Трёхфазные розетки

Трёхфазные розетки – это приёмная часть штепсельного разъёма, предназначены для трёхфазных промышленных сетей. В быту практически не применяются. Периодически жилье класса Элит и пр. оборудуется тремя фазами. Как правило, такие розетки показывают защиту от неправильного подключения.

Исторический экскурс

Конструкция с позиций истории

Независимые источники сообщают, что конструкция трёхфазных розеток мало изменилась с конца XIX века. В 1904 году на Мировой ярмарке в Сент-Луисе очевидной стала потребность в унификации всевозможных конструкций. Электрический ток считался сравнительно новым явлением, обилие частот, вольтажей, технических решений потрясало воображение. Несовместимость систем блокировала доступность иностранных рынков для местных производителей. Выставка в Павильоне Электричества продемонстрировала обилие классов напряжений и наличие множества фаз:

1. Эдисон продвигал постоянный ток по одному, двум и более проводам.
2. Никола Тесла ввёл в обиход две фазы 110 В частотой 60 Гц.
3. Доливо-Добровольский изобрёл трёхфазные системы, господствующие поныне.

26 июня 1906 года образовалась IEC – Международная электротехническая комиссия. Все началось с Парижского Международного Электрического конгресса 1900 года, где принимали участие многие страны. Меж прочих – США и Великобритания. IEC занималась стандартизацией, включая единицы измерения. Указанная организация стояла у истоков и занималась внедрением СИ. Она закрепила на законодательном уровне единицы для измерения:

• Гаусс.
• Герц.
• Вебер.

Основы СИ заложил Джиованни Гиорги, в 1901 году доложивший научному сообществу о необходимости расширения МКС (метр-килограмм-секунда) четвертой величиной, служившей базисом для расширения системы на явления электромагнетизма. Военная обстановка первой половины XX века сильно затянула решение, лишь в 1946 году официально введён в качестве недостающей единицы ампер. СИ принята в 1960 году.

Войны затянули и разработку стандартов по штепсельным разъёмам. К примеру, бытовые варианты устройств обнародованы лишь ближе к 20-му году. В начале 30-х члены IEC взяли на вооружение опыт голландской организации IFK. Они увидели, что стандартизация штепсельных разъёмов приносит дополнительные выгоды в международном сотрудничестве. Назначили широкомасштабные испытания, с участием электриков из 12 стран.

Встреча в Париже (январь 1933 года) привела к итогам, что члены IEC решили наладить деловые связи с IFK для обмена опытом. Уже в новом году совместными усилиями оказался создан Технический Комитет (TC 23). В задачи организации вошла стандартизация разъёмов и электрических соединений различного назначения. Несложно догадаться, что приход Гитлера к власти обеспокоил Европу, стало не до розеток.

В итоге встреча состоялась. Июньская жара 1938 года пришла в Торки (Великобритания) вместе с делегатами IEC. Затем аналогичные мероприятия прошли в Париже годом позднее. До завоевания Франции оставались считаные месяцы. Окончательно решилось, что члены TC 23 немедленно займутся розетками и вилками. Гитлер оставался при собственном мнении. 22 июня 1940 года Франция капитулировала, режиму Виши уже не были нужны розетки и вилки.

Первые послевоенные годы ушли на восстановление странами повреждённой экономики. И тогда TC 23 занялся бытовыми розетками и вилками. Не нужно путать подразделение с аналогичным, существующим в рамках организации ISO. Там занимаются тракторами для сельского хозяйства и лесоповалов. Рассматриваемый TC 23 нацелен на разработку электрических интерфейсов и кабелей (см. скрин). К примеру, промышленными разъёмами занимается отдел TC 23H, а бытовыми – TC 23B.

Послевоенные годы

В октябре 1947 года представители IEC облюбовали для сбора город Люцерн в Швейцарии. У руля стали ребята из CEE (1946 год), а TC 23 оставался на подхвате (в 1985 году произошло слияние организаций). С прискорбием сообщаем, что точных дат выяснить не удалось. Ясно лишь, что современная версия стандарта IEC 60309 ведёт родословную от 1979 года. Прежде существовали иные документы, предположительно CEE 17 и IEC 309, о которых не удаётся найти иных сведений, помимо факта существования. В 1968 году опубликован британский стандарт BS4343, опиравшийся на упомянутые.

Известно, что первоначально меньше всего члены комиссий думали о безопасности. На первом плане стояла электрическая совместимость оборудования. Преимущество британского стандарта BS4343 обеспечивалось учётом отдельных мер безопасности. Очевидные достоинства документа, продемонстрированные CENELEC, и привели к пересмотру IEC документов, принятых ранее. Так на свет появились две части современного стандарта на промышленные штепсельные разъёмы:

1. IEC 60309-1.
2. IEC 60390-2.

Оба перекочевали и в британское законодательство в виде BS EN60309-21BS4343, но гораздо позднее, в 1992 году. Сегодня английская техника совместима с продукцией Европы. Публикация CEE 17 нормирует промышленные разновидности штепсельных соединений с напряжением до 750 В и током до 200 А.

На территории Северной Америки и сегодня встречается немыслимое количество разновидностей трёхфазных розеток, приходится даже выпускать специальные руководства для их распознавания. В рамках стандартов NEMA существует 150 подтипов разъёмных соединителей переменного тока.

Стандарт IEC 60309

Сегодня стандарт на трёхфазные розетки для промышленности включает требования к устройствам с питанием ниже 750 В, током до 200 А и частотой до 500 Гц. С рабочей температурой от минус 25 до 40 градусов Цельсия. Как правило, корпус выполняется со степенью защиты IP44 или влагостойким по IP67. Коннекторы имеют цветовой код, позволяющий судить о назначении:

1. Жёлтый – для частот 50 и 60 Гц напряжения 100-130 В.
2. Фиолетовый – аналогично, напряжение 20-25 В.
3. Белый – аналогично, напряжение 40-50 В.
4. Синий – для прежних частот, на напряжение 200 – 250 В.
5. Оранжевый – 125 либо 250 В.
6. Красный – для тех же частот, на напряжение 380 – 480 В.
7. Чёрный – прежние показатели частот, на напряжение 500 – 690 В.
8. Серый – 277 В, 2 полюса.
9. Зелёный – повышенной частоты, свыше 50 В.

Уже по цвету часто судят о назначении и избегают характерных ошибок. Дополнительная информация проистекает из положения (по часовой стрелке) заземляющего контакта. Градус отсчитывается от стороны, противолежащей полукруглому выступу по внешнему периметру вилки. Заземляющий контакт самый толстый, по этому признаку и находится. Линий, как правило, 4 либо 5. Исследователи приводят данные, исходя из истории развития трёхфазных розеток:

1. Трёхфазные с изолированной нейтралью на три пина. Сегодня не применяются, морально устарели.
2. Трёхфазные с изолированной нейтралью и контактом заземления на 4 пина. Встречаются в промышленности, нормируются стандартом IEC 60309.
3. Трёхфазные с глухозаземлённой нейтралью без защитного заземления на 4 пина. Морально устарели, не применяются.
4. Трёхфазные с глухозаземлённой нейтралью и заземлением на 5 пинов. Описываются преимущественно стандартом IEC 60309, массово применяются.

Розетки IEC 60309

Розетки IEC 60309 выпускаются на стандартные номиналы токов – 16, 32, 63 и 125 А. Для обеспечения защиты от неправильного подключения используются не только ключевые положения более толстого заземляющего вывода, но варьируются размеры розеток и вилок (диаметры разъёма, пинов и пр.). Невозможно физически подключить оборудование к другой частоте либо на иной вольтаж. На скрине представлены разновидности трёхфазных розеток IEC и одной двухфазной, которую трудно перепутать. Так обеспечивается защита сетей и оборудования.

Похожие вилки с разными фазами

У трёхфазных розеток, показанных на скрине, заземляющий контакт находится в районе 6 часов, в самом низу. Для верности помечен черным, а визуально – толще прочих. Два типа разъёмов описаны выше, а двухфазный применяется для подключения электрической плиты соответствующего типа. Среди бытовой техники подобное оборудование встречается редко. IEC 60309 описывает розетки на две фазы из четырёх контактов, где нейтраль более короткая и тонкая, смещена на другой угол. Допустимо перепутать по внешнему виду, подключить неправильно все равно не выйдет, плюс цвет разный.

Наглядные примеры вилок

Расположение ключей на розетках IEC 60309

Сводный список позволит быстро определить назначение той или иной двухфазной или трёхфазной розетки (часы отсчитываются по фронтальному виду):

1. Жёлтый. Заземляющий пин на 4 ч. Напряжение 100 – 130 В.
2. Оранжевый. Заземляющий пин на 12 ч (вверху). Напряжение 120 – 240 В.
3. Голубой. Заземляющий пин на 6 ч (внизу). Напряжение 200 – 250 В.
4. Голубой. Заземляющий пин на 9 ч. Напряжение 120 – 250 В.
5. Фиолетовый – постоянный ток.
6. Белый – постоянный ток.
7. Серый. Заземляющий пин на 5 часов. Напряжение 227 В, частота 60 Гц.
8. Красный. Заземляющий пин на 3 ч. Напряжение 380 В, 50 Гц.
9. Красный. Заземляющий пин на 6 ч. Напряжение 380 – 480 В.
10. Красный. Заземляющий пин на 11 ч. Напряжение 380 – 480 В, 60 Гц.
11. Красный. Заземляющий пин на 9 ч. Напряжение 380 – 415 В.
12. Красный. Заземляющий пин на 3 ч. Напряжение 440 В, 60 Гц.
13. Чёрный. Заземляющий пин на 7 ч. Напряжение 480 – 500 В.
14. Чёрный. Заземляющий пин на 5 часов. Напряжение 500 – 690 В.
15. Зелёный. Заземляющий пин на 10 ч. Частота 100 – 300 Гц.
16. Зелёный. Заземляющий пин на 2 ч. Частота 300 – 500 Гц.
17. Серый. Заземляющий пин на 12 ч. Для питания через разделительный трансформатор.
18. Серый. Заземляющий пин на 1 ч. Как правило, используется для случаев, которые не попадают в указанные ранее.

Согласно этому списку голубой разъем на 2 фазы, представленный на рисунке, предназначен для работы в цепях 200 – 250 В (стандартное сетевое напряжение). Помимо описанных существуют трёхфазные розетки на 6 пинов для коммутации при старте по схеме звезды (что уменьшает пусковой ток). Иногда в разъем вводится центральный пилотный контакт, короче прочих. Он первым выходит из розетки при выключении и последним заходит при включении. Пилотный контакт позволяет контролировать источник питания, избавляя от возникновения электрической дуги в цепях 63 и 125 А. Заблаговременно выключая и с небольшим запозданием включая подачу энергии, такой штепсельный разъем обеспечивают наилучшую безопасность.

Трёхфазные вилки

На скрине представлена сводная информация обо всех существующих ныне трёхфазных розетках. Ненужные варианты из стандарта отсутствуют либо зачёркнуты. Системы с глухозаземлённой нейтралью помечаются маркировкой «фазное/линейное напряжение». Значения их отличаются в корень из трёх раз. В прочих случаях через дробь указаны линейные напряжения для систем с изолированной нейтралью. Тогда значения цифр отличаются на другой коэффициент. Этот признак поможет читателям понять, где и какая система используется.

Не нужно забывать, что на розетках изображение контактов зеркально отражено. Если приглядеться, видно, что путаница возможна только для зелёных разъёмов высокочастотного напряжения. В обоих случаях используется 4 провода, а заземляющие контакты зеркально отражены. Однако если с распознаванием возможна ошибка, неправильное подключение все-таки исключено, чего добивались разработчики стандарта.

Изображение пилотного контакта

Помимо розеток IEC известны и прочие, но они постепенно вытесняются. Следовательно, роли существенной уже не играют.