Sep 232016
 

Монтажът на електрически контакт е на пръв поглед лесна задача, но има своите тънкости, които ако бъдат пренебрегнати може да възникне авария или дори злополука. Много често в самия контакт има пъхната схема, отпечатана на малко листче, която започва с думите: „Монтажът да се извършва от квалифициран електротехник при изключено захранване на мрежата“. Добре е да последвате тези съвети и да оставите специалистите да си свършат работата, но ако считате себе си за достатъчно компетентен и уверен в своите възможности, може да опитате и сами.

Електрически контакт Шуко

Нека започнем от вида на контакта. Той задължително трябва да бъде Шуко, съгласно изискванията за електробезопасност (виж правила и инструкции за безопасна работа на основание чл. 277 от КТ разработени от камарата на архитектите в България). Там  в т.8 пише:

  • Забранява се ремонт и други действия по електрическата, водопроводната, климатичната и други инсталации и системи освен от съответните оторизирани специалисти.

а по-надолу…

  • всички щепсели и контакти трябва да бъдат тип “шуко” и да са надеждно занулени;

Названието Шуко е съкращение от немското словосъчетание Schutzkontaktкоето буквално преведено означава – защитен контакт. Използва се още означението CEE7/3 за гнездата шуко. Електрически контакт Шуко е токоотдаващо съединение предназначено за двупроводна електрическа мрежа, като при свързването, както ще обясним подробно по-долу, нулевия проводник се свързва освен към нулевата клема и към заземяващата пластина, а фазовия – към другата клема. Контактът Шуко има специални канали (прорези), а щепсела Шуко има издадени ребра, огледални на прорезите на контакта. Така щепсела се насочва и влиза плътно в контакта Шуко, създавайки здрава механична връзка, която позволява известно физическо натоварване на контактното съединение. Този тип контакт Шуко е заземен и контактувайки със щепсела Шуко, заземява и включения в него електрически уред. Електрическите му параметри са: сила на тока 16А, напрежение от 220VAC до 250VA, монофазно и честота 50-60Hz. Тъй като стандартния щепсел Шуко може да бъде поставен по два възможни начина в контакта, стандартът Шуко е неполяризиран, което означава, че фазата и нулата могат да захранят консуматора по алтернативен (неопределен) начин. Контактът може да бъде открит, скрит или полускрит.

Elektricheski-kontakt

Скрит контакт Шуко

Това означава, че може да бъде изцяло извън стената, на която е сложен, да бъде изцяло в стената, като над нея се вижда само горната му защитна гарнитура (лицев панел) или гарнитурата да е леко издадена и да скрива част от конструкцията на контакта, като така, частта която хлътва в стената е по малка.

otkrit kontakt

Открит контакт Шуко

Този вид контакти са за вътрешно полагане. Това означава, че се поставят на защитено от влага и запрашаване място. Външните контакти, както и тези, поставяни във влажни помещения, като бани, сушилни и перални са защитени от капак, който плътно прилепва към основата на контакта и оставен свободно се самозатваря.

otkrit vanshen kontakt

Открит контакт за външно полагане IP54

Така се осъществява една по-висока степен на защита на токоотдаващото съединение от вредни за електрическата мрежа въздействия на околната среда. Външните контакти също могат да бъдат със скрит и открит монтаж. А като казахме степен на защита, тя е строго регламентирана от Европейския комитет за електротехническа стандартизация (CENELEC) и е разписана в международния стандарт IEC 60529. Съдържа буквите IP и 2 или 3 цифри. Първата дефинира защитата на електрическия елемент (устройство) от твърди предмети, прах, докосване от човешка ръка, инструменти кабели и т.н. Колкото е по-голяма цифрата, толкова защитата е по-добра. Например ако цифрата е 2, устройството е защитено от твърди предмети до 12mm или от случайно докосване от човешки пръсти. Втората цифра показва защитата на електрическото съединение (апарат, машина) от течности и вода и също има правопропорционална зависимост от големината на цифрата и степента на защита. Например ако цифрата е 3, това означава, че устройството е защитено от директно впръскване на вода до ъгъл 60°. Третата цифра, която често не се изписва, защото не е част от IEC 60529 определя степента на защита от механични въздействия и се измерва в джаули – J, единица за измерване на енергия от системата SI. (1 J е работата, извършена от сила 1 N при преместване на тяло на разстояние 1 m по направление на силата):

{\displaystyle {\rm {1J=1N\cdot m=\left({\frac {kg\cdot m}{s^{2}}}\right)\cdot m={\frac {kg\cdot m^{2}}{s^{2}}}=Pa\cdot m^{3}=1W\cdot s}}}

например ако третата цифра е 4, това означава, устройството е защитено срещу въздействието на 2,0 джаул (напр. 500g, падащи от 40cm височина).

Електрическите контакти за вътрешен монтаж имат защита IP20, което означава, че са защитени от твърди предмети до 12mm и от човешко докосване и не са защитени от вода, а външните контакти имат защита IP54, което означава, че са защитени от проникване на прах и са защитени от проникване на вода, като е възможно ограничено проникване. Затова, когато купувате контакт, трябва да проверите дали степента на защита на контакта съответства на целта, за която е предназначен.

Монтаж на контакт Шуко
Скрит монтаж на контакт Шуко

За да монтирате електрически контакт Шуко, трябва да имате конзолна кутия, поставена в специално легло в стената и в нея да са изведени фазов и нулев проводник, прокарани там още с изграждането на вътрешната инсталация на помещението.

Wall-Switch-Socket-Mounting-Plastic-font-b-Electrical-b-font-Junction-font

Конзолна кутия

Преди началото на работа трябва да изключите електрическото захранване до конзолата и да се уверите в това чрез фазопроверител – фазомер. Подрязваме краищата на проводниците до нужната ни дължина с клещи резачки или комбинирани клещи и ги заголваме с клещи заголвачки или специално извито ножче за проводници или обикновено малко ножче, като не забравяме да изстържем лаковото покритие на проводниците, което се намира под PVC изолацията. Обикновено за електрически инсталации се ползва кабел тип СВТ или т.н. мостов кабел ПВВ-МБ1. Те имат твърди монолитни жила, които трябва с клещи с тънки краища да извием и оформим в желаната посока. Съгласно БДС HD 308 S2:2004 за фазов проводник се избира жилото, което е с кафява изолация, а за нулев – със синя изолация. Нулевият проводник се заголва на по-голяма дължина, за да може да се свърже и към винта на заземяващите пластини на Шуко контакта. Понякога двата края на проводниците в конзолната кутия (розетката) са оставени твърде къси и е невъзможно нулевият проводник да мине и през двете клеми. Тогава се налага да се направи мостче, за да се заземи нулата. За да свържете проводниците към контакта по указания начин тряба да развиете фиксиращия винт и да отстраните декоративният лицев панел. След като здраво стегнете винтовете на клемите след вкарването в тях на проводниците по указания по-горе начин е време да монтирате основата на контакта в конзолната кутия. За целта трябва да разхлабите болтчетата, които държат двете пластини, които при монтажа ще опрат в стените на конзолата и ще предотвратят излизане на контактното тяло при издърпване на щепсела от контакта. За да се приберат навътре към центъра, в някои контакти има поставен ластик, а ако няма може лесно да се постави, за да не пречат при вкарването на контакта в кутията. След като се постави основата на контакта в конзолата, започват да се стягат страничните винтове, като може да се използва нивелир, за да сме сигурни, че контакта е монтиран хоризонтално. Когато се убедим, че контакта е монтиран неподвижно, хоризонтално и основата му е изцяло в конзолната кутия, не трябва да оставяме никаква фуга, включваме напрежението за да проверим правилността на свързването. Трябва фазомерът да светне единствено в един отворите, в които влизат щифтовете на щепсела. В другия отвор, както и в страничните заземителни пластини, фазомерът не трябва да отчете наличие на напрежение. След това поставяме декоративния панел и стягаме фиксиращия винт.

Открит монтаж на контакт Шуко

При открита елинсталация се поставят и контакти с открито изпълнение. Те са изцяло извън стената и обикновено се използват в сервизни помещения складове, индустриални халета или гаражи, където стените често са от метал или са твърде тънки за скрити инсталации. Процедираме по същия начин, като разликата е, че контактът има собствена кутия която изолира от външни въздействия електрическата му основа и когато отстраним декоративния панел, чрез развиване на фиксиращия винт трябва в тази кутия с клещите да направим отвори през които да минат кабелите. Освен това трябва да монтираме основата на предвиденото за това място чрез видии, ако основата е дърво или чрез винтове за метал в предварително пробити отвори, ако основата е метал.

Монтаж на двоен контакт Шуко

Двойният контакт, когато е предназначен за скрит монтаж има основа, която влиза в единична конзолна кутия, затова монтажа му няма някакви особености. Важно е да се спазва поставянето на фазата в едната клема, а нулата да се свърже към другата клема и заземителните пластини, които във случая са сдвоени. Трябва да се има предвид, че ако товароносимоста на единичния контакт е около 3000W, при двойния, трябва всеки от контактите да се натоварва до половината от тази стойност, т.е. до 1500W, ако контактът е троен – до 1000W.

 

Sep 022016
 
bridge-diode (1)
Принцип на действие на схема Грец

Схема Грец е двуполупериоден токоизправител. Схема Грец служи за изправяне на променливо напрежение, когато се налага захранване на консуматор с постоянно напрежение. Състои се от четири диода свързани два по два последователно. Ако мислено разделим диодите на две двойки D1 – D3 и D2 и D4, променливото напрежение се подава между анода на D4 и катода на D1 на едната двойка и между катода на D2 и анода на D3. Постоянното напрежение се получава между анодите на D1 и D3 и катодите на D2 и D4, където трябва да се постави товара. Във всеки полупериод на променливото напрежение двете двойки диоди пропускат по една вълна. схема Грец

През първия полупериод горният край на източника на напрежение е положителен. Работят диодите D1 и D2 и пропускат положителната полувълна, а D3 и D4 са запушени и не участват в първия полупериод, защото тяхното съпротивление от катод към анод е безкрайно голямо. Токът преминава първо през рамото на диода D1, влиза в товарното съпротивление и се връща обратно, минавайки през рамото на диода D2. Зелените стрелки на фигурата по-долу показват движението на тока от източника до товара, а червените стрелки показват движението на тока от товара обратно до източника, като по този начин се затваря веригата.

pozitiv

През втория полупериод на синусоидата на променливото напрежение, работят диоди D3 и D4 и пропускат отрицателната полувълна, а D1 и D2 са запушени (показани са с пунктир). Във втората половина на цикъла, долният край на източника на напрежение е с положителна полярност спрямо горния. Токът започва да тече през рамото на диода D3 (зелените стрелки), след което протича през товара отново в същата посока и се връща към източника през рамото на диода D4 (червените стрелки).

negativ

Както се вижда от схемите токът през товара тече винаги от „+“ към „-„.wave

Свързване на схема Грец и изглаждане на пулсациите

На изхода на моста (токоизправителя) напрежението не изправено, а все още има вълнов характер с честота два пъти по-голяма от входната, затова почти винаги се използва кондензатор, който играе ролята на капацитивен филтър, т.е. изглажда формата на вълната. При избора на кондензатор се съблюдават два основни параметъра: работно напрежение, което трябва да е по-високо от изходната стойност на напрежението на токоизправителя без товар и неговият капацитет. Ако кондензатора има твърде малък капацитет, влиянието му върху вълновия характер на изходното напрежение ще бъде незначително, но ако кондензаторът е достатъчно голям, а товарният ток не твърде голям, изглаждането на вълната ще бъде почти пълно.

bridge_rectifier_with_capacitor_filter

Избор на кондензатор

При избор на кондензатор може да се използва следната проста формула:

diode41

където:

Vripple е напрежението (с вълнов характер)

I е изправеният ток върху товара в ампери

f е честотата след изправяне или удвоената входна честота в херци

С е капацитета във фаради

За да намерим капацитета на кондензатора, от горната формула ще имаме:

 

 

 

 

formula
Избор на трансформатор

Схема Грец се използва почти винаги с трансформатор, който служи за намаляване на мрежовото напрежение до нужното ни ниво, за включването на консуматора.

За да определим изходното напрежение на трансформатора, спрямо това, което излиза след изправителя, се използва следната формула:

diode19

което означава, че изправеното напрежение ще е 0.637 от максималната пикова стойност на напрежението преди моста или 0.9 от неговата ефективна стойност. Средната стойност на напрежението в товара се получава, като умножим тока в товара по неговото съпротивление (закон на Ом) или разделим 2 на максималния ток през товара, съпротивлението му и числото пи.

Vdc

Където максималния ток през товара може да се намери от:RMS-Value-of-Current-of-Full-Wave-Rectifier

 

bridge_rectifier1

За практически цели се използва формулата:

Udc

Предимства на схема Грец пред еднополупериодния монофазен токоизправител
  • Ефективността на схемата Грец е двойно по-голяма. Причината за това е, че еднополупериодния токоизправител изправя само половината от входния сигнал, докато схемата Грец пропуска към товара и положителната и отрицателната вълна на синусоидата на напрежението;
  • Остатъчните АС вълни, преди филтрирането, са много по-ниски отколкото при мостът с два диода и един прост филтър е достатъчен за пълното изглаждане на напрежението. При еднополупериодният токоизправител пулсациите на напрежение са значителни и могат да доведат до повреди на постояннотоковото устройство, което ще се включи след моста.
  • По-високата ефективност води до по-високо изходно напрежение, по-висока мощност, както и висок фактор на използване на трансформатора.

bridge-diode (1)

Филтърът при по-съвременните схеми се състои вместо един кондензатор от два кондензатора и индуктивност, събрани в общ корпус на филтър, изглаждащ пулсациите до минимум. Търсената стойност на пулсациите е под 100mV.

grez2

Заключение

Схема Грец или мостовия двуполупериоден токоизправител на монофазно напрежение е най-разпространената схема за изправяне на напрежението, използва се навсякъде, затова това схемно решение се произвежда в общ блок и така може да бъде намерено по магазините за електроника.

grez

Основен параметър е пробивното напрежение на блока, което може да и 1000V, както и номиналния ток в права посока, който зависи от големината на товара, посочено е и пиковото натоварване в ампери. Грец схемите излъчват висока температура при натоварване, затова към тях се поставят охлаждащи радиатори. За улеснение на монтирането на радиатори, често схемите Грец имат отвор в средата.

grez1

Диодите в капсулования блок са с еднакви характеристики, намират се в постоянен топлинен режим и работят като едно цяло. Когато към този блок се добави електронен трансформатор, полученото устройство се нарича адаптер. Адаптерът за улеснение е с отлято тяло, към което е присъединен кабел с двуполюсен щепсел от страната, която ще се включи към мрежовото напрежение, а от постояннотоковата страна има кабел, завършващ с различни видове конектори.