"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
Системы электроснабжения жилых и общественных зданий в США
Говоря об особенностях электроснабжения жилых и общественных зданий в Соединенных Штатах Америки, прежде всего стоит отметить, что у них принята система распределения электроэнергии TN-C-S.
Согласно устройству данной системы, на вводно-распределительном устройстве здания PEN-проводник разделяется надвое, и к потребителю приходит уже в виде двух отдельных проводников: «N»-нейтрального и «PE»-защитного.
Однофазное напряжение в США 120 и 240 вольт на частоте 60 Гц подается в здание со вторичной обмотки понижающего трансформатора. Средний вывод вторичной обмотки данного трансформатора обязательно заземлен — это нейтраль.
Таким образом, жилые здания питаются однофазным напряжением, которое может быть получено либо с двух фаз — с двух крайних выводов вторичной обмотки (при этом нейтральный проводник сети соединен с заземленным средним выводом вторичной обмотки трансформатора), либо с одной из фаз.
Типичное напряжение, к примеру, для освещения, составляет 120 вольт, а для более мощных потребителей, таких как кондиционер, требуется 240 вольт. Розетка с тремя выводами позволяет при необходимости получить либо одно, либо другое напряжение.
Бывает так, что один понижающий трансформатор питает сразу и жилое здание и коммерческое предприятие. В этом случае, обычно, трансформатор имеет трехфазную вторичную обмотку, выполненную по схеме «звезда» с заземленной нулевой точкой. Такой трансформатор снабжает жилое здание двумя фазными и одним нулевым проводниками.
Одновременно с этим коммерческие предприятия получают, как правило, все три фазы, тогда как жилые здания используют трехфазный ток очень редко. Номинальные напряжения составляют в этом случае 120 и 208 В (фазное и линейное соответственно).
Для бытовых и коммунальных потребителей электроэнергии, требующих трехфазного напряжения, в США часто на опоре размещают три трансформатора.
Сельская местность в США, как известно, отличается менее плотной застройкой, нежели город, поэтому в сельской местности один трансформатор питает, обычно, один объект. В городе же один трансформатор способен обеспечить электроэнергией сразу несколько домов.
Как отмечалось выше, нейтральная точка вторичной обмотки у трансформатора заземлена. Сюда же присоединяется общий заземлитель трансформатора и сетевой “PEN”-проводник. Последний служит для соединения со всеми открытыми и сторонними проводящими частями оборудования потребителей. На вводе у потребителя он соединяется с нейтральной шиной. Здесь же происходит разделение «PEN»-проводника на «PE» и «N»-проводники.
Главный линейный выключатель служит для отключения питания всей электроустановки потребителя в случае возникновения аварии. В распределительном шкафу расположены выключатели отдельных цепей электроустановки (15-20А для 120В либо 30-40А для 240В), фаза к ним подается от главного линейного выключателя.
Напряжение 240В и, соответственно, защитный выключатель на 30-40А, характерны, как правило, для коммерческих зданий (таких как фабрики, прачечные, кухни и т. п.).
Здесь чаще всего два фазных проводника используются вместе, и если хотя бы один из них аварийно замкнется на землю, то двухполюсный выключатель разъединит сразу оба. К PE-проводнику присоединяются заземляющие контакты розеток.
Кстати, половина зданий в США были построены до 1962 года, тогда еще не вступило в силу требование касательно обязательного наличия заземляющего контакта у розеток. Поэтому отнюдь не во всех зданиях США по сей день у розеток есть заземляющий контакт.
Благо, несмотря даже на отсутствие защитного заземления, дифференциальные автоматы (в сочетании с двойной изоляцией многих бытовых приборов) сильно способствовали снижению электротравм за последние годы.
Еще одна особенность в системах электроснабжения США - понижающие трансформаторы устанавливаются там очень близко к зданиям потребителей, поэтому сопротивление петли фаза-нуль оказывается минимальным, благодаря чему автоматы мгновенно срабатывают при коротком замыкании, при этом ток короткого замыкания не длится слишком долго.
Примечательно, что, с точки зрения электротравматизма, фазное напряжение в 120 вольт само по себе менее опасно при попадании на корпус, чем 240 вольт.
