Инструменты и провода

Вот уже много лет электричество является неотъемлемой частью нашей жизни, а ведь чуть больше ста лет назад люди и помыслить не могли о такой роскоши и обходились примитивными свечами, горелками… Чтобы не быть пещерным человеком и запросто справляться с электрикой советуем вам как следует ознакомиться с этой главой и тогда любые неполадки будут для вас легким делом.

Прежде чем начинать ремонт электрических приборов или электрической проводки, вы должны обзавестись необходимым для этой цели инструментом. Для этой цели вам потребуется набор стандартных инструментов и несколько простейших самодельных приспособлений.

Для работы с проводами, крепежом, для установки выключателей, розеток, патронов ламп и других разнообразных электрических устройств, вам потребуются механические инструменты:

• комплект гаечных ключей, набор отверток и пинцетов, пассатижи с изолированными ручками — для сборки и разборки резьбовых соединений в корпусах приборов и в электрических контактах;
• метчики и плашки М2, М2,5, МЗ, М4, М5, Мб, комплект сверл по металлу от 1 до 10 мм, желательно через 0,2-0,3 мм, вороток для метчиков, плашкодержатель — для нарезания резьбы;
• монтажный нож, ножницы, боковые кусачки (бокорезы) с изолированными ручками, электрический паяльник — для зачистки изоляции и соединения проводов;
• ножовка по металлу, напильники, небольшие тиски — для резки, опиливания металла и пластмассы;
• монтажное зубило, шлямбур, молотки, сверла с твердосплавными режущими кромками — для пробивания в стенах канавок и гнезд под провода, выключатели, розетки;
• электродрель, сверла с алмазными или победитовыми режущими кромками, электроточило — для самых разнообразных работ, от подготовки отверстий в стенах для крепежа скрытой проводки до заточки инструмента.

• а — набор гаечных ключей;
• б — набор отверток;
• в — пинцет;
• г — пассатижи с изолированными ручками

• а — набор сверел;
• б — метчик;
• в — вороток для метчика;
• г — набор сверел

• а — паяльник;
• б — кусачки;
• в — ножницы;
• г — монтажный нож

• а — ножовка по металлу;
• б — напильники;
• в — небольшие тиски

• а — сверла с твердосплавными режущими кромками;
• б — электроточило;
• в — электроточило

Отличное состояние вашего инструмента гарантирует вам не только высокое качество ремонтных работ, но и вашу личную безопасность. Поэтому крепежный инструмент должен быть исправным, удобным в обращении, а режущий — острым и правильно заточенным. Из специальных приспособлений вам потребуются те, с помощью которых удобно определять параметры электрической цепи и наличие напряжения в цепи.

Для определения наличия напряжения в электрической сети, на токонесущих частях приборов и устройств, для нахождения фазного провода на контактах используются указатели и индикаторы напряжения промышленного производства. Чтобы привести индикатор в действие, нужно коснуться его контактной головки рукой. При этом через тело человека потечет ток, который при напряжении сети 220 В составит доли миллиампера. Такая сила тока, как вы уже знаете, не представляет для человека никакой опасности.

Принципиальная схема и внешний вид индикатора:

• 1 — электрод;
• 2 — изоляция;
• 3 — гнезда;
• 4 — корпус;
• 5 — штекер

Промышленность выпускает несколько типов индикаторов, наиболее распространенный из которых — индикатор-отвертка. Однако, с помощью такого индикатора вы не сможете отличить нейтральный провод от фазного, имеющего обрыв. Невозможно также определить к одной или разным фазам принадлежат проводники. Довольно просто сделать это при помощи простейшего приспособления для проверки состояния электрических цепей и установочных элементов, находящихся под напряжением — контрольной лампы. Для сети 220 В такой пробник можно изготовить из патрона с лампой накаливания малой мощности, подключенного к двум отрезкам изолированного провода.

Пробник с лампой накаливания

Для проверки целостности обесточенной цепи можно использовать омметрпробник, который легко изготовить,

соединив проводниками источник постоянного тока и низковольтную лампу накаливания. Пробник можно усовершенствовать, включив вместо лампы измерительный прибор. Тогда с его помощью можно будет приблизительно оценивать сопротивление того участка цепи, к концам которого вы подсоедините пробник.

Если вам необходимо измерить величину того или оного параметра цепи, это можно сделать с помощью специальных измерительных приборов. Наиболее рационально обзавестись ампер-вольтметром — универсальным прибором для измерения режимов при ремонте электробытовой аппаратуры. Если вы чувствуете себя достаточно подготовленным, чтобы производить не только мелкий ремонт, вам потребуется еще и мегомметр, который применяется для измерения сопротивления изоляции деталей относительно корпуса (земли).

Профессиональные электромонтажники часто используют, кроме того, указатель фаз (для определения порядка фаз трехфазной сети) и пробник для определения величины напряжения и полярности тока. Правда, использование этих приборов требует некоторых специальных знаний. Простой ремонт можно вполне производить и без них. Ремонт часто ставит перед домашним мастером задачи, на первый взгляд, совершенно неразрешимые. Например, обрыв цепи в скрытой проводке, — как его искать? Долбить подряд всю стену, проверяя провод на всем его протяжении? Кроме того, что это трудоемкая, это еще и весьма нерациональная работа. Можно, конечно, свести потери к минимуму, если знать, как именно проходит проводка в стене, и исследовать цепь по отдельным участкам. К сожалению, и этот путь не всегда оказывается эффективным, поскольку проводка часто производиться совсем не так, как подсказывает элементарная логика. Да и планировка помещения не всегда позволяет вычислить кратчайший путь прокладки скрытой электрической цепи. Можно ли избежать повторного ремонта?

Можно! Причем сделать это можно и не обладая слишком уже профессиональными знаниями. Для этого вам достаточно иметь довольно простое устройство, которое вы можете даже собрать своими руками или заказать у специалиста-профессионала. Принцип действия подобного устройства прост — оно регистрирует электрическое поле проводника, находящегося под напряжением. На рисунке приведена принципиальная схема такого прибора.

Принципиальная электрическая схема прибора для обнаружения места повреждения скрытой проводки

Ниже приводится описание прибора, которое пригодится тем, кто решит изготовить его своими руками. Прибор для обнаружения места повреждения скрытой электропроводки состоит из четырехкаскадного усилителя НЧ с коэффициентом усиления порядка 3000-5000 единиц, выпрямителя, ключевого каскада и генератора звуковой частоты 900-1600 Гц. Питание его осуществляется от двух последовательно соединенных батарей 3336Л, потребляемый ток 5-8 мА.

Напряжение частотой 50 Гц, наведенное проводником с током в антенне А, усиливается усилителем НЧ, собранным на транзисторах Т1-Т4, и выпрямляется диодом Д1. Затем выпрямленное это напряжение порядка 0,2-0,4 В поступает на базу транзистора Т5 ключевого каскада. Блокинг-генератор, собранный на транзисторе Т6, начинает в то же время генерировать колебания звуковой частоты. В головных телефонах, которыми нагружен генератор, они будут отчетливо слышны в виде звукового сигнала. Все детали этого прибора, кроме выключателя В1, батареи питания, гнезд Г1 и телефонов — можно разместить на гетинаксовой плате размером 120×72 мм. Плату прибора, батареи питания, гнезда и тумблер включения питания размещаются внутри металлического корпуса размерами 150x78x45 мм. Антенна А выполнен^ в виде листа медной фольги размером 130×65 мм и укрепляется в окне крышки корпуса на изолирующей гетинаксовой пластине.

Статический коэффициент усиления по току (Вст) транзисторов, установленных в приборе, должен находиться в пределах 35-50. Трансформатор Tpl изготавливается на сердечнике Ш 5 х 6. Его обмотка I должна содержать 1500 витков провода ПЭВ 0,1, обмотка П-600 витков такого же провода. Проверка работоспособности блокинг-генера-тора производится следующим образом. Коллектор и эмиттер транзистора Т5 временно замыкаются накоротко проволочной перемычкой. Если выводы обмотки I трансформатора Tpl подключены правильно, генератор начинает работать. Если этого не происходит,ч выводы нужно поменять местами. Для того чтобы наладить ключевой каскад, на базу транзистора Т5 подается отрицательное напряжение величиной 0,2-0,4 В, которое снимается с делителя, составленного из постоянных резисторов сопротивлением 5,1 кОм и 150 Ом, включенных в общую цепь питания. Напряжение питания блокинг-генератора НЧ при этом должно составить 7-8 В.

Налаживание усилителя низкой частоты производится очень просто и сводится к подбору сопротивления резистора R3, от которого зависят режимы работы транзисторов Т2-Т4. Чувствительность прибора можно значительно повысить, если в качестве резистора R2 использовать в схеме переменное сопротивление. Теперь можно приступать к определению трассы скрытой проводки или места ее повреждения.

Фазу электрической сети напряжением 220/380 В подключают к цепи, обрыв или трассу которой нужно определить. Головные телефоны подсоединяют к прибору, после чего включают питание. В течении некоторого времени после включения питания в головных телефонах должен быть слышен звуковой сигнал, соответствующий тону генератора. Это означает, что прибор работает нормально. Затем антенну А направляют в сторону предполагаемого места пролегания провода.

В зависимости от расстояния от проходящего в стене провода до антенны, тон генератора усиливается или ослабевает. Это позволит вам проследить трассу залегания провода в стене. Если в цепи существует обрыв, тон генератора исчезает на расстоянии 5-7 см от места обрыва.

Такой прибор, в том случае, если он достаточно точно отрегулирован, позволит вам зарегистрировать наличие напряжения 50 Гц на расстоянии 6—8 см от проводника. Следует помнить при этом, что металлический корпус прибора должен иметь постоянный контакт с вашими руками. С помощью такого прибора вы сможете определять не только трассу пролегания электропроводки и места ее обрыва, но и места короткого замыкания в скрытой проводке. Но для этого прибор необходимо слегка усовершенствовать. На вход прибора через разъем Г1 достаточно подключить электромагнитный датчик, позволяющий регистрировать магнитное поле проводников с переменным током.

Такой датчик представляет собой разомкнутый магнитопровод из Ш-образного трансформаторного железа с катушкой, в которой должно быть 3000-6000 витков провода ПЭВ-2 сечением 0,1—0,12 мм. Сердечник датчика Ш12 (можно использовать любой другой, например, Ш9, Ш10, Ш14 и т. д.), толщина набора 12-15 мм. Датчик необходимо укрепить на штативе и соединить с прибором гибким экранированным кабелем длиной примерно 1,5~2 м. Место, в котором произошло короткое замыкание, определяется следующим образом. Провода, место короткого замыкания которых необходимо определить, должны быть подключены к специальному понижающему трансформатору.

Подключение к специальному понижающему трансформатору

В тот момент, когда разомкнутая сторона магни-топровода окажется вблизи от места пролегания проводов головных телефонов появится звуковой сигнал. За местом короткого замыкания магнитное поле проводов отсутствует, и сигнал должен исчезнуть. Трансформатор Tpl наматывается на сердечнике Ш16 пакетом толщиной 32 мм. Обмотка I должна содержат 1560 витков провода ПЭВ-2 0,14 мм, обмотка II — 8 витков провода ПЭВ-2 0,8 мм.

Конденсатор С1 включается в цепь первичной обмотки для того, чтобы ограничить ток во вторичной цепи при поиске короткого замыкания на коротких участках (5~8 м). Существует еще одна схема прибора, позволяющего фиксировать наличие напряжения в сети бесконтактным способом, который вполне можно изготовить своими силами. Его также можно эффективно использовать для определения трассы скрытой проводки. Прибор основан на принципе реакции на электрическую составляющую электромагнитного поля. Главное его достоинство состоит в том, что его работа не зависит от того, есть ли электрический ток в проводке, трассу которой вам необходимо определить.

Источник питания такого сигнализатора напряжения — аккумулятор напряжением 9 В. Потребляемый ток в режиме индикации — 15 мА, при отсутствии сигнала — 5 мА. Размеры 100 х 50 х 30 мм, масса 250 г. Сигнализатор состоит из следующих узлов: антенны, электрометрического усилителя, блока дискриминатора и расширения импульсов, блока звуковой сигнализации и блока контроля исправности прибора.

Принципиальная схема бесконтактного сигнализатора напряжения

В электрометрическом усилителе использована интегральная микросхема МС2 — повторитель напряжения с полевым транзистором на входе.

Чувствительность усилителя зависит от сопротивления R6, в небольших пределах ее можно регулировать резистором R5. Блок дискриминатора и расширения импульсов включает в себя выпрямитель на диодах Д1 и Д2 и одновибратор на транзисторах Т1 и Т2, порог срабатывания которого задан диодом ДЗ. В блоке звуковой сигнализации использована схема мультивибратора на транзисторах ТЗ и Т4. В коллекторную цепь транзистора Т4 включен электромагнитный капсюль Гр1 типа ДЭМШ или ТМ-2А. Блок контроля исправности собран по схеме несимметричного мультивибратора на интегральной микросхеме МС1. Он формирует короткие импульсы с частотой следования, которую определят емкость конденсатора С1. Импульсы через конденсатор С2 поступают на антенну Ан1 с частотою один импульс в 5~6 секунд.

Прибор при этом срабатывает. Сигнализатор подает одиночный звуковой сигнал длительностью менее 0,1 с, свидетельствующий, что прибор исправен. При внесении сигнализатора напряжения в электрическое поле в антенне будет наведена электродвижущая сила (ЭДС), которая поступит на вход усилителя. Оттуда переменная составляющая тока через конденсатор СЗ будет подана на дискриминатор.

При уровне сигнала меньше заданного одновибратор не запустится.. Чем ближе антенна будет поднесена к токоведущим частям электроустановки, тем больший ток потечет в сигнализаторе. При достижении заданного уровня сигнала одновибратор запустится, и блок звуковой сигнализации начнет генерировать звуковой сигнал. Детали сигнализатора монтируются на печатной плате и вместе с аккумулятором размещаются в металлическом корпусе, торцевые стенки которого должны быть выполнены из изоляционного материала. Одна из них выполняет роль антенны, для чего ее изготавливают из фольгированного гетинакса; с части поверхности гетинакса фольга удаляется. Размеры антенны уточняются при настройке прибора. Конструкция камеры акустического резонатора и крепление к ней электромагнитного капсюля показаны на рисунке.

Конструкция камеры акустического резонатора с прикрепленным к ней кансулем Гр1

Кнопка включения прибора и гнезда разъема Ш1 для подключения зарядного устройства вмонтированы во вторую торцевую стенку. Налаживание сигнализатора напряжения производится довольно легко. Оно заключается в регулировке порога срабатывания по напряженности электрического поля. Сначала проверяется потребляемый ток при отсутствии звукового сигнала. Он должен быть не больше 5~6 мА. Затем коллектор и эмиттер транзистора Т2 замыкаются накоротко, что должно вызывать появление звукового сигнала. Если сигнал отсутствует, мультивибратор на микросхеме МС1. Последним проверяют сигнализатор, для чего его постепенно приближают на допустимое правилами техники безопасности расстояние к токонесущему проводу.

При этом прибор должен срабатывать и подавать звуковой сигнал. С помощью отрегулированного должным образом сигнализатора возможно регистрировать переменное напряжения 220/380 В на расстоянии 5-10 см. Металлический корпус сигнализатора опять-таки должен иметь контакт с рукой оператора. С помощью подбора сопротивления R5 можно отрегулировать чувствительность усилителя и настроить прибор на необходимое расстояние срабатывания. При недостаточной чувствительности это сопротивление уменьшают, при слишком большом — увеличивают.

В том случае, если место повреждения проводки вами уже установлено, можно попытаться заменить поврежденный провод целиком, не разрушая при этом стены. Если скрытая проводка была проложена в специальные канавки, отрезок провода с повреждением вытягивают, используя в то же время его же для того, чтобы протянуть внутри стены новый провод. Один конец поврежденного отрезка провода отсоединяется от распределительной коробки, другой конец отыскивается в первой после повреждения розетке или выключателе.

Не забудьте прикрепить к удаляемому куску провода новый исправный электрический провод, иначе ваши усилия по удалению провода будут сведены на нет. Если же вытащить провод целиком невозможно, можно попробовать ограничиться локальным точечным ремонтом проводки, если вы сумели точно определить место обрыва провода. В этом случае вы будете избавлены от необходимости продалбливать стену на всем протяжении трассы проводки.

Провода

Материалы, которыми выполняется электропроводка, существуют трех водов: провода, кабели и шнуры. Дадим краткие определения каждого из них. Провод представляет собой одну или несколько голых или изолированных жил, в быту называемых проволокой. Поверх них может иметься металлическая оболочка, обмотка или оплетка волокнистыми материалами или проволокой. Кабель состоит из нескольких изолированныx проводов, закрытых герметичной металлической или неметаллической оболочкой. Поверх нее могут быть еще один или несколько защитных покровов, в которые может входить броня. Шнур имеет многопроволочное строение, его жилы соединены между собой скруткой или общей неметаллической оплеткой. От провода он отличается особой гибкостью.

Чаще всего в электропроводке используются алюминиевые жилы, несмотря на то, что они проводят в 1,5 раза меньшую плотность тока чем медные. Кроме того, медные провода в 2-3 раза прочнее алюминиевых при растяжении, и, как уже отмечалось, не «текут» в контактных зажимах и устойчивее к коррозии. Однако, алюминиевые провода намного дешевле медных, этим, надо полагать, и объясняется их широкое применение в электропроводках.

О способах крепления проводов марок АППВ, АПВ, ППВ, АППВС уже говорилось, — их удобно на открытой поверхности крепить скобками, алебастровым раствором, в желобах панелей заливать цементным раствором, покрывать слоем штукатурки; провода марок АППВ, ППВ можно прибивать гвоздями.

Шнуры применяются для подключения к сети большинства бытовых электроприборов. Они чаще всего имеют поливинилхлоридную изоляцию и спрессованную неразборную вилку. Если такой шнур вышел из строя, для его замены можно рекомендовать шнуры марок ШВ-1 и ШВ-2, не имеющие защитной оболочки, и ШВВП, снабженный такой оболочкой.

Для подключения утюгов и плиток применяются специальные шнуры в резиновой изоляции, например ШРС и ШТР. Особый шнур используется для подвески легких светильников, это специальный грузонесущий шнур марки ШПС. Сечение провода выбирается исходя из максимального значения силы тока, нагревающего изоляцию, с учетом механических нагрузок на провод, в том числе в контактных зажимах оконечных устройств электропроводки. Рабочая температура проводов и шнуров в резиновой изоляции не должна быть выше 65°, в пластмассовой изоляции — 70°. При комнатной температуре в 25°, таким образом, допустимый перегрев изоляции не должен превышать 40-45°. При этих условиях рассчитаны допустимые значения тока в зависимости от сечение жилы для проводов и шнуров, которые приводятся в таблице.

Допустимые значения тока, А

Следует учесть, что при прокладке проводки из нескольких проводов в трубах значение допустимого тока в них должно быть уменьшено на 10-20%, так как они будут нагревать друг друга, и кроме того в канале скрытой проводки условия охлаждения в любом случае хуже. Сечение жилы S легко посчитать, зная ее диаметр d, для чего пользуются простой формулой:

S= 0,78d

Диаметр обычно измеряют штангенциркулем, дающим весьма незначительную ошибку, которой можно пренебречь (не более 0,1 мм). Но как измерить диаметр жилы провода, когда «штангеля» под руками нет? Для этого 10-20 витков очищенной от изоляции жилы наматывают на толстый гвоздь, отвертку или любой другой стержень и крепко сжимают витки провода. Полученную спираль измеряют обычной линейкой, затем делят ее длину на на число витков и получают искомый диаметр жилы.

Чтобы определить сечение многожильного провода, нужно замерить диаметр одной жилы, вычислить ее сечение и умножить его значение на число жил в проводе. Сечение жил при малых токах, особенно в винтовых контактных зажимах, определяется механической прочностью проводника. Оно не должно быть меньше 2 мм2 для алюминиевой жилы и 1 мм2 для медной жилы. Если открытая проводка внутри помещения выполнена на роликах, сечение алюминиевой жилы не должны быть меньше 2,5 мм2.

Итак, если вы хотите чувствовать себя в своем жилище уверенно и безопасно, советуем проверить, соответствует ли сечение проводов вашей электропроводки максимальной фактической нагрузке, а также току защитных предохранителей или автоматического выключателя. Наиболее часто нарушение контакта происходит в местах соединения проводов. Поэтому целесообразно перед началом работ познакомиться с методами, обеспечивающими надежное соединение.

Главная цель каждого соединения — надежный и долговечный контакт в электрической цепи. Следует учесть, что сопротивление соединения не должно превышать сопротивление эквивалентного участка целого проводника, а также обеспечивать механическую прочность, не меньшую чем у цельного проводника, что особенно важно для участков цепи, находящихся в условиях, не исключающих случайное растяжение. Соединения могут быть неразборные, — сваркой, пайкой, опрессовкой, и разборные — при помощи болтов, винтовых зажимов, штыревых выводов. Труднее всего соединять алюминиевые жилы. На их поверхности всегда присутствует твердая и тугоплавкая оксидная пленка, образующаяся при реакции алюминия с кислородом воздуха, которая является очень плохим проводником. В результате такое соединение будет заметно нагреваться.

Перед соединением проводов ее необходимо удалить, что делается методом зачистки, но она мгновенно образуется вновь и при пайке препятствует сцеплению с припоем, а при сварке образует в расплаве нежелательные включения. Плавится она при температуре не менее 2000 °С, что в три раза больше, чем температура плавления самого алюминия.

Еще один недостаток алюминиевого провода — низкий предел текучести, который проявляется чаще всего при винтовых зажимах — алюминий просто «вытекает», выдавливается из-под зажима, ослабляя контакт. При эксплуатации места соединений и ответвлений проводов не должны подвергаться растяжению и должны быть размещены таким образом, чтобы их легко можно было осмотреть и при необходимости отремонтировать, то есть восстановить нарушенный контакт. Соединения должны быть надежно изолированы и размещены в соответствующих коробках с закрывающейся крышкой. В соединительных и ответвительных коробках проводники могут стягиваться винтовым соединением, для чего в основании коробок запрессовываются либо гайки, либо винты. Метод соединения проводов с помощью контактных зажимов широко применяется в силу своей простоты и удобства.

Винтовые зажимы используются для присоединения проводов к розеткам, выключателям, к токонесущим элементам электроприборов, для соединения и ответвления проводов в электрической проводке. Контактные зажимы могут быть винтовые и пружинные. При использовании однопроволочных алюминиевых и многопроволочных медных жил винтовые зажимы снабжаются фасонной шайбой или шайбой-звездочкой, препятствующей выдавливанию жилы из-под крепления, а алюминиевые жилы, кроме того, — еще и разрезной пружинной шайбой, обеспечивающей постоянное давление на жилу.

Все детали, использующиеся для соединения с алюминиевыми проводами, должны иметь антикоррозийное гальваническое покрытие. То же требование применяется и для стальных деталей. Перед соединением провод зачищают, то есть с его конца срезают изоляцию на участке, соответствующем трем диаметрам винта, с помощью которого будет произведено соединение, плюс 2-3 мм. Затем провод подготавливают к работе, делая из отдельных проволочек многопроволочной жилы плотный жгутик, чтобы они не расходились. Для обеспечения надежности контакта жилы зачищают мелкой наждачной бумагой, смазанной вазелином. С помощью круглогубцев или пассатижей скрученный в жгут и зачищенный конец жилы изгибают в кольцо, имеющее диаметр отверстия, равный диаметру винта зажима. Кольцо изгибают по часовой стрелке, что предохранит его от раскручивания при затяжке винта. Затяжка гайки или зажимного винта должна производиться до полного сжатия пружинной шайбы. После этого соединение еще дожимают примерно на половину оборота. В последние время широко распространились винтовые соединения зажимновтычного типа, когда делать кольцо на конце провода нет необходимости, — прямой конец жилы вводится в зажим и прижимается винтом.