Трёхфазные розетки – это приёмная часть штепсельного разъёма, предназначены для трёхфазных промышленных сетей. В быту практически не применяются. Время от времени жилье класса Элит и пр. оборудуется тремя фазами. Как правило, такие розетки имеют защиту от неправильного подключения.
Исторический экскурс
Конструкция с позиций истории
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 на сегодняшний день.
26 июня 1906 года образовалась IEC – Международная электротехническая комиссия. Все началось с Парижского Международного Электрического конгресса 1900 года, в котором принимали участие многие страны. Меж прочих, – США и Великобритания. IEC занималась стандартизацией, в том числе и единиц измерения. Именно эта 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, которая могла бы служить базисом для расширения системы на явления электромагнетизма. Военная обстановка первой половины XX века сильно затянула решение, и лишь в 1946 году официально был введён в качестве недостающей единицы ампер. СИ принята в 1960 году.
Войны затянули и разработку стандартов по штепсельным разъёмам. Так, например, бытовые варианты устройств были 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 может принести дополнительные выгоды в международном сотрудничестве. Были назначены широкомасштабные испытания, в которых приняли участие электрики из 12 стран.
Встреча в Париже (январь 1933 года) привела к тому, что члены IEC решили наладить деловые связи с IFK для обмена опытом. Уже в следующем году совместными усилиями был создан Технический Комитет (TC 23). В его задачи и вошла стандартизация разъёмов и электрических соединений различного назначения. Не сложно догадаться, что приход Гитлера к власти обеспокоил всю Европу, так что многим было не до розеток.
В итоге встреча все-таки состоялась. Июньская жара 1938 года пришла в Торки (Великобритания) вместе с делегатами IEC. Затем аналогичные мероприятия прошли в Париже годом позже. До завоевания Франции оставались считаные месяцы. Было окончательно решено, что члены TC 23 немедленно займутся розетками и вилками. Гитлер на этот счёт был собственного мнения. 22 июня 1940 года Франция капитулировала, и режиму Виши уже не были нужны розетки и вилки.
Первые послевоенные годы ушли на восстановление странами своей повреждённой экономики. И тогда TC 23 занялся бытовыми розетками и вилками. Не нужно путать это подразделение с аналогичным, которое существует в рамках организации ISO. Там занимаются тракторами для сельского хозяйства и лесоповалов. Рассматриваемый же TC 23 нацелен на разработку электрических интерфейсов и кабелей (см. скрин). В частности, промышленными разъёмами занимается отдел TC 23H, а бытовыми – TC 23B.
Послевоенные годы
В октябре 1947 года представители IEC облюбовали для своего сбора город Люцерн в Швейцарии. В это время у руля стали ребята из CEE (1946 год), а TC 23 был на подхвате (в 1985 году произошло слияние организаций). С прискорбием можно сообщить, что точных дат выяснить не удалось. Ясно лишь, что современная версия стандарта IEC 60309 ведёт свою родословную от 1979 года. До того были иные документы, предположительно CEE 17 и IEC 309, о которых не удаётся найти иных сведений помимо самого факта существования. Но в 1968 году был опубликован британский стандарт BS4343, который опирался 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 некоторых мер безопасности. Именно 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 позже, в 1992 году. Сегодня английская техника совместима с продукцией всей Европы. Публикация CEE 17 нормирует промышленные разновидности штепсельных соединений с напряжением до 750 В и током до 200 А.
На одной только территории Северной Америки и сегодня можно встретить такое количество разновидностей трёхфазных розеток, что приходится выпускать специальные руководства для их распознавания. В рамках стандартов NEMA существует порядка 150 подтипов разъёмных соединителей переменного тока.
Стандарт IEC 60309
Сегодня стандарт на трёхфазные розетки для промышленности включает в себя 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 об их назначении:
Жёлтый – для частот 50 и 60 Гц напряжения 100-130 В.
Фиолетовый – то же, напряжение 20-25 В.
Белый – то же, напряжение 40-50 В.
Синий – для тех же частот, на напряжение от 200 до 250 В.
Оранжевый – 125 или 250 В.
Красный – для тех же частот, на напряжение от 380 до 480 В.
Чёрный – то же, на напряжение от 500 до 690 В.
Серый – 277 В, 2 полюса.
Зелёный – повышенной частоты, свыше 50 В.
Уже по одному только цвету можно часто судить о назначении и избежать характерных ошибок. Дополнительная информация может быть получена 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 может быть найден. Всего линий, как правило, 4 или 5. Исследователи приводят следующие 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, широко применяются.
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 и варьируются размеры самих розеток и вилок (диаметры разъёма, пинов и пр.). Поэтому невозможно физически подключить оборудование к другой частоте или не на тот вольтаж. На скрине можно видеть разновидности трёхфазных розеток IEC и одной двухфазной, которую при всём желании не спутаешь ни с чем другим. Таким образом обеспечивается защита сетей и оборудования.
У всех трёхфазных розеток, показанных на скрине, заземляющий контакт находится в районе 6 часов, то есть в самом низу. Для верности он помечен черным, а визуально – толще всех. Два типа разъёмов описаны выше, а двухфазный может применяться для подключения электрической плиты соответствующего типа. Среди бытовой техники такое оборудование встречается редко. IEC 60309 описывает розетки на две фазы из четырёх контактов, но в них нейтраль более короткая и тонкая, смещена на другой угол. Поэтому хотя и можно перепутать по внешнему виду, подключить неправильно все равно не выйдет, да и цвет разный.
Расположение ключей на розетках IEC 60309
Сводный список позволит быстро определить назначение той или иной двухфазной или трёхфазной розетки (часы отсчитываются по фронтальному виду):
Жёлтый. Заземляющий пин на 4 часа. Напряжение от 100 до 130 В.
Оранжевый. Заземляющий пин на 12 часов (вверху). Напряжение от 120 до 240 В.
Голубой. Заземляющий пин на 6 часов (внизу). Напряжение от 200 до 250 В.
Голубой. Заземляющий пин на 9 часов. Напряжение от 120 до 250 В.
Фиолетовый – постоянный ток.
Белый – постоянный ток.
Серый. Заземляющий пин на 5 часов. Напряжение 227 В, частота 60 Гц.
Красный. Заземляющий пин на 3 часа. Напряжение 380 В, 50 Гц.
Красный. Заземляющий пин на 6 часов. Напряжение от 380 до 480 В.
Красный. Заземляющий пин на 11 часов. Напряжение от 380 до 480 В, 60 Гц.
Красный. Заземляющий пин на 9 часов. Напряжение от 380 до 415 В.
Красный. Заземляющий пин на 3 часа. Напряжение 440 В, 60 Гц.
Чёрный. Заземляющий пин на 7 часов. Напряжение от 480 до 500 В.
Чёрный. Заземляющий пин на 5 часов. Напряжение от 500 до 690 В.
Зелёный. Заземляющий пин на 10 часов. Частота от 100 до 300 Гц.
Зелёный. Заземляющий пин на 2 часа. Частота от 300 до 500 Гц.
Серый. Заземляющий пин на 12 часов. Для питания через разделительный трансформатор.
Серый. Заземляющий пин на 1 час. Как правило, используется для всех случаев, которые не попадают в указанные ранее.
Согласно этому списку голубой разъем на 2 фазы, представленный на рисунке, предназначен для работы в цепях от 200 до 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, более короткий нежели другие. Он первым выходит из розетки при выключении и последним заходит при включении. Пилотный контакт позволяет контролировать источник питания, избавляя тем самым 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.
На скрине представлена сводная информация обо всех существующих на сегодняшний день 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 других случаях через дробь могут быть указаны линейные напряжения для систем с изолированной нейтралью. Тогда значения цифр отличаются на другой коэффициент. Этот признак и поможет где и какая система используется.
Не нужно забывать, что на розетках изображение контактов будет зеркально отражено. Но если приглядеться, то можно увидеть, что путаница возможна только для зелёных разъёмов высокочастотного напряжения. В том и другом случае используется 4 провода, а заземляющие контакты зеркально отражены. Однако если с распознаванием и возможна ошибка, то неправильное подключение все-таки исключено, чего и добивались разработчики стандарта.
Помимо розеток IEC существуют и другие, но они постепенно будут вытеснены. Следовательно, роли существенной уже не играют.