Как сделать электропроводку в частном доме своими руками: Электропроводка в доме своими руками: схемы, монтаж, правила укладки

Содержание

Как проводить проводку в частном доме своими руками — как правильно сделать расчеты и проложить электропроводку

SmartLine

Программа для проектирования линий электропередач напряжением 10 и 0,4 кВ в среде ZWCAD.

Бесплатно

ИНЖКАД

Проектирование в ZWCAD наружных инженерных сетей : водоснабжения, канализации, газоснабжения, теплоснабжения.

103 000 ₽

Как правильно проводить проводку в доме – инструкция по разметке трасс и монтажу

Правило экономии не работает при прокладке данной коммуникации, так как зачастую это приводит к замыканиям электропроводки. Следует руководствоваться несколькими принципами:

Доставка необходимого количества энергии к определенным узлам, осветительным приборам.
Трассировка с наименьшими помехами для иных инженерных систем.
Продуктивное использование мест в интерьере при отделке помещения для скрытия кабелей и проводов.
Покупка качественных материалов.

Чтобы трассы не пересекались с иными коммуникациями, используйте программу ИНЖКАД. Она позволяет накладывать трассировки различных систем (электрификация, газоснабжения, канализация, водопровод и пр.) на одном чертеже подоснове. В софте есть функция запретных зон – это те участки, которые должны оставаться пустыми. Это объясняется рекомендуемым расстоянием между линиями, описанными в регламентирующем документе – СНиП II-89-80. Все пересечения и узлы программа отслеживает автоматически. Также в ПО удобно вести расчеты и заполнять проектную документацию.

Несколько советов по монтажу, как самому провести электропроводку в частном доме своими руками:

Трассировку необходимо вести по двум направлениям – это вертикальные и горизонтальные линии, никаких диагоналей.
Все точки подключения (розетки и выключатели) должны снабжаться питанием от перпендикулярных полу проводов.
Чтобы избежать накладок с установкой других коммуникаций, если не сделано было проектирование всех инженерных систем на предварительном этапе, сохраняйте схему проводки и показывайте ее сантехникам, газовщикам и другим специалистам.
Это поможет избежать нежелательных пересечений.

Как правильно рассчитать мощность линии, чтобы проложить проводку в доме своими руками

На предварительном этапе вы должны запросить у энергосберегающей компании определенное максимальное количество электроэнергии, чтобы не допустить перегрузок сети. Чтобы оценить этот показатель, изучите технические паспорта всех бытовых устройств. Ниже мы представим таблицу с усредненными значениями:

Редко все эти приборы могут одновременно быть включенными, поэтому инженеры используют такое понятие, как коэффициент одновременности. Для обычных розеток он составляет всего 0,1-0,2, поэтому можно считать, что в среднем ресурс используется на 10-20%. Когда мы разобрались, что нужно делать внутри помещения, перейдем к этапу подключения.

Варианты подвода электропитания к дому

«Гусак». Первый способ считается уже устаревшим, но ранее иначе подводка никак более не осуществлялась.

Гусаком называется трубостойка, которая находится под крышей, и имеет характерный изгиб. Через это устройство идет провод от воздушной ЛЭП на улице до распределительного щитка или электросчетчика в здании. Существенными минусами такого варианта являются:

Незащищенность проводки на участке до гусака. Из-за того, что она открытая, она подвергается влиянию погодных условий (к примеру, обледенению зимой), механическим повреждениям, а также помехам – кронам деревьев.
Часто происходят манипуляции со счетчиками, чтобы «скрутить» показания расхода энергии. Это незаконно, но могло происходить, так как устройства находились внутри дома.

Использование проводов СИП стало хорошей альтернативой для энергетиков. Это более безопасные устройства, которые намного более легки в обслуживании, менее пожароопасны, имеют меньше шансов к короткому замыканию, а также предоставляют хорошую возможность перейти на кабель ВВГнг внутри дома. Также преимуществом такого способа является расположение щитков снаружи, на столбах. Это исключает постоянные проверки представителей энергонадзора, поэтому не придется пускать в свое жилье инспекторов.

Как самому правильно провести проводку в частном доме от уличной ЛЭП

Если расстояние до столба менее 25 метров, то можно напрямую провести воздушный кабель, при этом он должен быть на расстоянии от двух метров от земли, а при соприкосновении со строительными материалами должен проходить через изолирующую трубу. Система должна быть оснащена заземлением и ЩУЭ (щитком учета электроэнергии).

При расстоянии более указанного значения потребуется дополнительная подпорка.
Если вы хотите сделать не воздушную, а подземную линию, то нужно вырыть траншею 0,7-1 м глубиной, присыпать дно песком, а затем поместить кабель ВБбШВнг или ВВГнг в двойную гофрированную трубу. Также вход в дом должен быть продуман еще на этапе строительства, чтобы предусмотреть входные отверстия, оснащенные защитой. Ниже фундамента проводка проходить не может.

Правила безопасности при устройстве электросети

Придерживайтесь следующих рекомендаций:

Любые работы должны проходить при снятом напряжении.
Нельзя повреждать какие-либо участки кабелей или штепселей.
Все ручные инструменты должны обладать изолированными ручками.
При монтаже на высоких расстояниях, к примеру, под потолком, нужно возводить устойчивые конструкции или пользоваться специальными лестницами, а не вставать на столы или стулья.

Лучше работать не одному, а с помощником, чтобы в случае необходимости он смог оказать первую помощь. Как это сделать продемонстрировано на рисунке:

или присоединяйтесь к нашей группе в соцсети

Архитектурное проектирование

Конвертер dxf: как конвертировать онлайн в формат xml, jpg, pdf

Проектирование магистральных и технологических трубопроводов: нормы и рекомендации при разработке проекта

Оформление исполнительной документации в строительстве

Проводка в доме своими руками

Иметь качественную проводку у себя в доме означает обезопасить себя от риска пожара, который может возникнуть вследствие замыкания или от поражения электрическим током. А для того, чтобы выполнить работы по монтажу проводки своими рукам, нужно учитывать все нюансы этого дела.

Начало работ ↓
Схема электропроводки ↓
Подготовка необходимых материалов и инструментов ↓
Рекомендации по будущему монтажу проводки ↓
Монтаж проводки ↓
Монтаж наружной проводки ↓
Установка розеток и выключателей ↓
Правила безопасности ↓
Ввод в эксплуатацию ↓
Блиц-советы ↓

Начало работ

Первое что потребуется – схема электропроводки. Кроме того, при необходимости нужно провести демонтаж старых проводов. Предварительно обесточиваем сеть. И тут возникает вопрос: как проводить работы, если всё электричество будет отключено?

Можно прибегнуть к маленькой хитрости. До того, как все провода будут обесточены, устанавливается щит с требуемым количеством автоматов. Размещать его следует на высоту от 1,50 -1,70 м от пола. Управляющий щит комплектуется и подключается к счетчику проводом большого сечения. Это избавит основной кабель от нагрева при длительных нагрузках.

В магазинах можно найти уже укомплектованныей щит, в состав которого входит:

Счетчик;
Автоматы на 16 А или 25А;
Клеммник для качественного и прочного соединения;

При покупке готового узла экономится время на сборку.

После сборки и установки управляющего щита на автоматы временно устанавливают нужное количество наружных розеток, которые и будут точками питания.

Схема электропроводки

Чтобы заранее предусмотреть все нюансы следует тщательно продумать и сложить схему электропроводки. Для этого нужно знать сколько электроприборов должно быть установлено по помещениям. Предварительно набросав на бумаге примерный план всего дома, нужно пройти в каждое помещение и отметить требуемое количество розеток и выключателей.

Также желательно на плане отметить, где и в каком помещении будет находиться тот или иной электроприбор. Такие подсчеты делаются для вычисления сечения кабеля, которым будет осуществляться вся разводка по комнате.

После подсчета количества розеток и выключателей нужно определиться с мощностью проводов:

Сечение жил, мм	Медные жилы проводов и кабелей				Сечение жил, мм	Алюминиевые жилы проводов и кабелей
	Напряжение 220 В		Напряжение 380 В			Напряжение 220 В		Напряжение 380 В
	Ток, А	Мощность, кВт	Ток, А	Мощность, кВт		Ток, А	Мощность, кВт	Ток, А	Мощность, кВт
1,5	19	4,1	16	10,5	2,5	22	4,4	19	12,5
2,5	27	5,9	25	16,5	4	28	6,1	23	15,1
4	38	8,3	30	19,8	6	36	7,9	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4	10	50	11	39	25,7
10	70	15,4	50	33	16	60	13,2	55	36,3
16	85	18,7	75	49,5	25	85	18,7	70	46,2
25	115	25,3	90	59,4	35	100	22	85	56,1
35	135	29,7	115	75,9	50	135	29,7	110	72,6
50	175	38,5	145	95,7	70	165	36,3	140	92,4
70	215	47,3	180	118,8	95	200	44	170	112,2
95	260	57,2	220	145,2	120	230	50,6	200	132
120	300	66	260	171,6	120	230	50,6	200	132

Исходя из таблицы, следует понимать, что при значительном потреблении электроэнергии нужно иметь соответствующее сечение кабеля. Расчёты делаются с запасом, он необходим для того чтобы обезопасить всю проводку от выхода из строя, если в будущем энергопотребление увеличится.

Например, на кухне кабель нужно укладывать большего сечения, так как в этом помещении будет работать одновременно холодильник, микроволновая печь, электроплита. Нужно сложить мощности этих приборов и по таблице определить нужное сечение кабеля и занести в схему электропроводки.

Перед покупкой проводников следует помнить, что кабель может иметь медные или алюминиевые жилы. Как видно из таблицы, при одинаковом сечении разные проводники выдерживают разную мощность. Это объясняется тем, что медь по проводимости лучше алюминия, так как имеет меньшее сопротивление. Но, так как медный кабель дороже его можно заменить алюминиевым, но сечение второго будет больше. Что лучше выбрать решает сам владелец дома.

Вариант построения схемы электроснабжения дома

Подготовка необходимых материалов и инструментов

Когда все расчёты сделаны и проверены нужно подготовить инструменты, которыми будет проводиться работа.

Из электрического инструмента понадобится:

Дрель или перфоратор с коронкой для вырезания отверстий под розетки, выключатели;
Штроборез – предназначен для прорези штроб по стене;
УШМ с диском по бетону;
Тестер – для проверки работоспособности электроприборов;
Удлинитель.

Также для выполнения работ потребуется ручной инструмент:

Плоскогубцы;
Кусачки;
Отвертка индикатор;
Прибор для снятия изоляции с проводов.

После того, как схема электропроводки в доме готова, требует подсчитать нужное количество материала:

Количество автоматов выключателей. В идеальном варианте один автомат должен приходиться на одну комнату, но помещения с малым энергопотреблением можно подключить по двое на один автомат. Для автоматов нужен шит. Место их крепления.
Количество кабеля, которое нужно для выполнения всех работ. Следует учитывать тот факт, что любая проводка прокладывается поверху стены, отступая от потолка 15 см, а розетки или выключатели устанавливаются понизу или середине, вследствие чего образуются опуски. Это необходимо помнить при расчётах кабеля.
Количество коробок для разводки. Предназначены для установки в местах присоединения кабелей.
Количество чашек под выключатели или розетки, они нужны для удобства крепления приборов.
Выключатели, розетки, приборы освещения.
Соединительные клеммы, изолента разных цветов.
Гофра.
Клипсы для крепления.

В идеальном варианте один автомат должен приходиться на одну комнату, но помещения с малым энергопотреблением можно подключить по двое на один автомат

Монтаж проводки

Первые проводники, которые будут укладываться – магистральные. Предназначение магистральной проводки состоит в том, чтобы подать электричество от автомата до распределительных коробок. Такие провода должны иметь двойную изоляцию. Независимо от способа укладки, монтаж основных магистралей должен проходить в гофре, при условии, что длина не превышает 10 м. Это делается на случай выхода из строя кабеля.

Для монтажа наружным способом укладка проводов может проводиться в том месте, где это предусмотрено отделкой. Это может быть плинтус или специальный проем внизу стены. И если изначально был выбран способ наружного монтажа проводов, то такой прием обязательно должен быть изложен в проекте.

Для укладки кабеля внутренним способом по стенам размечаются линии, где будет проходить штроба и специальным инструментом штроборезом вырезаются углубления. Это также можно сделать с помощью болгарки с диском по бетону, но, прибегая к такому способу штробирования стен, нужно быть готовым к очень большому количеству пыли.

По сделанным штробам, обращаясь к схеме электропроводки всего дома, нужно установить распределительные коробки.

Монтаж наружной проводки

При наружном монтаже нужно помнить, что все приборы должны соответствовать такому типу прокладки. Например, все розетки и выключатели должны быть наружного крепления. В помещении, где будет производиться монтаж, с помощью мела начертить на стенах схему прокладки.

Все проводники, которые укладываются наружным способом, должны быть в гофре. Кабель затягивается в гофр и отрезается по заданным частям, крепится на стену с помощью клипс. В первую очередь, должен крепится основной проводник, затем в точках, где будут опуски, крепятся распределительные коробки. В указанных точках устанавливаются выключатели и розетки, от которых в свою очередь крепятся опуски.

Установка розеток и выключателей

Для подключения розеток и выключателей нужно предварительно ознакомиться с их конструкциями. Установка наружных приборов значительно отличается от внутренних прежде всего особенностью крепления.

Для наружных розеток и выключателей требуется открутить фиксирующие болты передней крышки и затем ее снять. Под крышкой покажется два отверстия для фиксации на поверхности. Крепить можно на саморезы или дюбеля. После крепления нужно подключить прибор и поставить крышку на место.

Крепление внутренних приборов значительно отличается. Надежное фиксирование происходит за счет боковых лапок, которые при закручивании винтов раздвигаются по бокам и надежно фиксируют прибор в чашечке.

Пример схемы электропроводки

Правила безопасности

При самостоятельном монтаже проводов могут делаться незначительные ошибки из-за которых невозможна эксплуатация сети:

Сечение проводника – это не его диаметр. Много случаев, когда диаметр воспринимают за сечение или наоборот, тем самым уже на первых шагах создания схемы делается ошибка. В результате неправильных расчетов проводка греется или перегорает.
Самостоятельная установка автоматов рассчитанных на большой ток. Такие манипуляции категорически запрещается делать. Суть состоит в том, что установка автомата большой мощности приводит к тому, что он не реагирует на нагрузку, в результате чего изоляция проводов плавиться и при несвоевременном обнаружении может произойти возгорание. Нормальный ток автоматов это 16 А или 25 А.
Замуровывание скруток в стену без распределительной коробки. Это может привести к выходу из строя части проводки, так как провода окисляются и перегорают.
Скручивание проводов из разного материала. Это такие скрутки запрещается делать. Из-за разности металлов происходит быстрое окисление, в результате чего происходит перегорание.
Плохой контакт – это причина множества бед. При плохом контакте на приборе он начинает нагреваться в результате происходит его расплавление. Во время монтажа зажимать провода нужно хорошо.

Ввод в эксплуатацию

Подключать к электричеству комнату можно только тогда, когда все провода уложены на свои места и закреплены. Все разводочные коробки должны быть при этом закрыты и скрутки в них обжаты и изолированы. Установлены выключатели и розетки.

Работоспособность всей схемы проверяется путем проверки каждой отдельно взятой розетки. Это можно сделать с помощью тестера или подключая нагрузку. Выключатели проверяются на размыкание. Автоматы проверить невозможно, так как они срабатывают при коротком замыкании.

При подключении всех магистральных проводов к щиту просматривается соединения проводов, а также их крепление.

Блиц-советы

Кабель в стене можно искать при помощи специального прибора, который это делает за короткое время, тем самым сокращая работу.
При самостоятельном монтаже проводки не следует забывать про заземление, и если его в доме не существует, то его требуется сделать.
Все кабеля необходимо подключать по цветам, это значительно упростит ориентировку при монтаже.
Выпиливая штробы, нужно четко соблюдать вертикальность или горизонтальность.

Требования к электропроводке в частном доме и квартире

Прежде чем приступить к монтажу электропроводки своими руками, необходимо изучить требования к ней. Сегодня в ГОСТах и СНиПах, и ПУЭ обсуждается множество вопросов, связанных с электромонтажом в жилых и нежилых зданиях. Сейчас мы постараемся рассмотреть самые современные требования к электропроводке в частном доме и квартире. Сразу хотелось бы отметить, что некоторые пункты отсутствуют в нормативных документах или трактуются немного иначе. В целях пожарной и электробезопасности и с учетом опыта мы составили несколько собственных правил, которые рекомендуем учитывать.

Электромонтажные работы
Соединение проводов и выбор их сечения

Электромонтажные работы

Итак, сегодня предъявляются требования непосредственно к монтажу электропроводки, а также к выбору сечения кабеля, номиналам защитной автоматики и способу соединения проводов. Рассмотрим подробнее, что об этом говорится в нормативных документах.

Начнем с требований к установке электрики, т.к. исходя из этих пунктов можно определить способ прокладки кабеля и выбор необходимых для этого материалов.

Согласно главе 7.1. ПУЭ, а именно п.7.1.13, электроснабжение жилого дома должно производиться от сети напряжением 220 или 380 Вольт. В этом случае система заземления должна быть TN-S или TN-C-S.

Монтаж открытой электропроводки допускается выполнять в специальных кабель-каналах, лотках или электрических плинтусах. Во влажных помещениях (например, банях) и деревянных домах можно монтировать электропроводку на изоляторах.
Прокладку скрытой электрики осуществляют в перекрытиях, пустотах строительных конструкций (в многоквартирных домах), а также непосредственно в стенах. Основное требование заключается в том, что при скрытой проводке кабельная линия должна проходить через противопожарные конструкции. Особенно это актуально при монтаже электропроводки в деревянном доме и бане.
Согласно ПУЭ глава 7.1. Раздел 7.1.34, вы должны использовать медные провода. Алюминиевые провода допускаются только сечением 2,5. кв. мм для подключения отдельных электроприборов от инженерного оборудования, а во всех остальных случаях от 16 кв. мм например для подключения электричества от столба к дому.

Провода должны иметь цветовую маркировку и подходить к ней.
Если кабель бронированный, допускается его прохождение через стены без применения труб или металлических гильз.
Незащищенные изолированные провода (без дополнительной оболочки) допускается прокладывать через наружные стены в трубах из полимерных материалов. Кроме того, в сухих помещениях на конце трубы должна быть установлена изолирующая втулка.
Запрещается проводить фазные и нулевые провода в разных стальных трубах при длительном токе нагрузки более 25А.
Проводку прокладывайте только строго вертикально и горизонтально. Установка электрики кратчайшим путем не только нарушает общие требования к электромонтажу, но и подвергает вашу жизнь риску (повышает вероятность попадания в электропроводку при сверлении стен).
Квартирный щиток, собственно, как и сам электросчетчик, необходимо устанавливать на высоте 80-170 см от пола. Согласно ПУЭ 1.5.29 (глава 1.5) это допустимая высота зажимов счетчика. Такая высота предотвратит доступ детей к электрощиту, а также случайное механическое повреждение. Об остальных требованиях к установке Вы можете узнать в нашей соответствующей статье.
Запрещается прокладка электропроводки на обогреваемых поверхностях, в том числе вблизи каминов, дымоходов и печей. Это требование особенно актуально для бань и саун.
Возможно проведение электромонтажных работ при температуре не ниже -15°С. Это связано с тем, что каждый кабель имеет максимально допустимые температуры эксплуатации и температуры монтажа. На морозе изоляция дубеет и может треснуть при изгибе, подробнее о каждой из марок читайте в разделе о кабельной продукции: https://my.electricianexp.com/en/elektroprovodka/provoda-i-kabeli.

Номинал розеток должен быть 16А и выше, при этом все розетки должны быть заземлены.
Во влажных помещениях степень защиты розеток от влаги и пыли должна быть не ниже IP44. Это требование актуально для санузлов, ванн, кухонь (если розетка установлена возле раковины) и даже чердаков.
Минимальная высота установки розеток от пола должна быть 30 см.
В каждой комнате должна быть хотя бы одна точка освещения. При этом требование к наружному освещению – не менее одного светильника должно быть на каждом выходе из дома, гаража, других построек.
В санузел и санузел должна идти отдельная линия электропроводки от щита, защищенная не только автоматическим выключателем, но и УЗО номиналом не более 30 мА (согласно гл. 7.1. Электротехнических норм и правил Пункт 7.1.82.).

Домашняя сеть должна состоять не менее чем из трех групп: освещение, розетки и отдельная линия для подключения варочной панели и духовки. Если предусмотрены более мощные потребители электроэнергии (например, электрокотел), для его питания также должна быть предусмотрена отдельная линия.
При прокладке электропроводки в полу необходимо соблюдать важное требование — допускается не более двух поворотов кабеля под прямым углом. Особенно это актуально при укладке электрики в стяжку.
При монтаже розеток в стену запрещается использовать монтажную пену (по соображениям пожарной безопасности). Для установки подлеска лучше использовать алебастр.
При подземной прокладке не допускается проводить линию электропередач под фундамент.
Нельзя штробить перекрытия, а также несущие стены, представленные панелями (имеют пустоты внутри).
Запрещено устанавливать светильники бра над ванной. Дело в том, что раскаленная лампа может лопнуть при контакте с водой.
Согласно таблице 2.1.3 главы 2.1. ПУЭ в деревянных домах нужно использовать негорючий кабель с низким дымовыделением, например, ВВГнг-LS.
Категорически запрещается использовать провод ПУНП для монтажа электропроводки. Чем опасна проволока ПУНП, вы можете узнать в нашей статье.

Вот и все основные требования к непосредственному электромонтажу в частном доме и квартире. Как видите, большинство запретов распространяется на деревянные постройки. Кирпичные дома намного проще.

Соединение проводов и выбор их сечения

Также хотелось бы выделить несколько основных запретов, которые указаны в правилах ПУЭ относительно соединений электропроводки. Итак:

Место ответвления провода (или соединения) не должно подвергаться механическим воздействиям. Изоляция в месте соединения/ответвления не должна уступать по техническим характеристикам всей изоляции тех же жил.
Провода, которые будут прокладываться внутри стен, должны иметь запас для подключения электрических точек (светильников, розеток и т.п.), а также межсоединений в распределительных коробках не менее 5 см.
Запрещается коммутировать провода в трубах. Все соединения должны выполняться в негорючих распределительных коробках, доступ к которым должен быть свободным.
Согласно главе 2.1. ПУЭ, пункт 2.1.21, применение скрутки строго запрещено. Пайки лучше избегать. Из предпочтительных способов соединения жил рекомендуем остановиться на таких, как быстрозажимные клеммы WAGO, колпачки СИЗ, сварка, опрессовка гильзами.
Алюминий можно соединять с медью только с помощью клеммных колодок.

Это мы предоставили основные требования к электропроводке в жилых и производственных помещениях. Рекомендуем ознакомиться с таблицей, в которой указаны минимальные сечения жил для электромонтажных работ (п. 2.1.14 ПУЭ):

Также необходимо правильно подобрать сечение кабеля, ориентируясь на мощность электроприборов в доме или квартире. Подробно о расчете сечения кабеля по мощности и току Вы можете узнать в нашей соответствующей статье.

Напоследок рекомендуем посмотреть полезное видео по теме:

Вот и все современные требования к электропроводке в частном доме и квартире. Как видите, есть масса нюансов, которые нужно учитывать, чтобы сделать все правильно, а главное – безопасно. Напоследок рекомендуем ознакомиться с типичными ошибками проводки.

Опубликовано: 29.07.2016 Обновлено: 19.03.2019 15 комментариев

Как работает энергосистема США?

Введение

Обширная сеть электростанций, линий электропередач и распределительных центров вместе составляют электрическую сеть США. Сеть постоянно уравновешивает спрос и предложение на энергию, которая питает все, от промышленности до бытовой техники. Вне поля зрения большинства, сеть обычно привлекает внимание общественности только из-за крупномасштабных сбоев, таких как отключение электроэнергии, которое произошло в Техасе в начале 2021 года.

Подробнее от наших экспертов

Цзунъюань Зои Лю

Зеленые ямы возобновляемых источников энергии против сельскохозяйственных угодий. Ядерная энергия может помочь

Хайди Кребо-Редикер

Союзники и противники наблюдают за приближением кризиса потолка долга

Элис С. Хилл

Что означают промежуточные выборы 2022 года для климатической политики США

Экстремальные погодные явления, вызванные изменением климата, и уязвимость к кибератакам вызвали опасения по поводу надежности энергосистемы. Выбросы при производстве электроэнергии являются существенной движущей силой изменения климата, и существует настоятельная необходимость в отказе от энергии, основанной на ископаемом топливе. Но постановление Верховного суда от июня 2022 года ограничило способность Агентства по охране окружающей среды (EPA) регулировать выбросы электростанций, а это означает, что энергосистема может продолжать полагаться на ископаемое топливо.

Подробнее:

Энергетическая и климатическая политика

Инфраструктура

Соединенные Штаты

Информационная безопасность

Между тем рост возобновляемой энергии и так называемой распределенной генерации, или способность отдельных домов и предприятий производить собственную энергию, поставили традиционную сеть под все большее давление. Он теряет клиентов, в то время как его стареющая инфраструктура требует капитального и дорогостоящего ремонта. Принятый в конце 2021 года широкомасштабный закон об инфраструктуре предусматривает около 65 миллиардов долларов на улучшение сети, и администрация Джо Байдена начала работать со штатами над ускорением модернизации.

Как работает сетка?

Краткий обзор ежедневных новостей

Сводка мировых новостей с анализом CFR доставляется на ваш почтовый ящик каждое утро.

Большинство будних дней.

Просмотреть все бюллетени >

Электрическая сеть США восходит к 1882 году, когда Томас Эдисон открыл первую в стране электростанцию на станции Перл-Стрит в Нижнем Манхэттене. В то время как сеть расширилась от первоначальных пятидесяти девяти клиентов Эдисона до сотен миллионов пользователей, на протяжении десятилетий ее базовая структура оставалась практически неизменной. По данным Управления энергетической информации США (EIA), электростанции, работающие на ископаемом топливе — сжигающие уголь, нефть или природный газ, — производят около 60 процентов электроэнергии страны, а на атомную энергетику приходится почти 20 процентов. Электроэнергия передается на большие расстояния с использованием высоковольтных линий электропередачи, а местные объекты, известные как подстанции, преобразуют эту высоковольтную мощность в более низкое напряжение (процесс, называемый «понижением») и распределяют ее по близлежащим домам и предприятиям.

В совокупности сетку называют крупнейшей машиной в мире, включающей одиннадцать тысяч электростанций, три тысячи коммунальных услуг и более двух миллионов миль линий электропередач. Однако на практике в США существует три отдельных энергосистемы или автономных взаимосвязей производства и передачи электроэнергии. Это восточные, западные и техасские соединения.

Подробнее от наших экспертов

Цзунъюань Зои Лю

Хайди Кребо-Редикер

Союзники и противники наблюдают за приближением кризиса потолка долга

Элис С. Хилл

Что означают промежуточные выборы 2022 года для климатической политики США

Из-за высоких затрат на строительство всей этой инфраструктуры передача и распределение электроэнергии считается «естественной монополией», что означает, что только компания, достаточно крупная, чтобы контролировать весь рынок, как правило, может позволить себе необходимые инвестиции. В результате большинству энергетических компаний предоставляется монопольный контроль над местным рынком с полномочиями предоставлять недорогую и надежную энергию в качестве общественного блага. Чтобы обеспечить соблюдение этого мандата, коммунальные предприятия либо находятся в государственной собственности, либо, что чаще, жестко регулируются регулирующими комиссиями штатов, которые устанавливают цены, которые коммунальные предприятия могут взимать с потребителей.

Как экологизация электросетей влияет на климатические цели США?

Декарбонизация сети или производство энергии из возобновляемых источников вместо ископаемого топлива занимает центральное место в климатических целях президента Байдена, особенно в его обещаниях сократить вдвое выбросы в США по сравнению с уровнем 2005 года к 2030 году и добиться к 2035 году безуглеродного энергетического сектора. четверть выбросов парниковых газов в США приходится на сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии. Энергетический сектор в основном использует уголь и природный газ для производства электроэнергии. Сжигание этого ископаемого топлива приводит к выбросу парниковых газов, которые удерживают тепло и согревают планету.

Подробнее:

Энергетическая и климатическая политика

Инфраструктура

Соединенные Штаты

Информационная безопасность

Для сокращения выбросов за счет электрификации, включая переход на электромобили, потребуется чистая и надежная энергосистема. Уже сейчас производство возобновляемой энергии быстро растет. По данным EIA, в 2021 году солнечная, ветровая и другие возобновляемые источники энергии произвели 20 процентов электроэнергии в США, и ожидается, что к 2050 году эта доля удвоится. Но, по мнению экспертов, для полного отказа от ископаемого топлива потребуется ряд мер политики. : это включает субсидирование исследований и разработок (НИОКР) для производства и хранения экологически чистой энергии; и установление цены на выбросы, например налога на выбросы углерода.

Как возобновляемые источники энергии влияют на сеть?

Расширение использования возобновляемых источников энергии создает проблемы для сетевых операторов. Например, изменчивость ветра и солнечного света затрудняет прогнозирование спроса и предложения электроэнергии. Увеличение числа домохозяйств, устанавливающих собственные источники энергии, также вызывает проблемы.

В отличие от первоначальной односторонней экономической модели сети, децентрализованные формы производства энергии, известные как «распределенная генерация», находятся на подъеме. Производство солнечной энергии, в том числе с помощью домашних установок, за последнее десятилетие выросло в геометрической прогрессии, достигнув 126,1 гигаватт (ГВт) общей мощности в 2022 году — достаточно энергии для питания более двадцати трех миллионов домов. Ожидается, что тенденция сохранится. Например, компания Tesla, производящая электромобили и экологически чистая энергия, продает аккумуляторные системы и солнечные панели в качестве альтернативы традиционной сети.

Коммунальные предприятия обеспокоены тем, что распределенная генерация угрожает их жизнеспособности, особенно из-за политики «чистого измерения». Согласно чистому измерению, впервые принятому Миннесотой в 1983 году, регулирующие органы требуют, чтобы коммунальные предприятия выкупали любую избыточную энергию у потребителей солнечной энергии по полной розничной цене за электроэнергию. Коммунальные предприятия утверждают, что, получая полную розничную цену за электроэнергию, эти пользователи фактически избегают платить за обслуживание сети, даже несмотря на то, что подавляющее большинство домов и предприятий, использующих распределенную генерацию, по-прежнему полагаются на сеть, используя ее в периоды, когда солнце не светит. или ветер не дует. По словам коммунальных служб, эти клиенты все равно должны внести свой вклад.

Коммунальные службы предупреждают, что по мере распространения использования солнечной энергии и потери клиентов им придется повышать цены, что, в свою очередь, подтолкнет больше людей к отключению от сети — процесс, известный в отрасли как «спираль смерти коммунальных служб». Пока неясно, насколько изменились затраты; анализ, проведенный Институтом Роки-Маунтин, беспристрастной исследовательской организацией в области энергетики, подсчитал, что коммунальные предприятия на северо-востоке США могут потерять до 15 миллиардов долларов к 2030 году, поскольку потребители перейдут на солнечную энергию.

Растущая нагрузка на энергосистему приходится на то время, когда, как отмечает эксперт по энергетике Брайан Уоршей, экономика США больше, чем когда-либо прежде, зависит от надежного и доступного электричества. Рост цен нанесет ущерб потребителям и предприятиям, а коммунальные предприятия, которые не смогут сделать необходимые инвестиции на миллиарды долларов, могут столкнуться с новыми отключениями электроэнергии, которые, по оценкам, обходятся в десятки миллиардов долларов ежегодно.

Чтобы компенсировать потерю доходов, некоторые коммунальные предприятия ввели новые сборы или ограничения для пользователей солнечной энергии. Еще один вариант — коммунальные предприятия сами займутся возобновляемой энергетикой. Крупнейшая в США коммунальная компания Duke Energy из Северной Каролины начала интегрировать ветряную и солнечную энергию в свою сеть в 2007 году. Большая часть увеличения мощности солнечной энергии была обеспечена коммунальными службами, а не домовладельцами.

Как регулируется сеть?

Исторически сложилось так, что большинство коммунальных служб контролировали все, от электростанции до бытовой электросети. В 1978 году Конгресс принял закон о частичном дерегулировании сектора, что позволило выйти на рынок некоммерческим производителям электроэнергии. Закон об энергетической политике 1992 г. разрешил дальнейшее дерегулирование, особенно отделение производства электроэнергии (оптовые рынки) от передачи и распределения (розничные рынки). Явной целью этих усилий было продвижение конкуренции и снижение цен на энергоносители. Однако энергетический кризис в Калифорнии 2000–2001 гг. [PDF] поднял вопросы о такой реструктуризации после того, как государственные реформы привели к повышению цен, нехватке энергии и почти банкротству крупных коммунальных предприятий.

Сегодня надзор за сетью является обязанностью лоскутного одеяла федеральных властей и властей штатов. Закон об энергетической политике 2005 г. определил Федеральную комиссию по регулированию энергетики (FERC) Министерства энергетики в качестве основного органа, отвечающего за производство и передачу электроэнергии в Соединенных Штатах. Однако юрисдикция по розничному распределению электроэнергии на местном уровне, которая фактически доставляет эту энергию конечным пользователям, остается в руках правительств штатов и муниципалитетов.

Из-за растущей обеспокоенности по поводу изменения климата Агентство по охране окружающей среды предприняло попытку регулировать выбросы парниковых газов из сети. 1970 Закон о чистом воздухе дал агентству право ограничивать загрязнение воздуха. Под эгидой этого закона администрация Барака Обамы попыталась внедрить широкие стандарты выбросов электростанций в своем Плане чистой энергии 2015 года, что является частью более масштабных усилий по переходу энергетического сектора от угля и газа к возобновляемым источникам энергии. Но план столкнулся с судебными претензиями и так и не вступил в силу. В июне 2022 года Верховный суд постановил, что Конгресс не предоставил Агентству по охране окружающей среды полномочия вводить общеотраслевые правила в отношении выбросов электростанций, хотя Агентство по охране окружающей среды может продолжать регулировать выбросы от отдельных предприятий.

Что такое интеллектуальная сеть?

«Умная сеть» относится к набору технологий, которые обеспечивают большую оперативность при подключении производителей и потребителей электроэнергии. По данным Министерства энергетики США, которое сделало создание интеллектуальной сети целью национальной политики, она включает в себя «цифровые технологии, обеспечивающие двустороннюю связь между коммунальным предприятием и его клиентами», а также обнаружение линий электропередачи.

Система интеллектуальной сети может повысить надежность и уменьшить количество перебоев в подаче электроэнергии. Специальные счетчики в домах и на предприятиях, а также датчики вдоль линий электропередач могут постоянно отслеживать спрос и предложение, а устройства размером с почтовый ящик, известные как синхрофазоры, измеряют поток электроэнергии в сети в режиме реального времени, позволяя операторам предвидеть и избегать сбоев. Умные устройства могут «общаться» с сетью и переносить потребление электроэнергии на непиковые периоды, что снижает нагрузку на сеть, в конечном итоге снижает цены и помогает избежать отключений электроэнергии. Децентрализованные «микросети» могут быть объединены с новой аккумуляторной технологией, чтобы обеспечить подачу электроэнергии в сообщества, даже когда суровые погодные условия или другие отключения влияют на более широкую энергосистему.

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления веб-браузера до поддерживает HTML5 видео

Что такое интеллектуальная сеть?

С 2010 года Министерство энергетики инвестировало миллиарды долларов в инфраструктуру интеллектуальных сетей, и к 2017 году почти половина потребителей электроэнергии в США установили интеллектуальные счетчики. По данным EIA, к 2020 году было установлено более ста миллионов интеллектуальных счетчиков, и ожидается, что это число будет расти.

Каковы уязвимые места сети?

Экстремальные погодные явления, часто усугубляемые изменением климата, вызывают все большую обеспокоенность. Ураганы, метели, наводнения, аномальная жара, лесные пожары и даже вспышки на солнце могут вывести из строя стареющие линии электропередач. (Средний возраст электростанций составляет более тридцати лет, а силовым трансформаторам в среднем более сорока лет.) Кроме того, большая часть сетевой инфраструктуры строится над землей, что дешевле в строительстве, но более уязвимо. Увеличение изменчивости из-за изменения климата не только увеличит спрос на энергию, но и снизит эффективность ее производства и передачи.

«Все эти системы были построены только на допущении определенного диапазона крайностей».

Элис С. Хилл, старший научный сотрудник CFR

Показательным примером стали перебои с подачей электроэнергии в Техасе в начале 2021 года. Температура в штате упала до тридцатилетнего минимума, отключив несколько источников выработки электроэнергии, а потребность в отоплении резко возросла. Результатом стали повсеместные отключения электроэнергии, в результате которых миллионы людей остались без электричества во время разрушительной зимней бури; десятки людей погибли. В настоящее время штат пересматривает свой подход к регулированию энергопотребления, который позволяет коммунальным предприятиям избегать подготовки своего оборудования к зиме. Тем временем в Калифорнии повышение температуры способствовало веерным отключениям электроэнергии летом 2020 года, первым таким отключениям в штате почти за два десятилетия.

Проблема в том, что энергосистема была спроектирована для мира, которого больше не существует, говорит старший научный сотрудник CFR Элис С. Хилл, которая была старшим директором по политике устойчивости в Совете национальной безопасности при администрации Обамы. «Все эти системы были построены только на допущении определенного диапазона крайностей», — говорит она. «Это был безопасный способ строительства, потому что наш климат был стабильным». Поскольку изменение климата делает экстремальные погодные явления все более частыми и серьезными, «основываясь на прошлых моделях, вы очень уязвимы», добавляет она.

По словам Хилла, чтобы предотвратить бедствия в будущем, коммунальным службам необходимо укрепить сетевую инфраструктуру. Это может включать в себя закапывание линий электропередач или обеспечение огнестойкости надземных столбов. Цена бездействия высока, говорит она, отмечая, что отключение электричества в Техасе обошлось штату в 90 миллиардов долларов. У возобновляемых источников энергии есть свои уязвимые места: производство солнечной энергии в Австралии резко упало во время разрушительных лесных пожаров в 2019 и 2020 годах, когда солнце закрыли дым и сажа.

Кроме того, растущая зависимость сети от цифровых систем увеличивает вероятность кибератак. Недавние отчеты Счетной палаты правительства США предупреждают, что системы генерации, передачи и распределения электроэнергии становятся все более уязвимыми для кибервторжений. С 1970-х годов сетевые операторы полагались на центры электронного промышленного управления (IC), которые, как правило, не защищены от вредоносных программ, таких как вирус Stuxnet, атаковавший иранские ядерные объекты в 2010 году. В 2019 году, энергосистема США впервые подверглась кибератаке, хотя она не привела к перебоям в подаче электроэнергии. В мае 2021 года атака программы-вымогателя вынудила временно закрыть один из крупнейших нефтепроводов в США.

Что делает Байден?

Президент Байден предложил крупные инвестиции в модернизацию энергосистемы США. Двухпартийный закон об инфраструктуре, который он подписал в ноябре 2021 года, включает 65 миллиардов долларов на модернизацию сети, включая новые линии электропередачи, интеллектуальные сети и технологии экологически чистой энергии, а также кибербезопасность. В 2022 году Министерство энергетики выступило с инициативой сотрудничать со штатами и предоставить им часть финансирования по закону.

Однако планы Байдена могут быть осложнены проблемами прокладки новых линий электропередачи, которые направлены на добавление в сеть мощностей возобновляемой энергии, а также на повышение надежности, позволяя операторам сетей более эффективно направлять электроэнергию туда, где она необходима.

Как сделать электропроводку в частном доме своими руками: Электропроводка в доме своими руками: схемы, монтаж, правила укладки