Войти
В конструкции источника электропитания, заключительная цепь кольца или кольцевая цепь (часто неправильно называемый кольцевой магистралью, исторически использовавшийся термин или неофициально кольцом ) - это метод электропроводки, разработанный и в основном используемый в Соединенное Королевство и, в меньшей степени, Ирландия. Такая конструкция позволяет использовать провод меньшего диаметра, чем в радиальной цепи эквивалентного полного тока. Проводники уменьшенного диаметра в гибких шнурах, соединяющих прибор с вилкой, предназначенные для использования с розетками в кольцевой цепи, индивидуально защищены предохранителем в вилке. Таким образом, его преимущества перед радиальными цепями заключаются в уменьшении количества используемой меди и большей гибкости подключаемых приборов и оборудования.
В идеале кольцевая цепь действует как две радиальные цепи, движущиеся в противоположных направлениях вокруг кольца, причем точка разделения между ними зависит от распределения нагрузки в кольце. Если нагрузка равномерно распределена по двум направлениям, ток в каждом направлении составляет половину от общего значения, что позволяет использовать провод с половиной общей допустимой нагрузки по току. На практике нагрузка не всегда распределяется равномерно, поэтому используется более толстая проволока.
Схема возможной конфигурации оконечной цепи кольца. Потребительский блок находится внизу слева. Кольцо начинается с потребительского блока (также известного как блок предохранителей, распределительный щит, или блок выключатель ), посещает каждый разъем по очереди, а затем возвращается к потребительскому блоку. Кольцо питается от предохранителя или автоматического выключателя в блоке потребителей.
Кольцевые схемы обычно используются в британской проводке с розетками с предохранителями в соответствии с BS 1363. Поскольку номинал выключателя намного выше, чем у любой другой розетки, систему можно использовать только с предохраненными вилками или розетками с предохранителями. Обычно они подключаются с помощью кабеля 2,5 мм и защищены предохранителем на 30 A , более старым автоматическим выключателем на 30 A или согласованным автоматическим выключателем на 32 A европейского стандарта. Иногда используется кабель диаметром 4 мм, если проложен очень длинный кабель (для уменьшения падения напряжения ) или если задействованы факторы снижения номинальных характеристик, такие как очень толстая теплоизоляция. 1,5 мм может быть использован медный кабель с минеральной изоляцией (известный как пиро-кабель) (так как кабель с минеральной изоляцией может выдерживать тепло более эффективно, чем обычный ПВХ), однако следует соблюдать осторожность в отношении падения напряжения на более длинные пробеги. Защитные устройства для фиксированной проводки должны иметь более высокий номинал, чем защита гибких шнуров электроприборов, поэтому в соответствии со стандартом BS 1363 все вилки и соединительные блоки должны иметь предохранители, соответствующие шнуру устройства.
Кольцевая схема и связанная с ней система вилок и розеток BS 1363 были разработаны в Великобритании в 1942–1947 годах. Они обычно используются в Соединенном Королевстве и в меньшей степени в Ирландской Республике. Они также встречаются в Объединенных Арабских Эмиратах, Сингапуре, Гонконге, Пекине, Индонезии и многих других места, где Великобритания имела сильное влияние, включая, например, Кипр и Уганду.
До Второй мировой войны практика заключалась в использовании вилок и розеток различных размеров в соответствии с текущими требованиями к устройству, и они были подключены к соответствующим предохраненным радиальным цепям, номиналы которых предохранители подходили для защиты как фиксированной проводки, так и гибкого шнура, прикрепленного к вилке.
Комитет по электроустановкам, который был созван в 1942 году в рамках программы послевоенных исследований в области строительства, определил, среди прочего, что кольцевая заключительная цепь предлагает более эффективную и недорогую систему, которая могла бы безопасно поддерживать большее количество розеток. Схема предусматривала использование розеток на 13 А и вилок с предохранителями; Было рассмотрено несколько конструкций вилок и розеток. В качестве британского стандарта была выбрана система с плоскими выводами, известная теперь как BS 1363. Другие конструкции вилок и розеток с предохранителями на 13 А, в частности, системы Wylex и Dorman Smith, которые не соответствовали выбранному стандарту, использовались в 1950-х годах, но к 1960-м годам BS 1363 стал единственным стандартом для новых установок.
Существует распространенное заблуждение, что кольцевая схема была разработана для борьбы с послевоенной нехваткой меди, но это не подтверждается текстовой записью.
Кольцевая схема по-прежнему является наиболее распространенной конфигурацией сетевой электропроводки в Великобритании, хотя и 20 А, и 30 А радиальные цепи также разрешены Правилами электромонтажа с рекомендациями, основанными на обслуживаемой площади пола (20 А для площади до 25 м, 30 А до 100 м.).
Правила для кольцевых цепей предусматривают, что номинал кабеля должен быть не менее двух третей номинала защитного устройства. Это означает, что риск длительной перегрузки кабеля можно считать минимальным. На практике, однако, крайне редко встретить кольцо с защитным устройством, отличным от предохранителя на 30 А, прерывателя на 30 А или прерывателя на 32 А, и с размером кабеля, отличным от упомянутого выше. Поскольку вилка BS 1363 содержит предохранитель, не превышающий 13 А, нагрузка в любой точке кольца ограничена.
Правила IET по электромонтажу (BS 7671 ) разрешают подключать неограниченное количество розеток на 13А (в любой момент, одиночные или двойные, без предохранителей, либо любое количество с предохранителями). устанавливается по кольцевой схеме при условии, что обслуживаемая площадь этажа не превышает 100 м. На практике в большинстве малых и средних домов по одной кольцевой цепи на этаж, а в более крупных - больше.
Разработчик установки может определить, требуются ли дополнительные цепи для областей с повышенным спросом. Например, обычно кухни подключаются к их собственному кольцевому контуру или иногда к кольцевому контуру совместно с подсобным помещением, чтобы избежать чрезмерной нагрузки в одной точке главной магистрали внизу. кольцевая схема. Поскольку любая нагрузка на кольцо поступает от кольцевых проводников по обе стороны от него, желательно избегать сосредоточенной нагрузки, размещенной очень близко к источнику питания, поскольку более короткие проводники будут иметь меньшее сопротивление и нести непропорционально большую нагрузку. доля нагрузки.
Незакрепленные отводы от кольца, соединенного тем же кабелем, что и кольцо, могут подключаться к одной розетке (одинарной или двойной) или одному блоку подключения с предохранителями (FCU). До 1970 года использование двух одиночных розеток на одной ответвлении было разрешено, но с тех пор было запрещено из-за их преобразования в двойные розетки. Ответвления могут начинаться от розетки или присоединяться к кольцевому кабелю с помощью соединительной коробки или другого одобренного метода соединения кабелей. Тройные и большие розетки, соответствующие стандарту BS 1363, всегда имеют предохранитель на 13 А и поэтому могут быть размещены на ответвлении. С 1970 года разрешено иметь на кольце больше ответвлений, чем розеток, но многие электрики считают плохой практикой иметь слишком много незамкнутых ответвлений в новой установке (некоторые считают, что это плохая практика во всех случаях.).
Если нагрузки, отличные от розеток BS 1363, подключены к кольцевой цепи или желательно разместить более одной розетки для маломощного оборудования на ответвлении, используется блок подключения с предохранителями BS 1363 (FCU). В случае стационарных устройств это будет блок коммутируемых соединений с предохранителями (SFCU), чтобы обеспечить точку изоляции для устройства, но в других случаях, таких как питание нескольких точек освещения (хотя включение освещения в кольцо обычно считается плохой практикой в новая установка, но часто выполняется при добавлении света к существующей собственности) или нескольких розеток, часто предпочтительнее использовать некоммутируемую.
Стационарные приборы с номинальной мощностью 3 кВт или более (например, водонагреватели и некоторые электрические плиты) или с нетривиальной потребляемой мощностью в течение длительного времени (например, погружные нагреватели) могут быть подключены к кольцевую цепь, но настоятельно рекомендуется вместо этого подключать их к собственной выделенной цепи. Однако существует множество более старых установок с такими нагрузками в кольцевой цепи.
Концепция кольцевой конечной схемы подвергалась критике по разным причинам по сравнению с радиальными кольцами, и некоторые из этих опасений могут объяснить отсутствие широкого распространения за пределами Соединенного Королевства.
Кольцевые цепи могут продолжать работать без уведомления пользователя о каких-либо проблемах при наличии определенных типов неисправностей или ошибок установки. Это обеспечивает как устойчивость к сбоям, так и потенциальную опасность.
| Состояние неисправности | Наблюдения |
|---|---|
|
|
|
|
|
|
По крайней мере, один автор утверждает, что тестирование кольцевых цепей может занять в 5-6 раз больше времени, чем тестирование радиальные схемы. Монтажные испытания, необходимые для безопасной работы кольцевой цепи, занимают больше времени, чем тесты для радиальной цепи, и монтажники или электрики, имеющие квалификацию в других странах, могут быть с ними не знакомы.
Правило 433-02-04 BS 7671 требует, чтобы установленная нагрузка распределялась по кольцу таким образом, чтобы никакая часть кабеля не превышала его номинальная мощность. В некоторых случаях это требование трудно гарантировать, и на практике оно может в значительной степени игнорироваться, поскольку грузы часто размещаются в одном месте (например, стиральная машина, сушильная машина, посудомоечная машина рядом с кухонной раковиной) в точке, не обязательно рядом с центром. кольца. Однако тот факт, что номинал кабеля составляет 67% от номинала автоматического выключателя, а не 50%, означает, что кольцо должно быть значительно разбалансировано, чтобы вызвать проблему.
В кольцевой цепи, если какое-либо плохое соединение вызывает высокое сопротивление в одной ветви кольца, ток будет распределяться неравномерно, что может привести к перегрузке оставшегося проводника кольца.
Кольцевые цепи могут иногда создавать нежелательные магнитные поля. В радиальной цепи ток, протекающий в цепи, должен возвращаться (почти точно) по тому же физическому пути, по которому он прошел, особенно если линейный и нейтральный проводники находятся в непосредственной близости друг от друга и образуют витую пару . Это предотвращает образование в цепи большой магнитной катушки (рамочная антенна ), которая в противном случае индуцировала бы магнитное поле с частотой переменного тока (50 или 60 Гц).
Сторонники кольцевой схемы указывают на то, что при правильной установке необходимо учитывать ряд преимуществ.
Для помещений квадратной или круглой формы кольцевая цепь может обеспечить большую мощность на единицу площади пола для данного размера кабеля, чем простая радиальная цепь, а также сопротивление источника и поэтому падение напряжения до самой дальней точки меньше. В качестве альтернативы для доставки той же мощности в одно и то же здание с помощью радиальных цепей потребуется больше оконечных цепей или более тяжелый кабель.
Поскольку все фитинги на кольце заземлены с обеих сторон, необходимы два независимых замыкания для создания замыкания на землю.
Непрерывность каждого проводника вокруг всех точек кольца может быть проверена из любой точки, и если это необходимо сделать как часть мониторинга установки под напряжением, это можно проверить с помощью токовых клещей. при включенной системе.
