Одной из ключевых трудностей при создании конструкции является необходимость грамотной группировки и равномерного распределения нагрузки. Это делается для того, чтобы мощные электрические устройства не стали причиной систематического отключения оборудования из-за перегрузки. Достигнуть этого можно, если общая суммарная мощность подключенных устройств не превышает допустимые значения, и они не работают одновременно.
Как правильно собрать электрощиток в частном доме: сборка щита учета 380 вольт 15 кВт — особенности 3-фазной сети, элементы щитка, варианты сборки, инструкция по сборке
Стремитесь обеспечить надежную безопасность электроснабжения в своем загородном доме? В таком случае, вам непременно потребуется электрощит. Но как же правильно собрать трехфазный щит для 380 В с нагрузкой 15 кВт? В этой статье мы подробно рассмотрим процесс сборки распределительного и уличного электрощита и поделимся рекомендациями по правильному монтажу электрощита для частного дома.
Совсем недавно частные дома начали все чаще подключать к трехфазной электросети. Также в новых многоэтажных домах квартиры чаще получают три фазы, в отличие от ранее привычной одной. Как правило, с учетом такого подключения местные энергокомпании выделяют на дом или квартиру мощность в 15 кВт, что подразумевает, что номинал вводного автоматического выключателя должен составлять 25 А. Для различных офисов, кафе и подобных заведений выделяются значительно большие мощности, поэтому в таких ситуациях номиналы вводных автоматов будут существенно отличаться.
Подключение к трехфазной электросети требует установки трехфазных электрощитов. Давайте подробно рассмотрим пять различных вариантов простых трехфазных схем для распределительного щита.
Все описанные схемы являются простыми и являются лишь рекомендательными. Они иллюстрируют суть подключения различных защитных устройств в одном щитке. Подход к разработке схемы для каждого конкретного щита должен быть индивидуальным, поскольку условия подключения у всех разные. В предоставленных вариантах используется система заземления TN-S.
Характеристики и специфика трехфазной сети
Наличие трех фаз позволяет использовать провода с 4-5 жилами меньшего сечения и дифференциальные автоматические выключатели на 3-4 полюса. Выделенная мощность для сети 380 В делится поровну между фазами. Например, при назначенной мощности в 18 кВт, каждая фаза будет нести 6 кВт.
Благодаря установке трех- или четырехполюсного автоматического выключателя осуществляется обесточивание линии при увеличении нагрузки на одну из фаз. Учитывая временные задержки работы дифференциального автомата, необходимо обеспечить правильное распределение нагрузки.
Неправильное распределение нагрузки может привести к перекосу фаз, что, в свою очередь, становится причиной постоянных отключений электричества.
Схемы сборки трехфазных электрощитов
Сборка щита на 380 В может осуществляться по различным схемам. Существует множество вариантов, поэтому следует выбрать наиболее подходящий, логичный и экономически целесообразный. Однако, прежде всего, важно, чтобы электричество в доме или квартире было безопасным. Поэтому, помимо защитных автоматов, которые защищают сети от перегрузки, необходимо устанавливать УЗО (устройства защитного отключения), которые обеспечивают защиту людей от поражения электрическим током. Хотя нормы не требуют установки УЗО на освещение в сухих помещениях, при трехфазном подключении квартиры или дома игнорировать это нецелесообразно, так как в этом случае освещение будет соединяться с одним автоматом и его отключение оставит все помещение без света. Поэтому лучше подключить освещение через УЗО, что повышает надежность системы электроснабжения, хотя и увеличивает общие затраты.
Для двухэтажного частного дома трехфазный электрощит может быть довольно объемным.
Вместо пары автомат + УЗО можно установить дифференциальный автомат, который упростит схему, сделает её более надежной, удобной для чтения и изменяемой (при условии подключения через кросс-модуль). Это также экономит место в щите, что тоже немаловажно. Тем не менее, такая схема обойдется гораздо дороже, так как дифференциальные автоматы стоят значительно больше, чем пара автомат + УЗО.
Необходимость кросс-модуля для трехфазных щитов
Чтобы упростить сборку щита на 380 В и наличие возможности переподключить один или несколько автоматов к другой фазе, после счетчика устанавливают трехфазный кросс-модуль. Это устройство имеет три входа — по одной на каждую фазу, и несколько выходов, количество которых зависит от модели.
Подключение к нужной фазе осуществляется через кросс-модуль следующим образом: проводник подключается в соответствующий разъем и фиксируется прижимным винтом. Переключение на другую фазу происходит просто: открутив винт, можно извлечь провод и подключить к свободному выводу на другой фазе. Благодаря наличию кросс-модуля, вся система подключения становится более логичной, а изменения легко вносятся даже непрофессионалом. Стоимость этого устройства невелика, а его преимущества располагают к установке — лучше установить его, даже несмотря на то, что он не является обязательным элементом.
Сборка щита 380 В исключительно на дифавтоматах
Как неоднократно упоминалось, если на каждую группу или отдельный мощный потребитель установлен свой дифавтомат, вся задача сведется к грамотному распределению их между фазами, чтобы избежать перекоса. Пример такого щита для квартиры показан ниже.
Сборка щита 380 В на основе дифавтоматов имеет четкое устройство. Если срабатывает первый автомат — это сигнализирует о проблеме с освещением в зале, а если срабатывает четвертый — значит, не все в порядке с розетками на кухне. Всё становится ясным и понятным. Тем не менее, такая схема может оказаться слишком дорогой для частного дома, поэтому обычно требуется делить все линии на группы.
С двумя УЗО
Еще одним вариантом является распределение всей нагрузки на две группы с установкой двух мощных трехфазных УЗО на входе. В таком случае возле каждой группы будут размещены две шины: одна для нейтрали и одна для заземления. После каждого УЗО устанавливается свой кросс-модуль, к которому присоединяются фазы, а к выходам подсоединяются защитные автоматы для линий.
Алгоритм распределения нагрузки по трем фазам
Как уже упоминалось, необходимо собрать всю однофазную нагрузку и равномерно распределить ее между фазами. Важно также, чтобы мощные устройства, подключенные к одной фазе, не приводили к отключению из-за перегрузки. Это возможно, если общая мощность работающих устройств не превышает номинал, или если эти устройства не работают одновременно.
Квартирный щит на 380 В может быть компактным и немноголюдным в конструкции.
Общие принципы группировки нагрузки для автоматов
Наиболее надежная и простая схема заключается в том, что на каждую группу потребителей или мощное устройство установлен отдельный автомат, а также соответствующее УЗО. Однако такая схема весьма затратна и требует больших размеров щита. Поэтому стремятся подключить несколько линий к одному автомату, но объединять их нужно, следуя правилам. В противном случае распознать, что сработало, будет непросто. Следует придерживаться следующих рекомендаций:
- Розетки и освещение одного помещения нужно подключать через разные автоматики. Таким образом, если возникнут проблемы с одной группой, всё помещение не окажется в полной темноте.
- Влажные помещения, такие как ванная, кухня или баня, не следует объединять с сухими. Это связано с тем, что в помещениях с повышенной опасностью автоматика должна иметь другие параметры, а именно в этих местах чаще возникают проблемы.
- Уличное освещение и уличные розетки должны быть на отдельных автоматах. К ним также можно подключить хозяйственные постройки.
- Питание электроприемников для ворот и охранного освещения стоит делать также отдельными автоматами.
Формируя группы, рекомендуется составить список линий с указанием нагрузки на них. Необходимо указать помещение, название линии и мощность подключенной нагрузки. Это поможет следовать описанным выше рекомендациям при формировании групп. Важно также контролировать, чтобы нагрузка была распределена более-менее равномерно.
Проверка групп
Когда вы предварительно набросали группы на бумаге, проведите проверку. Сядьте и подумайте о том, что произойдет, если сработает каждый из автоматов, и насколько серьезными будут последствия для каждого помещения.
Щит на 380 В для частного дома можно собрать своими руками, но перед этим нужно тщательно продумать, как именно будет распределяться нагрузка.
К примеру, если в двухэтажном коттедже все розетки первого этажа и освещение второго этажа соединены на один автомат, а освещение первого этажа, розетки второго на другой, а оборудование — на третий, то при срабатывании одного из автоматов возникнет настоящая катастрофа.
Таким образом, стоит проиграть сценарии отключения каждого автомата. Желательно, чтобы в помещении оставались рабочие розетки или они были в соседнем пространстве. Это даст возможность при необходимости подключить оборудование или освещение.
Схема трехфазного щита на 380 В для частного дома: как правильно распределить фазы и обеспечить грамотную сборку
18 августа 2023
Три фазы и трехфазная нагрузка
Для начала давайте кратко вспомним, что такое три фазы. Не углубляясь в технические аспекты, можно сказать, что наличие трех фаз означает, что в помещение подводятся не три, а пять проводников: три фазы (которые часто обозначают как L1, L2, L3), общий ноль и заземление. На каждой фазе находится 220 В, а суммарно 380 В — важно понять, что именно так организована схема. То есть, у нас есть три проводника, каждый из которых ведёт 220 В, а также общий нулевой и земля.
Тем не менее, розетки в наших помещениях продолжают иметь только три контакта: фаза, ноль и земля. Большинство бытовых приборов используют такие вилки. Все эти приборы подпадают под категорию однофазной нагрузки. Каждую из таких линий следует подключить к одной из трех доступных питающих фаз. В этом вся суть.
Кроме того, существует и трехфазная нагрузка, это более мощные устройства, такие как плиты, котлы, электродвигатели и специализированное оборудование. Они работают сразу от трех фаз. К примеру, трехфазный электрический двигатель не может работать от одной фазы — ему нужны все три одновременно.
Таким образом, у нас может быть смешанная нагрузка: однофазные и трехфазные устройства, которые питаются от одного и того же щитка с трехфазным вводом. Теперь вам стоит догадаться, что приборы с пятью контактами подключаются к соответствующим проводам при помощи защитных устройств (УЗО, автоматы). Однако в быту большая часть нагрузки — это однофазные устройства, и наша задача состоит в том, чтобы равномерно распределить эту нагрузку по фазам, правильно соединить их и обеспечить защиту. Теперь обсудим это подробнее.
Как грамотно распределить нагрузку по фазам
Начнем с главного — распределения нагрузки. Однофазная нагрузка должна быть равномерно распределена так, чтобы все три фазы были наиболее нагружены одинаково.
Автоматика трехфазного щита
Для подключения однофазной нагрузки вполне можно использовать стандартную одно- и двухполюсную автоматизацию: автоматические выключатели, УЗО и дифференциальные автоматы. Специальные автоматические устройства для этого не требуются. А для подключения трехфазных устройств уже используются более сложные аппараты с большим количеством полюсов.
Схема трехфазного щита не сильно отличается от однофазной, с принципиальным отличием в том, что однофазные нагрузки необходимо разделить по фазам.
Технический подход таков: нужно просчитать все устройства в амперах или ваттах, а затем разделить на три, но это больше теоретический подход. На практике часть устройств будет включена, часть — выключена, какое-то оборудование может работать постоянно (например, холодильник или системы «умного дома»), тогда как что-то другое может работать лишь изредка. Плюс характер работы может изменяться в зависимости от времени года, погоды или других факторов. Даже освещение может потребляться по-разному в различные периоды.
Также стоит учесть особенности использования. Мы не можем заранее точно знать, как будет работать каждое устройство, поэтому в расчет можно взять лишь заданные значения мощности. Устройство может, к примеру, в максимальном режиме потреблять 2000 Вт, однако в среднем его работа может составлять только около 1000 Вт (например, в обычном режиме стирки). Все это следует принимать во внимание.
Понимание того, что просто разбить все нагрузки на три примерно равные части — не самый лучший подход. Таким образом, необходима система для формирования одинаковых по мощности и сбалансированных по регулировкам групп.
Варианты сборки
Существуют несколько основных схем сборки щитка учета для трехфазной сети своего дома:
Дифавтомат устанавливается на каждую отдельную ветку — для мощного потребителя или группы. Он функционирует как автоматический выключатель, но также обеспечивает защиту от утечек тока и короткого замыкания. Процесс сборки щита учета электроэнергии на 380 В с нагрузкой в 15 кВт на базе дифавтоматов является наиболее простым и удобным. Схема легко воспринимается и монтаж осуществляется легко. Основная проблема состоит в правильном распределении нагрузки для исключения перекоса фаз.
Для облегчения установки и дальнейшего обслуживания, кросс-модули устанавливаются вместе с автоматами. Это помогает точно определить зону, в которой произошла авария — так как каждый автомат отвечает за своего потребителя. Однако высокие затраты на оборудование и большой объем шкафа являются недостатками такой схемы.
- С двумя УЗО.
Схема с двумя УЗО на входе подразумевает установку пары 4-полюсных УЗО. Вся нагрузка делится на два направления, каждое из которых будет иметь свою нейтраль и заземление. После каждого УЗО устанавливается кросс-модуль, к которому подсоединяются фазы, а к выходам присоединяются защитные автоматы.
- Минимальные затраты.
- Компактные размеры шкафа.
- Удобное быстрое переключение нескольких потребителей в рамках одной группы.
- Высокая стоимость трехфазных УЗО.
- Для переноса потребителя между группами потребуется новая проводка.
- Нелегкий процесс поиска неисправного потребителя в случае срабатывания автомата. При этом может отключиться половина цепи.
- Если потребуется добавление новых шин, потребуется их маркировка.
- Сложности с равномерным распределением нагрузки.
Вариант электроснабжения на 380 В с нагрузкой 15 кВт с двумя УЗО для частного дома является недостаточно практичным, поскольку срабатывание защиты отключает сразу половину потребителей. Кроме того, подбор 3-х или 4-х-полюсного УЗО большого номинала может представлять проблему из-за трудностей их доступа и ограниченности применения в быту.
- УЗО на каждой фазе.
Этот метод сборки включает установку отдельного УЗО для каждой фазы, причём используются 2-полюсные УЗО. После установки УЗО ставятся кросс-модули, к которым затем подключается нагрузка. На каждой линии остаются отдельные шины заземления и нейтрали. Основное преимущество этой схемы заключается в наличии трех независимых групп, что обеспечивает функциональность оставшихся двух веток при срабатывании защиты.
Тем не менее даже в таком построении системы электроснабжения трудно добиться равномерного распределения нагрузки. Как одна из возможностей, можно подключать чувствительное оборудование через особые УЗО, например, для электрических устройств в влажных помещениях или с высокой мощностью.
Оптимальная сборка по данной схеме происходит, когда каждая ветка оформляется на собственные ДИН-рейки. Сначала монтируется УЗО, затем автоматы к каждому потребителю или отдельной группе. Если к тому же автоматические выключатели дополнительно будут подписаны, то это значительно упростит поиск причины отключения.
Правила распределения нагрузки для автоматов
При распределении нагрузки по трем фазам стоит придерживаться ряда основных принципов:
- Проводить питание для светильников и розеток от разных автоматов.
- Оборудование в помещениях с повышенной влажностью (ванная, кухня, душевая, баня) необходимо подключать через собственный автомат.
- Электропитание хозяйственных построек, уличное освещение и розетки должны подключаться через отдельный автомат.
- Электроприводы ворот и охранное освещение должны иметь индивидуальные источники питания.
- Системы отопления и водонагрева необходимо подключать через отдельные УЗО.
Подключение по трехфазной схеме
Прежде всего, необходимо подготовить всю соответствующую документацию. Это включает в себя технические условия эксплуатации, которые выдает организация-поставщик электроэнергии. На основе этих технических условий разрабатывается проектная документация для электроснабжения объекта.
Вам необходимы следующие документы:
- Договор с энергоснабжающей организацией.
- Акт осмотра существующего электрооборудования.
- Заключение лабораторных исследовательских работ по схеме, предназначенной для конкретного объекта.
- Акт разграничения электрических сетей согласно балансовой принадлежности.
В проекте обязательно учитываются особенности дальнейшего потребления электроэнергии. Все потребители делятся на группы, в которые входят розетки и осветительные системы. Каждая группа может быть отключена отдельно, если необходимо провести ремонтные работы. В это время другая группа продолжает функционировать, не создавая неудобств владельцам.
Для всех групп рассчитывается максимальная мощность потребления электроэнергии. На основании данных узнанных значений выбирается наиболее оптимальное сечение проводников. Обычно для электроосвещения прокладывают кабели сечением 1,5 мм², в то время как для розеток требуется использовать провода с сечением не менее 2,5 мм². Каждая группа подключается к автоматическим защитным устройствам, исключающим риск короткого замыкания и перегрева проводки.
Тем самым, при наличии уже готового проекта подключения, могут быть выполнены расчеты потребностей в материалах, приборах и оборудовании, а также заранее определены размеры электрощита. На предоставленных схемах отмечаются все места, где расположены выключатели, розетки, стабилизирующие устройства и другое стационарное оборудование.
Непосредственное подключение может быть выполнено как подземным, так и воздушным способом. Чаще в частных домах применяют второй способ, который имеет несколько значительных преимуществ. Это позволяет использовать любые схемы подключения при минимальных затратах времени на выполнение работ. В дальнейшем ремонт воздушных линий оказывается гораздо проще. Значительное значение имеет и стоимость подключения, которая гораздо меньше, чем при использовании подземной прокладки кабелей.
При бурении воздушного подключения важно следить за расстоянием от дома до столба, которое не должно превышать 15 метров. Если расстояние больше указанного, необходимо установка дополнительного столба, чтобы избежать сильного провиса или повреждения провода в условиях негативных внешних факторов. Так же не стоит забывать о том, чтобы провода не мешали пешеходам и транспортным средствам. Высота крепления трехфазной линии должна составлять не менее 2,7 метра и более. Провода устанавливаются на специальных изоляторах, после чего они подключаются к силовому щиту от столба.
Рекомендуется устанавливать силовой щит на фасаде здания, откуда провода разводятся по всем помещениям. Если имеются электрифицированные пристройки, питающая линия также должна к ним подводиться от щитка. Для учета потребленной электроэнергии также необходим трехфазный счетчик. Как правило, используются устройства прямого включения, принцип работы которых очень похож на работу однофазного счетчика. Важно лишь корректно следовать инструкции подключения, размещенной на обратной стороне устройства или в его паспорте.
Однолинейная схема электроснабжения частного дома
При проектировании электроснабжения частных домов чаще всего используют однолинейную схему как наиболее оптимальный вариант. Она позволяет легко проектировать и создавать систему даже самостоятельно. Однолинейная схема зарекомендовала себя как эффективное и удобное решение для эксплуатации. По сути, она является сильно упрощенной принципиальной схемой, где все виды подключений и прокладка проводов выполняются единственной линией одинаковой толщины. Это стало основой для названия однолинейной схемы.
Существуют два вида однолинейных схем – расчетная и исполнительная. Первая используется во время строительства дома. Эта схема определяет порядок монтажа кабельных линий на конкретном объекте и выбор защитной аппаратуры. Предварительно выполняются все расчеты силовых нагрузок для этой сети. На расчетной однолинейной схеме указываются все имеющиеся мощности и их величины, обязательным является обозначение расположения ВРУ и маркировка электрических щитов.
Исполнительная схема составляет описание для действующих электроустановок, когда дом уже завершен. К этому времени от проектной организации уже получены результаты обследования здания для подготовки наиболее подходящего расположения всех элементов и устройств электроснабжения.
