На сегодняшний день существует несколько типов автономного электроснабжения. Ознакомившись в общих чертах с каждым из них, вы сможете определить, какой вариант вас устроит больше остальных.

Если говорить об общей классификации современных автономных электростанций, то их можно разделить на типы в зависимости от используемого для получения электроэнергии топлива. Достаточно широко представлены на современном рынке бензиновые и дизельные генераторы, стали появляться газовые генераторы, а также электростанции, работающие на экологически чистой энергии ветра и неиссякаемой энергии солнца.

Бензиновые электростанции

Бензиновые электростанции относятся к типу электрогенераторов, которые могут устроить дачника при достаточно невысоком уровне электропотребления, например, если на даче отключили свет на 2–3 суток, а вам нужно произвести полив или накачать емкость для воды. Также бензиновый генератор можно использовать для электроснабжения участка на начальном этапе строительства дачи, когда основную электрическую сеть вам проведут через пару месяцев после всех необходимых согласований. Такие электростанции относительно дешевые, легкие и, что немаловажно, бесшумно работают. Но есть у них и недостатки: они маломощны и из-за несовершенного охлаждения двигателя, не могут работать дольше 7–8 ч, поэтому не подходят для полноценного освещения дачного домика со всем используемым в нем электрооборудованием.

Бензиновые мини-электростанции

Это самый легкий по весу и недорогой по цене класс бензиновых электростанций, их цена начинается от 300 и редко превышает 1000 долларов в зависимости от мощности генератора, которая может составлять от 0,9 до 5 кВт. Позволить такой мини-генератор могут даже владельцы садовых участков.

Мощности стандартного бензинового генератора в 2,5–3 кВт вполне хватит на то, чтобы включить лампу в доме и запустить водоподъемный насос мощностью до 2 кВт, однако включить одновременно с насосом электрический чайник или водонагреватель вам удастся только при использовании самых мощных типов мини-электростанций.

При нынешних ценах на нефтепродукты это довольно значительный расход, но если его сравнить с затратами на проведение стационарного электричества, то он окажется намного выгоднее. За счет довольно несовершенного воздушного охлаждения двигателя рабочий цикл мини-электростанции не превышает 3 ч, после чего мотору потребуется определенное время, чтобы остыть.

Бензиновые электростанции средней мощности

Этот вид электростанций способен вырабатывать от 2,2 до 10 кВт, а время работы такой станции может доходить до 7 ч, поэтому генераторы подобного типа можно использовать в дачных домиках, куда вы приезжаете на целый день. Благодаря защитному кожуху, которым снабжены электростанции данного типа, шум мотора практически не слышен.

Мощные стационарные бензиновые электростанции

Это самый мощный тип бензиновых электростанций, способных вырабатывать до 20–22 кВт, однако и цена подобных генераторов начинается от 1000 долларов. При этом временной интервал безостановочного рабочего цикла составляет немногим больше, чем у генераторов предыдущего класса – до 8 ч, после чего мотор должен остыть.

Дизельные электростанции

Дизельные модели электрогенераторов стоят дороже бензиновых моделей, однако именно их рекомендуется использовать в качестве основного электрогенератора при отсутствии на дачном участке другого типа электроосвещения. Во-первых, из-за более дешевого топлива, на котором он работает, а во-вторых, из-за более высокой мощности и способности ее наращивать при повышении нагрузки потребления.

По количеству оборотов дизельные агрегаты делятся на 2 основных типа: высокооборотные и низкооборотные. Агрегаты с высокой скоростью оборотов достаточно громко шумят при работе. Шум можно потерпеть несколько часов во время полива или во время приготовления пищи, однако при постоянном использовании такое оборудование может доставлять дискомфорт. Поэтому, если вы хотите использовать дизельный электрогенератор постоянно, стоит остановиться на низкооборотных моделях со скоростью около 1500 оборотов, которые, кстати, имеют более длительный срок эксплуатации.

Однофазные модели дизельного генератора вполне подойдут для обеспечения работы бытовых электроприборов, при этом выходных мощностей вполне хватит для работы нескольких приборов одновременно. Однако если для работы части оборудования вам нужна мощность 320 В, то придется приобретать трехфазный дизельный генератор, создающий на выходе напряжение мощностью 400 В.

При этом в работе трехфазного аппарата есть ряд нюансов, которые следует учитывать, если вы хотите, чтобы электростанция проработала долгие годы. Конструктивные особенности трехфазных генераторов предполагают примерно равномерную нагрузку всех трех фаз, при этом предельный перекос в синхронном генераторе не должен превышать 30 %, в противном случае это может привести к быстрому выходу генератора из строя.

В зависимости от метода запуска все автономные электростанции можно поделить на модели с ручным запуском (для начала работы такого генератора необходимо участие человека), модели с электростартером (в этом случае для начала работы следует нажать кнопку запуска) и автоматические. Выбор модели зависит и от личных предпочтений владельца дачного участка, и от целей, для которых требуется электричество. Так, автоматический генератор можно использовать в качестве резервного на случай внезапного отключения электричества, так как автоматика включит генератор, как только прекратится подача электроэнергии от постоянных сетей.

Наконец, выбор генератора зависит и от условий его эксплуатации. Если он будет установлен в сарае либо специально построенном помещении, то можно приобрести более дешевую модель без защитного кожуха. Если же вы собираетесь оставлять генератор на улице, то для защиты от дождя и других видов атмосферных осадков стоит приобрести модель, укомплектованную защитным кожухом, который убережет агрегат от коррозии и при этом существенно снизит уровень шума.

Так как цена генератора в немалой степени зависит от его мощности, важно выбрать для себя оптимальный вариант. Для расчета планового электропотребления лучше обратиться за помощью к специалисту, который поможет учесть все активные и реактивные нагрузки и даст необходимые рекомендации.

Газовые электростанции

Еще один вариант электрификации дачного участка при невозможности использовать магистральные линии – газовые электростанции. Они имеют одно неоспоримое преимущество – позволяют одновременно вырабатывать электричество и использовать нагретую воду для горячего водоснабжения или отопления домика в холоднее время года, а в теплый сезон высвобожденная энергия может использоваться даже для охлаждения помещений. При постоянно растущей цене на нефть и нефтепродукты газ на сегодняшний день продолжает оставаться самым дешевым видом энергоносителей, поэтому газовая электростанция по затратам на обслуживание и расходу топлива для производства энергии экономичней не только бензинового генератора, но и дизельного. К тому же газовый генератор, не превосходя дизельные энергетические турбины по цене, позволяет значительно сократить выбросы вредных веществ в атмосферу, что на своем дачном участке, где хочется насладиться не только красивыми видами природы, но и чистым воздухом, также немаловажно. Современные газовые генераторы могут работать как от магистральных газопроводов, так и от баллона со сжиженным газом, в этом случае для подключения вам дополнительно понадобится редуктор. Это оборудование удовлетворяет практически любые потребности в электроэнергии, для дачи вполне хватит генератора мощностью до 5 кВт, а для большого загородного дома можно выбрать модель мощностью от 30 кВт. В остальной классификации газовые генераторы похожи на дизельные. Они бывают с защитным кожухом и без него, с ручным управлением и полностью автоматизированные. Разумеется, все эти потребительские качества непосредственно влияют на цену, поэтому практически каждая семья может выбрать для себя оптимальный газовый генератор по приемлемой цене.

Сила ветра

Силу ветра человек использует испокон веков. Известно, что на парусных судах плавали еще древние египтяне и греки. В последнее время в связи с экологическими проблемами и постоянным увеличением цены на привычные энергоносители внимание к энергии ветра как к альтернативному энергоресурсу стали проявлять и экономные европейцы. И если в Дании и Норвегии уже сегодня создаются первые дома с полностью автономным энергоснабжением, то почему бы не использовать силу этого неиссякаемого источника энергии и россиянам для энергоснабжения дачных участков?

Однако сделать ветряной генератор собственными силами достаточно нелегко. Для того чтобы флюгер или пропеллер стал давать ток, необходимо произвести точные расчеты, в противном случае вы получите красивое, но бесполезное украшение вашего сада. Мощность ветра в ваттах рассчитывается как произведение трех множителей: площади лопастей ветряка, силы ветра, возведенной в третью степень, и коэффициента 0,6. При этом в расчет берется только та площадь лопастей ветряка, на которые ветер дует строго перпендикулярно (площадь берется в метрах, сила ветра учитывается в метрах в секунду). Согласно этой формуле легко рассчитать, что для получения 5 Вт энергии при силе ветра, равной 2 м/с, нужен ветряк с площадью лопастей в 1,04 м2. Следуя этой формуле, нетрудно установить, что чем выше скорость ветра или больше площадь лопастей, тем выше и получаемая в итоге мощность. Но так как скорость ветра человеку не подвластна, увеличивать для наращивания мощности можно только площадь лопастей ветряка. Поэтому использовать ветряную энергию для электрического водонагревателя или электроплитки вряд ли получится, как и накачать бочку с водой или осветить дом не очень мощной лампочкой. Самодельные ветряки пригодятся разве что для подзарядки разрядившегося телефона или другого устройства, способного работать от аккумулятора, мощность которого до 30–50 Вт.

Для снабжения дома электричеством ветряк лучше всего купить. Сегодня на рынке можно встретить ветрогенераторы в комплекте с мачтой, аккумулятором и непосредственно самими лопастями мощностью от 300 Вт до 5 кВт. Самые дешевые и простые модели легко монтируются, мобильны и способны обеспечить небольшой дом электроэнергией, которой хватит на подключение пары электролампочек или бытовых приборов вроде телевизора. При этом лишняя энергия накапливается в аккумуляторе.

Мощность более сложных и дорогих моделей позволяет обеспечить дом горячей водой, пользоваться электроплиткой, а также водяным насосом. Если вам требуется большая мощность, придется купить несколько установок. По цене ветряки вполне сопоставимы с бензогенераторами: покупка маломощного ветрогенератора обойдется в среднем в 1,5–2 тысячи долларов.

Более мощные модели потребуют значительных капиталовложений, примерно на уровне 9–10 тысяч долларов. Поэтому прежде чем решиться на покупку этого типа генератора, обязательно просчитайте экономическую состоятельность выбора именно этого типа энергии: вполне возможно, что целесообразней будет приобрести дизельную или бензиновую электростанцию, даже с учетом дальнейших затрат на топливо для генераторов.

По своим конструктивным особенностям все ветряные установки делятся на 2 типа: с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Устройство обоих типов примерно одинаково: каждый ветряной генератор состоит из мачты, генератора, помещенного в контейнер, и редуктора. Мачты могут быть разными, от самых недорогих, закрепляющихся на растяжках, до монолитных. В верхней части мачты крепится редуктор, состоящий из лопастей, хвостовика, генератора и носового обтекателя, пластина хвостовика разворачивает лопасти по направлению дующего в определенный момент ветра (рис. 23).

Рисунок 23. Модель ветряного генератора

В эксплуатации ветрогенераторы достаточно удобны и не требуют особых условий, кроме проверки крепления мачт, закрепляющих шест с лопастями, которые должны быть хорошо натянуты со всех сторон. Раз в несколько лет также придется менять аккумулятор генератора на новый, а в остальном энергия будет доставаться вам бесплатно.

При установке ветряка стоит учесть, что он начинает вырабатывать электричество только при силе ветра от 1 м/с, а своей указанной в паспорте мощности достигает только при ветре, сила которого 10 м/с, поэтому в полный штиль вы, израсходовав запас аккумуляторов, можете остаться без света на неопределенное количество времени. Что самое неприятное, предъявить претензии вам будет совершенно не к кому, так как отсутствие ветра не признается ни одной из продающих компаний гарантийным случаем.

При выборе места для установки ветряной электростанции стоит учесть, что огромные вращающиеся лопасти довольно громко шумят, поэтому ее надо располагать не только на самом ветреном участке дачи, но и на приличном расстоянии от дома, в противном случае головные боли вам обеспечены. К тому же ветряной генератор может создавать помехи для работы сотовых телефонов, телевизионных антенн.

Солнечный генератор

Еще один вид бесплатной энергии, которую с успехом можно использовать для электрификации дачи, – солнечная. Благодаря фотоэлектрическому эффекту она может быть преобразована в электрический ток. Конечно, отдача от солнечных батарей как основного генератора электрического тока будет напрямую зависеть от количества солнечных часов или даже дней в вашем регионе, поэтому их целесообразней устанавливать в южных районах, где большую часть года светит яркое солнце. В этих широтах солнечными батареями можно отапливать дома, делать на их основе горячее водоснабжение и, конечно, использовать для бесперебойной работы всего электрооборудования дачи. В северных и средних широтах, где даже в летние дни небо нередко закрыто плотными тучами, использовать для генерации тока только солнечные батареи было бы слишком дорого и недостаточно надежно. В этом случае можно посоветовать использовать солнечные батареи как альтернативный, запасной вариант.

При установке солнечных батарей необходимо также помнить о том, что ночью энергия вырабатываться не будет, поэтому если вы не хотите в вечернее время сидеть без электричества, то следует приобрести аккумуляторы. Требуемое количество накопителей электричества определяется в зависимости от мощности батарей и энергетической нагрузки дома.

Помимо этого, солнечные аккумуляторы по мере их зарядки смогут заменять время от времени дизельный генератор и сэкономить дорогостоящее топливо.

Как правило, в комплект приобретаемой сегодня солнечной электростанции входят панели солнечных батарей, контроллер, инвертор и необходимое количество аккумуляторов.

Работа системы устроена таким образом, что вся солнечная энергия поступает сначала на аккумуляторы и только после полного их заряда начинает поступать на питание электроприборов, а в ночное время, напротив, расходуется накопленный днем заряд.

Такая система при солнечной погоде позволяет обходиться только бесплатной энергией солнца, практически не используя газовую или дизельную электростанции.

Для более эффективной работы системы солнечные батареи следует устанавливать на крыше с солнечной стороны.

Если около вашего дачного участка проложены воздушные электрические линии, то вместо дорогостоящей автономной системы электроснабжения попробуйте сначала рассмотреть и просчитать самый простой, доступный и быстрый способ электрификации дачи – подключение к внешнему электроснабжению, в систему которого, помимо самих воздушных линий электропередач, входят также потребительские трансформаторные подстанции.

Потребительские трансформаторные подстанции

Прежде чем электричество поступит в дом, оно проделывает путь от электростанций в сотни тысяч километров. Провода, как и любой материал, имеют свое сопротивление, уменьшающее напряжение тока. По законам физики, для оптимизации потерь при передаче электроэнергии напряжение должно быть в сотни раз выше, чем в стандартных линиях переменного тока в 220–230 В, по которым электроэнергия поступает в дома, квартиры или на дачные участки. Так, напряжение в высоковольтных проводах, использующихся для передачи высоких электрических мощностей между населенными пунктами, доходит до 1150 кВт. Для преобразования и распределения электроэнергии между потребителями города, района или дачного кооператива используются трансформаторные подстанции, представляющие собой определенные электротехнические установки, повышающие или понижающие мощность электроэнергии в зависимых от нее сетях.

Повышающие трансформаторные станции в основном используются для дальнейшей передачи электроэнергии.

Понижающие трансформаторные подстанции трансформируют напряжение в 6–35 кВт (именно такое напряжение создается в ЛЭП, проложенной от районной подстанции до распределительного трансформатора). Пониженное напряжение в дальнейшем распределяется между потребителями данного дачного кооператива или другого образования.

Сама трансформаторная подстанция состоит из силового трансформатора, преобразующего входящее напряжение, и двух систем распределительных устройств высокого и низкого напряжения. Высокое трехфазное напряжение подается в трансформатор по трем кабелям через специальные изоляторы, из трансформатора выходит уже 4 провода, три из которых – с трехфазовым, но пониженным до 380 В напряжением, а второй – нулевой или нейтральный. Для подключения к трехфазному напряжению к дому нужно будет подвести все 4 провода, но если вам нужно напряжение в 220 В, то следует подвести один трехфазный провод, а один – нулевой.

Главная трудность самостоятельного подключения состоит в том, чтобы не перепутать провода и подвести к дому нужные, избежав опасности быть пораженным электрическим током из-за отсутствия опыта и знаний. В первом случае у вас в доме может сгореть все дорогостоящее электрическое оборудование, во втором – придется отвозить домашнего электрика в больницу. Именно по этой причине никогда не пытайтесь подключиться к трансформаторной будке самостоятельно, даже после изучения горы справочников: перепутать фазу с нулевым проводом все же довольно легко.

При распределении электроэнергии от одного трансформатора между потребителями профессиональные электрики стремятся к тому, чтобы к каждой из трех фаз было подключено примерно одинаковое количество потребителей. Однако при подключении к уже существующему трансформатору существует опасность, что из-за нередких перегрузок мощностей, особенно в выходные дни, напряжение в сети резко упадет, в результате чего не включится даже телевизор, не говоря уже о водном насосе. В этом случае возможны несколько вариантов.

Во-первых, купить стабилизатор напряжения, который поможет выровнять напряжение до требуемых 220 В. Однако покупка стабилизатора может помочь не всегда. Если напряжение в сети меньше 160–170 В и при этом подобная ситуация наблюдается не только у вас, но и в первых домах вашей ветки, то, скорее всего, придется покупать более мощный трансформатор.

Как правило, такое дорогостоящее электрооборудование покупается минимум на 2–3 дома, но чаще наращивают мощность основного трансформатора, который обеспечивает током весь дачный поселок.

Наконец, при близком знакомстве с обслуживающим трансформатор электриком вы можете попросить его перепроверить нагрузку по фазам и перебросить ваш участок на фазу с минимальными нагрузками.

Последнее, что можно предложить в данной ситуации, – купить один из генераторов, описанных выше. Какой вариант выбрать, зависит только от вас.

Воздушные линии электропередач

Для того чтобы электрический ток от трансформатора подошел к вашему дому требуются электрические провода или кабель, изоляторы и разрядники. В городах большинство электрических кабелей прокладывается под землей, но в сельской местности провода в основном ведут по воздушным линиям, сокращенно именуемым ВЛ, закрепленным на опорах, от которых и делают ответвления непосредственно к дачным домикам.

Для воздушного подсоединения дома к внешнему источнику электроэнергии, особенно если речь идет о трехфазном подключении, специалисты рекомендуют использовать четырехжильные кабели с внутренним тросом, который и принимает на себя основную механическую нагрузку.

По принятым на сегодняшний день нормам, расстояние от входного устройства дома до ближайшей опоры электропередач должно быть не меньше 25 м. Если оно превосходит это расстояние, то от вас потребуют установки дополнительного столба. Кроме этого, действуют определенные нормы минимальной высоты от кабеля до земли. Так, пересечение кабелем автомобильной дороги возможно только на высоте от 6 м над землей, прохождение проводов над пешеходными дорожками должно осуществляться на высоте не ниже 3,5 м, а крепление к домашним изоляторам можно осуществлять на высоте не ниже 2,75 м от уровня земли (рис. 24).

Рисунок 24. Схема прокладки кабеля по воздуху

Для подключения дома к трансформатору используют преимущественно изолированные медные или алюминиевые провода. Применяющиеся для ответвления провода должны выдерживать как нагрузку собственного веса, так и возможной в зимнее время наледи, а также сильные порывы ветра.

Площадь сечения проводов зависит от материала, из которого изготовлены токопроводящие жилы, и планируемой нагрузки.

При использовании медных проводов стандартное расстояние от опоры до изоляторов составляет менее 10 м, берется сечение от 4 мм2, если расстояние превышает 10 м, то сечение увеличивается минимум до 6 мм2. При использовании для ответвления алюминиевых проводов площадь сечения берется не менее 25 м2. Если в доме планируется установить водонагреватель, электроплиту и другую технику с высоким потреблением электричества, если нагрузка в доме не будет превышать 1 кВ, то допустимо использовать алюминиевые провода сечением 16 мм2. При наличии кабельного подключения сечение жил определяют исходя только из нагрузки: на каждый киловатт нагрузки необходимо 1,57 мм2 сечения провода. Рассчитав планируемую мощность всех электроприборов в доме, можно определить необходимую площадь сечения жил кабеля.

Подводимые к дому провода подсоединяются к закрепленным на стене дома фарфоровым изоляторам. Изоляторы располагаются на расстоянии 25–30 см друг от друга, для однофазного подключения используют пару изоляторов, которые располагают друг над другом, при трехфазном подключении – 2 пары изоляторов, их можно расположить как друг над другом, так и в шахматном порядке. При применении для подключения кабеля АВТВ и АВТУ с внешней стороны дома устанавливают только один изолятор, к которому прикрепляют только несущий трос кабеля. Для крепления кабеля берут стандартный изолятор ТФ-16, для закрепления линии короче 10 м можно купить модели ТФ-12.

На деревянные дачные домики изоляторы прикрепляются при помощи специальных накладных деревянных брусков. Деревянные бруски толщиной не менее 5 см сначала прибивают или привинчивают шурупами к стене, после чего в них просверливают отверстия под крюки изоляторов и надежно крепят их к бруску. Если стены домика обшиты досками, то толщину бруска увеличивают до 8–10 см.

На кирпичных стенах домика изоляторы можно закрепить двумя способами. Первый способ аналогичен описанному: крюки изоляторов закрепляются также в деревянном бруске, а тот в свою очередь крепится к стене. Для фиксации бруска в данном варианте лучше всего использовать винты с дюбелями подходящего диаметра (рис. 25).

Рисунок 25. Схема крепления изолятора на деревянном бруске к кирпичной стене

Второй способ проще: крюки изоляторов фиксируются непосредственно в стене. В этом случае дрелью или электросверлом в стене следует пробить отверстие примерно в 2–2,5 раза шире диаметра крюка, крюки вставляют в пробитые отверстия и заливают готовым цементным раствором, после чего оставляют на неделю до полного застывания раствора.

Какой бы способ крепления проводов к стене дома вы ни выбрали, расстояние от крыши до изоляторов не должно быть меньше 20 см. Только после того как изоляторы надежно прикреплены к стене домика, к ним можно подводить провода с электроэнергией.

Прокладка ответвления под землей

Для повышения безопасности дома и стабильности подаваемого напряжения токопроводящий кабель можно проложить не воздушным путем, а под землей, как это делается в городах. В этом случае провода не подвергаются дополнительным нагрузкам в ветреную или снежную погоду, на них не льется дождь, их нельзя задеть даже самым высоким кузовом автомобиля или краном. К тому же не придется использовать дополнительные опоры, если расстояние от домика до ближайшего столба гораздо выше разрешенных 25 м.

При прокладке кабеля под землей траншея должна быть глубже уровня промерзания грунта, иначе в зимнее время расширение или сжатие грунта может привести к обрыву кабеля.

По технике безопасности на первом и последнем этапах прокладки ответвления кабель обязательно должен быть защищен от внешнего воздействия металлическими трубами. Центральную часть ответвления, которая проходит непосредственно под землей, можно дополнительно не защищать трубами. Однако для прокладки под землей подходят далеко не все типы проводов, поэтому если вы решили использовать данный тип подведения электрического тока к дому, то стоит остановить свой выбор на специальных кабелях для прокладки в грунте. При выборе сечения кабеля в этом случае на первое место выходит расчет нагрузки и характеристики материала, а неблагоприятные погодные условия учитываются в меньшей степени.

Первая защитная труба, изогнутая в виде буквы «Г», прочно закрепляется непосредственно на стене дома, при этом расстояние от земли до ее верхнего окончания по технике электрической безопасности должно быть не менее 180–200 см.

Будет ли труба прямой или с изгибами и поворотами, зависит от внешнего вида стен и выбора хозяина, но в любом случае характер изгибов не должен препятствовать кабелю свободно проходить внутри трубы. Оптимальным вариантом обеспечения безопасности подведения электроэнергии к домику считается тот, в котором труба проходит через стенки и подводит кабель непосредственно к вводному устройству.

Вторая защитная труба также Г-образной формы прикрепляется к столбу ВЛ. Средняя часть кабеля проходит в траншее глубиной не менее 60–80 см (рис. 26).

Рисунок 26. Схема прокладки кабеля под землей

При подготовке траншеи грунт проверяют на отсутствие в нем острых камней, стекол и других предметов, которые могут повредить внешнюю оболочку кабеля. Дополнительно защитить кабель от внешних повреждений помогут кирпичи или длинные бетонные плиты, которые укладывают поверх кабеля. Но самую надежную защиту могут обеспечить те же металлические трубы, которые использовались на первом и последнем участках ответвления. Для того чтобы во время морозов или при смещении грунта отдельные части трубы не повредили кабель, между ними либо оставляют расстояние, либо используют трубы разного диаметра, чтобы они могли свободно входить одна в другую.

При прокладке кабеля через стены дома провода следует обезопасить защитным кожухом, который можно изготовить из трубы, лучше всего той же самой, в которой он уходит под землю, но можно использовать любую металлическую или современную пластиковую.

И, наконец, не забывайте, что зона ответственности за электропроводку обычно проходит по вводному устройству – щитку с электрическим счетчиком, т. е. все обслуживание вашего ответвления чаще всего ложится на плечи энергетиков, и именно они несут всю полноту ответственности за ее состояние. Однако такое будет возможно, только если все ваши действия по созданию ответвления к своему домику, начиная от материалов и заканчивая планом проведения ответвления, будут вами согласованы с законным представителем энергосетей. В дачном кооперативе или товариществе это может быть штатный электрик, в других случаях – электрик ближайшего отделения СПГЭС, которому и принадлежат ВЛ. Лучше всего это сделать на начальном этапе: так будет проще и дешевле учесть все замечания. При прокладке кабеля не допускайте перекручивания проводов, недопустимы так же спайки или скрутки, поэтому предварительно обязательно рассчитайте требуемую длину кабеля и купите его на 20 % больше про запас. Для полной уверенности доверьте дело по созданию ответвления специалистам.

Практически в каждом современном доме, и дачный домик в этом случае не исключение, кроме привычного сильного тока, текущего по проводам под напряжением 220–230 В, есть слабые токи, использующиеся для телефона, телевизора или компьютера, работающего от спутниковой антенны. Если на этапе планирования и размещения стандартной проводки не учесть особенности совмещения линий слабого и сильного токов, в будущем это может привести к постоянным потрескиваниям в телефоне или помехам в передаче сигнала от спутника к приемнику. В большинстве случаев причиной такой неудовлетворительной работы дорогостоящего оборудования становится наложение электромагнитных полей, при котором более сильное поле от обычной проводки оказывает воздействие на слаботочное поле, в результате теряется или изменяется часть передаваемой информации и появляются помехи в приеме.

При прокладке кабелей слаботочных токов следует придерживаться рекомендуемого расстояния в 40–50 см от кабеля с сильным током – это правило позволит избавиться от досадных помех. На сегодняшний день слаботочные системы используются достаточно широко для передачи связи, а также для обеспечения безопасности имущества. Пожарная сигнализация, видеонаблюдение, охранная сигнализация – все это в большинстве случаев представляет собой слаботочные системы, датчики которых позволяют вовремя передать на пульт информацию о возникновении очага пожара или появлении незваных гостей.

Пожарная сигнализация

Сегодня пожарные сигнализации перестали быть привычным атрибутом офиса: небольшие датчики, сигнализирующие в ближайшее пожарное отделение о критическом повышении температуры или задымлении, стали появляться в обычных квартирах заботящихся о своем имуществе горожан. Тем более необходима пожарная безопасность в дачных домиках, которые в последнее время все меньше походят на времянки советской эпохи и все больше напоминают загородные виллы, оборудованные современными автоматическими электроприборами.

Охранная сигнализация

Охранные сигнализации, также относящиеся к слаботочным системам, бывают двух видов: охрана периметра и тревожная сигнализация.

Охрана периметра применяется обычно на больших участках с внутренней охраной, которая после срабатывания датчика может выявить и задержать нарушителя, так как сигнал датчика, как правило, точно показывает место пересечения охраняемой территории. Обычно такие сигнализации ставятся в загородных особняках и целых дачных кооперативах, на обычных индивидуальных дачных участках такие системы практически не используются.

Тревожную сигнализацию можно с равным успехом установить как на производственном объекте или в городской квартире, так и на дачном участке. В этом случае сигнал о проникновении на охраняемую территорию поступает к специализированным органам охраны, которые выезжают на место и обезоруживают нарушителя. Конечно, если вы хотите, чтобы злоумышленников задержали до того, как они успеют разбить стекла и поломать дорогостоящее оборудование внутри дома, лучше использовать системы с наружными датчиками, которые позволяют выявить злоумышленников на расстоянии до 5 м от стен дома и вовремя просигнализировать на пульт. Правда, такая система действует, только если до ближайшего пункта вневедомственной охраны не более 5–15 км по хорошей дороге, в противном случае воров застать уже не удастся.

Слаботочные системы позволяют установить не только охрану, но и наблюдение за объектом. В этом случае все события, происходящие на вашем участке, фиксируются видеокамерой, и вы на расстоянии либо по приезде можете просмотреть видеоотчет.

Нередко само наличие камер заставляет злоумышленников отказаться от проникновения на территорию, а запись видеокамер позволяет установить нарушителей и потребовать компенсации за причиненный вред.

Прокладка телевизионного, либо интернет-кабеля – это также очередной монтаж слаботочной системы, и подобные блага цивилизации уже становятся доступными не только в городе или крупных населенных пунктах, но и на дачных участках.

Наконец, все системы безопасности, а также автоматические электроприборы в доме можно увязать в единую систему, в которой автоматика будет отвечать за выключение лишнего света, следить за потреблением энергии электроприборами, убавлять или прибавлять отопление в зависимости от температуры воздуха за окном и в помещении, следить за оптимальным количеством воды в гидробаке – одним словом, полностью заменит функции оператора и позволит сделать из дачного участка «умный дом». Правда, такие системы стоят от 10 000 долларов и чаще всего проектируются не для дачных участков, а для загородных коттеджей.

Внешне провода выглядят как несколько скрученных между собой проволок в защитной оболочке, которую можно легко срезать ножом. Изолированные провода имеют дополнительную защиту в виде резиновой, полиэтиленовой или поливинилхлоридной оболочек. Некоторые виды проводов для дополнительной защиты от механического повреждения сверху оплетаются стальной проволокой. Оболочка проводов рассчитана на определенное напряжение, превышение установленного значения может разрушить изоляцию.

В отличие от провода, кабель – это всегда соединение нескольких изолированных проводов, объединенных одной защитной оболочкой. Внешняя оболочка кабеля не подразделяется по типу напряжения.

Расчет сечения проводки

Как правило, в кабеле проходит от 2 до 4 жил, каждая из которых имеет свою площадь поперечного сечения, зависящую от диаметра проволоки в жиле.

Для того чтобы проводка выдержала планируемую нагрузку, ее сечение должно быть не меньше определенного значения. Примерно вычислить требуемое сечение можно по простой формуле: нагрузку в киловаттах умножить на 1,57 мм2, но для точных расчетов существует достаточно подробная таблица, в которой сечение провода подбирается в зависимости от способа подведения, материала проводника и нагрузки, определяемой в номинальном токе.

Номинальный ток рассчитывается по формуле:

I = P / U × COSφ,

где Р – расчетная мощность всех электроприборов на одной фазе, рассчитываемая в ваттах;

U – напряжение в сети, при однофазном подключении равное 220 В;

COSφ – коэффициент мощности, при расчетах нагрузок для дома или дачи его обычно считают равным единице.

Полученное значение номинального тока отыскивают в одном из столбцов верхней части таблицы, после чего в крайнем левом столбце находят соответствующее значение минимально допустимого сечения жилы, округляя при необходимости только в большую сторону (табл. 1).

Таблица 1

Выбор сечения проводов в зависимости от номинального тока сети

Судя по данным, приведенным в таблице, при одинаковом значении номинального тока сечение алюминиевого провода должно быть примерно в 1,5 раза больше. Это связано с плохой проводимостью алюминия по сравнению с медью.

Если номинальная сила тока превышает 16 А, лучше разделить проводку, отходящую от вводного устройства, на две параллельных линии с индивидуальным автоматом на каждой.

При расчете планируемой нагрузки обязательно учтите все электроприборы, которые вы собираетесь поставить в домик, иначе впоследствии вам придется полностью менять проводку и подводить более мощный кабель. Дополнительно прибавьте к заявленной мощности прибора не менее 100 Вт, это поможет предотвратить чрезмерное увеличение нагрузки, если заявленная в паспорте мощность электроприбора окажется немного заниженной. Помимо этого, лишний раз проверьте, насколько соответствует выбранное сечение проводов типу автоматов на входном устройстве.

Выбор марки кабеля

Следующим этапом после выбора материала проводника и расчета площади его сечения станет выбор определенной марки провода или кабеля, наиболее подходящей для условий дальнейшей эксплуатации.

На сегодняшний день на рынке электротехнических товаров можно встретить более десятка проводов и кабелей с различной маркировкой, и, для того чтобы подобрать оптимальный вариант для электрификации участка, необходимо знать, как расшифровывается отечественная маркировка электрических проводов и кабелей.

Значение букв и цифр на маркировке проводов

А – алюминиевая основа провода, при отсутствии такой буквы провода имеют в своей основе медную жилу.

В – поливинилхлоридная изоляция. Если буква стоит непосредственно за буквой «П», это говорит о первичной изоляции жилы поливинилхлоридной оболочкой, если же за буквой «Р», то свидетельствует о наличии второй защитной оболочки, дополняющей изоляцию резиной.

Г – гибкость провода.

Л – оплетка из лакированной хлопчатобумажной пряжи.

Н – оболочка, которую можно определить по предшествующей букве, обладает противопожарными качествами.

О – наличие в изоляции оплетки. Если перед буквой «О» стоит «Т», это говорит о противогнилостной пропитке оплетки.

П – обозначает сам провод, если стоит в начале маркировки или сразу после буквы «А». Дополнительная буква «П» используется для обозначения плоского провода. При маркировке кабеля буква «П» обозначает пластмассовую изоляцию, а «Пс» используется для обозначения самозатухающей изоляции.

Пв – в маркировке кабеля обозначает изоляцию из вулканизирующегося полиэтилена.

Р – резиновая изоляция проводника (буква стоит непосредственно за буквой «П»).

С – свинцовая оболочка.

Ф – металлическая фальцованная оболочка.

Шв – имеется дополнительный защитный шланг из полиэтилена либо поливинилхлорида.

Таким образом, в маркировке проводов первая буква, за исключением А, характеризирует сам провод, наличие второй буквы «П» говорит о плоском проводе, следующая за П буква – о его изоляции, а все последующие буквы – о дополнительных свойствах провода.

В кабелях первая буква или вторая, если маркировка начинается с буквы «А», говорит о материале внутренней изоляции жил, следующая за ней буква характеризирует изоляцию самого кабеля, последующие буквы несут дополнительную информацию о кабеле.

Помимо букв, в маркировке каждого провода обязательно присутствуют цифры, по ним определяют, из какого количества жил и каким сечением составлен данный провод. Так, если в маркировке написано 4 × 2,5, то цифра 4 говорит о количестве жил, а цифра 2,5 характеризует сечение каждой жилы.

Практические советы по выбору марки кабеля для создания ответвления

Для подведения электропроводки на дачном участке используется несколько типов проводов и кабелей, выбор того или иного типа проводника зависит от места его прокладки и функционального назначения.

Кабели с резиновым покрытием обладают хорошей влагостойкостью, поэтому их можно использовать для создания ответвления от ВЛ к домику. Однако при контакте с воздухом резина может быстро состариться и покрыться микротрещинами, поэтому кабели только с резиновым покрытием нежелательно использовать для создания воздушного ответвления, а только для подземного.

Для создания ответвления по воздуху можно применять кабели с покрытием из полиэтилена, но если вы хотите использовать кабели с подобной изоляцией и внутри дома, то лучше выбрать материал с обозначением Пс, что будет свидетельствовать о самозатухающих свойствах пластмассовой изоляции.

Для проверки надежности изоляции кабель при изготовлении выдерживают 12 ч под высоким напряжением в воде, и только после проверки на абсолютную герметичность, кабели попадают в продажу.

Поливинилхлоридная изоляция не подойдет для районов с сильными морозами, так как изоляционный материал при низких температурах может покрыться микротрещинами.

Если вы приобрели для создания ответвления кабель в свинцовой оболочке, то прокладывайте его только в теплое время года, так как с наступлением холодов на недостаточно холодоустойчивом свинце могут появиться микротрещины в местах изгиба.

Кабели, маркировка которых заканчивается буквенным сочетанием НГ, можно использовать для подведения электропроводки в местах с повышенными требованиями к пожаробезопасности, например в гараже около дачи, так как для их изоляции применяется материал с пониженной горючестью. Кабели КГН или ВВГНГ помогут вам создать пожаробезопасную проводку и в дачном домике.

Для подведения тока к погружному водному насосу лучше всего купить кабель ВПП, который отличается повышенной водоустойчивостью. Однако так как этот вид кабеля выпускается только в одножильном варианте, для подключения вам понадобится перевить между собой 2 кабеля или воспользоваться аналогичными кабелями иностранного производства.

Для проведения ответвления в грунте по садовому участку можно использовать специальный бронированный кабель ВБбШв, тогда вы обезопасите себя от возможности задеть кабель при строительстве фундамента для подсобки, колодца или других сооружений, для которых требуется выкапывать глубокие ямы. Если же кабель будет проходить по безопасному с точки зрения возможного механического воздействия участку, то для создания ответвления можно взять кабели АВВГз и ВВГз, однако если у вас на даче высоко залегают грунтовые воды, эти виды кабеля применять не рекомендуется из-за низкой коррозионной защиты. Также не стоит их использовать в грунтах с подвижными пластами или на болотистых почвах, в этих случаях лучше подойдут кабели с маркировками АВБбШв и ВБбШв, с использованием в качестве изоляции жил поливинилхлорида и с дополнительной внешней шланговой герметизацией. Такие кабели хорошо защищают от повышенной влажности, возможного механического воздействия или растяжения в грунте.

Выбор однофазного или трехфазного кабелей зависит от планируемого напряжения в сети. Если вас устраивает стандартное напряжение 220 В и одна жила для подключения, то можно использовать двух– и трехжильные кабели. Если же для работы насосов и некоторых других электроприборов требуется напряжение в 380 В и три фазы электрического тока, то покупать следует четырехжильный кабель, одна жила которого будет использована для заземления.

Расчет количества проводов

Требуемую длину проводов для внутренней проводки обычно вычисляют по монтажной схеме, на которую нанесены месторасположение щитка, розеток, выключателей, распределительные коробки. На первом этапе необходимо сложить с учетом масштаба плана все отрезки, соединяющие распределительные коробки с выключателями, розетками, вводным устройством. Затем следует просчитать полученное количество отрезков проволоки и умножить его на 10–15 см – именно столько провода потребуется для соединения проводов. После этого обе суммы складывают. Если бумажного варианта плана нет, то рассчитать нужное количество проводки можно, сделав соответствующие замеры по разметкам для проведения проводки на стенах и потолке, после чего прибавить требуемое количество провода на соединение отдельных отрезков. Количество кабеля для создания ответвления также вычисляют по плану подключения: если кабель будет проходить под землей, необходимо учесть высоту кабеля на первом и последнем этапах его прокладки и прибавить ее к рассчитанному расстоянию от опоры до вводного устройства. При этом кабель лучше всего купить с небольшим запасом, так как при ошибке расчетов количества проводов для внутренней проводки ее достаточно просто нарастить, а кабель для бесперебойного устойчивого энергопитания дома лучше сделать целостным. В любом месте соединения впоследствии могут произойти различные неприятности, например, оголится место контакта, окислятся жилы, в результате чего произойдет нарушение изоляции провода, что особенно опасно при прокладке кабеля в земле.

В зависимости от способа прокладки проводки ее подразделяют на два основных типа: открытую и скрытую. Скрытая проводка, в свою очередь, делится на проводку в трубах и проводку без труб. В первом случае для проведения проводки используются трубы из стекла, металла, резины и некоторых других материалов, во втором – проводку прокладывают непосредственно внутри строительной конструкции без помещения в трубу.

Трубная проводка считается удобнее, так как в ней достаточно легко произвести замену поврежденного провода, однако в сухих помещениях прокладка проводки в дополнительной защитной трубе используется достаточно редко. Гораздо чаще проводку в трубах применяют для дополнительной гидроизоляции кабеля, но в этом случае прокладка проводки должна осуществляться только в специальных влагостойких трубах, обеспечивающих надежную защиту от влаги. Такой способ проведения проводки можно использовать для душевой, ванной комнат, бани, подвала с колодцем или поставленной насосной станцией, в погребах и на чердаке.

Скрытую проводку в трубах также осуществляют при подведении ответвления от ВЛ под землей, в этом случае, как уже говорилось раньше, трубы защищают проводку от возможного механического повреждения лопатой или каким-либо иным сельскохозяйственным инструментом.

Для прокладки кабеля во влажном грунте используются специальные асбестовые трубы, которые дополнительно герметизируют.

Общие правила монтажа скрытых проводок

Все работы по проведению скрытой проводки осуществляют до окончательной отделки стен и потолка. При монтаже скрытой проводки все соединения проводов делают только в распределительных коробках, иные формы соединения запрещены. Поэтому первоначально проводку необходимо нарезать мерными кусками, длину которых определяют, исходя из составленного плана. Чаще всего это отрезки от щитка до распределительной коробки, от распределительных коробок до выключателей, осветительных приборов, розеток. Нарезанные куски провода укладывают по размеченным линиям трассы, прижимают и закрепляют алебастром.

Если у вас на дачном участке используются такие электроприборы, как стиральная машина, электронасос, водонагреватель и другие приборы, так или иначе связанные с водой, и при этом вы не используете в вашей электросети УЗО, то для всех этих приборов необходимо сделать заземление. Отсутствие заземления может привести к накоплению энергетического потенциала на металлическом корпусе прибора, что при касании корпуса прибора вызовет ту или иную степень поражения током в зависимости от сопротивления вашей одежды и тела. Для проведения заземления электрических приборов можно пригласить электрика, но можно сделать заземление и самостоятельно.

В качестве заземлителя чаще всего используют несколько стальных стержней диаметром от 10 до 20 мм (оцинкованные стержни – от 6 до 12 мм), которые закладывают в грунт на глубину не менее 2 м (рис. 31).

Рисунок 31. Схема вертикального заземления металлическими стержнями

При соединении стержней между собой образуется сложный заземлитель, который в случае образования проводниками определенного контура получает название заземляющего контура.

Заземляющие стержни могут располагаться в земле как горизонтально, так и вертикально или под определенным углом – это не принципиально и во многом зависит от характера рельефа и грунта.

Из-за высокого сопротивления верхних слоев грунта проводники все же рекомендуют устанавливать вертикально, в этом случае они достигают глиняного слоя с хорошей электропроводностью. А так как сухая почва хуже проводит ток, чем влажная, проводники лучше закапывать в землю в открытом грунте, а не в подвале или погребе, где земля постоянно сухая.

Для того чтобы заземляющий контур работал 40–50 лет, стержни для заземлителя должны быть выполнены из антикоррозийного материала, а если заземление будет ставиться во влажном грунте, необходимо увеличить диаметр каждого стержня вдвое.

Из-за экранирования близко расположенных стрежней расстояние между электродами в сложном заземлителе желательно делать не меньше длины стержня.

Этапы создания защитного заземления

Для создания вертикального заземлителя в домашних условиях первоначально выкапывают траншею глубиной на уровень промерзания грунта – в среднем от 1,2 до 1,8 м. Лучше всего выбрать северный участок сада, так как прогретый сухой грунт обладает повышенным сопротивлением. Затем забивают или вворачивают электроды на всю их длину, а верхнюю часть соединяют горизонтальной перемычной или обвязкой, если электроды расположены треугольником. Если вы создаете заземлитель из 4–5 стержней и при этом используете верхнюю обвязку, то готовый контур необходимо проверить на сопротивление, для чего лучше всего пригласить специалистов. Можно обойтись и без замеров, но в этом случае для повышения гарантии надежности заземления требуется увеличить количество стрежней до 6–8 и при этом располагать их не по контуру, а на одной линии, для чего понадобится прокопать более длинную траншею. Обвязку электродов производят только сваркой, так как для создания единого сложного заземлителя необходим надежный контакт всех металлических частей. В качестве обвязки можно использовать стальной провод сечением 50 мм2 либо металлическую полосу 40 × 4 мм, после чего этот стальной провод или полосу подводят непосредственно к шине заземления у щитка. В дальнейшем требующее заземления оборудование присоединяют к шине.

Соединение проводов должно обеспечивать надежный контакт проводов в создаваемой электрической сети с тем же сопротивлением проводника, что и в целом проводе, при этом механическая прочность соединения должна быть сопоставима с прочностью несоединенной жилы.

Для фиксации проводов при проведении электромонтажных работ можно использовать различные типы соединений: пайку, опрессовку, стяжку винтовыми зажимами, в зависимости от того, разборное или неразборное нужно получить соединение.

Пайка и оконцевание проводов

Для соединения медных проводов можно использовать различные типы пайки, которая при соблюдении технологии и правильном выборе припоя обеспечивает надежный и прочный контакт. Выбор типа пайки проводов зависит от их сечения: провода с площадью сечения до 6 мм2 соединяют скруткой с дальнейшей пропайкой по ней, провода с площадью сечения от 6 до 10 мм2 – скруткой с последующей бандажной пайкой, многопроволочные проводники предварительно расплетают на проволоки и соединяют скруткой с последующей пайкой свинцово-оловянным припоем (рис. 32).

Предварительно жилы освобождают от изоляции и зачищают ножом, после чего скручивают тем или иным способом в зависимости от сечения, затем паяльник и используемый припой подносят непосредственно к скрутке, чтобы расплавленная свинцово-оловянная смесь капала на скрутку, покрывая ее тонким слоем.

Рисунок 32. Виды скруток проводов: а) скрутка одножильных проводов; б) скрутка многожильных проводов

Стяжка винтовыми зажимами

Алюминиевые провода в силу сложной технологии приготовления припоя и метода пропайки из-за быстрого окисления металла самостоятельно паять не рекомендуется. В этом случае для соединения проводников лучше применять винтовые зажимы, следя за тем, чтобы все заводские детали винтового соединения были использованы для достижения как можно более надежного контакта. Так как алюминиевые жилы имеют способность выдавливаться из-под крепежа, то винты для данного типа проводников дополнительно снабжают резной пружинной шайбой и шайбой-звездочкой, обеспечивающими дополнительное давление на проводник и предотвращающими ослабление контакта. При этом все металлические детали, которые в дальнейшем будут контактировать с алюминиевой жилой, должны быть дополнительно покрыты антикоррозийным слоем.

При надрезании провода для зачищения жилы следует соблюдать осторожность. Опасность для пальцев представляет не только нож, которым выполняется надрез, но и снятая в процессе неаккуратного разреза металлическая стружка.

Для присоединения жилы к винтовому зажиму конец провода необходимо освободить от изоляции. Длину оголяемого конца берут как тройной диаметр винта с прибавлением 2 мм на свободное оборачивание вокруг стержня.

В многожильном проводе дополнительно необходимо спаять отдельные жилы в жгут и оконцевать провод.

Подготовленную жилу или жгут сворачивают по часовой стрелке при помощи круглогубцев в кольцо, диаметр которого, немного больше диаметра стержня винта, надевают на винт и плотно завинчивают гайку. Оконцевание проводов можно произвести специальными наконечниками или простой спайкой проволок в многопроволочном проводе (рис. 33).

Рисунок 33. Вид оконцованного провода: а) оконцованный провод в форме пестика; б) оконцованный провод в виде колечка

Наконечник в оконцевании используется в случаях, когда сечение одножильного провода превышает 10 мм2 или сечение многожильного провода – 2,5 мм2. Припаянный или приваренный наконечник позволяет достичь максимально тесного контакта между жилой и винтом.

Опрессовка

Еще один способ соединения проводов, широко использующийся при выполнении электромонтажных работ, – опрессовка проводов соединительными гильзами при помощи пресс-клещей. Алюминиевые проводники опрессовывают в определенном порядке. Сначала выбирают гильзы: они должны подходить как по типу, так и по размеру.

Для опрессовки алюминиевых проводников используют только алюминиевые гильзы, для опрессовки медных жил – только медные, так как из-за разного коэффициента теплового расширения этих двух металлов контакт получится ослабленным. Заводские гильзы должны быть смазаны изнутри защитной смазкой, если ее нет, то придется тщательно зачистить внутреннюю поверхность гильзы и смазать ее специальным цинково-вазелиновым составом. Жилы перед опрессовкой освобождают от изоляционной оболочки на половину длины гильзы и тщательно зачищают мелкозернистой наждачной бумагой, после чего протирают салфеткой с бензиновой пропиткой и смазывают тем же защитным составом, что и внутреннюю поверхность гильзы.

Затем в гильзе соединяют оба конца соединяемых проводов так, чтобы они встали встык на середине гильзы, и сжимают клещами, после чего изолируют образованное соединение изоляционной лентой.

Медные проводники соединяют по той же технологии, но без накладывания на внутреннюю поверхность гильз, на зачищенных проводниках также не используют специальный защитный состав.

Для получения надежного контакта, который не будет искрить и чрезмерно нагреваться в процессе эксплуатации проводки, не стоит проводить опрессовку не приспособленными для этого инструментами, например молотком.