Кольцевая электропроводка
Совершенно очевидно, что проводка является одной из важнейших компонент любого современного дома. От того, насколько технически грамотно она обустроена, насколько её элементы соответствуют друг другу и политике эксплуатации электроприборов, часто зависит долговечность коммуникаций и безопасность жилища. Сегодня мы поговорим об одном из не особо популярных в наше время подходов к прокладке электрокоммуникаций – замкнутой кольцевой проводке.
Среди известных преимуществ подобного метода – возможность применять провод или кабель с меньшим сечением жилы, чем при обычной разводке, при тех же параметрах тока в сети. Сейчас данный подход используется довольно редко и имеет место преимущественно в частном секторе, где общая нагрузка на электросеть отличается от многоквартирных домов. Насколько целесообразно использование кольцевой проводки в каждом конкретном случае, могут определить только опытные электрики, и исключительно после анализа типичного энергопотребления жилья.
Возникновение кольцевой проводки
Исторические данные свидетельствуют, что наиболее активный монтаж электрокоммуникаций с замкнутым контуром начался сразу после Второй мировой войны – в 1947-ом году, в Великобритании. Ликвидируя разрушительные последствия предыдущей пятилетки, страна начала программу массового восстановления зданий жилого фонда, в том числе с изменением ряда коммуникаций. В условиях повсеместной перестройки разрушенных домов экономить приходилось на всём – стройматериалах, отделке, декоре и вообще любых излишествах, не несущих гарантированной эксплуатационной ценности. Применительно к проводке, наиболее остро стоял вопрос нехватки меди для изготовления необходимых объёмов токоведущих кабелей.
В довоенный период Великобритания была уже практически полностью электрифицирована, в каждом доме работали люстры и светильники, на улицах городов горели электрические фонари. Теперь перед британскими инженерами была поставлена задача изобрести новый подход к электропитанию, который позволил бы сохранить общие параметры сетей, но при этом обеспечил сниженный расход меди. Вместо того, чтобы сменить используемый металл или пересмотреть вольтаж, было принято решение применить кольцевую проводку. Ещё одним ограничением для изобретателей был тип розеток и вилок, имевших большое распространение в те годы. Тогда наиболее оптимальным считался стандарт BS1363, имевший прямоугольные контакты в количестве трёх штук. Розетки (а порой и вилки) были оснащены специальными предохранителями, обеспечивающими нормальную работу системы при силе тока в 13 А.
Особую популярность кольцевая проводка получила из-за того, что на послевоенный период также пришёлся расцвет электрических обогревателей, мощность которых была достаточно велика даже по нынешним меркам. Если принять во внимание британский климат, нормой считалось использование в доме по меньшей мере двух таких климатических устройств, имеющих мощность по 3 кВт каждое. И если для их эксплуатации в традиционной для нынешнего времени сети с лучевой проводкой пришлось бы прокладывать довольно толстые провода, то обустройство кольцевой позволяло легко одновременно эксплуатировать не только пару таких обогревателей, но и ещё несколько маломощных приборов того времени.
Преимуществ у кольцевой схемы было довольно много. Кроме уже понятной экономии токопроводящего металла, также имела немалое значение потенциальная трансформируемость проводки. При необходимости её можно было крайне легко превратить в двадцатиамперную радиальную, попросту разбив питающее кольцо на две ветви, каждая из которых была бы защищена собственной защитной автоматикой. Вдобавок, кольцевая схема оставляла технологический резерв: если какой-либо участок сети будет повреждён, полукольцо, к которому он относится, можно было обесточить и подвергнуть ремонту, сохранив возможность эксплуатации бытовой техники. При этом и сама замена проводки не составляла труда. Монтаж кольцевой схемы требовал лишь соединить между собой уже имеющиеся розетки в единый контур, рассчитанный на общий ампераж 30 А, а при необходимости даже добавить в жилище несколько электроточек. Кольцо имело своеобразный способ защиты: оно делилось на две ветви, защищённые парой предохранителей на 15 А каждый. От этого распределительный щиток практически не менялся, а достигаемый результат полностью соответствовал исходным целям.
Суть замкнутой проводки довольно проста – для её реализации применяется принцип не концевых, а промежуточных электроточек. В каждой клемме розетки зажимается не один проводник, а сразу два – приходящий и отходящий. Хотя общий метраж коммуникаций, составляющих замкнутую фигуру, несколько возрастёт, остаётся допустимым применение жил со сравнительно небольшим сечением. При этом сила тока в сети сохраняется, а схема в целом функционирует как две встречные параллельные ветви. Важно отметить, что с точки зрения электротехники место условного разделения ветвей динамично: оно изменяется в зависимости от того, в каких именно местах сейчас подключена нагрузка и как она балансируется. Математически совокупная мощность устройств считается равномерно распределённой по кольцу, охватывающему всю проводку и электроточки, даже не нагруженные. Соответственно, при рассмотрении любой из ветвей на неё будет приходиться только 50% от общей силы тока. В таких условиях ампераж не угрожает коммуникациям перегревом и использование проводника с сечением в два раза меньше обычного вполне безопасно. В наше время последнее утверждение всё чаще ставится под вопрос, а потому при решении оборудовать в доме именно кольцевую проводку, в основном стараются взять провод хотя бы с чуть большим сечением, чем можно счесть необходимым по результатам расчётов.
Устройство кольцевой проводки
В теории обустройства такой схемы разводки электропроводов нет почти ничего непредсказуемого. От распределительного щитка жилища отводится шесть проводов: по два на фазу, ноль и заземление. Пары разводятся в разные стороны жилья или помещения, где начинают путь навстречу друг другу. Каждый провод поочерёдно подводится к своей клемме в каждой розетке дома, пока они не встретятся в одной точке. Согласно стандартам, которые действуют в Великобритании ещё и сегодня, для кольцевой схемы на 13 А используются провода с сечением жил 2,5 кв. мм, а защищают их автоматическими выключателями на 32 А.
В больших домах, где общий метраж проводки выходит особенно протяжённым или известно, что теплоизоляция может снизить некоторые эксплуатационные характеристики кабеля, для уменьшения падения вольтажа и минимизации потерь применяют провода сечением 4 кв. мм, облачённые в изоляцию из ПВХ. Если же по каким-либо причинам используется проводка в минеральной изоляции и в медной оболочке, более предпочтительным будет применять жилы в полтора квадрата, рассчитанные на тот же ампераж (13 А). Проводник в подобной изоляции достаточно спокойно выдерживает нагрев при работе, но для электриков прибавляется немного труда в плане тщательного расчёта характеристик сети, с учётом электрических и термических свойств кабеля, а также возможного проседания вольтажа на протяжённых участках питающей цепи.
В отличие от британских нормативов, общеевропейские стандарты чуть более строги. Согласно им, для обустройства замкнутой кольцевой проводки следует применять кабель, сечение которого определяется по току. Ампераж не должен быть меньше 2/3 номинала срабатывания устройства, которое защищает этот контур. Данные правила призваны предотвратить продолжительный перегруз проводки, защитив и её, и подключённое к ней оборудование.
Считается, что при площади помещения менее 100 квадратных метров число розеток, подключённых по кольцевой схеме, нет необходимости лимитировать. Вместе с тем, с целью как можно более грамотной организации управления электрическими контурами в больших домах разумнее всего прокладывать одно кольцо на один этаж. Это увеличивает общую управляемость схемы, повышает независимость отдельных электроточек и минимизирует потенциальные опасности в случае любой серьёзной электроаварии. В больших частных домах порой имеет смысл организовать отдельное кольцо для определённой области. К примеру, такой подход может быть эффективен в отношении кухни, где в наше время находится много разнообразной техники, в том числе, и довольно мощной. Точно так же свой собственный контур часто имеет смысл организовать для гаража-мастерской, поскольку в этой зоне наверняка придётся подключать немало силовых приборов.
Сам принцип кольцевой проводки предполагает возможность соединять розетки друг с другом «сквозным» способом, благодаря чему заметно снижается вероятность присоединения электроточек друг от друга. Вместе с тем, даже для таких случаев существует правило. Если ответвление от главного кольца осуществляется проводом такого же сечения, то отдельно защищать дополнительный участок цепи необходимости нет – можно сразу монтировать розетку. В случае, когда речь идёт о присоединении розеточного блока на 3-5 гнёзд, крайне рекомендуется использовать предохранитель (часто в розетки для замкнутой проводки на большое число гнёзд он бывает встроен сразу). Ещё одно важное правило состоит в том, что число отводов не должно превышать количество розеток, непосредственно составляющих замкнутый контур. В том случае, если на одном из этажей необходимо организовать довольно крупный отвод, под несколько розеток и даже стационарный прибор, для этого должна быть смонтирована отдельная распределительная коробка с предохранителем, а для удобства управления отводным участком имеет смысл поставить обычный выключатель. Наконец, если в жилище предполагается эксплуатация мощного стационарного прибора (например, бойлера), лучше всего не включать его в общий кольцевой контур. Правильнее будет организовать для него собственную ветвь питания.
Недостатки кольцевой проводки
Как и многие другие вещи, созданные с целью экономии или в период кризиса, замкнутая проводка имеет свои недостатки. Они делают её не особо популярной за пределами Великобритании и не позволяют считать схему универсальной. Вместе с тем, никак нельзя назвать такую электропроводку несостоятельной или подходящей только для временной эксплуатации – просто для её использования необходимы определённый технический контекст и инфраструктура.
Основным недостатком данной схемы зачастую считают неочевидность аварийного режима. Если петля любой из трёх жил окажется разорвана, а потребители всё ещё будут подключены к сети, пользователь ничего не заметит. При этом ток возрастёт, провода перегреются и вполне могут даже загореться. В случае с привычной нам радиальной проводкой при обрыве одной из жил успело бы сработать УЗО. Вдобавок, большая длина кольца и наличие отводов усугубляют ситуацию: без защиты в ключевых точках вероятность перегрева крайне высока.
Ещё один мелкий недостаток заключается в том, что после первичного монтажа такая схема подключения потребует заметно больше времени на тестирование. Проверка правильности коммутации при радиальном способе подключения на порядок проще и очевиднее. В то же время, не каждый электрик сможет сразу справиться с «кольцом», если у него не было предварительного опыта.
Среди нюансов оборудования схемы есть и просто часто нарушаемые. К примеру, для верного баланса токов мощные приборы должны подключаться симметрично относительно середины контура. При этом на той же кухне часто рядом стоят стиральная машина и посудомойка, что является грубым нарушением правил. С другой стороны, вероятность их одновременной работы не так уж и высока, потому на это часто закрывают глаза.
Последнее, о чём следует сказать – это непривычное для нас магнитное поле. Когда в обычной схеме фаза и ноль идут рядом, линейно, их поля взаимно перекрываются, нейтрализуя друг друга. Если же опоясать квартиру силовым кольцом, внутри всего этого электромагнитного контура будут присутствовать поля, не вредящие человеку, но влияющие на работу радиооборудования, сигнализации или приборов на радиоуправлении.
