Електроинсталацията в дома

Електрическата инсталация присъства във всяка постройка и често е източник на повреди, които, ако не се отстранят навреме, може да създадат сериозни проблеми, включително да се стигне до нещастни случаи от токов удар или даже пожар. Темата е твърде обширна, за да бъде изчерпана с една или две статии. Затова ще се ограничим само с най-важното за поддръжката и ремонта на електрическата инсталация, които са по силите на всеки домашен майстор.
С малки изключения, и то основно за производствени цели, където често се използва трифазен ток, електроинсталацията в дома е еднофазна – т.е. електрическият ток тече по два проводника, като напрежението помежду им е 220 V. Единият е фазовият проводник, а другият е т. нар. „нулев“ проводник. При добре заземена мрежа електрическият потенциал между нулевия проводник и земята трябва да бъде равен или близък до нула. При дълги, силно разклонени мрежи в крайните или крайградските квартали често пъти между нулевия проводник и земята може да се измери електрически потенциал. При добре изпълнената електрическа инсталация между нулевия проводник и различни заземени метални инсталации, като водопровод с метални тръби, например, не бива да има потенциална разлика. (БР С Наредба №3/2004 за устройството на електрическите уредби и електропроводните линии и в България се въвежда трипроводна линия за вътрешните електроинсталации, като третият проводник е заземителен.)
Според мощността на захранваните прибори инсталацията най-често се изпълнява в три кръга – осветление, обикновени контакти и усилени контакти. Поради сравнително малкото натоварване мрежата за осветителните прибори се изпълнява с меден проводник с напречно сечение 1,5 mm2 и се защитава с предпазител за максимална сила на тока 10 А. Проводници с такова сечение са подходящи за натоварване до 2,2 kW.
Обикновените електрически контакти се захранват от проводници с напречно сечение 2,5 mm² и се защитават с предпазител 16 А. Допустимото натоварване е 4,4 kW.
За захранване на по-мощни отоплителни електрически печки, големи кухненски печки или бойлери се предвижда силова инсталация с проводници с напречно сечение 4 mm2 и предпазител за 25 А. Инсталация с такива проводници издържа натоварване до 5,5 kW.
Инсталацията се разделя на самостоятелни кръгове не само по етажи и според натоварването, а при възможност и по помещения. Така изключването на един предпазител ще предизвика спиране на тока само в едно помещение, а не на целия етаж например. Също така е напълно недопустимо да се обединяват осветителни със силови кръгове. При двуетажна къща на всеки етаж се поставя отделно разклонително електрическо табло с предпазители. Линията между него и основното табло с електромерите се прави с проводник със сечение 6 mm² и се защитава с предпазител 35 А.
В инсталациите се използват три вида предпазители – два автоматични и един със стопяема жичка. Последният е най-стар и несъвършен, но все още е разпространен у нас. Същинският предпазител (бушон) представлява кухо порцеланово тяло напълнено със ситен кварцов пясък. По оста му преминава меден проводник с точно определено сечение, което съответства на максималния ток, който предпазителят пропуска, без да изгори. При надвишаване на тази граница проводникът се стопява и електрическата връзка се прекъсва. В задния край на всеки здрав бушон се намира т. нар. „око“, което представлява диск с диаметър около 3 mm, споен към предпазния проводник. В зависимост от мощността, за която е предвиден предпазителят, „окото“ има различно оцветяване, например червен за 10 А, сив за 16А, жълт за 25 А и черен за 35 А. При изгаряне на предпазителя дискът пада в капачката и това лесно се вижда през предпазното стъкло.
Правилно е изгорелият бушон да се заменя само с нов, а не да се „закърпва“ чрез поставяне на снопче жички, което свързва двата електрода. Така ремонтираният бушон в действителност вече няма да изпълнява защитните си функции, защото никой не може да прецени точно ток с каква сила ще пропусне снопчето, преди да се стопи. В такива случаи обикновено се действа според максимата „колкото повече, толкова по-добре“, което може да се окаже фатално при възникване на късо съединение в инсталацията.
Единият от двата автоматични предпазители (с кръглото тяло) представлява преходно решение, защото заменя значително по-несъвършените стопяеми предпазители при запазване на съществуващо електрическо табло. Той се завива в гнездото на обикновен предпазител. Автоматичният реагира по-бързо и по-точно, а връзката след изключване се възстановява само чрез натискане на по-големия от двата бутона. Освен това отпада възможността от произволно усилване чрез поставяне на произволно дебели жички.
Съвременните електрически табла се изпълняват с автоматични предпазители с плоско тяло, като показания на снимката. Те заемат значително по-малко място и се монтират върху две специални успоредни метални шини. Предпазителят се включва чрез избутване на лостчето нагоре.

 

Защита чрез заземяване и зануляване
За защита срещу токов удар при допир до повреден електрически уред всички уреди задължително се защитават чрез заземяване или зануляване. За тази цел немските стандарти (БР От 2004 и българските също) предвиждат трипроводни линии с различно оцветени проводници:
» Фазов проводник (означен с буквите L или P).
» Нулев проводник (означен с буквата N)
» Защитен (зануляващ) проводник (с означение PE).
Защитният проводник има зелено-жълто оцветяване и през контактните пластини на щепсела и контакта свързва тялото на електрическия уред към общата заземяваща шина в разпределителното електрическо табло и дефектнотоковата защита. Това е правилният начин за защита на всички електрически уреди, защото при прекъсване на нулевия проводник на инсталацията защитата продължава да функционира. При добре изпълнена инсталация за изравняване на електрическите потенциали заземяващата шина в таблото трябва да бъде електрически свързана със системата за заземяване, системата за защита срещу мълнии, водопроводните и отоплителни тръбопроводи, както и специални поцинковани стоманени шини или пръти, положени в бетонния фундамент на сградата. За изравняване на потенциалите се използват поцинковани стоманени или за предпочитане медни шини, специални накрайници за плътно обхващане на тръбите и др.
Прокарването на трети проводник обаче оскъпява инсталацията и не е трудно да се досетим, че в строителната практика от по-старо време той отсъства, като инсталациите се изтеглят само с два проводника. Тъй като контактите имат отделна клема за защита, при монтирането им тази клема се свързва с клемата за нулевия проводник с късо парче проводник (мостче). Това обаче изисква значително повече внимание при монтажа и задължително използване на фазомер за сигурно определяне на нулевия проводник. Този начин на защитно зануляване е значително по-несъвършен и несигурен. Затова при ново строителство или основен ремонт на старата инсталация трябва да се полагат трипроводни линии и да се направи качествено заземяване на електрическата инсталация.
Темата за защитата на електрическите уреди е доста по-широка от предпазване при попадане на тялото им под напрежение. Достатъчно е само да посочим десетките телевизори и компютри, които изгарят след всяка гръмотевична буря. Този проблем отдавна е решен с помощта на ефективни и нескъпи електронни устройства за защита на електроинсталацията срещу краткотрайни високоволтови импулси от индуктирано в мрежата напрежение. За съжаление, малко специалисти ги познават и още по-малко ги прилагат в практиката. Според нас главният проблем в случая е липсата на информация по въпроса, а тогава човек се осланя на случайността и късмета си и не взима мерки за предотвратяване на злополука.
Затова когато се прокарва нова или основно ремонтира съществуваща електроинсталация в дома това трябва да се направи технически грамотно и при спазване на изискванията на цитираната Наредба №3 от 2004 г.

 

Електрически проводници
Електрическата инсталация се изгражда най-често с едножилни единични медни проводници. В зависимост от натоварването на съответния токов кръг се използват проводници с подходящо напречно сечение. Те имат изолация от поливинилхлорид и са предназначени за монтиране в предварително поставени в стените и тавана тръби. Допреди десетина години бе силно на почит т. нар. мостов кабел – двупроводен кабел с усилена изолация, предназначен за открито поставяне направо в мазилката. Причината за тази „общонародна“ или по-точно „общопроектантска“ любов бе, че така се пести прокопаването на плитки канали за поставяне на тръбите, а мостовите кабели се прикрепват за тухлите тук-там с гипс и върху тях се полага мазилката. Казаното важи само за сгради с тухлени стени. За прословутите бетонни панелки или при построените по технологията „пълзящ кофраж“ използването на мостови кабели става напълно разбираемо, защото и стените в тези сгради са отлети от бетон.
Тази практика е частично оправдана и при тавани, когато върху кофража и под арматурата не са били предвидливо поставени летвички, оформящи канали за тръбите. При тънка мазилка (когато плочата е добре нивелирана и гладка, може да се мине и само с по-дебела гипсова шпакловка) място за тръбата няма.
Гъвкавите многожични проводници се използват предимно за свързване на електрическите уреди към захранващия контакт.
Навсякъде, където е възможно, проводниците би трябвало да се изтеглят в предварително поставени в стените гофрирани и поради това гъвкави пластмасови тръби. Диаметърът им се подбира според броя и дебелината на проводниците, които преминават през тях. Най-често се използват тръби с диаметър 16 mm, а за силови инсталации с повече проводници в тръбата – 23 mm. Освен посочените големини се произвеждат и тръби с диаметър 11; 13,5; 29 и 36 mm.
За прекарване на тръбите и проводниците има предписания, които трябва да се спазват, като например отстоянията на инсталацията от тавана, пода, врати и прозорци. Тръбите се монтират хоризонтално и вертикално, като не се препоръчва наклонено монтиране. Ако се спазват тези основни правила, човек лесно може да се ориентира по местоположението на контактите, ключовете и разклонителните кутии къде преминават проводниците и да не ги нарани или прекъсне при пробиване на отвори или други ремонтни дейности.
Ако сами строите къщата си и изграждате електроинсталацията, освен че това се прави по монтажен проект, няма да бъде излишно, преди да се замажат тръбите, инсталацията да се фотографира. Така точното разположение на проводниците и разклонителните кутии ще бъде документирано, което може да се окаже много полезно след години.
Тръбите се поставят в предварително изкопани в тухления зид канали, за да не се удебелява ненужно мазилката. Това е доста трудоемка и не особено приятна работа, освен ако не се използва подходяща техника за механично изрязване на канали, като описаните в този брой на списанието машини на “Спарки Елтос”. С такава машина лесно, бързо и най-вече без ненужно разкъртване на стената се правят едновременно два успоредни прореза до необходимата дълбочина. След това вече, съвсем лесно, оставащият между тях материал се изсича с плоско длето (още по-добре с малък електро-пневматичен къртач със сила на удара около 2 J).
Единственото неудобство при механичното изрязване на каналите е обилното отделяне на прах. Това в много голяма степен може да се ограничи, като към машината се свърже промишлена прахосмукачка.
С малки изключения тръбите се поставят без огъване, а когато това се налага, например при преминаване през ъгъла между две стени, трябва да се осигури възможно по-голям радиус на дъгата. Гофрираните тръби позволяват огъване под съвсем малък радиус, но тези места впоследствие ще предизвикат затруднения при прокарване на проводниците, особено, когато в тръбата вече има проводници.
На всички места с разклонения на електроинсталацията за контакти и ключове се поставят кръгли пластмасови разклонителни кутии с вътрешен диаметър 70 mm и дълбочина 35 mm. Така кабелите се изтеглят от кутия до кутия много по-лесно, а електрическите връзки се правят в кутията. При необходимост от свързване на повече проводници в една кутия се използват по-големи кутии с квадратна форма.
Кабелите се изтеглят, като в тръбите предварително се промуши показаният на снимката инструмент. Той представлява гъвкаво и същевременно твърдо жило от фибростъкло с кръгло напречно сечение. В предния му край е закрепена спирална пружина с топче на върха, която улеснява промушване на жилото през кривини и стеснения на тръбата. В задния край е пресован метален накрайник с ухо, към което се привързва проводникът, който се изтегля през тръбата. Това става най-лесно, а понякога е и единствено възможно, когато се изтегля двоен проводник, без да се срязва на мястото на прегъване. Двата проводника се прерязват и разделят едва след като общият им край се изтегли от тръбата. Ако в нея трябва да се прокарат четири или повече проводника, по-добре е това да се направи наведнъж. За да не задират при изтеглянето им в тръбата, краищата на проводниците предварително се увиват с парче изолирбанд. При по-тежки случаи изтеглянето на проводниците може да се улесни, като се натрият със сапун.
Кабелите се свързват в кутията, като краищата им се заголват от изолацията и се притягат по двойки в единични лустерклеми. Така се постига сигурна електрическа връзка, краищата на кабелите са изолирани и обезопасени срещу късо съединение, а при необходимост връзката лесно се разкача след развиване на притягащите винтове.
Практикува се и спояване на краищата с мек припой. Така се гарантира напълно сигурен електрически контакт, но споените краища трябва да се изолират с изолирбанд, а демонтирането на инсталацията става по-трудно.
Друго съвременно решение е кабелите за различните инсталации (електрическа, телефон, телевизор) да се прокарат в специални канали, намиращи се в первазните летви, ограждащи подовото покритие. Летвите са специално проектирани за тази цел, а повечето от тях се монтират с помощта на специални клипсове от ламарина. Така при необходимост первазът лесно и бързо се разглобява и се открива достъп до кабелите. Тези первази може многократно да се монтират и демонтират.

 

Механично свързване на проводници
При всички електрически вериги и особено при нисковолтовите е от голямо значение добрият контакт между проводниците. Майсторската практика двата края да се усучат с клещи и изолират с изолирбанд след време може да изиграе лоша шега, защото с времето повърхността на медния проводник се окислява и електрическото съпротивление между така съединените проводници се увеличава. При напрежение 220 V може да се стигне до искрене и прогаряне на изолацията, а при нисковолтовите (например в електроинсталацията на автомобила) напрежението във веригата забележимо спада. Сигурна връзка е спойката с мек припой, която се прави малко по-бавно и по-трудно. Използва се поялник с нагревател или индукционен поялник, който има предимството, че много бързо загрява и също така бързо се охлажда. Добро решение са и различните кабелни накрайници, наричани още „кабелни обувки“, в които краят на кабела се пресова (кримпва) с помощта на специални клещи. Така много бързо, лесно и най-вече сигурно накрайникът се свързва с кабела без нагряване, припой и опасност от стопяване на краищата на изолацията. На снимките са показани няколко най-често използвани кабелни обувки, предназначени съответно за:
» Създаване на разглобяеми електрически съединения. Такива обувки се използват масово при свързване на проводници към електрически ключове, термостати и други регулиращи прибори в електрически печки, хладилници, бойлери и др.
» Улесняване на свързването на края на кабела към различни уреди. Тези кабелни обувки имат кръгъл или продълговат отвор, монтират се много по-лесно, отколкото, ако оголеният край на многожичния кабел трябва да се подпъхне и притисне под главата на винта.
» Неразглобяемо съединяване на два проводника.
Единият край на кабелната обувка представлява разцепена по дължина тръбичка, в която влиза оголеният от изолацията проводник. Диаметърът на тръбичката трябва да съответства на напречното сечение на проводника. Той трябва да влиза плътно, за да се получи здраво съединение. За по-лесно ориентиране кабелните обувки са оцветени в зависимост от напречното сечение на проводника, за който са пригодени: синьо (0,5–1 mm²), червено (1,5–2,5 mm²) или жълто (4–6 mm²). Съответно на това клещите за пресоване имат специално оформени челюсти с отвори за всяка от тези големини и същата цветна маркировка. Изолацията на кабела се прерязва така, че оголената част да влезе до края на тръбичката на обувката. Част от изолацията на проводника пък влиза под изолиращия шлаух, покриващ тръбичката. Така безпроблемно и сигурно се гарантира добрата изолация, като открита остава само присъединителната част на кабелната обувка.
Съществуват най-различни видове клещи за почистване на изолацията. Показаните тук клещи за пресоване на проводника в кабелната обувка също имат приспособление за прерязване на изолацията на проводници с напречно сечение от 0,5 до 5 mm², а върховете на челюстите им са оформени като клещи-резачки. Отделно показваме и най-добрата от всички видове клещи, които досега сме имали възможността да изпробваме. Тя има две челюсти, които в нормално положение са прибрани една до друга. След поставяне на проводника и притискане на раменете първоначално едната челюст се затваря и притиска проводника, след това се затваря другата и двата резеца прерязват изолацията, като обхващат плътно медния проводник, без да го нараняват. В завършващата фаза при притискане на раменете на клещите до упор двете челюсти се раздалечават и парчето прерязана изолация се изхвърля. Така с едно натискане на дръжките на клещите краят на проводника се оголва от изолацията. Резците са така профилирани, че да прерязват изолацията на проводници с точно определено напречно сечение.
За свързване и монтиране на различните електрически инсталации се използват няколко вида електротехнически клещи. Тук са показани два основни вида специализирани клещи-резачи, няколко клещи с плоски и заоблени върхове. Потребността от използване на един или друг инструмент възниква в процеса на работа и затова е за предпочитане да се разполага с известен излишък от клещи, като неминуемо ще настъпи момент, когато всяка от тях може да се окаже незаменима за дадения конкретен случай. Част от моделите са комбинирани, като може да се използват и за рязане. Тези клещи тярба да имат сигурна изолация, която издържа до 1000 V, и плоска пружина, която връща раменете им в отворено положение, вместо това да става чрез неудобно при работа с една ръка движение.
Другият задължителен инструмент са отвертките. Използват се добре изолирани с обозначение за максималното напрежение, за което е оразмерена изолацията, с различни по големина остриета – плоски или с кръстовидна форма.
При работа с електрически инсталации са необходими и някои измервателни прибори:
» Обикновен фазомер, комбиниран с отвертка. С него може да се определи кой проводник е фазовият, дали има напрежение и дали тялото на даден уред по погрешка или поради възникнала повреда е свързано с фазовия проводник (офазено).
» Сонда за измерване на напрежението с помощта на светодиоди. Това е евтин, лесен за употреба и ефикасен измервателен инструмент, който достатъчно точно измерва променливо напрежение, а така също и право напрежение до 6 V.
» Комбиниран уред (омметър или мултицет) с широк диапазон и висока точност при измерване на напрежение на променлив и прав (постоянен) ток, неговата силата и електрическо съпротивление. В практиката омметърът се използва предимно като веригопроверител. Такъв уред вече струва около двайсетина лева и набавянето му за домашната работилница не представлява никакъв проблем.