Все мы привыкли к нашим российским электрическим сетям. Мы знаем, что где-то на краю посёлка стоит КТП (Комплектная Трансформаторная Подстанция с понижающим трансформатором), куда приходит высоковольтная линия с 20, 10 или 6 кВ между фазами. Из подстанции выходят уже обычные 400-вольтовые трёхфазные линии, которые и идут по улицам посёлка, ответвляясь в частные дома либо одной фазой, либо сразу тремя в случае трёхфазного ввода. Всё просто.
К каждому дому приходит по 2 или по 4 провода — одна или три фазы и PEN (ноль + заземление в одном проводе, являющимся глухозаземлённой нейтралью трансформатора). Далее на вводе в дом PEN подключается внутри вводного устройства к шине PE, где он повторно заземляется и откуда ответвляется рабочий ноль на шину N, а фазы проходят через вводной АВ. Это всё нам привычно.
А вот в США всё не так! Начнём с того, что в США в розетках 120 вольт! Но не во всех... В некоторых кухонных и гаражных розетках 240 вольт. Как же так выходит? Откуда берутся эти два напряжения, одно из которых аж в 2 раза выше другого? У них там что, двухфазная система, работающая в противофазе?
Электросеть
Начнём с конструкции самой электросети. Если пройти по улицам любого населённого пункта «одноэтажной Америки», то практически на каждой электрической опоре (кстати, практически всегда деревянной) можно заметить вот такие бочонки:
Это ни что иное, как понижающие трансформаторы, наподобие тех, что стоят у нас на краю посёлков в КТП, только очень маленькие, индивидуальные. Сверху к ним подводится высокое напряжение (чаще всего 13 или 7,2 кВ), которое идёт прямо по улице, по макушкам деревянных опор. Сбоку от трансформатора к каждому дому отводится по три провода. Но это не три фазы. Это два плеча одной фазы и заземлённая средняя точка!
Схема примерно следующая:
Причём высоковольтная магистраль может содержать от одного (фаза) до четырёх (3 фазы и нейтраль) проводов. К трансформаторам от магистрали может подходить как два провода, как на рисунке (фаза и нейтраль), так и один (фаза), а нейтраль будет браться с собственного заземления.
Варианты подключения домов через трансформатор:
Иногда к одному трансформатору подключаются сразу несколько домов, но не целая улица.
В частном секторе нет трёхфазных вводов, но и нет ограничений на ток, передаваемый по одной фазе (например, у нас в СНТ поставщик ограничивает однофазный ввод 32 амперами, и по большому счёту, правильно делает). В США же минимальный ток, на который рассчитано подключение в частный дом, по нормам должен составлять 100 ампер, а вообще часто подключают больше, в среднем 100-200 ампер.
Вводные провода и кабели
Для подключения дома к трансформатору используется вот такой воздушный провод с несущей оголённой нейтралью (aerial triplex):
Провод подводится к дому энергоснабжающей компанией, которая за него и отвечает. У дома он соединяется зажимами с кабелем SEU или с отдельными проводами типа THHN:
Эта точка является точкой разграничения ответственности, и называется «сервисной точкой».
Кабель SEU представляет собой конструкцию из двух многожильных алюминиевых проводов и оплёткой, являющейся нейтралью, обёрнутых в ПВХ-изоляцию, стойкую к солнечному свету:
Жёсткие одножильные алюминиевые провода из любых сплавов сегодня в США не используются.
Для подключения вторичных распределительных щитков, когда PEN уже расщиплён на ноль и землю, используется алюминиевый кабель с многожильными проводами SER:
Также он может использоваться для запитывания мощных электроприборов типа электроплит.
Автоматические выключатели
В доме кабель заходят в главный распределительный щит особой конструкции, сертифицированный для автоматических выключателей определённого производителя, в который вставляются однополюсные (для снятия 120 вольт) и двухполюсные (для снятия 240 вольт) автоматы. При этом провода на вход выключателей подводить не надо, они сами подключаются к шине напряжения при установке их на специальные контактные площадки:
На фото выше можно увидеть две вертикальные шины, каждая для своего плеча одной фазы. Однополюсный автомат снимет напряжение только с одной шины, а двухполюсный — с двух, потому что контактные площадки чередуются.
Автоматы в США по дизайну и даже размеру похожи на старые советские. Вообще, вся электрика в США, включая щитки, очень похожа на советскую электрику 60-х годов. Брутальный промышленный дизайн. Складывается ощущение, что если бы не перестройка, наша электрика эволюционировала бы именно в такой вариант. В 40-60-х годах по дизайну и материалам мы были очень похожи.
По размерам однополюсные автоматы бывают стандартной ширины (дюймовые) и половинной (полудюймовые). Оба варианта встают в щиток правильно.
По номиналам автоматы тоже не совпадают с российскими:
1. Для освещения и силовой части на 120 вольт (до 1800 Вт) используются автоматы на 15А, защищающие провода 2,08 мм².
2. Для освещения и силовой части 120 вольт (до 2400 Вт) или 240 вольт (до 4800 Вт) используются автоматы на 20А, защищающие провода 3,31 мм².
3. Для прямого подключения устройств 120 вольт (до 3600 Вт) или 240 вольт (до 7200 Вт) используются автоматы на 30А, защищающие провода 5,26 мм².
4. Для прямого подключения устройств 120 вольт (до 4800 Вт) или 240 вольт (до 9600 Вт) используются автоматы на 40А, 50А или 55А (в зависимости от температурных характеристик изоляции провода), защищающие провода 8,27 мм². Из бытовых приборов такие мощности обычно потребляют только электроплиты.
Более мощные автоматы и кабели используются только для подключения вторичных распределительных щитков. Как видите, провода в США тоже свои.
Провода для разводки по дому
Наиболее распространённый кабель для внутридомовой разводки NM имеет оголённую жилу заземления, что увеличивает вероятность замыкания на неё при повреждениях в кабеле, а значит, и вероятность срабатывания УЗО:
Стандарты на использование УЗО в США отличаются от российских Если у нас УЗО используется с током отсечки 30 мА, то в США — 5 мА.
Ещё одна интересная особенность, вызывающая у нас много споров. В США провода можно прокладывать без защиты внутри сгораемых конструкций (если это дополнительно не оговаривается ужесточающими правилами какого-либо штата). Это объясняется тем, что конструкции домов, как правило, строго сертифицированы и внутри стен нет никаких неожиданностей.
Кроме того, такая прокладка имеет ряд жёстких правил, призванных, например, защитить провод от саморезов, крепящих к стенам гипсокартон. Да и длина саморезов тоже должна быть определённая. Всё это и многое другое, в том числе и культура производства, в совокупности даёт возможность прокладывать провод в стенах без защиты.
В российских же условиях прокладка провода внутри сгораемых конструкций без защиты допускается только в случае сертификации конструкции всего строения целиком вместе с его проводкой. В этом случае инспекторы уверены, что провод проложен правильно, внутри стен не будет смещений балок, которые могут передавить провод, а в стены не будут вкручены саморезы непредсказуемой длины.
На этом мой рассказ о необычной электрике в США я завершаю. Подписывайтесь на мой канал, я буду рассказывать ещё много чего интересного об электрике. Ставьте лайки, пишите комментарии! Вам не сложно, а мне приятно ) Пока!
