Знаймо![]() приховати рекламу
| Цей текст може містити помилки.
ВведенняШтепсельні з'єднувачі (від ньому. Stpsel - Пробка) - це пристосування для роз'ємного підключення електроприладів до електричної мережі. Штепсельне з'єднання складається з двох частин: розетки і вилки. Штепсельна розетка - частина з'єднувача, до якого підводиться електрична енергія від джерела. Російська назва походить від поширеного прикраси. Для запобігання контакту з сторонніми предметами розетка виконується як гніздовий роз'єм. Штепсельна вилка - частина з'єднувача для підключення споживача електроенергії до розетки. Електричні контакти вилки зазвичай мають форму штирів, які надають їй деяку схожість із їдальні виделкою, від чого і сталося російська назва. Може з'єднуватися з електроприладом гнучким кабелем (шнуром), або бути нерухомо закріпленою на ньому. 1. Історія1.1. Рання історія![]() US Patent 774250 . Перша силова електрична вилка і розетка. Спочатку електрику в домашньому господарстві використовувалося переважно для освітлення. У той час побутові електроприлади зазвичай включали в патрони ламп. Безсумнівно, таке підключення було незручно і небезпечно, тому потрібна розробка спеціальних роз'ємів. У 1904 році розетку і вилку запатентував Харві Хаббелл (Harvey Hubbell) [1]. Інші виробники взяли роз'єм Хаббелла і до 1915 році він став широко поширений, хоча і в 1920х роках, і навіть значно пізніше перехідники для патронів Едісона користувалися популярністю [2]. Хоч і нечасто, але такі перехідники можна знайти у продажу і сьогодні. Систему Schuko із заземленням винайшов і запатентував [3] в 1926 році Альберт Бюттнер (Albert Bttner). Коли необхідність заземлення побутових приладів стала очевидна, у багатьох промислово розвинених країнах трехпроводная система електроживлення стала стандартом. 1.2. Поширення стандартівШироке застосування електрики в побуті неможливо без розробки відповідних стандартів. Стандартизація електроустановочних виробів дозволяла зробити використання електрики більш безпечним, прилади - більш надійними, недорогими і масовими. Однак нерідко стандарти в різних країнах розроблялися незалежно один від одного, що призвело до їх великій різноманітності і несумісності один з одним. Деякі стандарти не отримували широкого розповсюдження і зникали. У результаті впливу економічних і політичних факторів деякі країни міняли свої стандарти. Готелі та аеропорти для зручності подорожуючих можуть мати розетки закордонних стандартів. У деяких країнах можуть одночасно використовуватися кілька стандартів підключення, напруги і частоти, що нерідко призводить до проблем. 1.3. Об'єднання стандартів
Робилися кроки по об'єднанню стандартів різних країн. Наприклад, вилка CEE 7 / 7 прийнята в деяких європейських країнах і є сумісною з типами розеток E і F, в той час як неполяризованим вилка CEE 7 / 16 сумісна з розетками на більшій частині континентальної Європи, колишнього СРСР і в багатьох інших країнах. Запропоновано стандарт IEC 60906-1, як загальний стандарт для всіх 230-вольтів вилок і розеток по всьому світу, але поки він прийнятий лише в Бразилії [4]. Багато виробників електроприладів, таких як персональні комп'ютери, взяли на озброєння практику використання змінного шнура, що підключається, до роз'єму IEC. Для кожної країни прилад комплектується різними шнуром, в той час як інші частини залишаються незмінними. Для вибору стандартів напруги і частоти встановлюється перемикач, а іноді і зовсім прилад розраховується для експлуатації в широкому діапазоні напруг мережі, що стало можливо з застосуванням імпульсних джерел живлення. Практична вигода такого підходу - у спрощенні сертифікації, а також у випуску одного пристрою, замість декількох під кожен стандарт. 1.4. Стандарти різних країнУ світі найбільш поширені два основні стандарти напруги і частоти. Один з них - американський стандарт 110-127 Вольт 60 Гц, спільно з виделками A і B. Інший стандарт - європейський, 220-240 Вольт 50 Герц, вилки типів C - M. Більшість країн ухвалили один з цих двох стандартів, хоча в іноді зустрічаються перехідні, або унікальні стандарти. На картах показано, в яких країнах використовуються ті чи інші стандарти [5]. 2. Вимоги до штепсельних з'єднаньОсновні вимоги, що пред'являються до розеток і вилок [6] [7] [8] :
Також крім цих вимог можуть пред'являтися та інші:
3. Термінологія
Часто разъёмам приписывают "пол": штыревому разъёму - мужской (в русском языке - "папа", в английском - "male"), а гнездовому - соответственно женский (по-русски - "мама", по-английски - "female"). И если в английском языке подобные названия являются официальными терминами, то в русском считаются скорее жаргонизмами . В разных странах есть значительные различия в терминологии. Например, рассмотрим различия между американской и британской номенклатурами, касающимися силовых вилок и розеток. В Соединённых Штатах Америки фазный контакт может называться live (живой), hot (горячий) или ungrounded (незаземлённый). Нейтральный контакт может называться cold (холодный), neutral (нейтральный), return (возвратный), the ground ed conductor (заземлённый проводник), или (в National Electrical Code) identified conductor. Заземляющий контакт называют ground (земля) или the ground ing conductor (заземляющий контакт). В Великобритании слово line (линия) время от времени используется для обозначения фазного конца или провода. В электротехнике line (линейное) напряжение это напряжение между фазными проводами трёхфазной сети, в то время как phase (фазное) напряжение это напряжение между фазным и нейтральным проводами. Фазные провода часто называют просто фазы, когда используется более чем одна фаза. Штыри также часто называют prongs (зубцы), contacts (контакты), blades (ножи), или terminals (окончания). В Австралии фазный контакт называют active (активный). 4. Конструкция розеток и вилокУ каждой розетки есть два или три контакта, подключённые к проводам. Контакты могут быть из стали или меди и могут быть гальванически покрыты цинком, оловом или никелем. В бытовой розетке обычно 3 контакта:
Розетка в штепсельном соединении является источником электроэнергии, а вилка - приёмником, поэтому розетка является гнездовой частью разъёма, а вилка - штырьевой. Токоведущие части вилки открыты, когда вилка не вставлена в розетку, а значит на ней отсутствует напряжение сети. Однако если вилка вставлена не до конца, существует опасность прикосновения к токоведущим частям вилки при наличии на них напряжения сети. Чтобы избежать этого, либо розетка имеет заглубление, либо штыри вилки имеют изолирующее покрытие на половину длины от основания. Для нетоковедущего проводника - заземления - порядок может быть обратным, так как прикосновение к заземляющему проводнику безопасно. Не требуется для него и частичная изоляция. Розетки стандартной конструкции устанавливают в сухих и отапливаемых помещениях. Если розетка установлена в ванной, или на улице, она должна быть защищена от пыли и влаги. Обычно такие розетки оснащены крышкой, предохраняющей от брызг и пыли. Наибольшую опасность розетка представляет для детей. Дети, не усвоившие ещё опасности электричества могут из любопытства попытаться вскрыть крышку розетки, или вставить в розетку посторонний предмет, например канцелярскую скрепку. Чтобы избежать этого, применяются розетки, имеющие защитные шторки, которые открываются в том случае, если вставляется стандартная вилка. Другой вариант решения проблемы - использование пониженного напряжения, однако этот способ сопряжён с определёнными проблемами. Третий вариант - использование "электронных шторок", когда розетка содержит управляющую электронную схему, подающую напряжение только в случае подключения электроприбора, распознание подключения может быть произведено различными способами (падение сопротивления между контактами розетки, применение радиочастотной идентификации). Такой способ дорогостоящий, и проекты "электронных шторок" существуют пока только на бумаге. Большое значение имеет надёжный контакт токоведущих частей вилки и розетки, для исключения перегрева, и надёжная фиксация - для предотвращения самопроизвольного отключения. Для этого чаще всего применяются пружинящие контакты в розетке, однако в СССР некоторое время эксплуатировалась система, где гнёзда розетки были жесткими, а пружинящими делались штыри вилки, для чего в них делались прорези [10]. Штыри вилки Europlug также пружинят, но не за счёт прорезей, а за счёт того, что они установлены с некоторым схождением к концу. Это сделано для того, чтобы обеспечить надёжный контакт с гнёздами розеток различных конструкций, в том числе старой советской. 4.1. ПоляризацияПоляризованные вилки и розетки устроены так, чтобы их можно было включить только в одном положении: так, что фазный и нейтральный провода розетки соединяются соответственно с фазным и нейтральным проводами устройства. Поляризация вилки нужна в случае, если выключатель или предохранитель разрывает цепь только одного провода, в то время как второй провод остаётся подключённым. При использовании поляризованной вилки сетевые выключатели и предохранители устанавливаются в разрыв фазного провода. В светильниках с эдисоновскими патронами фазный контакт подключается к центральному контакту патрона. Форма неполяризованных разъёмов позволяет включить их в любой полярности, фазный контакт подключается произвольно. Неполяризованные вилки стараются применять для устройств, в которых приняты соответствующие меры защиты от поражения электрическим током: например, сдвоенные выключатели, двойная изоляция и т. д. Неправильная разводка фазного и нейтрального проводников сводит на нет безопасность поляризованных розеток и вилок. Опасность состоит прежде всего в том, что смена полярности обычно не отражается на работе электроприбора и может проявиться только при его неисправности. Для проверки правильности подключения можно использовать пробник для розеток или неоновый индикатор фазного напряжения, который часто встраивается в отвёртки для электромонтажных работ. Кроме того, на нейтральном проводнике может оказаться значительный потенциал в случае его обрыва, который в некоторых случаях тоже может не быть замечен вовремя. Вне зависимости от того, поляризована вилка, или нет, ремонт электроприбора, включённого в розетку, производить небезопасно. 4.2. Приборы, встроенные в вилкуВстречаются электроприборы, настолько компактные, что не имеет смысла соединять их гибким шнуром с вилкой, а гораздо эффективнее разместить их непосредственно внутри вилки. Иногда часть более крупногабаритного прибора имеет смысл вынести в отдельный блок, совмещённый с вилкой. Примеры таких приборов:
Обычно подобные приборы больше по габаритам, чем стандартная вилка, что иногда приводит к сложностям при подключении в тройники и сдвоенные розетки. Несмотря на это подобные устройства получили широкое распространение.
5. Типи, використовувані в даний часЕлектричні вилки і розетки різняться від країни до країни за формою, розміром, максимальному току та іншими особливостями. Тип, используемый в каждой стране, закрепляется законодательно, принятием национальных стандартов [11]. В данной таблице каждый тип обозначен буквой из публикации правительства США [5]. На рисунках зелёным цветом обозначен заземляющий контакт, серым - фаза, белым - ноль.
Існують вилки спеціальної форми, які механічно поляризовані при використанні розетки типу E (фактично ж поляризація відсутній) У таблиці наведено лише найбільш поширені типи. Крім них існує безліч нестандартних вилок і розеток. Причини їх використання різні: іноді виробники розробляли власні, несумісні з іншими стандартами конструкції роз'ємів, які з якоїсь причини завойовували на певний час популярність, але так і не були вписані в стандарти. У будинках старої будівлі, до цих пір зустрічаються розетки застарілих типів, від яких вже відмовилися. Іноді спеціально розроблялися розетки, несумісні з популярними, щоб виключити підключення в них приладів загального призначення, або навпаки - вилки, що встановлюються на прилади, для яких необхідна особлива електромережу. Приклади, коли це може знадобитися:
Окремо стоять роз'єми для підключення електроплит. Електроплита зазвичай є одним з найбільш потужних побутових електроприладів, в стандартну побутову розетку можуть бути підключені тільки електроплити малої потужності (зазвичай одно-і двухконофорочние без духової шафи). Установка потужної електроплити вимагає спеціального роз'єму. І якщо в США для електроплит розроблений роз'єм NEMA 14-50, то в більшості інших країн відсутні будь-які стандарти на них. У цих випадках можуть використовуватися промислові роз'єми, або нестандартні роз'єми різних виробників. Роз'єми для підключення електроплит від різних виробників нерідко несумісні між собою і продаються парами "Розетка-вилка" 6. АксесуариДля зручності та безпеки застосування електрики спільно з розетками і вилками використовуються безліч інших пристроїв. 6.1. Розгалужувачі та подовжувачіБувають ситуації, коли наявних розеток недостатньо, або вони розташовані далеко від електроприладу. Тоді використовуються подовжувачі і компактні розгалужувачі. Відмінність компактного разветвителя в тому, що він не має шнура. Подовжувач, або перенесення в свою чергу може бути оснащений як одно-так і багатомісної розеткою, а також вимикачами і захисними пристроями. Компактні трійники зазвичай мають максимально просту конструкцію. Якщо трійник призначений для підключення вилок різних стандартів, рідко можна побачити трійники з окремими розетками для кожного стандарту. Найчастіше використовуються багатостандартних роз'єми. Вони практично ніколи не оснащуються вимикачами і запобіжниками. У продажу можна зустріти компактні трійники невисокої якості, іноді навіть виготовлені зі зневагою до норм безпеки: вони не забезпечують надійного контакту, не утримують достатньо надійно вилку, їх форма не завжди забезпечує захисту від неправильного підключення, а деякі компактні трійники навіть не забезпечують захисту від дотику до струмоведучих частин. У той час як подовжувачі можуть мати вимикач, запобіжник, мережевий фільтр, іноді навіть УЗО. У країнах, де поширено кілька стандартів, використовуються подовжувачі з окремими розетками для різних стандартів. За радянських часів для простоти було прийнято, що в одну розетку не можна включати більше трьох електроприладів. Після впровадження розеток, розрахованих на більший струм, а також широкого розповсюдження побутових комп'ютерів, складних аудіо-та відеокомплексів стало ясно, що необхідні розгалужувачі на більшу кількість розеток. Але незважаючи на те, що кількість розеток в розгалужувачі буває більше трьох, їх продовжують називати трійниками. Іноді намагаються називати їх, уникаючи слова "трійник", наприклад "мережевими фільтрами", "пілотами", "подовжувачами" або "перенесеннями". 6.2. Захист від дітейДеякі розетки не оснащені шторками, які захищають від дотику до струмоведучих частин розетки стороннім предметом. Щоб захистити надмірно цікавих дітей від небезпеки, застосовуються спеціальні "пробки", які дитина не зможе вийняти з розетки самостійно. Принцип дії може бути різним: наприклад деякі пробки можна дістати, вставивши в них вилку, деякі мають спеціальний замок, що вимагає застосування сили для того, щоб його відкрити. 6.3. Перехідники та адаптериНерідко бувають ситуації, коли в будинку відсутні розетки стандарту, відповідного для знову купленого електроприладу. В якості тимчасового заходу можна використовувати перехідник. Інша ситуація, коли перехідник може знадобитися - подорожі, коли виявляється, що в тій чи іншій країні може використовуватися зовсім інший тип розеток і наявні особисті електроприлади (електробритви, зарядники стільникових телефонів, комп'ютери) не можуть бути підключені в них. До вибору перехідника також потрібно підходити з усією відповідальністю і відмовитися від дешевих перехідників низької якості: тут ситуація аналогічна ситуації з компактними трійниками. Крім того, потрібно бути уважним до стандартів напруги і частоти в країні перебування: перехідник може не мати захисту від підключення в мережу іншої напруги, або частоти, і стати причиною несправності електроприладу. Для підключення приладу до мережі з іншою напругою необхідний перетворювач напруги. Існують також перехідники, що дозволяють підключити електроприлад до патронів, призначеним для ламп розжарювання (в просторіччі - "жуліки"). Особливо популярними вони були 1920 - 1960-х роках, коли в багатьох будинках не вистачало настінних розеток, або їх не було зовсім. Іншою причиною популярності подібних патронів були роздільні тарифи на електрику в освітлювальної та силової мережі. Зараз подібні перехідники заборонені в багатьох країнах, оскільки їх використання небезпечно по ряду причин. Проте їх ще можна знайти у продажу, в тому числі і в Росії. 7. Роз'єми промислового призначенняВикористання штепсельних з'єднувачів в промисловості відрізняється більш жорсткими умовами експлуатації, накладає жорсткіші вимоги до безпеки та надійності. У числі вимог до промислових штепсельних з'єднувачів [12] :
У деяких випадках промислові роз'єми можуть експлуатуватися і в побуті: наприклад для підключення електроплит, для харчування причепів-дач, підключення автономних бензинових генераторів, і т. д. Приклади промислових штепсельних з'єднувачів:
Примітки
Цей текст може містити помилки. Схожі роботи | скачати Схожі роботи: Генератор змінного струму Силові машини Силові лінії векторного поля Щільність струму Сила струму Струму, Салчак Калбакхорековіч Хімічний джерело струму Підсилювач постійного струму Виборг (вставка постійного струму) |