Промышленные и многофазные вилки и розетки обеспечивают подключение к электросетям, рассчитанным на более высокие напряжения и токи, чем бытовые вилки и розетки. Они обычно используются в многофазных системах , с высокими токами или когда требуется защита от опасностей окружающей среды. Промышленные розетки могут иметь погодоустойчивые крышки, водонепроницаемые рукава или могут быть заблокированы выключателем для предотвращения случайного отсоединения вилки под напряжением. Некоторые типы разъемов одобрены для использования в опасных зонах, таких как угольные шахты или нефтехимические заводы, где может присутствовать горючий газ.
Почти все трехфазные силовые вилки имеют заземление (заземление), но могут не иметь нейтрали , поскольку трехфазным нагрузкам, таким как двигатели, нейтраль не нужна. Такие вилки имеют только четыре штыря (земля и три фазы ). Примером розетки с нейтралью являются L21-30 (30 А) и L21-20 (20 А), обе из которых имеют пять штырей (земля, нейтраль и фазы X, Y, Z).
Хотя некоторые формы вилок и розеток устанавливаются международными стандартами, в разных странах могут быть свои собственные стандарты и правила. Например, цветовая маркировка проводов может отличаться от цветовой маркировки для небольших сетевых вилок.
Обычно вилка представляет собой подвижный соединитель, прикрепленный к сетевому кабелю электрического устройства , а розетка закреплена на оборудовании или строительной конструкции и подключена к электрической цепи под напряжением. Вилка имеет выступающие штыри или, в терминологии США, лезвия (называемые штырями ), которые вставляются в соответствующие пазы или отверстия (называемые гнездами ) в розетках. Вилка определяется в IEC 60050 как аксессуар, имеющий штыри, предназначенные для соединения с контактами розетки, а также включающий средства для электрического соединения и механического удержания гибких кабелей или шнуров , вилка не содержит компонентов, которые изменяют электрический выход от электрического входа (за исключением случаев, когда выключатель или предохранитель предусмотрены в качестве средства отключения выхода от входа). В этой статье термин «вилка» используется в значении, определенном IEC 60050. Розетки предназначены для предотвращения воздействия оголенных контактов под напряжением.
Чтобы снизить риск случайного прикосновения пользователей к находящимся под напряжением проводникам и, таким образом, получения удара током , системы вилок и розеток часто включают в себя функции безопасности в дополнение к утопленным слотам или отверстиям находящейся под напряжением розетки. К ним могут относиться вилки с изолированными втулками, утопленные розетки, розетки с блокирующими шторками и розетки, предназначенные для приема только совместимых вилок, вставленных в правильной ориентации.
Термин plug используется в общем и техническом смысле во всех формах английского языка, распространенными альтернативами являются power plug , [1] electric plug , [2] и (в Великобритании) plug top . [3] Обычный технический термин (как в британском, так и в международном английском) для розетки переменного тока — socket-outlet , [4] но в нетехническом общеупотребительном смысле используется ряд других терминов. В британском английском общим термином является socket, но существует множество распространенных альтернатив, включая power point , [5] plug socket , [6] wall socket , [7] и wall plug . [8] В американском английском распространены receptacle и outlet , иногда с такими определителями, как wall outlet , electrical outlet и electrical receptacle , все они иногда встречаются в одном документе. [9]
Электрические розетки промышленного, коммерческого и бытового назначения обычно обеспечивают два или более токопроводящих (живых [10] [11] ) соединений с проводниками питания. Эти соединения классифицируются как полюса. Полюс будет либо нейтральным [12] соединением, либо линией [13]
Нейтраль обычно очень близка к потенциалу земли, обычно заземляясь либо на распределительном щите, либо на подстанции. Линия (также известная как фаза или горячая , и обычно, но технически неправильно, как под напряжением ) несет полное напряжение питания относительно нейтрали (и земли).
Однофазные розетки классифицируются как двухполюсные (2P) и обеспечивают один линейный контакт и нейтральный контакт. Кроме того, обычно, но не всегда, присутствует защитный заземляющий контакт [14] (Ground в американской терминологии), в этом случае розетка классифицируется как двухполюсная и заземленная (2P+E).
Трехфазные розетки обеспечивают три линейных контакта, они также могут включать один или оба из нейтрального и защитного заземляющего контакта. Обозначения трех контактов могут различаться. Стандарты IEC используют обозначения линий L1, L2 и L3. [15] Стандарты NEMA используют обозначения фаз X, Y и Z. [16]
Розетки, предназначенные для использования с американской системой распределения Split Phase , могут иметь два линейных контакта и нейтраль. В этом случае используются линейные обозначения X и Y. [16] Они также могут включать защитный заземляющий контакт.
В Европе наиболее распространенный ассортимент тяжелых коммерческих и промышленных разъемов изготавливается по IEC 60309 (ранее IEC 309) и различным стандартам на его основе (включая BS 4343 и BS EN 60309-2). В Великобритании их часто называют CEE industrial, CEEform или просто CEE plugs, или «Commando connectors» (по названию бренда MK Commando для этих разъемов).
Максимальное напряжение разъемов IEC 60309 составляет 1000 В постоянного или переменного тока; максимальный ток составляет 800 А; максимальная частота 500 Гц. Вилки доступны в P+N+E (несбалансированная однофазная с нейтралью), 2P+E (сбалансированная однофазная), 3P+E (3 фазы без нейтрали) и 3P+N+E (3 фазы с нейтралью). Доступные номиналы тока включают 16 А, 32 А, 63 А, 125 А и 200 А.
Номинальное напряжение и другие характеристики представлены цветовым кодом (в трехфазных вилках указанное напряжение является напряжением фаза-фаза, а не напряжением фаза-нейтраль). Вилки имеют заземляющий штырь большего диаметра, чем другие, и расположены в разных местах в зависимости от номинального напряжения, что делает невозможным соединение, например, синей вилки с желтой розеткой. Поскольку разные номинальные токи имеют разные общие размеры, также невозможно соединение разных конфигураций штырей или номинальных токов. Например, вилка 16 А 3P+E 400 В не будет сопрягаться с розеткой 16 А 3P+N+E 400 В, а вилка 16 А P+N+E 230 В не будет сопрягаться с розеткой 32 А P+N+E 230 В.
Желтые 2P+E, синие P+N+E, желтые 3P+E, красные 3P+E и красные 3P+N+E являются наиболее распространенными схемами. Синие розетки P+N+E (обычно 16 А, хотя 32 А становятся все более распространенными) используются в качестве стандартных в британских и датских кемпингах и яхтенных пристанях для подачи 240 В бытовой электросети для каркасных палаток, прицепов-палаток, караванов и лодок; они также используются в других местах Европы для той же цели, хотя в некоторых странах местная бытовая вилка также широко используется. Статические караваны обычно используют похожую версию 32 А из-за необходимости питания электрических приборов для приготовления пищи и обогрева. Синяя версия P+N+E 16 А, обеспечивающая 240 В, также используется в торговых центрах и их периферийных устройствах для питания «временных» киосков, не встроенных в закрытый магазин, также используется в домашних садах в Великобритании для питания садового оборудования, барбекю и временного освещения. Желтая версия 2P+E 16 A, рассчитанная на напряжение 115 В, широко используется в системе лондонского метрополитена для временного питания мощных вентиляторов; ее также часто используют рабочие в Великобритании, встраивая в переносной трансформаторный щит, который питается от стандартной сети 13 А 240 В, для питания мощных электроинструментов, рассчитанных на работу при напряжении 115 В.
Небольшое количество пристаней для яхт обеспечивает однофазное питание 230 В через красный трехфазный разъем (нарушая при этом соответствующие стандарты). Это в какой-то степени гарантирует, что только лодки, заплатившие требуемую плату (и, таким образом, получившие надлежащим образом изготовленный кабель-адаптер), смогут пользоваться электричеством.
Более подробную информацию см. в основной статье IEC 60309 .
По всей Европе промышленные силовые разъемы широко используются в индустрии развлечений и вещания.
В этой отрасли вышеупомянутые разъемы IEC 60309 называются разъемами CEEform (или просто CEE). Используются разъемы 230 В однофазные (синие) и 400 В трехфазные (красные) с номиналом от 16 А до 125 А.
Если требуется большая токовая нагрузка, например, между генераторными установками и распределительными щитами, можно использовать VEAM Powerlocks или Cam-Loks . Эти разъемы однополюсные, поэтому для подключения всех трех фаз, нейтрали и заземления требуется пять. Powerlocks имеют номинал 400 А или 660 А при 1 кВ. Серия Cam-Lok E1016 рассчитана на 600 В 400 А.
Замки Powerlock идентифицируются с помощью европейского гармонизированного цветового кода, а также аннотируются следующим образом:
Cam-Lok также доступны в этих цветах.
Если необходимо проложить отдельные линии через многокабельный кабель , в театральных и студийных осветительных установках часто можно встретить 19-контактный разъем Socapex .
Вилки и розетки Lewden — это водонепроницаемые вилки и розетки с металлическим корпусом, производимые компанией Lewden. Расположение контактов у более мелких однофазных разновидностей такое же, как у вилок и розеток BS 1363 и BS 546. Эти вилки и розетки будут сопрягаться с обычными вилками и розетками с таким же расположением контактов, но они будут водонепроницаемыми только тогда, когда вилка Lewden используется в розетке Lewden, а винтовое кольцо должным образом затянуто (розетки имеют металлическую крышку, которая завинчивается, чтобы сделать их водонепроницаемыми, когда они не используются).
В 1930 году был введен стандарт BS 196 для промышленных вилок и розеток. Вилки доступны в вариантах 5 А, 15 А и 30 А с различными конфигурациями пазов и штырей для удовлетворения различных напряжений. Вилки BS 196 теперь заменены разъемами BS 4343 ( тип CEE ) в большинстве современных приложений. [17]
Вилки и розетки Perilex представляют собой 5-контактные 3-фазные разъемы. Система обеспечивает 400 В 3P+N+ PE и существует в версиях 16 А и 25 А. В Швеции 16 А обычно используется для плит и в некоторой степени для других нагревательных приборов на кухнях. В Нидерландах Perilex также используется для подключения вентиляторов с проводным управлением скоростью (переключаемые контакты L2 и L3), но вентиляторы могут не использовать трехфазное питание
Semko 17 представляли собой 3/4-контактные 3-фазные разъемы с нейтральным разъемом (4-контактный) или без него (3-контактный). Заземление обеспечивалось через экран. Разъемы были доступны в разных размерах: 16 А с закругленными углами; 25 А и 63 А были прямоугольными. Эти разъемы использовались в основном в промышленных и сельскохозяйственных установках. Производство и продажа разъемов Semko-17 с металлическими оболочками были запрещены в 1989 году. Несколько лет спустя производство и продажа всех разъемов Semko-17 были запрещены. [18] Существующие разъемы могут использоваться, но не любым сотрудником (запрещено "Arbetsmiljöverket"). Причина запрета заключается в том, что у Semko-17 было несколько проблем с безопасностью. Заземляющее соединение может окислиться, и когда оболочки сделаны из металла, любое замыкание на землю проходит прямо через руки человека, соединяющего/разъединяющего мужской и женский кабельные разъемы (если только человек не надевает изолирующие перчатки). Неправильное использование заземляющего разъема в качестве нейтрали не было редкостью. Возможно, худшая проблема заключается в том, что в некоторых разъемах винт заземления мог ржаветь настолько сильно, что заземляющий провод отсоединялся и в худшем случае соприкасался с линейным (фазным) проводом поблизости.
Швейцарский стандарт SN 441011 (до 2019 года SEV 1011 ) Вилки и розетки для бытовых и аналогичных целей . [19] определяет иерархическую систему вилок и розеток, включая как однофазные, так и трехфазные разъемы. Розетки будут принимать вилки с тем же или меньшим количеством контактов и теми же или более низкими номиналами. [20] Однофазные швейцарские вилки и розетки описаны в основной статье SN 441011 .
Вилка и розетка типа 15 имеют 3 круглых контакта диаметром 4 мм, а также 2 плоских контакта (для L2 и L3). Она предназначена для трехфазного применения и рассчитана на 10 А, 250 В/440 В. Розетка также принимает вилки типов 11 и 12, а также евровилку .
Вилка и розетка типа 25 имеют 3 прямоугольных контакта размером 4 мм x 5 мм, а также 2 плоских контакта (для L2 и L3). Она предназначена для трехфазных приложений и рассчитана на 16 А, 250 В/440 В. Розетка принимает однофазные вилки типов 11, 12, 21 и 23, евровилку и трехфазные вилки типов 15 и 25.
Этот тип трехфазных вилок и розеток в основном используется в домашних хозяйствах стран бывшей Югославии . Это 5-контактные трехфазные разъемы, рассчитанные на ток 16 А, 380 В. Промышленные трехфазные разъемы соответствуют европейскому стандарту IEC 60309.
В Северной Америке используются два типа штифтовых и втулочных изделий:
Американские штыревые и втулочные круглые разъемы несовместимы с новым типом IEC 60309. Номинальные токи составляют 30, 60, 100, 200 и 400 А. Все они рассчитаны на напряжение до 250 В постоянного тока или 600 В переменного тока. Расположение контактов — от 2 до 4 контактов. Существует два стиля в зависимости от обработки заземления. Стиль 1 заземляет только оболочку. Стиль 2 использует один из контактов, а также оболочку, соединенные вместе внутри. Они не имеют строгой типизации для определенных цепей и напряжений, как IEC 309. Доступна одна опция поворота вставки для предотвращения сопряжения похожих разъемов с разным напряжением.
Контакты в вилке представляют собой простые цилиндры (втулки), а штыревые контакты в розетке имеют пружинное расположение для удержания контактного давления, обратное разъемам типа IEC 60309. Все контакты имеют одинаковый диаметр. Первоначально использовалась металлическая конструкция, но теперь они также изготавливаются с пластиковыми оболочками. Поскольку используется только запирание в оболочке разъема, и поскольку ключи могут быть повреждены при промышленном использовании, возможно неправильное соответствие изношенных разъемов.
Штыревые и втулочные разъемы IEC 60309 Series II (североамериканские) приобрели значительную популярность в Северной Америке за последние 30 лет [ временные рамки? ] . Номинальные токи серии II составляют 20, 30, 60, 100, 200, 300, 350, 500 и 600 ампер. Номинальные напряжения достигают 1000 В переменного тока. Они уже некоторое время заменяют американские разъемы и с большей вероятностью могут быть найдены в пищевой промышленности, центрах обработки данных, здравоохранении, индустрии развлечений и других отраслях.
Устройства NEMA не являются исключительно промышленными устройствами, и некоторые типы встречаются почти во всех зданиях в Соединенных Штатах. Разъемы «промышленного класса» сконструированы так, чтобы соответствовать или превосходить требования более строгих стандартов испытаний в отрасли, и более прочны, чтобы выдерживать повреждения, чем бытовые и легкие коммерческие разъемы того же типа. [21] Промышленные устройства также могут быть сконструированы так, чтобы быть пыле- или водонепроницаемыми. Устройства электропроводки NEMA изготавливаются с номинальными токами от 15 до 60 А и номинальными напряжениями от 125 до 600 В.
Существует две основные конфигурации вилок и розеток NEMA: с прямым штекером и с замком. Номера с префиксом L обозначают поворотный замок, остальные — прямой штекер. Соединители с замком в основном используются в промышленных целях и не распространены в жилых и легких коммерческих помещениях.
Соединители с поворотной фиксацией были впервые изобретены Харви Хаббеллом III в 1938 году, и Twist-Lock остается зарегистрированной торговой маркой Hubbell Incorporated по сей день, [22] хотя этот термин, как правило, используется в общем смысле для обозначения соединителей с поворотной фиксацией NEMA, производимых любой компанией. [ необходима цитата ] Все соединители с поворотной фиксацией используют изогнутые лезвия, которые имеют форму, соответствующую частям окружности круга. После того, как вставлен в розетку, вилка поворачивается, и ее теперь повернутые штыри защелкиваются в розетке. Чтобы разблокировать вилку, вращение меняется на обратное. Запирающее соединение обеспечивает очень надежное соединение в коммерческих и промышленных условиях.
Как и неблокируемые разъемы, они поставляются в различных стандартизированных конфигурациях и следуют той же общей схеме наименования, за исключением того, что все они начинаются с буквы L, что означает «блокировка» . Семейства разъемов разработаны таким образом, что разъемы на 120 В, разъемы на 208/240 В и различные другие разъемы с более высоким напряжением не могут быть случайно перепутаны. [23]
Сценический штыревой разъем (SPC) или заземленный сценический штыревой разъем (GSP) — это разъем, используемый в основном в театральной индустрии для сценического освещения в Соединенных Штатах. Сценические штыревые разъемы обычно используются для передачи питания с диммированием от диммера к сценическим осветительным приборам, хотя иногда они могут питать и другое оборудование.
Основным преимуществом сценического штыревого разъема по сравнению с разъемом NEMA 5-15 (обычно известным как разъем Edison в театральной индустрии) является его повышенная долговечность и устойчивость к повреждениям благодаря более прочной конструкции и возможности компенсировать износ с помощью штыревого разветвителя. Наличие отдельного разъема, предназначенного для питания с регулировкой яркости, также помогает предотвратить путаницу в цепях с регулировкой яркости и без нее, что может привести к повреждению оборудования. Даже самые маленькие сценические штыревые разъемы рассчитаны на 20 А, что соответствует 2,4 кВт при 120 В, по сравнению с 15 А и 1,8 кВт у NEMA 5-15. В приложениях, где кабели находятся на полу, низкий профиль разъема позволяет выполнять соединения, которые лишь немного выше кабелей, которые они соединяют.
В Северной Америке для умеренных требований к току обычно используется разъем калифорнийского типа на 50 А, также известный как CS6364 и CS6365. Он имеет конструкцию с поворотным замком с металлической втулкой, полностью защищающей лезвия на штыревом разъеме, и центральный заземляющий штырь на гнездовом разъеме для облегчения центрирования. [24]
Разъемы California обычно используются на мероприятиях на открытом воздухе, шоу и конвенциях, а также на строительных площадках. Разъем получил свое название от того, что был разработан как более безопасный разъем в первые дни голливудских киностудий в Калифорнии. Первыми сильноточными разъемами, используемыми в студиях, были сценические штыревые (также называемые «лопастными штекерами»), используемые в театрах, которые не были заземлены. Однако калифорнийский штекер заземлен внешним стальным кожухом. Это также помогло защитить штыревые контакты от повреждения из-за постоянного протаскивания кабелей по площадке в течение дня. Заземленный кожух помогает поглощать дуговую вспышку, если разъем подключается или отключается, когда он находится под напряжением. Оригинальные лопастные штекеры были известны опасными дуговыми вспышками, особенно в старых театрах с питанием от постоянного тока в первые годы электрического сценического освещения. [25]
Например, трехфазная вилка, требующая нейтрального соединения, не может быть вставлена в розетку, которая не предусматривает такого соединения. Однако вилка, не требующая нейтрального соединения, может быть вставлена в розетку, которая обеспечивает такое соединение, хотя нейтральное соединение не будет использоваться в этой ситуации.
Для использования в сценическом освещении обычным разъемом является 32-А 5-контактный разъем с нейтральным штырем. Для нагрузок двигателя, которым не нужна нейтраль, используется четырехконтактный разъем. Для более высоких требований могут использоваться разъемы powerlock или camlock. В ИТ-индустрии иногда используется система IEC 60309 .
В Австралии, Новой Зеландии и многих связанных с ними островных государствах Южной части Тихого океана используется стандарт AS/NZS 3123. В этой серии несколько размеров трехфазных круглых штыревых розеток стандартизированы по току и нейтральной цепи. Каждая розетка в группе принимает вилки из той же группы до своего номинала, но исключает вилки с более высоким током, из другой группы или с нейтральным штырем (если в розетке его нет). Многофазные вилки и розетки рассчитаны на напряжение до 500 В и все включают заземление. Эти вилки и розетки обычно имеют класс защиты IP56 , если они правильно установлены. Винтовой хомут помогает удерживать вилку и розетку вместе.
В однофазном стандарте AS/NZS 3112, используемом в жилых помещениях, вилки с более низким номинальным током можно вставлять в однофазные розетки с более высоким номинальным током, но не наоборот. Хотя эта функция в некоторой степени отражена в многофазных розетках, она также ограничена только вилками в пределах одной группы. Например, есть одна группа, которая состоит из разъемов 32 А, 40 А и 50 А, и другая группа из разъемов 50 А, 63 А и 80 А. Вилку 32 А можно подключить к любой из розеток 32 А, 40 А или 50 А в первой группе, однако ее нельзя подключить ни к одной из розеток 50 А, 63 А или 80 А во второй группе. В стандарте отмечается, что существуют два разных, несовместимых разъема 50 А, которые не являются взаимозаменяемыми, поскольку они физически отличаются по размеру.
Совместимость сгруппирована следующим образом: более крупные розетки в одной группе могут вмещать ту же вилку или любые меньшие вилки только из этой группы: [26]
Каждая из трехфазных вилок и розеток доступна в виде 4-контактной (без нейтрали) или 5-контактной (с нейтралью). Вилку без нейтрального штыря можно вставить в розетку, имеющую нейтраль, но обратное невозможно, поскольку нейтральный штырь блокирует вставку в розетку, не имеющую отверстия для нейтрального проводника.
Из этого следует, что, например, установка розетки 32 А, 250 В будет совместима только с вилкой 32 А, и вставить вилки 10 А или 20 А будет невозможно.
В пределах каждой размерной группы вилки и розетки снабжены определенными «выступами», выступающими на внешней стороне вилок. [27] Вилки с более высоким током имеют больше выступов, чтобы предотвратить их вставку в розетку с более низким током, в то же время позволяя вставлять их в розетку той же размерной группы, рассчитанную на более высокий ток. Например, вилка на 32 А с 4 контактами без нейтрали может быть включена в розетку на 50 А с 5 контактами и нейтралью.
Однако 5-контактная вилка на 10 А не подходит к 5-контактной розетке на 32 А, так как вилки находятся в разных группах, и не только их диаметры различаются, но и положение проводников также отличается на несколько градусов (например, у вилки группы 7/8 на 32 А контакты L и N находятся в положениях «9 часов» и «3 часа», а у вилки группы 1/2 на 20 А контакты L и N находятся в положениях «10 часов» и «2 часа». [26] )
Существуют также вилки и розетки с металлическим покрытием, рассчитанные на ток до 63 А, но имеющие значительно более высокую стоимость. [28]
{{cite web}}
: CS1 maint: archived copy as title (link), Розетки с защитой от несанкционированного доступа, Electrical Safety Foundation International , 2009, (получено 1 марта 2013 г. из ESFI){{cite web}}
: CS1 maint: archived copy as title (link)