пристрій.

Ввідно-розподільний пристрій (ВРП) – ввідний пристрій, який містить у собі також апарати і прилади на відхідних лініях .

Ввідний пристрій (ВП) – сукупність конструкцій, апаратів і приладів, які встановлюються на вводі лінії живлення в будинок або в його відокремлену частину і живляться від ГРЩ .

Відповідно вводяться види електричних мереж : 

– мережа живлення – мережа від розподільного пристрою ПС або відгалуження від повітряних ліній електропередачі до ввідного пристрою, ввідно-розподільного пристрою або ГРЩ;

– розподільна мережа – мережа від ввідного пристрою, ввідно-розподільного пристрою або ГРЩ до розподільних пристроїв та щитків (РЩ, ЩО);

– групова мережа – мережа від щитків і розподільних пристроїв (РЩ, ЩО) до світильників, штепсельних розеток та інших електроприймачів.

Електричне обладнання  підстанцій.

Підвищення і зниження напруги в електричних мережах здійснюється трансформаторами, які встановлюються на підстанціях. Підстанцією називається електроустановка призначена для перетворення та розподілу електричної енергії. Вона складається з одного або декількох силових трансформаторів, розподільних пристроїв, пристроїв керування, захисту і сигналізації. Трансформаторні підстанції бувають районні та споживчі. На районних підстанціях електроенергія трансформується з напруги 500-35 кВ на напругу 110-10 кВ, на споживчих – з 10 кВ на 380 В. Існують також споживчі трансформаторні підстанції напругою 35/0,4 і 20/0,4 кВ.

Споживчі трансформаторні підстанції бувають тупикові та про­хідні.

 За конструктивним здійсненням споживчі трансформаторні під­станції бувають відкриті (зовнішньої установки) і закриті. їхня конст­рукція залежить від потужності трансформатора. При невеликій потуж­ності краще будувати щоглові підстанції. При потужності трансфор­матора більше 100 кВ/A встановлюють комплектну трансформаторну підстанцію типу КТП. Закриті трансформаторні підстанції (ЗТП) доцільно застосовувати при значних потужностях трансформаторів, наприклад, для живлення виробничих комплексів, а також у якості прохідних з використанням високовольтного відсіку, щоб змонтувати секційні апарати розподільних пристроїв мережі, для підключення резервної лінії тощо.

Комплектні трансформаторні підстанції типу КТП монтують на заводі та поставляють на будівельний майданчик у зібраному вигляді. Основні її елементи – силовий трансформатор, високовольтні та низьковольтні розподільні пристрої.

Закриті трансформаторні підстанції звичайно споруджують в окремих цегляних будинках. Вони бувають з кабельними або повіт­ряними вводами. Розподільний пристрій 10 кВт розміщують па друго­му поверсі. Його конструюють з комплектними камерами типу КСО-266 і КСО-366.

Внутрішні електричні мережі.

Електрична енергія від розподільної трансформаторної під­станції по кабелю або повітряній лінії полається до будинків, тварин­ницьких приміщень, де вона використовується. Вводи в будинки здійс­нюють через стіни чи дах. Електричні мережі від вводу в будинок до споживача називаються внутрішніми. Вони містять силові н освітлю­вальні проводки, розподільні пристрої, кріплення проводів і кабелів. Розподіл електроенергії всередині виробничих приміщень здійс­нюється за допомогою силових шаф чи пунктів розподільних прис­троїв. Залежно від конструкції, пристрої можуть бути з апаратами включення і без них, з запобіжниками чи автоматами. Розміщати розподільні пункти необхідно так, щоб їх було зруч­но обслуговувати, вони не заважали при роботі і довжина лінії, що від­ходить від них була мінімальною, а їх траса була зручною і доступною. Для внутрішніх проводок використовують електричні проводи та кабелі з алюмінієвими жилами. У тваринницьких і птахівницьких приміщеннях, що мають хімічно активне середовище, застосовують ізольовані проводи та кабелі з пластмасовою ізоляцією у пластмасовій оболонці. У побутових і підсобних приміщеннях можна використовувати проводи з гумовою ізоляцією.   Внутрішні електропроводки можуть бути прокладені відкрито на поверхні стін і стель, по фермі, опорі та інших будівельних елементах будинку і спорудження, а також приховано усередині конструктивних елементів будинку і споруджень (у стінах, підлогах, перекриттях, трубах, фундаментах).Схована проводка порівняно з відкритою більш безпечна і довговічна. Вона захищена від механічних ушкоджень, не захаращує стін і стель, не псує їхній зовнішній вигляд. Разом з тим вона більш дорога і трудомістка при ремонті. Внутрішні електропроводки на сільськогосподарських виробничих об’єктах можуть бути виконані на тросу, лотках і в коробах, у пластмасових і сталевих трубах, металевих і гумовотканинних рукавах, у каналах будівельних конструкцій.  Для освітлювальних мереж тваринницьких приміщень використовують головним чином тросові проводки. До несучого тросу діаметром 5-8 мм за допомогою ізолюючих прокладок кріплять електричний провід. Може бути використана електропроводка з самонесучим проводом марки АВТС, АВТ. Електропроводка в сталевих трубах повинна бути технічно й економічно обґрунтована. 3 огляду на цю вимогу, сталеві труби використовують тільки в тому випадку, коли інші види проводок не  допускаються через можливість їхніх ушкоджень, недостатньої висоти приміщень чи необхідності виконання проводки в пожежо- і вибухонебезпечних приміщеннях. Електропроводки в трубах і в землі поза будинками не проводять.   Вид електропроводки, марку та спосіб прокладання проводів або кабелів вибирають залежно від призначення, цінності та архітектурних особливостей будівлі, умов навколишнього середовища, характеристики електроприймачів, вимог техніки безпеки, протипожежних правил тощо. Для стаціонарних електропроводок застосовують переважно проводи і кабелі з алюмінієвими жилами. Використовувати такі проводи і кабелі не можна для приєднання до електротехнічних пристроїв, встановлених безпосередньо на віброізолюючих опорах: внутрішнього монтажу щитових пристроїв (панелі, пульта, шафи, ящики тощо); зарядки освітлювальної арматури; в електропроводках вибухонебезпечних зон класів В-І і В-Іа тощо. У цих випадках застосовують проводи га кабелі тільки з мідними жилами.  У приміщеннях, розміщених на горищах будівель, відкриті електропроводки виконують проводами й кабелями з мідними жилами. Проводи і кабелі з алюмінієвими жилами допускається використовувати в електропроводках горищних приміщень будівель з неспалимими перекриттями – при відкритому прокладанні у стальних трубах або схованому у неспалимих стінах і перекриттях та виробничих будівель сільськогосподарського призначення із спалимими перекриттями – при відкритому прокладанні їх у стальних трубах з усуненням можливості проникнення пилу всередину труб і з’єднувальних коробок. Для живлення переносних та пересувних електроприймачів застосовують шнури та гнучкі кабелі з мідними жилами, спеціально для цього призначені, з урахуванням можливих механічних дій. Всі жили цих провідників, у тому числі заземлююча, повинні бути в загальній оболонці, обплетені або мати загальну ізоляцію. Оболонки та ізоляція проводів і кабелів, що застосовуються в електропроводках, повинні відповідати способу прокладки і умовам навколишнього середовища. Ізоляція, крім того, повинна відповідати номінальній напрузі електромережі. Нульові робочі провідники повинні мати ізоляцію, рівноцінну ізоляції фазних. У нормальних виробничих приміщеннях можна використовувати стальні труби і троси відкритих електропроводок, а також металеві конструкції будівель та механізмів як один з робочих провідників в електромережах напругою до 42 В. При цьому треба забезпечити неперервність і достатню    електропровідність цих провідників, надійне зварювання стиків. Застосовувати вказані вище конструкції як робочий провід не допускається, якщо вони розміщені безпосередньо біля спалимих частин будівлі або конструкцій.Площу поперечного перерізу струмоведучих жил проводу або кабелю в кожному випадку треба вибирати так. щоб тривало допустимий для нього за нагріванням струм навантаження ІДОП був не меншим максимального тривалого робочого струму електричного кола Іроб, тобто: Ідоп ≥ Іроб.   Для відгалужень до окремих електроприймачів, що працюють з постійною номінальною споживаною потужністю, за максимальні тривалі робочі струми приймають їх номінальні струми, тобто Іроб=Іном. 

Схеми електропроводки в квартирі є основними документами для електрика. На основі схем електропроводки виконуються всі роботи по організації електроживлення квартири. Вся електрика в квартирі повинна виконуватися у відповідності зі схемами електропроводки та нормативними документами.

До основних типів електричних схем електропроводки в квартирі відносяться: структурна схема, функціональна схема, принципова схема, розрахункова схема, монтажна схема (з’єднань).

Структурна схема електропроводки . Структурна схема електропроводки робиться найпершою. На ній у вигляді прямокутників ілюструються взаємозв’язки між розподільним щитом, електричним вводом в квартиру і всіма запланованими електроприладами, які в квартирі будуть встановлені. Графічна побудова структурної схеми повинна максимально повно відобразити всі електричні взаємозв’язки. Зв’язку на структурній схемі бажано відобразити у вигляді стрілок. На всіх елементах схеми потрібно проставити їх номінали: можливість, напруга, сила струму. Все це потрібно для функціональної електричної схеми квартири.

 

Принципова схема електропроводки. У цій схемі електричні зв’язки між елементами електропроводки і самі елементи ілюструються у вигляді спеціальних позначень. Дивіться малюнок нижче. Тут же уявляю приклад функціональної схеми електропроводки квартири з заземленням та двома ПЗВ(пристрою захисного відключення)

cx3

Однолінійна розрахункова схема електропроводки . Дуже важлива схема електропроводки квартири і будинка. Робляться розрахункові схеми для електричних квартирних щитків. На ній вказуються всі ввідні автомати захисту, автомати захисту для окремих груп електропроводки. Зображуються вони спеціальними умовними позначеннями. Також на розрахунковій схемі позначаються всі споживачі і кабелі електропроводок. Всі елементи схеми нанесені з розрахунковими номінальними характеристиками. Для автоматів захисту зазначаються струм спрацьовування в Амперах. Для кабелів вказується кількість жил, їх перетин і марка. Наприклад: кабель ВВГнг 3х2.5, позначає кабель з трьома мідними жилами в вініловій ізоляції з перетином жил 2,5 квадратних міліметра, причому ізоляція негорюча.  На основі саме розрахункової схеми купуються матеріали для виконання робіт по електриці. Також за розрахунковою схемою електропроводка квартири або будинку розбивається на групи.

cx2

Електромонтажна схема електропроводки . Це найбільш повний тип схеми електропроводки. На цій схемі позначаються всі електричні елементи (розетки, світильники тощо) і побутові пристрої (плита, джакузі, тепла підлога, кондиціонери). Точно відображаються лінії прокладки всіх кабелів електропроводки. Розташування розподільчих коробок, шин з’єднання на входах і виходах електричних ланцюгів. Приклад принципової схеми електропроводки дивіться нижче.

 

Монтажна схема (схема з’єднань) електропроводки. Монтажна схема ілюструє всі електричні з’єднання в квартирі. Робиться вона у вигляді докладної таблиці з вказівкою, від якого пристрою і куди йде кабель, до якої клеми він під’єднується і які характеристики має. Для електропроектів квартир монтажні схеми робляться рідко, В основному схеми з’єднань робляться для промислових підприємств з великими розподільними щитами, а також для головного розподільного щита (ГРЩ) житлових будинків.

 ump

            ump1

 ПРОВОДИ ТА КАБЕЛІ ДЛЯ ВНУТРІШНІХ ЕЛЕКТРОПРОВОДОК

Існують такі різновиди кабелю:

Фото

Тип

Структура

Застосування

 

Кабель ВВГ

Зовнішня ізоляція та ізоляція жил з полівінілхлориду, жили гнучкі, можуть бути однодротяними і багатодротовими. Ізоляція стійка до агресивних середовищ, не підтримує горіння. 

Передача і розподіл електроенергії в мережах з напругою до 1000 вольт при промисловій частоті змінного струму 50 Гц. Для прокладки домашніх мереж використовують кабель ВВГ з перетином до 6 кв. мм, для електрифікації приватних будинків - до 16 кв.мм. При монтажі допускається вигин по мінімальному радіусу в 10 розмірів дроти по ширині. 

 

Кабель НУМ

Мідні цільнопроволочні струмопровідні жили з січі-ням (від 1,5 до 35кв.мм), ПВХ ізоляція, не підтримує горіння. Між провідниками ущільнення крейдованому гумою, без галогенів. Кольори ізоляції жил: коричневий, чорний, сірий, синій, жовто-зелений.

Застосуємо в широкому температурному діапазоні від -40 ° C до + 70 ° C, вологостійкий. Призначений для монтажу силових та освітлювальних мереж в промислових і житлових будівлях при максимальній напрузі до 660 вольт (300/500/660). При монтажі допускається вигин по радіусу не менше чотирьох діаметрів кабелю.

 

Кабель (провід) СІП

Алюмінієвий кабель. Жили не мають загальної ізоляції, перетин жили (16-150кв.мм). Ізоляція із зшитого поліетилену. Невоспріімчевий до вологи і сонячних променів

 Це вуличний кабель для виконання ЛЕП, а також відгалужень для індивідуальних вводів.

 

Кабель (шнур) ПВС

Мідний дріт, ізоляляція з вінілу. Кількість жил від 2-х до 5 Перетин (від 0.75 до 16 кв.мм), оболонка заповнює простір між жилами. Робочі температури (від -25 до +40). Стійкий до хі ного впливів.

Широко застосовується в побуті в якості мережевих шнурів різних побутових приладів, наприклад електро чайників, а також в подовж телях. Він призначений для роботи в ланцюгах змінного струму частотою 50 Гц з напругою до 380 вольт, тому провід ПВС використовують і в мережах, де потрібна гнучка дріт для прокладки проводки систем освітлення, розеток.

 

Кабель (шнур) ШВВП

Шнур в вінілової оболонці, з жилами в вінілової ізоляції, плоский. Перетину (0.5 або 0.75 кв. Мм). Витримує температуру від -25 до + 70, вологість 98% Виносить хімічне середовище, має білу або чорну оболонку.

Застосовують для приєднання до мережі побутових приладів, таких як холодильники, пральні машини, прилади особистої гігієни і тд. Він здатний працювати в мережах змінного струму частотою 50 Гц при напрузі до 380 вольт.

 

Кабель КГ

Гнучкий мідний гумовий кабель з багатодротовими жилами, перетин яких змінюється від 0,5 до 240 кв. мм. Число жил від 1 до 5. Гума ізоляції жил - натуральний каучук. Температурний діапазон (-60 до +50). При вологості 98%.

Використовується в промислових установках. Призначений для живлення переносних мобільних пристроїв, таких як теплові гармати, зварювальні апарати, прожектори і тд. Від мережі змінного струму або від генераторів з частотою до 400 Гц при напрузі до 660 вольт, або постійним напря-дружина до 1000 вольт. При монтажі допускається вигин по радіусу не менше восьми зовнішніх діаметрів. Поставляється в бухтах по 100 метрів і більше. Є модифікація КГ нг.
 

Кабель ВББШв

Броньований кабель з мідними токопропровідними жилами, від 1 до 6 жив, перетин (1,5 до 240 кв.мм). Температура від - 50 до +50. Вологість 98%

Призначений для прокладки мереж електропостачання окремих будинків і споруд, а також електричних установок, як під землею, так і в трубах на відкритому повітрі (для захисту від сонячних променів). Максимальна напруга змінного струму - до 6000 вольт.

  

Основні різновиди проводів:

Фото

Тип

Структура

Застосування
 

Провід ПБПП (ПУНП)

Плоский монтажний провід, мідні однопроволочна жили, в ПВХ-ізоляції, в ПВХ-оболонці. Жил може бути 2-3, перетин від 1,5 до 6 кв.мм. Діапазон температур від -15 до +50, вологість 98%

Призначений для монтажу освітлювальних систем і проводки розеток в будівлях, при максимальній напрузі змінного струму промислової частоти в 250 вольт. При монтажі допускаються вигини радіусом не менше десятиразової ширини.
 

Провід ППВ

Плоский провід, однопроволочні мідні жили в ПВХ ізоляції. 2-3 жили, перетин (0.75-6кв.мм), температура від -50 до +70, допустима вологість 100%.

Призначення для монтажу стаціонарних освітлювальніх систем и побутових мереж електріфікації, Які прокладаються Всередині будівель. Максимальна напряжение зі ставлять 450 вольт при змінному струмі частотою до 400 Гц. При монтажі допускається вигінна радіусом НЕ менше десятіразової ширини.
 

Провід АПВ

Алюмінієвий одножильний провід круглого перетину в ПВХ ізоляції. Буває сплетений (перетин від 2.5 до 16кв.мм), багато- дротовим (від 25 до 95), Температура від -50 до +70.

Застосовується при монтажі розбраті ділильних щитів, силових мереж, освітлювальних систем, електро- обладнання, наприклад верстатів. Може працювати під напругою до 750 вольт при змінному струмі частотою до 400 Гц, або при постійному струмі з напругою до 1000 вольт.
 

Провід ПВ1

Мідний одножильний провід круглого перетину в ПВХ ізоляції. Многоповолочная жила (від 16 до 120 кв .мм), однодротова (від 0.5 до 10 кв. Мм), температура від -50 до +70, вологість 100%.

Для електрифікації, починаючи з монтажу розподільних щитів і освітлювальних систем, закінчуючи намотуванням обмоток трансформаторів для побутових потреб. Провід розрахований на напругу до 750 вольт при змінному струмі частотою до 400 Гц, і до 1000 вольт при постійному струмі. Прокладають або в приміщеннях, або в зовнішніх умовах, але в захисних трубах, гофра, або в кабельних каналах.
 

Провід ПВ3

Мідний одножильний провід круглого перетину в ПВХ-ізоляції. Багатодротяна жила перетин від 0,5 до 400 кв. мм. Ттемпература від -50 до +70, ізоляція стійка до впливів агресивних середовищ, вологість 100%.

Монтаж розподільних щитів, проводка освітлювальних систем, електропроводка для живлення устаткування в промислових цехах і тд. Провід розрахований на напругу до 750 вольт при змінному струмі частотою до 400 Гц, і до 1000 вольт при постійному струмі. Прокладають в приміщеннях, у зовнішніх умовах, в захисних трубах, гофра, або в кабельних каналах. При прокладанні проводки по стояках в будинках. Популярний в автомобільному тюнінгу.

Єдиного буквено-цифрового позначення для кабелів не встановлено, але залишилися вимоги ГОСТУ, яких і дотримуються більшість виробників.

Кабелі можуть мати наступні позначення:

- Позначення матеріалу струмопровідних жил (для міді перший пункт не позначається);

- Матеріал ізоляції: В - вінілхлорид (полівінілхлорид), Н - нейрит, П - поліетилен, Р - гума;

- Матеріал захисної оболонки: позначень досить багато, але для підведення живлення до точки вводу підземної лінією або прокладки кабелю під підлогою будинку для живлення електропечі потрібно шукати кабелі з вологозахисною оболонкою з металевою (свинцевою) опліткою: С - просочена маслом паперова ізоляція зі свинцевою оболонкою , А - просочена маслом паперова ізоляція з алюмінієвою оболонкою;

- Властивості виробу: Г - гнучкий, Н - негорючий;

- Цифрове позначення робочої напруги (1кВ), кількості жил і їх перетин у квадратних міліметрах;

- Індекси, що характеризують конструктивне виконання струмопровідних жил: ОК - однодротяна кругла, МК - багатодротяна кругла, ОС однодротяна секторна,

МС - багатодротяна секторна.

Для забезпечення точності з'єднання ізоляція жил кабелю (як і в проводах) має різне забарвлення:

- Двох жильний кабель - чорна і синя ізоляція;

- Трьох жильний - зелено-жовта, чорна, синя;

- Чотирьох жильний - зелено-жовта, чорна, синя, коричнева;

- П'яти жильний - зелено-жовта, чорна, синя, коричнева і чорна ізоляція.