Штепсельная розетка

Штепсельная розетка – это одна из двух частей штепсельного соединителя, устанавливаемая на стену со стационарной проводкой, либо конструктивно входящая в состав оборудования. Второй частью соединителя является вилка.

История развития

С изобретением ламп накаливания началась электризация зданий. Постоянный ток использовался во всех сферах жизни, хотя уже были и генераторы. Первый магнето был запатентован в 1842 году Стефеном Вулричем (UK 9431). Генератор переменного тока предполагалось использовать для целей гальванизации (покрытия изделий тонким слоем металла). На западе альтернаторы широко известны и применялись со второй половины XIX века в самых разных целях. Но двигатели работали только на постоянном токе.

И до Николы Тесла, а это примерно 1886 год, домашние бытовые приборы работали от электростанций. Но ток те давали постоянный. Отличие именно альтернаторов в специальной механической приставке, выпрямлявшей переменный ток. Первую ГЭС (Крэгсайд, Англия) воздвигли в 1868 году. Она приводила в движение ротор динамо-машин постоянного тока. Использовать электричество предполагалось для:

  • освещения;
  • обогрева;
  • горячей воды;
  • лифтов;
  • бытовых приборов.

Несколькими годами позже бельгиец Зенобе Грамме создал генератор, энергии которого было уже достаточно для промышленных применений. Это положило начало активному использованию электричества. В первое время поставщики делали большую скидку на мощность, потребляемую осветительными приборами. И вот чем занялись хитрые потребители:

У бытовых приборов не было вилки, как таковой, а только два провода питания. Так что не было разницы, куда подключать оборудование. В результате, гоняясь за скидкой, многие начали присоединять выводы к патрону лампочек (предварительно их выкручивая). И, таким образом, воровали электроэнергию.

Понятно, что ситуация быстро стала известна поставщикам. Отменить все и потерять прибыль никому не пришло даже в голову. Вместо этого примерно в 1883 году некто с запоминающейся фамилией Смит (кузнец) изобрёл двухштырьковую штепсельную розетку. К 1885 году изобретение вошло в обиход, и приборы стали снабжать шнуром и вилкой. Понятно, что можно было все-таки оборвать провод и делать по-прежнему, но, как мы полагаем, тем временем поставщики окончательно сладили с ситуацией и халяву убрали окончательно. Но уже никто не хотел отказываться от сравнительно безопасного освещения, поскольку Эдисон запатентовал свою первую лампу накаливания.

На новинку сразу перевели многие общественные места, и посетители тут же отметили, что дышать стало легче после газовых рожков, а в зале стало явно прохладнее. Таким образом, поставщики сначала дали привыкнуть к диковинке, а когда преимущества электрического освещения стали очевидны – затянули гайки и стали снимать сливки (читай, прибыль). Одновременно в конце 80-х появляется уже первая стиральная машина, пытаются автоматизировать и мойку посуду. Электричество становится основным способом повышения производительности труда.

Использование розетки

Использование розетки

Штепсельные розетки в XX веке

Пока Эдисон и Тесла борются за свои идеи, общественность жаждет развлечений. К началу XX века сливки и чернь уже не мнят себя без электроэнергии, и на спрос находится предложение. General Electric считает штепсельные разъёмы неотъемлемой частью своей продукции. Все новые и новые конструкции выходят на рынок:

  1. 1895 год. Патент GB189516898 описывает коаксиальный разъем для линий питания.
  2. 26 февраля 1903 года Харви Хаббел берет патент на двухштырьковый штепсельный разъем. Описывает розетки, устанавливаемые на стену. Они отличались от европейских наличием фиксаторов на концах стержневых контактов. Наподобие jack (джэков), используемых в аудиозаписи.
  3. По иронии судьбы, в 1904 году выходит патент (US 774,250) на штекер в виде цоколя лампы Эдисона (он и сегодня многим бы пригодился). Какой-то шутник вспомнил о том, как тремя десятилетиями ранее воровали электричество и решил сделать нечто подобное официальными методами. Благо, щадящие тарифы на иллюминацию уже отменили.
  4. Патент US776326 A (1904 год) забивает за автором право на разветвитель с основанием в виде цоколя лампы Эдисона, который позволяет одновременно вкручивать и лампочку, и присоединять рядом бытовые приборы. Второй вариант того же изобретения предлагает тройник с тем же интерфейсом. То есть, вместо лампочки можно уже включить три прибора. Розетки разветвителя двухштырьковые, наподобие тех, что использовались в СССР. Штыри все ещё напоминают джэки из аудиозаписи.
  5. В тот же период появилось гнездо Чепмена. Отличительной его особенностью стали контакты в виде боковых лепестков, напоминающих заземление евророзетки. Разумеется, туда были заведены не только нулевой провод, но и фаза. И хотя токонесущие части были прикрыты пластмассой, особой безопасностью эти изделия не отличались.
  6. Патент US774251 A (1904 год) очень похож на US 774,250, но реализация идеи подключения электроприбора к патрону лампы несколько иная. Внутрь вкручивается розетка в форме цилиндра. Форма обоих контактов плоская. На сегодняшний день такие модели в быту не встречаются. Имеются модификации и тройников, как в патенте US776326 A, но тоже с плоскими контактами.
  7. Хаббел взял и повернул контакты на 90 градусов, чтобы их плоскости стали параллельными. К 1915 году эта форма была в мире самой распространённой. Несмотря на то, что позже восторжествует современный европейский форм-фактор 1903 года.
  8. Трёхконтактные американские розетки с заземлением появились в 1911 году. Каталоги описывают изделия с подобными вилками и потреблением в 2,5 и 5 ампера. Конфигурация изделий практически идентична BS 546 (устаревающий Британский стандарт штепсельных разъёмов бытовой техники). Широко распространён в странах третьего мира, Индии, Южной Америке.
  9. 18 апреля 1916 года Джордж Кнапп из компании Харви Хаббела получает патент на вилку, где заземляющий контакт немного длиннее двух других. Это позволяет автоматам защиты гарантированно отключить поломанную технику, а человека уберечь от случайного электрического шока. Сегодня большая часть штепсельных соединений используют эту или иную меру защиты от аварий.
  10. Привычная евророзетка с защитными лепестками изобретена в 1930 году германским инженером Альбертом Баттнером из Лауфа, баварским производителем электрики. Семейная компания ABL Sursum и сегодня гордится своим предком. Любопытно, что фазы подавались в довоенной Германии на два контакта, и вольтаж составлял по 110 В относительно земли на каждом. Линейное же напряжение – 220 В. В результате этого автоматы в сети должны были быть двухполюсными, как минимум. Многие ссылаются на «евросистему», как заявленную в 1926 году, но это неверно. Исконное название современного стандарта – Шуко (зарегистрированная торговая марка, от нем. – защитный контакт).
  11. Американский вариант 3-х-контактной розетки изобретён Филипом Лабре. Он отличается тем, что контакты фазы и нейтрали параллельны друг другу, а заземляющий контакт полукруглый и расположен ниже. История гласит, что домохозяйка Лабре включала вентилятор в розетку, когда кот неожиданно решил вернуться домой через окно. Он опрокинул прибор на женщину, и та, дотронувшись до токонесущей части, получила электрический шок. Инженер быстро определил, что если бы было должным образом сделано заземление, то ничего этого не случилось бы.
Контакт защиты

Контакт защиты

Особенности современных штепсельных разъёмов

Многие не понимают, зачем на евровилке имеется некое отверстие с проглядывающими там металлическими контактами. Ходят слухи, что это предохранитель. На самом деле это защитный контакт по версии евророзетки Франции. Он также используется в:

  • Бельгии.
  • Чехии.
  • Словакии.
  • Польше.
  • Некоторых странах Африки.
Читайте также:  Светодиодная лампа

Защитный контакт служит тем же самым целям, что и в Германии. Он длиннее прочих, и в результате заземление замыкается первым, устраняя саму возможность каких-то несчастных случаев и аварий. Сегодня на планете существует порядка 20 типов штепсельных разъёмов. По большей части они существуют, как дань традиции. Хотя в некоторых местах ставятся из стратегических соображений.

Назначение лепестков заземления

Боковые лепестки нужны не столько для заземления, сколько для правильной работы входных фильтров аппаратуры и дифференциальных автоматов защиты. То и другое предполагает, что в доме присутствует система TN-S.

Отрицательные стороны TN-S

Когда нулевые проводники нейтрали и заземления штепсельной розетки разделены по всей длине, налагаются и особые требования на защиту аппаратуры. В частности, во многих трёхфазных цепях запрещается корпус заземлять без его зануления. По той простой причине, что при несчастном случае весь рабочий ток пойдёт через человека. Нейтраль же отберёт львиную долю нагрузки, потому что земля задействуется лишь при перекосе фаз. А для TN-S недопустимо включать приборы трёхфазного тока в обычном порядке. Тогда как корпусы бытовых приборов напрямую заземлены.

По указанным причинам в СССР использовалась система TN-C-S. Где рабочий и нулевой защитные проводники штепсельной розетки на входе в здание объединены. Поэтому в данном случае для трёхфазной сети большой ток не пойдёт на человека, по неосторожности взявшегося за оголённую токонесущую часть установки. Потому что потенциал земли выше отрицательного полюса одной из фаз. А в СССР все делали так, чтобы и рыбку съесть, и косточкой не подавиться. С внедрением же системы TN-C-S становится возможным использовать в одном здании однофазные и трёхфазные приборы по обычным схемам.

Что касается запада, то здесь большое внимание уделяется защите от помех. Так например, сетевой фильтр персонального компьютера предохраняет системный блок от ложного включения «по тревоге». Некоторые материнские платы настраиваются так, что при помехе, полученной от цепи питания, автоматически включаются. Например, ночью, когда все спят. Понятно, что это негативный эффект, и в нашей стране, судя по сообщениям на форуме, оказия случается сплошь и рядом от незнания данной особенности аппаратуры.

Читайте также:  Кабельный наконечник

Преимущества системы TN-S

Отличие западной техники в том, что она создана для совместимости со здоровым образом жизни, о котором меньше всего думают в России. Есть два аспекта, о которых идёт речь.

Во-первых, заземление корпуса через штепсельную розетку. Сопротивление нулевого защитного провода не превышает 10 Ом в цепи 220 В. Это заведомо меньше, нежели путь до подстанции, где заземлена нейтраль трансформатора. Да и нагрузка в этой линии меньше. Следовательно, защита будет более качественной, как и фильтрация помех, и экранирование. Достаточно занулить корпус микроволновой печи через штепсельную розетку, чтобы он перестал представлять опасность с точки зрения излучения в диапазоне СВЧ и 50 Гц. А заземление усиливает эти позитивные эффекты.

Во-вторых, фильтрация помех. Импортная техника собрана так, что нейтраль и земля в ней считаются принципиально разными ветками. Фильтры строго симметричны. Из нулевого рабочего провода помеха должна уходить на землю через штепсельную розетку, как и из фазного. Вот как это можно объяснить:

  1. Одна часть фильтра защищает прибор от входящих возмущений напряжения и тока. Принцип: не дай себя в обиду.
  2. Вторая часть защищает сеть от наводимых прибором помех. Принцип: не навреди.

Это соблюдается особенно строго в Европе.

Установка розетки

Установка розетки

Монтаж штепсельных розеток

Штепсельные розетки ставятся обязательно в подрозетник за исключением накладных моделей. Обычное место установки – от 0,8 до 1 метра над полом. В детсадах, яслях и младших классах средней школы допускается ставить выше. Чтобы не достали малыши. Накладные розетки ставятся на несгораемое основание толщиной не менее 10 мм при установки на деревянные и прочие, аналогичного толка, стены. По бетону допускается монтаж без предисловий. Питание подводится обычно кабель-каналом, чтобы не штробить стену.