Способ подключения электрических приборов к сети питания с помощью вилки и розетки существует очень давно и работает надежно. В большинстве случаев такие соединения исправно служат десятилетиями, не требуя особого ремонта и ухода.

Однако, каждый хозяин квартиры может привести факты из своей жизни, когда происходили неисправности в этих простых на вид устройствах. Но, часто причины их возникновения не анализировались и…повторялись, как ни странно.

Как работает электрическая розетка

Очень простому на первый взгляд вопросу многие люди, даже с образованием электриков, не уделяют достаточного внимания.

Неисправности розеток по видам разрушения возникают за счет:

• механических поломок;

• превышения электрических нагрузок.

В первом случае за счет приложения излишней силы срывают резьбу соединительных деталей или разбивают изолирующие корпуса и крышки. Недостаточное же усилие крепления деталей приводит к последующему вырыванию розетки под напряжением из соединительной коробки или обгоранию либо отсоединению проводов.

Электрические неисправности обычно создаются постепенно, а проявляются быстро и серьезно.

Основное назначение вилки и розетки — надежная передача номинального тока нагрузки на подключенный электроприбор. Это определяет не простое механическое наложение одной токоведущей части на другую, а создание плотного ужима, исключающего потери напряжения в контактном соединении за счет создания минимального электрического сопротивления во всех местах подключения.

Закон Джоуля-Ленца, объясняющий процесс выделения тепловой энергии Q внутри проводника во время протекания через него электрического тока, позволяет проанализировать работу контактного соединения между вилкой и розеткой.

Q=I ² ∙R∙t.

Приведенная формула показывает, что для уменьшения нагрева контактов необходимо ограничивать одну из составляющих:

• протекающий ток нагрузки I;

• электрическое сопротивление контактов R;

• время работы t.

Допустим, для уборки комнаты нам надо включить пылесос на 10 минут. Быстрее выполнить эту работу просто не получится. В то же время затягивать уборку не имеет смысла из-за лишнего энергопотребления. Получается, что оперировать временем протекания тока через контакты возможно, но не всегда получается.

Ограничивать ток нагрузки тоже не всегда удается. Мощность пылесоса, например, 1000 ватт в процессе уборки практически не меняется.

Остается рассмотреть влияние электрического сопротивления на нагрев. А здесь, как правило, все пущено на самотек или опыт приглашенного для монтажа электрика.

Два электрических стандарта

Существующие в быту электроприборы создаются различными производителями для подключения к сети напряжения строго определенным образом. При этом в наших квартирах всегда есть устройства, выпущенные пару десятилетий назад и совсем недавно.

На фотографии показаны два вида наиболее распространенных вилок. Сравним их визуально и с помощью измерительного инструмента.

Левая конструкция сделана с толщиной электродов под старый стандарт с диаметром 4мм, а правая — 4,8. Микрометр показывает, что эти размеры немного имеют небольшую погрешность изготовления.

В качестве металла для контактных штырей в обоих случаях выбрана латунь. Значит, удельное сопротивление электродов одинаковое, а разные условия для прохождения тока создаются только за счет различных диаметров металла.

Утолщенные электроды 4,8 мм рассчитаны для надежного прохождения нагрузок до 16 ампер, которые характерны современным бытовым приборам с мощностью до 16х220=3,5 кВт. На вилках и розетках старого образца можно найти надписи допустимых значений токов и напряжения 6 А, 250 V.

На фотографии для сравнения показано два вида параллельно подключенных розеток со снятыми для наглядности крышками: старого и нового стандартов.

Здесь сложно визуально заметить, что гнезда созданы под вилки с разными диаметрами электродов. Довольно просто можно воткнуть вилку старой или новой конструкции в гнезда любой розетки. Расстояние между центрами всех контактов, выдержанное в 19 мм, вполне позволяет это сделать, а отклонение диаметров на первый взгляд не сильно сказывается. Незначительное отличие покажет только приложенное механическое усилие.

Однако, каждая пара контактов создавалась производителем под определенное соединение. Для этого выбраны усилия пружин контактных площадок и свои диаметры отверстий.

Что происходит, когда в розетку подключена чужая вилка

1. Более толстые электроды сильнее раздвигают латунные лепестки гнезда розетки и мощнее растягивают пружину. Для их установки часто диаметра отверстия в гнезде диэлектрического корпуса недостаточно и его “домашние мастера” дополнительно расширяют сверлом или лезвием ножа.

Если нагрузка электроприбора небольшая и вилка установлена для длительной работы, то — это не критично. Когда же приборы в розетку подключаются довольно часто, а токовые нагрузки вызывают значительный нагрев контактов , то таких ситуаций лучше избегать: пружинные контакты быстро потеряют свою упругость.

Для подключения электрических приборов небольшой мощности, оборудованных евровилками, к старым розеткам выпускаются специальные вилки-переходники с диаметром контактных выводов 4мм. С обратной стороны они имеют увеличенные гнезда с контактными пружинами.

Недостатком подобной конструкции является слабое крепление контактов, выполненное непрочной клепкой в месте соединения пластин к электроду. Такой переходник сносно работает при подключении компьютера или ноутбука. Но если через него запитать перфоратор или пылесос с мощностью в 1 кВт, то уже начинается излишний нагрев конструкции.

2. Тонкие электроды старого стандарта в расширенных гнездах тоже будут работать. На этом принципе сделаны вилки электрических бритв, маломощных зарядных устройств аккумуляторов, мобильных телефонов и подобных приборов. Их низкая нагрузка не вызывает нагрева контактов.

Но, стоит только увеличить мощность потребления, как уменьшенная поверхность контактного соединения и недостаточный ужим деталей создают повышенное сопротивление электрического перехода и как следствие, недопустимый нагрев конструкции.

Подобный случай разжатого клеммного гнезда и последствия плохого ужима показан на фотографии.

Высокая температура сожгла слой изоляции, а это нарушение способно привести к пожару или короткому замыканию.

Таким образом, сочетание вилок и розеток разных стандартов при протекании мощностей нагрузок в несколько десятков ватт вполне допустимо. Но, с увеличением потребления электроэнергии даже до рекомендованных производителем токов, из-за конструктивных особенностей деталей подобные совмещения следует избегать.

Особенности эксплуатации розеток и вилок стандарта «евро»

Наибольшее распространение на российском рынке получили контактные соединения Schuko, снабженные парой заземляющих скоб на розетке и контактных площадок на вилке.

При их монтаже без подключения к РЕ-проводнику не выполняются защиты нетоковедущих частей от аварийного появления потенциала на корпусе прибора и накопления статического электричества.

Установка вилки и ее изъятие требует приложения определенного усилия. Это может стать предпосылкой нарушения механической прочности конструкции и требует внимательного обращения.

Если используется розетка, которая не заглублена, как на стандартной модели, то вилка входит в нее не до конца. Этим создается возможность прикосновения к оголенным участкам токоведущих частей или возникновения короткого замыкания.

Как правило, фразу «Да, чего, я розетку не починю?», 80 процентов мужчин заканчивают говорить в ожоговом отделении.

КВН

Характерные ошибки неквалифицированных электриков

Неправильная разделка или выбор проводов

В старых домах еще вырабатывает свой ресурс алюминиевая проводка , называемая на сленге электриков «лапшой». Она обладает довольно заниженной механической прочностью и требует аккуратного обращения. Мягкая жила легко надрезается лезвием ножа и деформируется от небольшого сжатия пассатижами, а при нескольких изгибах в одном месте может обломиться.

Такие места не всегда заметны при монтаже и после ввода в эксплуатацию не создают неисправностей. Но, при протекании через них нагрузок даже номинальных величин за счет небольшого уменьшения площади поперечного сечения проводника начинает проявляться местный нагрев, который со временем увеличивает микротрещины и разрушает металл.

Излишняя температура провода передается вилке и розетке. Их контакты начинают окисляться и темнеть, хуже проводить ток, что дополнительно ухудшает условия эксплуатации всей конструкции.

При подключении медных многожильных проводов к контактам розетки необходимо их скручивать так, чтобы в передаче тока участвовал весь жгут полностью. Подрезание отдельных жил, а, следовательно, снижение их количества недопустимо.

Отдельные электрики разделывают провода для подключения розеток без создания им запаса по длине. Это очень осложняет в будущем возможный ремонт и замену неисправных деталей.

Нарушения правил затяжки винтов

Одна из частых ошибок — монтаж деталей с загрязненными или окисленными поверхностями. Подобный слой уже обладает повышенным электрическим сопротивлением и будет вызывать нагрев при больших нагрузках. Отчистить контактную поверхность провода, площадок вилки и розетки довольно просто даже отверткой.

При закручивании винтов следует учитывать силу затяжки и не пережимать провода чрезмерно. Иначе их металл легко сдавливается, теряет форму и снижает поперечное сечение. Отдельные “мастера” закручивают винты отвертками с широким рукоятками во всю свою богатырскую мощь.

В то же время ослабленное усилие также нарушает электрический контакт.

Иногда зажимной винт может быть длинным и упираться обратной стороной в какой-либо стопор, препятствующий созданию нормального ужима провода в клемме. Один из возможных подобных случаев показан на картинке.

При затяжке винта надо следить за тем, чтобы усилие, придвигающее металлическую жилу верхней шайбой к контактной площадке не выдавливало провод из соединения, а при использовании кольца не раздвигало его, а сжимало.

Проверка качества подключения провода методом его продергивания рукой никогда не бывает лишней и помогает обнаружить слабое закрепление.

У отдельных конструкций розеток и вилок резьбовое соединение крепежного винта и гайки создается как дополнительный путь прохождения тока. В этом случае их рабочие поверхности необходимо поддерживать в чистоте, без следов коррозии.

Если на гайке или винте обнаружена изношенная резьба или следы окисления, то не стоит пытаться ее отремонтировать. Намного проще заменить обе соединяемые детали новыми и исправными.

Рекомендации по безопасному ремонту розеток

Согласно действующих правил эксплуатации электроустановок любую работу с электропроводкой, даже при отключенном напряжении, должен выполнять обученный электротехнический персонал.

Однако, в интернете существует множество «советов» нарушить эти законы и самостоятельно на основе рекомендаций какой-то статьи, преследующей прежде всего коммерческие цели, на свой страх и риск попытаться устранить возникшую неисправность.

Как поступать в этом случае решайте сами, но учтите, что последствия ошибок при включении под нагрузку могут быть очень серьезными, а ответственность за свои советы владельцы сайтов обычно не несут.

Заменяя неисправные розетки новыми, старайтесь устанавливать те модели, в которых используются пружины не в виде распространенных обычных скоб, а в форме цилиндров, как показано на фотографии.

Такие конструкции создают наиболее плотный ужим контактных соединений и хорошо себя зарекомендовали при длительной работе.