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 становится вилка.

История развития

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

До Николы Тесла, в 1886 году, домашние бытовые приборы работали от электростанций, выдающих постоянный ток. Отличие 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 уже хватало для промышленных применений. Это положило начало активному использованию электричества. В первое время поставщики делали большую скидку на мощность, потребляемую осветительными приборами. Что придумали хитрые потребители:

У бытовых приборов присутствовали лишь два провода питания, без вилки. Не было разницы, куда подключать оборудование. В результате, гоняясь за скидкой, люди начали присоединять выводы к патрону лампочек (предварительно выкручивая). И воровали электроэнергию.

Ситуация быстро стала известна поставщикам. Отменить все и потерять прибыль не пришло даже в голову. Вместо этого в 1883 году некто с запоминающейся фамилией Смит (в переводе – кузнец) изобрёл двухштырьковую штепсельную розетку. К 1885 году изобретение вошло в обиход, приборы стали снабжать шнуром и вилкой. Никто уже не хотел отказываться от сравнительно безопасного освещения, когда Эдисон запатентовал первую лампу накаливания.

На новинку перевели общественные места, посетители отметили, что дышать стало легче после газовых рожков, в зале стало прохладнее. Поставщики сначала дали привыкнуть к диковинке, а когда преимущества электрического освещения стали очевидны – затянули гайки и стали снимать прибыль. Одновременно в конце 80-х появляется уже первая стиральная машина, пытаются автоматизировать и мойку посуды. Электричество становится основным способом повышения производительности труда.

Использование розетки

Штепсельные розетки в XX веке

Пока Эдисон и Тесла борются за идеи, общественность жаждет развлечений. К началу XX века сливки и чернь уже не мнят себя без электроэнергии, на спрос находится предложение. General Electric считает штепсельные разъёмы неотъемлемой частью собственной продукции. Все 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. Какой-то шутник вспомнил, как тремя десятилетиями ранее воровали электричество и решил сделать 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, позволяющий одновременно вкручивать лампочку и присоединять рядом бытовые приборы. Второй вариант изобретения предлагает тройник с аналогичным интерфейсом. Вместо лампочки возможно уже включить три прибора. Розетки разветвителя двухштырьковые, наподобие тех, что использовались в СССР. Штыри напоминают джэки из аудиозаписи.
5. Появилось гнездо Чепмена. Отличительной особенностью стали контакты в виде боковых лепестков, напоминающих заземление евророзетки. Разумеется, туда заводился нулевой провод и фаза. И хотя токонесущие части были прикрыты пластмассой, безопасностью изделия не отличались.
6. Патент US774251 A (1904 год) похож на US 774,250, но реализация идеи подключения электроприбора к патрону лампы иная. Внутрь вкручивается розетка в форме цилиндра. Форма обоих контактов плоская. Сегодня модели в быту не встречаются. Присутствуют модификации и тройников, как в патенте US776326 A, с плоскими контактами.
7. Хаббел взял и повернул контакты на 90 градусов, чтобы плоскости стали параллельными. К 1915 году эта форма считалась самой распространённой. Позднее 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). 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 меры 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 предком. Любопытно, что фазы подавались в довоенной Германии на два контакта, вольтаж составлял по 110 В относительно земли на каждом. Линейное напряжение – 220 В. В результате автоматы в сети должны предусматривались двухполюсными, как минимум. Порой ссылаются на «евросистему», как заявленную в 1926 году, но утверждение неверно. Исконное название современного стандарта – Шуко (зарегистрированная торговая марка, от нем. – защитный контакт).
11. Американский вариант 3-х-контактной розетки изобретён Филипом Лабре. Из отличий – 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 с заземлением происшествие оказалось бы незначительным.

Контакт защиты

Особенности современных штепсельных разъёмов

Люди не понимают, зачем на евровилке имеется отверстие с проглядывающими там металлическими контактами. Ходят слухи, что это предохранитель. В действительности это защитный контакт по версии евророзетки Франции. Используется в:

• Бельгии.
• Чехии.
• Словакии.
• Польше.
• Ряде стран Африки.

Защитный контакт длиннее прочих, в результате заземление замыкается первым, устраняя возможность несчастных случаев и аварий. Сегодня на планете известно 20 типов штепсельных разъёмов. По большей части это дань традиции. Хотя порой 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, предполагающих в доме систему TN-S.

Отрицательные стороны TN-S

Когда нулевые проводники нейтрали и заземления штепсельной розетки разделены по длине, налагаются особые требования на защиту аппаратуры. К примеру, в трёхфазных цепях запрещается корпус заземлять без зануления. Иначе при несчастном случае весь рабочий ток пойдёт через человека. Нейтраль отберёт львиную долю нагрузки, потому что земля задействуется лишь при перекосе фаз. Для TN-S недопустимо включать приборы трёхфазного тока в обычном порядке. А 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. В указанном случае для трёхфазной сети большой ток не пойдёт на человека, по неосторожности взявшегося за оголённую токонесущую часть установки – потенциал земли выше отрицательного полюса одной из фаз. С внедрением системы TN-C-S становится возможным использовать в одном здании однофазные и трёхфазные приборы по обычным схемам.

На Западе большое внимание уделяется защите от помех. К примеру, сетевой фильтр персонального компьютера предохраняет системный блок от ложного включения «по тревоге». Отдельные материнские платы настраиваются так, что при помехе, полученной от цепи питания, автоматически включаются. Допустим, ночью, когда все спят. Это негативный эффект, в РФ, судя по сообщениям на форуме, оказия случается постоянно от незнания упомянутой особенности аппаратуры.

Преимущества системы TN-S

Отличие западной техники – она создана для совместимости со здоровым образом жизни. Упомянем два аспекта.

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. И нагрузка в линии меньше. Следовательно, защита оказывается качественной, плюс 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 указанные позитивные эффекты.

Во-вторых, фильтрация помех. Импортная техника собрана так, что нейтраль и земля в приборе считаются принципиально разными ветками. Фильтры симметричны. Из нулевого рабочего провода помеха уходит на землю через штепсельную розетку, как и из фазного. Объяснение:

1. Первая 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 отчётливо соблюдается в Европе.

Установка розетки

Монтаж штепсельных розеток

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