Jak vyrobit 220 V z 380 V: přehled metod a technik

Práce související s elektřinou vyžaduje pozornost, dodržování pravidel a přesnost. A elektrické rozvody v dřevěném domě vlastníma rukama vyžadují ještě větší pozornost: materiál je velmi nebezpečný z hlediska požáru. Proto při plánování a instalaci věnujte pozornost požadavkům a doporučením regulačních dokumentů. Pokud nemáte dostatek zkušeností, je velmi vhodné před připojením, a ještě lépe i před zahájením instalace, pozvat kompetentního elektrikáře ke konzultaci. Bude schopen vás upozornit na nedostatky a chyby ve výpočtech.

Schéma zapojení domu

Podle současných norem by při připojení elektřiny bez transformátoru neměla spotřeba energie soukromého domu překročit 15 kW. Zjistí se sečtením výkonu všech elektrických spotřebičů, které lze zapnout současně. Pokud je zjištěná hodnota menší než 15 kW, nastaví se vstupní jistič na 50 A. Pokud je výkon větší, je potřeba také transformátor. Jeho parametry vám budou uvedeny v projektu, protože v tomto případě se bez něj neobejdete.

Kam nainstalovat vstupní panel, požadavky na kryt

Zástupci energetických organizací v poslední době požadují instalaci měřičů (a vkládacích automatů) venku. To se provádí proto, aby bylo možné kontrolovat spotřebu, i když majitelé nejsou doma. Tento požadavek však není ničím podložen a pokud si přejete, můžete si vše nainstalovat uvnitř domu. Častěji se však, aby se nehádali s regulátory, požadavky splňují a automat a měřič se instalují venku.

Pro venkovní instalaci musí být jistič (CBM) a elektroměr v uzavřené skříni, chráněné před prachem, nečistotami a vlhkostí. Třída ochrany pro instalaci musí být alespoň IP-55. Pro snadné sledování odečtů musí mít dvířka elektroměrové skříně okénko. Pro instalaci uvnitř dřevěného domu jsou požadavky o něco nižší: IP-44, ale skříň musí být kovová.

Organizace vstupu do domu

Po vstupním jističi je instalován elektroměr, poté je instalován další proudový chránič – pro nouzové vypnutí napájení v případě zkratu, a poté je kabel připojen k elektrickému panelu uvnitř domu. Jmenovitý proud jističe uvnitř domu by měl být o jeden stupeň nižší než proud instalovaný venku. V tomto případě, pokud se vyskytnou problémy, bude jistič v domě fungovat jako první a nebudete muset pokaždé lézt po zdi k vstupnímu jističi, který je tam instalován.

Štít obsahuje jednopólové jističe, ke kterým jsou připojeny vodiče rozbíhající se po celém objektu. Jsou namontovány na DIN lišty, jejich počet se volí v závislosti na tom, kolik samostatných „větví“ napájení je potřeba. Chcete-li zjistit, kolik jističů by mělo být ve vašem stínění, spočítejte počet požadovaných skupin, přidejte dva nebo tři volné jističe „pro rozvoj“. To budou „větve“. Na základě výsledného počtu vyberte elektrický panel podle velikosti.

Dělíme spotřebitele do skupin

Při plánování schématu zapojení v dřevěném domě jsou všechny připojovací body rozděleny do samostatných skupin (často se jim říká skupiny spotřebičů). Například všechny zásuvky v přízemí jsou napájeny z jednoho automatu, na svítidlech v domě je instalováno samostatné zařízení, na pouličním osvětlení další. Pokud se má používat nějaké výkonné elektrické zařízení – kotel, elektrický kotel, elektrický sporák atd. – je vhodné pro ně vést samostatné větve napájení a instalovat osobní automaty. Samostatná ochranná zařízení se instalují také pro napájení hospodářských budov (pokud k nim nechcete přivádět samostatné vstupy a instalovat samostatný měřič, ale pouze za podmínky, že výkon všech elektrických spotřebičů nepřesahuje 15 kW).

Z bezpečnostního hlediska je lepší vytvořit co nejvíce samostatných větví napájení. Tím se sice zvýší počet strojů a prodraží projekt, ale sníží se počet potenciálně nebezpečných připojovacích bodů. Právě v místech, kde jsou vodiče odstraněny, vznikají nejčastěji problémy: kontakty oxidují, zahřívají se a následně začnou jiskřit. Proto je lepší počet spojů co nejvíce zmenšit.

A v poslední fázi je vhodné nakreslit schéma elektrického zapojení v místnostech na plánu domu. Je snazší nakreslit skupiny spotřebitelů v různých barvách. Tímto způsobem si budete moci lépe představit, jak bude schéma elektrického zapojení v dřevěném domě vypadat, bude snazší si ho udělat sami. Například vše může vypadat jako na fotografii níže.

Typy elektrického zapojení v dřevěném domě

Po instalaci rozvaděče a montáži všech potřebných automatů můžete začít s zapojením elektrických kabelů v domě. V dřevěném domě existují tři způsoby, jak položit elektrický kabel:

• Otevřené nebo vnější elektrické vedení – na speciálních izolátorech. Tato metoda byla velmi populární na začátku minulého století a dnes se opět stává módní v místnostech zařízených v retro stylu.
• Zapojení v kabelových kanálech nebo speciálních vodičích. Ve skutečnosti se jedná také o otevřené zapojení – je přístupné kdykoli, pouze vodiče jsou uloženy ve speciálních žlabech. Jednou z variant tohoto typu zapojení jsou podlahové lišty.
• Skryté (uzavřené) vedení kabeláže. V dřevěném domě je to možné, pokud jsou stěny nebo strop zakryté. V tomto případě jsou kabely uloženy ve vlnité kovové objímce (ne plastové) nebo v kovových trubkách a v této formě jsou rozloženy po domě. Úhly ohybu by navíc měly být 90°, 120° nebo 135°: to zajišťuje možnost opětovného utažení – výměny poškozených částí kabelu bez poškození povrchové úpravy. Veškeré vedení je pak skryto za povrchovými materiály.

Vlastnosti uzavřeného zapojení v dřevěném domě

Jak jistě chápete, uzavřené rozvody lze provést ve fázi výstavby nebo větších oprav. Navíc při jejich pokládce existují určité zvláštnosti: všechny připojovací uzly musí být namontovány ve speciálních kovových krabicích, které musí být volně přístupné. Nelze je skrýt pod povrchovou úpravou, proto se jejich kryty vybírají tak, aby ladily s tónem, a/nebo se je snaží umístit na místa, která nepřitahují pozornost.

Pokud se skryté zapojení v dřevěném domě neprovádí kabelem, ale izolovanými dráty, je tloušťka stěn kovových trubek regulována:

• u měděného drátu s průřezem do 2,5 mm2 může být tloušťka stěny libovolná;
• pro průřez do 4 mm2 musí být tloušťka kovové stěny alespoň 2,8 mm;
• pokud mají dráty průřez od 4,5 do 10 mm2, musí mít trubka tloušťku stěny nejméně 3,2 mm;
• Pro průřez od 10,2 do 16 mm2 by stěna neměla být tenčí než 3,5 mm.

Při pokládce elektrických kabelů neexistují žádné požadavky na tloušťku stěn kovových trubek, takže je přípustné pokládat kabely (mají dvojitou a trojitou izolaci) do kovové vlnité trubky nebo, jak se říká, do kovové objímky. To je mnohem pohodlnější a rychlejší.

Ale v každém případě, protože dráty budou skryté, přístup k nim je extrémně omezený. Provádění změn ve stávající síti je problematické a drahé. Proto před zahájením instalace uzavřeného rozvodu v dřevěném domě pečlivě zkontrolujte schéma a vše proveďte velmi pečlivě a pečlivě.

Pravidla pro instalaci elektrických rozvodů v kabelových kanálech

Existují také pravidla pro instalaci otevřeného elektrického vedení nebo jeho pokládání v kabelových kanálech. Týkají se vzdálenosti od podlahy, stropu, rohů a dalších konstrukcí, u kterých mohou být umístěny. Všechny tyto normy jsou pro větší přehlednost zobrazeny na fotografii.

Výběr průřezu kabelu a jeho připojení

Průřez kabelových jader se volí v závislosti na plánovaném zatížení (v kW) a materiálu jádra. Není vůbec nutné provádět celé zapojení kabelem se stejným jádrem. Můžete ušetřit peníze, aniž byste museli ohrozit bezpečnost. Za tímto účelem se pro každou sekci volí průřez v závislosti na výkonu zařízení, která zde budou připojena. Jejich spotřebovaný výkon se sečte, přidá se asi 20 % rezervy a na základě této hodnoty se v tabulce vybere průřez.

Pro připojení napájení v dřevěném domě se přidávají požadavky na požární bezpečnost. Hlavní je, že plášť drátu musí být nehořlavý. Takové dráty mají ve svém názvu písmena „ng“. Pro zajištění požadovaného stupně ochrany je také vyžadována dvojitá (VVG) nebo trojitá (NYM) izolace kabelu.

Aby bylo elektrické zapojení v dřevěném domě provedeno správně, je nejlepší použít kabely s vícebarevnými žilami. Pak si určitě nezaměníte nulu s fází nebo uzemněním. Obvykle jsou barvy rozděleny následovně:

• „země“ – žlutozelená;
• „nula“ – modrá;
• „fáze“ – hnědá.

Pokud si koupíte kabel evropské výroby, barvy se budou lišit:

• „země“ – žlutozelená;
• „nula“ – bílá;
• „fáze“ – červená.

Výběr zásuvek a vypínačů

Pro zajištění požární bezpečnosti v dřevěném domě je nutné instalovat zásuvky a spínače s kovovou montážní deskou. Nejprve se ta namontuje na zeď a poté se instaluje vnější panel. Použití plastových desek je povoleno, ale plast musí být nehořlavý a mít příslušný certifikát požární kontroly.

Navíc pro bezpečné připojení většiny moderních zařízení jsou vyžadovány třívodičové zásuvky s uzemňovacím vodičem. Uzemnění je nutné i při připojování osvětlení, ale to se často neprovádí v interiéru. Pro venkovní osvětlení je však uzemnění nutné: zde jsou provozní podmínky mnohem složitější.

Elektrické rozvody v dřevěném domě svépomocí: pravidla instalace

V dřevěném domě je třeba vždy pamatovat na to, že materiál je hořlavý, a v tomto případě je lepší být na bezpečné straně. Elektrické rozvody v dřevěném domě svépomocí se provádějí v souladu se základními pravidly:

• Nejprve se sestaví celý obvod, zkontroluje se funkčnost každé větve (testerem). Každé z elektrických vedení se zkontroluje na zkraty, „na zem“. Teprve poté se vodiče připojí k automatu. Doporučujeme ihned podepsat to, co je připojeno. Pak je snazší hledat závady. Po připojení jednoho vedení zapněte napájení a připojte zátěž. Pokud nedojde k žádným vypnutím, skvělé – můžete pokračovat. Vypněte automaty (ten, který jde k již zkontrolovanému vedení, a ten vstupní) a pracujte s dalším vedením. Po kontrole a připojení (podepsaní) všech vedení se zapne vstupní automat. Poté se postupně, jedno po druhém, zapínají vedení.
• Instalace elektrického vedení v dřevěném domě se provádí pouze s celými kusy kabelu bez spojů a zkroucení.
• Zapojení se provádí po etapách. Po položení kusu kabelu musíme zkontrolovat neporušenost izolace pokládaného kusu kabelu. Za tímto účelem se žíly a izolace „zakroužkují“ vzhledem k zemi a žilám.
• Při řezání kabelu ponechte délkovou rezervu alespoň 15-20 cm. Pokud je připojení nesprávné, lze jej provést bez opětovného utahování kabelů.
• Nezapomeňte věnovat pozornost barvám vodičů.

Pokud budete dodržovat tato pravidla, elektrické rozvody v dřevěném domě, provedené svépomocí, budou bezpečné a spolehlivé.

Téměř všechny domácí elektrické spotřebiče jsou navrženy pro 220 V. Bez přemýšlení je zapojíme do zásuvky a užíváme si provoz zařízení. Někdy ale potřebujete připojit asynchronní motor určený pro 380 V. Pro jeho spuštění můžete použít speciální obvod, který umožňuje připojit elektromotor k jednofázové síti, ale budete se muset vyrovnat se ztrátou výkonu. Je možné přeměnit jednofázovou síť na třífázovou a jak z 220 voltů udělat 380 voltů?

Ukazuje se, že taková příležitost existuje. Existuje několik způsobů, jak získat 380 V z jednofázové sítě. Níže si ukážeme, jak to udělat, ale nejprve si pojďme zjistit, jak se jednofázová síť liší od třífázové.

Teorie

V průmyslových elektrárnách vyrábějí generátory třífázový proud a zvyšují jeho napětí na desítky i stovky kilovoltů. Elektřina je spotřebitelům dodávána prostřednictvím elektrického vedení. Před tím ale proud jde do výkonového transformátoru, který sníží napětí na 380 V. Z rozvodny jde elektřina do spotřebitelské sítě.

V třífázové síti je proud přiváděn tak, že všechny tři jsou vůči sobě posunuty o 120 stupňů. Napětí mezi fázemi je 380 V a mezi fází a nulovým vodičem 220 V (viz obr. 1). Jedná se o napětí, které je přiváděno do každého bytu.

Protože naším cílem je získat 380 V z jednofázové sítě, přejdeme k metodám převodu 220 V na 380.

Metody získání 380 voltů z 220

Zvažme hlavní metody přeměny 220 voltů na plný třífázový proud s napětím 380 V:

• použití elektronického měniče napětí;
• pomocí transformátoru;
• použití tří fází;
• použití třífázového motoru jako generátoru;
• pomocí kondenzátorového obvodu.

Napěťový transformátor

Nejjednodušší a nejspolehlivější způsob, jak převést 220 V na 380 V, je koupit si elektronický měnič napětí. (Viz obr. 2). Toto zařízení se často nazývá střídač. Toto zařízení se snadno ovládá a generuje vysoce kvalitní třífázový proud. Výkon střídačů sice není příliš velký, ale obvykle stačí pro většinu třífázových domácích spotřebičů.

Měnič je také dobrý, protože má vestavěnou funkci ochrany proti přetížení a zkratu. To znamená, že se elektromotor v důsledku zkratu nepřehřeje ani neselže.

Vysoké kvality proudu je dosaženo díky principu fungování zařízení. Střídač nejprve usměrní střídavý jednofázový proud a poté generuje třífázové napětí s danou frekvencí a standardním fázovým posunem. Počet fází může být více než 3 (s odpovídajícím úhlem posunu).

Použití transformátoru

S pomocí zvyšujícího transformátoru můžete získat jakékoli napětí, včetně 380 V. Pokud vás však zajímá třífázové napětí, pak potřebujete speciální třífázový transformátor, který převádí jednofázový proud na třífázový. Takové transformátory jsou k dispozici v prodeji.

Vinutí transformátoru jsou zapojena do hvězdy nebo trojúhelníku. Napětí jednofázové sítě je přiváděno přímo do dvou primárních vinutí a do třetího přes kondenzátor. V tomto případě se kapacita kondenzátoru volí na základě výpočtu 7 μF na každých 100 W výkonu.

Upozorňujeme, že jmenovité napětí kondenzátoru nesmí být nižší než 400 V. Takové zařízení nelze zapnout bez zátěže.

I když tímto způsobem získáme požadovaných 380 V, stále dojde ke snížení výkonu elektromotoru (pokud jej plánujete připojit k transformátoru). V souladu s tím se sníží i účinnost motoru.

Použití 3 fází

Pokud bydlíte v bytovém domě, pak jsou k němu již připojeny 3 fáze, které jsou rozloženy mezi jednotlivé byty za účelem optimálního rozložení zátěže. Na každém patře jsou rozvodné skříně, odkud můžete do bytu přivést chybějící dvě fáze. To ale bude vyžadovat povolení.

Pokud si přejete, můžete získat povolení od dodavatele energie nebo se dohodnout s Úřadem pro energetický dohled na instalaci třífázového napájení ve vašem bytě. V tomto případě budete muset nainstalovat třífázový elektroměr.

Použití elektromotoru

Pravděpodobně víte, že rotor konvenčního třífázového motoru se po rozběhu po odpojení jedné fáze stále otáčí. Ukazuje se, že mezi svorkou odpojeného vinutí a svorkami, které jsou v provozu, existuje elektromotorické napětí.

Fázový posun mezi vinutími statoru závisí pouze na jejich umístění. U třífázového motoru jsou tyto cívky umístěny pod úhlem 120º, což znamená, že poskytují stejný úhel fázového posunu. Tato okolnost naznačuje, že asynchronní třífázový motor lze použít k získání 380 voltů z běžné jednofázové sítě. Jednoduché schéma zapojení elektromotoru je znázorněno na obrázku 3. Kondenzátor ve schématu je potřeba pouze ke spuštění motoru. Po spuštění jej lze odpojit. Vezmeme kondenzátor typu MBGO, MBGP, MBGT nebo K42-4, jehož pracovní napětí musí být alespoň 600 V. Můžete použít kondenzátor K42-19 s pracovním napětím alespoň 250 V.

Příklad zapojení fázově posuvného kondenzátoru je uveden na obr. 3.

Parametry kondenzátoru se volí v závislosti na výkonu motoru. Parametry fázově posuvného kondenzátoru neovlivňují kvalitu generovaného proudu. Zátěž je připojena k vinutím statoru podle schématu znázorněného na obr. 4.

Otáčky rotoru jsou téměř nezávislé na napětí jednofázové sítě, takže je lze považovat za konstantní. To znamená, že frekvence třífázového proudu při jmenovitém zatížení se nezmění.

Je třeba mít na paměti, že výkon třífázového motoru napájeného z jednofázové sítě klesá. Jmenovitý výkon třífázové zátěže bude tedy přibližně o třetinu nižší než výkon uvedený v pasu elektromotoru.

Elektromotor jako generátor

Dalším způsobem, jak získat 220 V z 380 V, je vytvoření systému motor-generátor. Jako motor lze použít jakýkoli elektromotor napájený ze sítě 220 V a jako generátor lze použít upravený třífázový asynchronní motor (viz schéma instalace na obr. 5).

Hned poznamenáme, že účinnost takového uspořádání je sporná, ale je možné tímto způsobem dosáhnout požadovaného napětí 380 V. V tomto obvodu je nutné zajistit takovou frekvenci otáčení rotoru, aby generátor produkoval proud s frekvencí 50 Hz. K tomu je nutné otáčet hřídelí úhlovou rychlostí 1500 ot/min.

Doma lze jako pohon použít jednofázový motor z pračky nebo jiného domácího spotřebiče. Důležité je pouze zajistit požadovanou úhlovou rychlost otáčení rotoru.

Protože otáčení hřídele elektromotorů pracujících například v pračce je asi 12 – 20 tisíc ot./min, je nutné použít řemenice, jejichž průměry jsou vztaženy jako 1 ku 10. To znamená, že pro zajištění otáčení rotoru generátoru rychlostí 1500 ot./min můžete vzít řemenici, která je již namontována na elektromotoru z pračky, a na hřídel třífázového motoru nasadit řemenici s průměrem 10krát větším.

Závěry

Existuje několik způsobů, jak získat 380 voltů ze sítě 220 V. Nejúčinnějším způsobem je použití elektronického střídače:

• stabilní proudové parametry;
• bezpečný provoz;
• zajištění deklarovaného výstupního výkonu;
• kompaktnost instalace.

Všechny výše uvedené metody převodu 220 voltů na 380 fungují, takže mají právo na existenci. Musíte se však připravit na ztrátu energie a potíže s dosažením dalších parametrů proudu, včetně jeho frekvenčních charakteristik.