Проводка с ручкой и трубкой (иногда сокращенно K&T ) — это ранний стандартизированный метод электропроводки в зданиях, который широко использовался в Северной Америке примерно с 1880 по 1930 годы. [1] [2] Он состоял из отдельных изолированных медных проводников, проложенных в полостях стен или потолка, проходящих через просверленные отверстия в балках и шпильках через защитные фарфоровые изоляционные трубки и поддерживаемых по всей длине на прибитых гвоздями фарфоровых ручечных изоляторах. Там, где проводники входили в электроустановочное устройство, такое как лампа или выключатель, или были протянуты в стену, они были защищены гибкой тканевой изоляционной оболочкой, называемой ткацким станком. Первой изоляцией была пропитанная асфальтом хлопчатобумажная ткань, затем распространенной стала резина. Соединения проводов в таких установках скручивались вместе для обеспечения хорошей механической прочности , затем спаивались и обматывались резиновой изоляционной лентой и фрикционной лентой (пропитанная асфальтом ткань) или делались внутри металлических распределительных коробок.
В конечном итоге трубчатая проводка была вытеснена из систем внутренней электропроводки из-за высокой стоимости монтажа по сравнению с использованием силовых кабелей, которые объединяли оба силовых проводника цепи в один проход (и которые позднее включали заземляющие проводники).
В настоящее время в США установка новых скрытых ручек и трубок разрешена по специальному разрешению. [3]
Керамические ручки были цилиндрическими и обычно прибивались непосредственно к стойкам стены или балкам пола. Большинство имели круговую канавку, проходящую по их окружности, хотя некоторые были сделаны из двух частей со сквозными канавками с каждой стороны гвоздя в середине. Кожаная шайба часто смягчала керамику, чтобы уменьшить поломку во время установки.
Обмотав ручку электрическими проводами и закрепив их стяжными проволоками, ручка могла использоваться для надежного и постоянного закрепления провода. Ручки отделяли провод от потенциально воспламеняющегося каркаса, облегчали изменение направления и гарантировали, что провода не будут подвергаться чрезмерному натяжению. Поскольку провода были подвешены в воздухе, они могли хорошо рассеивать тепло.
Керамические трубки вставлялись в отверстия, просверленные в стойках стен или балках пола, и провода направлялись через них. Это предотвращало контакт проводов с элементами деревянного каркаса и их сжатие деревом при усадке дома. Керамические трубки иногда также использовались, когда провода пересекались друг с другом, для защиты в случае, если верхний провод ломался и падал на нижний проводник.
Керамические зажимы, которые представляли собой детали в форме блока, служили той же цели, что и ручки, за исключением того, что зажимы обычно использовались в местах, где проводка была смонтирована на поверхности. Не все установки ручек и трубок использовали зажимы.
Керамические втулки защищали каждый провод, входящий в металлический корпус устройства, если использовался такой корпус.
Loom — тканый гибкий изолирующий рукав — надевался на изолированный провод для обеспечения дополнительной защиты всякий раз, когда провод проходил над или под другим проводом, когда провод входил в металлический корпус устройства и в других ситуациях, предписанных нормами.
Другие керамические детали обычно использовались в качестве точки соединения между системой электропроводки и более гибкой тканевой проводкой, которая находится в светильниках или других постоянных, жестко подключенных устройствах. Когда требовалась универсальная розетка, проводка могла проходить непосредственно в распределительную коробку через трубку защитного жгута и керамическую втулку.
Электроустановочные устройства, такие как выключатели, розетки и патроны для ламп, монтировались либо на поверхности, либо подвешивались, либо монтировались заподлицо в стенах и потолках. Только в последнем случае для размещения проводов и устройств всегда использовались металлические коробки.
Во многих старых установках K&T провода питания и возврата прокладывались отдельно друг от друга, а не располагались параллельно и рядом друг с другом. [ требуется ссылка ] Этот метод прямой прокладки имеет преимущество в снижении стоимости, позволяя использовать максимально короткие отрезки проводов, но основным недостатком является то, что для других электриков необходима подробная схема электропроводки здания, чтобы понять несколько переплетенных цепей, особенно если проводка не полностью видна по всей ее длине. Напротив, современные электротехнические нормы теперь требуют, чтобы все соединения жилой электропроводки выполнялись только внутри защитных корпусов, таких как распределительные коробки, и чтобы все соединения оставались доступными для осмотра, устранения неисправностей, ремонта или модификации.
Согласно американскому электрическому кодексу, схемы электропроводки системы Картера теперь запрещены, даже для разрешенных новых установок электропроводки K&T. Однако электрики должны знать об этой старой системе, которая все еще присутствует во многих существующих старых электроустановках.
Другой практикой, которая была распространена (или даже изначально требовалась) в некоторых старых конструкциях K&T, была установка отдельных предохранителей как в проводе под напряжением, так и в нейтральном (обратном) проводе электрической цепи. Выход из строя предохранителя нейтрали отключит поток энергии через затронутую цепь, но горячий проводник все еще может оставаться горячим относительно земли , что является неожиданной и потенциально опасной ситуацией. Из-за наличия предохранителя нейтрали и в случае его перегорания нельзя было рассчитывать на то, что нейтральный проводник останется близким к потенциалу земли; и, по сути, он мог находиться под полным потенциалом линии (например, через передачу напряжения через включенную лампочку). [4]
Современные электротехнические нормы, как правило, не требуют предохранителя нейтрали. Вместо этого они прямо запрещают конфигурации, которые могут нарушить непрерывность нейтрального проводника, если только все связанные с ним горячие проводники не будут также одновременно отключены (например, с помощью групповых или «связанных» автоматических выключателей). В ситуациях модернизации электрики могут установить предохранитель с более высоким номиналом на нейтрали, чтобы предохранитель перегорал последним.
В начале 1900-х годов проводка K&T была менее затратной в установке, чем другие методы проводки. В течение нескольких десятилетий электрики могли выбирать между проводкой K&T, кабелепроводом, бронированным кабелем и металлическими распределительными коробками. Было известно, что методы с кабелепроводом были более качественными, но стоили значительно дороже, чем K&T. [2] В 1909 году гибкий бронированный кабель стоил примерно в два раза дороже, чем K&T, а кабелепровод стоил примерно в три раза дороже K&T. [5] Проводка с ручкой и трубкой сохранялась, поскольку позволяла владельцам подключать здание к электричеству с меньшими затратами.
Современные методы электропроводки предполагают, что два или более проводников, несущих нагрузку, будут располагаться очень близко друг к другу, как, например, в стандартном кабеле NM-2. При правильной установке провода K&T удерживаются вдали от конструкционных материалов керамическими изоляторами.
В эпоху K&T появилось множество типов проводов. Ранняя проводка была изолирована хлопчатобумажной тканью и мягкой резиной, в то время как более поздняя проводка была намного прочнее. Хотя фактическое покрытие проводов могло деградировать за десятилетия, фарфоровые стойки имеют практически неограниченный срок службы и надежно изолируют любые оголенные провода. Сегодня фарфоровые стойки по-прежнему широко используются с оголенными проволочными электрическими ограждениями для скота, и такие фарфоровые стойки выдерживают гораздо более высокие скачки напряжения без риска замыкания на землю.
Подводя итог, можно сказать, что проводка K&T, которая была установлена правильно, не повреждена и не была неправильно модифицирована с тех пор, является достаточно безопасной при использовании в пределах первоначальных ограничений по току, обычно около десяти ампер на цепь. [6] [7] [8] [9]
Исторически сложилось так, что требования к монтажу проводки были менее строгими в эпоху проводки с ручкой и трубкой, чем сегодня. По сравнению с современными стандартами электропроводки, вот основные технические недостатки методов проводки с ручкой и трубкой:
Со временем стоимость труда электриков росла быстрее стоимости материалов. Это устранило ценовое преимущество методов K&T, особенно потому, что они требовали трудоемкой искусной пайки линейных соединений и переходов, а также аккуратной ручной обмотки соединений слоями изоляционной ленты.
Проводка с ручкой и трубкой может быть сделана с высокой пропускной способностью тока. Однако большинство существующих жилых установок с ручкой и трубкой, датируемых до 1940 года, имеют меньше ответвлений, чем требуется сегодня. Хотя эти установки были адекватны для электрических нагрузок на момент установки, современные домохозяйства используют диапазон и интенсивность электрооборудования, непредвиденные в то время. Потребление электроэнергии в домохозяйствах резко возросло после Второй мировой войны из-за широкой доступности новых электроприборов и устройств.
Современные покупатели домов часто обнаруживают, что существующие системы K&T не обладают достаточной мощностью для сегодняшних уровней потребления электроэнергии. Системы электропроводки первого поколения стали уязвимы для злоупотреблений со стороны домовладельцев, которые заменяли перегоревшие предохранители предохранителями с более высоким номиналом тока. Такое переплавление цепей подвергает проводку более высоким уровням тока и рискует теплового повреждения или возгорания.
Проводка с ручкой и трубкой также может быть повреждена при ремонте зданий. [10] Ее тканевая и резиновая изоляция может высохнуть и стать хрупкой. [9] Ее также могут повредить грызуны и неосторожные действия, такие как подвешивание предметов к проводке, проложенной в доступных местах, таких как подвалы или чердаки.
В настоящее время Национальный электротехнический кодекс США запрещает использование свободной, задуваемой или расширяющейся пенной изоляции поверх проводки K&T. [11] Это связано с тем, что K&T разработана таким образом, чтобы тепло рассеивалось в окружающем воздухе. В результате модернизация энергоэффективности, которая включает изоляцию ранее неизолированных стен, как правило, также требует замены проводки в затронутых домах. Однако Калифорния, Вашингтон, Небраска и Орегон изменили NEC, чтобы условно разрешить изоляцию вокруг K&T. Они не нашли ни одного пожара, который был бы приписан K&T, и разрешают изоляцию при условии, что дом сначала пройдет осмотр электрика. [12] [13]
По мере того, как существующая проводка K&T стареет, страховые компании могут отказать в покрытии из-за восприятия повышенного риска. [8] Некоторые компании вообще не будут выписывать новые полисы домовладельцам , пока вся проводка K&T не будет заменена или электрик не подтвердит, что проводка находится в хорошем состоянии. Кроме того, многие институциональные кредиторы не желают финансировать дом с относительно низкой мощностью обслуживания, типичной для проводки K&T, если электроснабжение не будет модернизировано. [6] [9] [14] Частичная модернизация, когда цепи освещения с низким спросом остаются нетронутыми, может быть приемлемой для некоторых страховщиков.
Медиа, связанные с проводкой Knob и tube на Wikimedia Commons
