Правила, особенности и сложности электрификации жилых помещений

Любой ремонт или строительство собственной жилой площади, как известно, сопоставимы по масштабам со стихийным бедствием. А если некачественно спроектировать и смонтировать электрику, то бедствие из фигуры речи может стать суровой реальностью. В этой статье мы расскажем, как сделать так, чтобы электрификация квартиры или частного дома не превратилась в головную боль и, главное, не создавала сложностей при дальнейшей эксплуатации.

Проектирование электросистемы: первый и главный шаг

Первый и, наверное, главный этап – создание проекта с подробной электрической схемой и поэтажным планом распределения розеток, выключателей, освещения и оборудования. Именно на стадии проектирования решается, каких потребителей электроэнергии можно объединить в группы, а каких лучше подключить к отдельному кабелю.

Так, сгруппировать можно источники света, розетки для мелкой бытовой техники на кухне и ванной комнате. А вот холодильник, электроплиту, стиральную машину и другие мощные электроприборы лучше подсоединять к индивидуальным линиям, идущим непосредственно в электрощиток.

Предварительное распределение потребителей по группам позволяет подобрать к каждой из них автоматическую защиту, чтобы при аварийном отключении обесточился не весь дом, а только проблемный участок.

Следующий шаг — вычисление общей мощности электропотребления. Как правило, к ней прибавляется еще 30%, затем каждой группе подбирается защитное оборудование (автоматические выключатели, устройства защитного отключения, автоматы дифференциального тока).

Выбор сети: однофазная или трёхфазная?

В большинстве многоквартирных жилых комплексов, а также частных домов в деревнях и старых дачных кооперативах используются однофазные электрические сети 230 В с выделенной мощностью не более 10 кВт. Такие сети не требуют больших финансовых вложений с точки зрения стоимости кабеля и электротехнического оборудования, они просты в монтаже и обслуживании, к ним можно подключать любое количество приборов в любой последовательности при условии, что общая нагрузка не будет превышать установленный лимит. При этом к однофазной сети нельзя подключить мощные электроприборы, а также асинхронные двигатели, не оснащенные конденсаторами и преобразователями частоты.

Трехфазные сети 400 В с выделенной мощностью 15 кВт чаще проводят в современные коттеджи и дачные поселки. Их главное преимущество – возможность подключения бытовых приборов с питанием 230 В и мощного оборудования, работающего на линейном напряжении (водонагреватели, котлы, станки). Кроме этого, можно равномерно распределять потребителей электроэнергии без перекоса фаз. Стоимость монтажа, эксплуатации и ремонта трехфазной сети значительно дороже. К тому же существует ряд ограничений на максимальную мощность при однофазных нагрузках.

Подбор кабеля и автоматов: расчёты и нормы

Выбор подходящего сечения кабеля также является важным параметром, от которого зависит максимально допустимый ток в электросети. Сечение кабеля измеряется в квадратных миллиметрах (мм2) и показывает полезную площадь медного или алюминиевого проводника внутри изоляционного материала. Чем выше сечение, тем выше пропускная способность кабеля, меньше его нагрев и, следовательно, потери напряжения.

Сечение кабеля рассчитывается в соответствии с таблицей 1.3.4, представленной в Правилах устройства электротехники (ПУЭ, издание 7), исходя из известной мощности электроприбора или их группы (кВт) или токовой нагрузки (А). Также от сечения проводника зависит выбор защитного оборудования (АВ, УЗО, АВДТ).

Роль вводного автомата и линейных устройств

В схеме подключения цепи присутствуют автоматы двух видов — вводной и линейный. Их основное отличие заключается в значении номинального тока. В распределительном щитке питающий кабель заводят на вводной аппарат (выключатель нагрузки). Вводной автомат считается второй ступенью защиты электропроводки, а линейный — первой. Соответственно, при возникновении критической ситуации сначала должен сработать линейный автомат. При этом выключатель нагрузки может быть только один. Количество линейных автоматов в щитке определяется нуждами жильцов и мощностью используемой домашней техники.

Устройства защиты

Выключатели нагрузки (ВН) серии City9 Set от Systeme Electric – оптимальное решение с точки зрения качества и надежности. Они выпускаются номиналом 40 А и 63 А с максимальным значением токов короткого замыкания 6000 А. Такой ток выключатель нагрузки может выдержать без разрушения за время срабатывания автоматов. ВН City9 Set оборудованы механизмом двойного разрыва цепи, что гарантирует отключение питания и предотвращает спекание контактов под нагрузкой в ручном режиме.

Многие современные стандарты (например, IEC 60947-3) требуют использования выключателей с двойным разрывом для обеспечения повышенной безопасности, особенно в промышленных и коммерческих установках.

При двойном разрыве нагрузка распределяется между двумя парами контактов, что уменьшает износ каждого из них. Кроме этого, уменьшается воздействие дуги на контакт, следовательно, он меньше подвергается эрозии и дольше служит. Двойной разрыв обеспечивает гарантированное размыкание, если один из контактов по каким-то причинам не разомкнется, а также снизит вероятность «залипания» контактов из-за воздействия высокой нагрузки.

Рычаг управления выключателя нагрузки серии City9 Set выполнен в ярко-красном цвете, что позволит в нештатной ситуации оперативно отключить питание, не перепутав выключатель нагрузки с другими модульными устройствами. Казалось бы, «мелочь», а на самом деле именно она позволит, что называется, выиграть время, когда при аварийной ситуации счет идет буквально на секунды.

1. Выключатель нагрузки на вводе выбирают с учётом фазности сети и устройства проводки. Для однофазной сети используют одно- и двухполюсные выключатели (1P, 2Р), для трёхфазной — трёх- и четырёхполюсные (3Р, 4Р).
2. Обязательный элемент любого распределительного щитка – электросчетчик. Его ставят после вводного автомата в щитке внутри помещения или в щитке возле столба (в некоторых частных домах).
3. Дополнительно в щитке присутствуют устройства защитного отключения (УЗО), реле контроля напряжения и фаз, ограничители мощности и другие приборы.

В линейке City9 Set существуют различные модели УЗО для однофазных и трехфазных электросетей: 2-полюсные и 4-полюсные. Их конструктив отличается количеством входных и выходных разъёмов для подключения, а также номиналом и током утечки, при котором УЗО размыкает электрическую сеть.

УЗО типа АС реагируют только на переменный ток утечки (синусоидальной формы). Их применяют для типовых нагрузок (розеток, ламп накаливания, светодиодов, электрических конвекторов, водонагревателей, бытовой техники II класса – фенов, телевизоров и т.д.). Как правило, устройства этого типа дешевле и подходят для большинства стандартных нагрузок, где нет пульсирующих токов.

УЗО типа А реагирует на переменный ток утечки и пульсирующий постоянный ток. Применяются для защиты линий с современными приборами, содержащими электронные компоненты (стиральные машины, посудомоечные машины, компьютеры, телевизоры, зарядные устройства, инверторные кондиционеры, LED-освещение). В таких устройствах часто используются выпрямители и импульсные блоки питания, которые создают пульсирующие токи утечки. УЗО типа A способно обнаружить их и обеспечить более высокий уровень защиты

При этом существенный минус связки «УЗО+автомат» в том, что при возникновении тока утечки, УЗО отключит сразу все групповые линии, оставив без электричества большую часть квартиры. Также существуют естественные небольшие токи утечки, которые могут приводить к ложным срабатываниям, стекаясь на групповой УЗО. К тому же придётся потратить больше времени на поиск неисправности, последовательно перебирая все групповые линии, сидящие на этом защитном устройстве.

Эти недостатки нивелируются при установке автоматического выключателя дифференциального тока (дифавтомата). Он совмещает функции УЗО и автоматического выключателя (АВ), защищает электрическую систему одновременно и от утечек, и от короткого замыкания. При перегрузке сети в устройстве срабатывает тепловой расцепитель, а при коротком замыкании — электромагнитный. В обоих случаях прибор мгновенно прекращает подачу электроэнергии потребителям.

Автоматический выключатель серии City9 Set Systeme Electric

Выключатели дифференциального тока City9 Set электромеханические, что делает их более надежными и долговечными из-за отсутствия блоков питания. В отличие от электронных УЗО, электромеханические устройства сохраняют работоспособность при потере питания, например, обрыве нулевого провода. При этом дифавтомат — более дорогостоящее решение. Кроме этого, не совсем корректен и расхожий стереотип «установка АВДТ сэкономит место в щитке». Например, для защиты пяти групповых линий УЗО (2П) и 5 АВ займут в шкафу место, эквивалентное 7 установочным модулям (123 мм), а 5 АВДТ – порядка 10 модулей (175 мм).

Окончательный выбор способа защиты остается за каждым конкретным потребителем. В качестве «золотой середины» можно рассмотреть установку АВДТ на критичные нагрузки (котел, холодильник, ванная), а стандартные группы (розетки, освещение) подключить к связке «УЗО+автомат».

Автоматический выключатель, безусловно, неотъемлемый элемент домашней электросети. Его основная функция — автоматическое обесточивание цепи при перегрузке и в случае короткого замыкания. Таким образом обеспечивается сохранность проводки.

Суммарная мощность рассчитывается сложением мощностей всех устройств или делением на номинальное напряжение (230 В). Например, для защиты розетки с тремя приборами мощностью 2 кВт, 1 кВт и 100 Вт номинальный ток автоматического выключателя будет равен: 14,09 А. Ближайшим автомат к этому значению — 16 А.

Автоматы с характеристикой (кривой тока) С ставят на большинство бытовых электроприборов, с характеристикой В — на освещение и розетки с маломощными приборами (телевизоры, компьютеры, зарядные устройства), с характеристикой D — на оборудование с высокими пусковыми токами (электродвигатели).

1. АВ с кривой тока В срабатывают при превышении номинального тока в 3–5 раз. Они оптимальны для защиты розеточных линий с маломощными приборами, которые при включении не создают больших пусковых токов.
2. АВ с кривой тока С срабатывают при превышении номинала уже в 5-10 раз и больше подходят для розеток с мощными приборами, поскольку те при включении создают кратковременные пусковые токи, превышающие номинал в несколько раз. Кроме этого, автоматы с характеристикой С позволяют избежать ложных срабатываний при запуске таких электроприборов.
3. АВ с кривой тока D срабатывают при превышении номинала в 10-20 раз, они устойчивы к высоким пусковым токам и подходят для линий с мощными двигателями, а также длинных линий. Отдельно остановимся на линиях протяженностью от 15-20 м и более. Из-за сопротивления проводов здесь может падать напряжение, и в совокупности с высокими токами это может приводить к ложным срабатываниям автомата. Наиболее оптимальное решение — автоматы с кривой С и D.

Электрощит и его комплектация

Габариты распределительного щитка подбирают, исходя из количества оборудования плюс 20-30%. На DIN-рейках в соответствии со схемой устанавливают выключатель нагрузки, УЗО, автоматические выключатели и дифавтоматы, подводят и закрепляют кабели различного сечения и шины защитного нуля. Кроме этого, электрощит может включать элементы сигнализации, контроля и защиты, а также выводы на стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания.

В линейке City9 Box от Systeme Electric есть как накладные, так и встраиваемые пластиковые щиты на 8, 12, 18, 24 и 36 модулей, этого обычно достаточно для домов различной площади. В комплект входят от 1 до 3 DIN-реек, шины заземления и нейтрали, установленные на держатель. Как правило, к монтажу щитка приступают по окончании всех пыльных ремонтных и отделочных работ.

Защитное заземление: основа безопасности

При электрификации частных домов также очень важно позаботиться о заземлении, поскольку оно защитит от поражения электрическим током при нарушении изоляционного покрытия элементов цепи или электроприборов.

Защитное заземление позволяет возникшему току утечки «стечь» сразу в себя, заставив сработать УЗО. Если заземления нет, то потенциал утечки будет «висеть» на повреждённом оборудовании, и срабатывание случится в момент прикосновения человека, что хоть и не угрожает жизни, но довольно неприятно.

Простыми словами, заземление – это один длинный или несколько коротких металлических стержней, зарытых в землю неподалеку от дома. Стержни, соединяются друг с другом шиной, затем эту конструкцию коммутируют с энергосистемой здания. Важный момент: все электроприборы и осветительное оборудование должны соединяться с контуром заземления. Для этого используется трехжильный кабель. Сам он обычно черный, а проводники каждый своего цвета: фаза – белого, нейтральный – синего, защитный – желто-зеленого.

Доверяйте профессионалам и надежному оборудованию

Проектирование и последующий монтаж системы электроснабжения в квартире или частном доме требуют серьезных навыков и опыта. Если вы не уверены в собственных знаниях, лучше доверьте эту работу профессионалам. И разумеется, избежать проблем при эксплуатации поможет выбор надежного и проверенного электротехнического оборудования, например, серии City9 Set от Systeme Electric, соответствующего всем необходимым требованиям и стандартам качества.

City9 Set Systeme Electric