В чем главные отличия линейного и фазного напряжения?

В наше время без качественной и продуманной системы электроснабжения не обойтись. Если при покупке квартиры эта проблема решается не хозяином жилья, а строительной компанией, то для снабжения электричеством частного дома существует выбор. В квартиру подведено уже однофазное питание, да и такого напряжения там вполне достаточно. Однако в частном секторе трехфазная сеть может быть вполне актуальной. В этой статье мы расскажем, какая электрическая сеть лучше: трёхфазная или же однофазная, а также как провести 380 Вольт в частный дом по закону и какие документы нужны для этого.

Необходимость трехфазного подключения

В однофазной сети часто единственная фаза перегружается за счет использования мощных агрегатов, которых в современном жилище становится все больше. В результате из строя выходят подключенные электроприборы, создается аварийная ситуация, грозящая пожаром.

На входе в дом всегда есть три фазы, которые распределяются в комплекте фаза-нуль. Пары питают равные по мощности группы нагрузок. Если на жилой дом положено 15 кВт мощности, то на каждую группу приходится не больше 5 кВт. При несоблюдении правила автоматические выключатели будут срабатывать при перегрузке линии.

Техника, требующая подключения трехфазной линии:

• отопительный котел на электричестве в большом доме может забирать около 9 кВт;
• водяная помпа, работающая на глубокой скважине;
• электрическая печь для бани, сауны большой мощности (от 5 кВт);
• варочная плита, духовой шкаф;
• оборудование частной мастерской при доме, например, фрезерный и токарный станки, циркулярная пила, сварочный аппарат, отбойный молоток.

Такие агрегаты можно найти с подключением на 220В, но 380В надежнее, мощнее, экономичнее. Современные приспособления повседневного применения могут быть рассчитаны именно на 380В, например, мотор на воротах гаража, въезда во двор.

Три фазы нужны, если на участке есть трехфазные двигатели, которые не предназначены для функционирования в однофазном регламенте. Как вариант, организация такого ввода необходима при одновременном пользовании многими электрическими приборами, например, развернуто хозяйство, налажено частное производство.

Трехфазную линию электропитания стараются подать в каждое частное строение, при этом пользователь может ее использовать или нет по своему желанию.

Плюсы и минусы трехфазного подключения

Экономное использование электричества

Малая материалоемкость трансформаторов и силовых кабелей

Равномерное распределение нагрузки

Двигатели синхронного и асинхронного тока показывают высокий КПД

Есть возможность получить одновременно линейное и фазное напряжение в одной установке

Вероятность снижения мерцания ламп и стробоскопического эффекта люминесцентных светильников

При аварии отгорает одна или две фазы, но для питания есть возможность временного резервного подключения

Три фазы требуются, если не хватает однофазной линии, но в этом случае легче запросить увеличение лимита

Необходимо равномерное распределение нагрузки между фазами

Требуется новый распределительный щит и комплектующие к нему

Повышается опасность поражения электротоком, т. к. в сети есть не только однофазное напряжение, но и линейное

Преимущества и недостатки трехфазной системы электроснабжения

Для ввода электроэнергии в частный дом, чаще всего пользуются трехфазным питанием, так как оно выигрывает в сравнении с однофазным.

Такое питание может позволить:

• использование трехфазных двигателей и других электроприемников;
• при использовании большого числа электроприборов, существует возможность их распределения на три фазы, таким образом, уменьшая нагрузку на каждую из фаз;
• допускает использование кабеля ввода с меньшим сечением;
• в результате обрыва на одной из фаз, наличие света в доме все равно будет обеспечено;
• значительно уменьшается риск пожаров.

И все-таки, наряду с такими положительными сторонами, имеется и ряд отрицательных моментов:

• при трехфазном подведении электроэнергии, габариты электрощитка будут в разы увеличены. Это обусловлено размерами счетчика и устройства защитного отключения;
• напряжение 380 вольт способно поразить человека смертельно, в то время как 220В гранично-допустимое безопасное напряжение;
• монтажные работы, связанные с проводкой, будут намного сложнее;
• особое внимание должно быть уделено проводке общего нуля, поскольку в случае его обрыва в фазах образуется перенапряжение, что неизбежно приведет к выходу из строя всех устройств на этой фазе;
• схема проводки содержит намного больше линий, таким образом увеличивается необходимое количество автоматов.

Требования для подключения 380 вольт

Нормы подсоединения участка прописаны в тексте Федерального закона №35 «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 (статьи 20 – 26), отредактированном 27.12.2019. Работа электросетевых фирм регламентируется ФЗ №135 «О защите конкуренции» от 26.07.2006.

Основные правила:

• пользователь не может самостоятельно подсоединить электричество к дому, нужна энергопоставляющая организация;
• подключение возможно после выполнения требований ТУ;
• используют кабели с алюминиевыми (не меньше 16 мм²) или медными (не меньше 10 мм²) жилами, под землей прокладывают бронированный кабель;
• при воздушном подсоединении кабель не провисает над дорогой ниже 6 м, над тротуарами — ниже 3,5 м;
• подземная линия заглубляется на 0,7 – 1 м или ниже;
• ввод в жилище — не ниже 2,75 м от земли;
• приборы, установленные до счетчика электричества должны иметь возможность пломбировки.

В сети 380В разрешено подключение трехфазного счетчика в частном доме с предельной силой тока 50А, класс точности — 2, последняя проверка — не больше 1 года назад. Его фиксируют на DIN-рейке распределительной панели, но возможно расположение вне щита. В доме должна быть организована система заземления.

Как оформить разрешение

Потребитель имеет право подсоединения к любому объекту электрохозяйства в пределах 300 м от участка (опоры ЛЭП, трансформаторные подстанции, кабельные магистрали). Договор заключают на новое подключение, повышение мощности или перенос точки ввода.

• план участка в общей панировке застройки;
• схема присоединения приемников электроэнергии;
• схема внутренней разводки;
• ППР по подключению.

Заявление пишут в офисе компании, или подают в личном кабинете, через сайт.

К заявке подают сведения:

• ФИО подателя заявки;
• адрес подключаемого участка и фактического нахождения пользователя;
• срок разработки проекта и время ввода в работу;
• разделение по мощности между фазами;
• наибольшая требуемая мощность;
• вид нагрузки.

Компания должна выдерживать сроки принятия решений по заявке. Для физлиц с требуемой мощностью до 15 кВт такой срок равняется 15 суткам, с другими показателями или для временного подсоединения — до 30 суток. После подписания договора на руки выдают ТУ, которые пользователь должен в точности выполнить на своем участке.

Об окончании подготовки владелец извещает компанию, в ответ электросеть проверяет соответствие ТУ и фактических работ в присутствии представителя снабжающей организации поставщика. Составляют акт о соответствии (в течение 3 суток), владелец участка ставит в документе подпись в течение 5 суток. Далее следуют: соглашение о технологическом подсоединении, договор о поставке электричества. После этого на участок подают 380В.

Оформление разрешения

В компанию поставщиков электроресурсов потребуется представить проект электроснабжения частного дома на 15 кВт в 3 фазы. Для этого придется обратиться к специалистам, которые точно просчитают всю потребляемую мощность электричества на участке. И если она окажется недостаточной для нужд проживающей семьи, составят грамотное обоснование в необходимости подведения к дому трехфазной линии электропередач.

В проекте указывается:

• Потребительская мощность сети.
• Схема подключения.
• Используемое оборудование и материалы.
• Счетчик (многотарифный или однотарифный).
• Схема заземления.

Заказчик может указать, что ему требуется и больше, чем 15 кВт выделяемой мощности сети. В этом случае нужно предоставить полный список электрооборудования, которым пользуются на участке. В него должна входить аппаратура, которая находится не только внутри жилого дома, но и приборы, размещенные в гараже, мастерской и на всей территории.

Выбор материалов и оборудования

Вводные комплектующие, счетчик размещают на распределительном щитке, размеры которого определяют по количеству мест подключения. Снаружи ставят ящики металлические с защитой от влаги, внутри применяют стальные и пластиковые шкафчики.

• гофрированные трубки, самозатухающие или негорючие кабель-каналы;
• медный кабель ВВГнг;
• счетчик трехфазный;
• соединительные коммутаторы: гребенки, шины, клеммы;
• защитная и предохранительная арматура;
• автоматические выключатели в комплекте с УЗО или совмещенные дифавтоматы;
• реле, предохраняющее от скачков напряжения в контуре.

Готовят DIN-рейку для качественного крепежа автоматов, защитных устройств, на планке предусмотрены посадочные места для этих приборов.

Чтобы выполнить внутреннюю разводку, нужны провода, коробки для изменения направления проводки, розеточные коробки и для выключателей. Потребуется алебастр или гипс для фиксации кабелей в стеновых штробах, хомуты, изолента, переходники.

У незаземленной розетки фаза стоит слева/справа

В домах со старой электропроводкой отсутствуют общие контуры заземления. Поэтому для экономии средств используются электророзетки без заземления. При проведении коммутации электроцепи нет необходимости выбирать клеммы для подключения фазового и нулевого электропроводов.

Отсутствие заземления в помещении является источником опасности при подключении неисправных электропотребителей. На несправном электроинструменте может возникнуть напряжение на корпусе. Это является опасным фактором, поскольку при соприкосновении с ним замыкается электроцепь.

Ввод трех фаз в строение и отходящие линии

• дополнительные контуры идут от входного распредщитка (ВРЩ);
• в нем монтируют вводный рубильник, все фазы подводят к нему;
• защитные автоматы устанавливают для каждой групповой цепи в жилище, каждая из них питается от разных фаз;
• группы формируют по мощности агрегатов и приборов так, чтобы на каждую фазу приходилось приблизительно равное значение;
• с контактами счетчика соединяют три фазных проводника и нулевую жилу от заземляющей шины;
• вывод счетчика подсоединяют к общему автоматическому прерывателю для всего дома.

Валера

Голос строительного гуру

Задать вопрос

Для соединения используют метод треугольника или звезды. Первый способ — фазы стыкуют последовательно: конец первой — к началу второй, конец второй — к началу третьей и так дальше. Звезда — когда концы фаз стыкуют в общей точке и концы фаз потребительских обмоток — также в одном месте.

Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.

Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда”, то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.

В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных калориферах и конвектоматах.

Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.

Сборка электрощита

Пошаговая сборка:

• крепление автоматов и УЗО на рейке по составленной схеме;
• подключение элементов к вводному рубильнику с использованием гребенки;
• подсоединение фазных проводов проводами с наконечниками;
• установка и подключение нулевой шины;
• проверка (подтяжка) стыков отверткой;
• включение питания, проверка срабатывания автоматов;
• определение параметров сети с помощью мультиметра.

Перед началом эксплуатации сети 380В убеждаются, что смонтированы и подсоединены все элементы внутренней системы (гнезда, розетки, выключатели).

Что такое линейное напряжение?

В трехфазной магистрали можно выделить дополнительное напряжение, при подсоединении перемычку между 2 нагруженными кабелями. Значение его выше, т. к. является проекцией на плоскость координат 2 векторов, составляющих угол 120° между собой. Довесок к значению фазового напряжения составляет 73% или рассчитывается как √3-1. Общепринятое линейное напряжение в электролинии всегда составляет 380 вольт.

Линейное напряжение — это напряжение между двумя фазными проводами (380 В).

Напряжение вычисляется в промежутке фаз или между их выводами. При монтаже схемы появляются трудности, заключающиеся в неточности при расчете проводника, что иногда вызывает аварию. Схемы подключения различаются вариантами объединения нагруженных жил и источника электричества. Преимущества однофазной сети:

• безопасность эксплуатации оборудования, т. к. опасность в плане поражения исходит от 1 кабеля;
• схема применяется для осуществления эффективной разводки, выбора принципа эксплуатации, расчета параметров и выполнения измерений.

Расчеты в системе простые, выполняются с учетом стандартных физических формул. Для замеров показателей цепи используется мультиметр. Характеристики подключения к фазе определяются с помощью специальных вольтметров, токовых датчиков.

Линейное напряжение возникает при прохождении электрического тока в подводнике при объединении источника энергии и приемника. При понижении мощности на участке между выходом генератора и потребителем параметры фазного вольтажа также изменяются. Зная линейные показатели, нетрудно высчитать значение фазного напряжения.

Особенности сети:

• при разводке проводов профессиональных устройств не требуется, достаточно отвертки с встроенным индикатором;
• при соединении проводов не используется ноль — из-за нейтральной жилы нет опасности поражения током;
• схема применима для постоянных сетей и линий с переменным током;
• однофазное соединение выполняется в трехфазной линии, но не наоборот.

Подключение розеток

Особенность розеток на 380В в том, что они блокируют от несимметричного подсоединения, чтобы избежать КЗ. Контакты размещены под углом, они разные по размеру, с направляющими элементами.

Стационарные розетки на 380В выпускают следующих типов:

• 2Р+РЕ имеет два силовых (фазных) вывода и заземляющий;
• 3Р+РЕ или 3Р+N характеризуется тремя фазными выводами и одним для подключения заземления;
• 3Р+РЕ+N — есть места для подключения трех фаз, один — для ноля, еще один — для заземлителя.

В розетках предусмотрена блокировка от выключения под нагрузкой. Сила тока (25, 63, 125А), для которой эти розетки сделаны, значительная, а в изделиях нет дугогасящего эффекта. Изымать вилки под такой нагрузкой опасно в плане получения ожогов или перегорания розеток. Блокировка бывает электронного или механического типа.

Розетки присоединяют к питающему кабелю последовательно, параллельно или смешенным способом.

Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.

Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда”, то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.

В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных калориферах и конвектоматах.

Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.

Рекомендации электрика

Электрики советуют соблюдать условия:

• горизонтальные участки проводов от щитка до розеток делают на высоте от пола 2,5 м;
• проводку в стенах располагают вертикально или горизонтально, по косой линии ставить запрещено;
• соединяют провода переходниками в монтажных коробках;
• подземное подключение к электроопоре делают цельным куском провода без соединений;
• нельзя подсоединять выключатель в разрыв нулевого провода;
• при разводке по деревянным стенам применяют изолирующие шланги с подкладками из асбеста.

Распределительный корпус подбирают по типу помещения, учитывают характеристики микроклимата — в агрессивных средах используют ящики с максимальной защитой от прямых водяных струй, пыли.

Как в обычной розетке на 220 вольт может появиться две фазы?

Из школьных уроков физики каждый вынес для себя небольшие знания об электричестве и знает, сколько фаз в розетке. В исправных всегда одна фаза и ноль. При производстве ремонтных работ или эксплуатации системы электрообеспечения иногда пропадает освещение квартиры или отдельной комнаты. Что делать? Если после включения АЗС электрические приборы квартиры не работают. Замер наличия напряжения свидетельствует о том, что в розетке показывает две фазы, какая причина может привести к этой неисправности — это необходимо уяснить.

Опыт показывает, что часто встречаемой причиной этого явления оказывается обрыв нулевого провода. Наличие фазы вместо нуля объясняется тем, что напряжение, проходя через любой включенный элемент сети, возвращается на нулевой контакт электророзетки.

Для того чтобы убедиться в правоте этого утверждения, достаточно выключить все электрическое оборудование квартиры.

К возникновению неисправности могут привести:

• неисправные предохранители;
• обрыв нулевого электропровода входного распределительного щита;
• обрыв нуля распредкоробки помещения;
• поломка электропробок при эксплуатации старой проводки.

Дом из соломы

Часто можно слышать, как называют электрические сети трёхфазными, двухфазными, реже — однофазными, но иногда подразумевается под этими понятиями не одно и то же. Чтобы не запутаться, давайте разберёмся с тем, чем отличаются эти сети и что имеют в виду, когда говорят, например, про отличия трехфазного от однофазного тока

.

Однофазные сети	Двухфазные сети	Трёхфазные сети
Прохождение тока возможно при замкнутой цепи. Поэтому ток нужно сначала подвести к нагрузке, а затем вернуть назад. При переменном токе провод, подводящий ток — это фаза. Её схемное обозначение L1 (А). Второй называют нулевым. Обозначение — N. Значит, для передачи однофазного тока нужно использовать два провода. Называются они фазным и нулевым соответственно. Между этими проводами напряжение 220 В.	Идёт передача двух переменных токов. Напряжение этих токов сдвинуто по фазе на 90 градусов. Передают токи двумя проводами: двумя фазными и двумя нулевыми. Это дорого. Поэтому теперь на электростанциях его не генерируют и по линиям электропередач (ЛЭП) не передают.	Передаётся три переменных тока. По фазе их напряжения сдвигаются на 120 градусов. Казалось бы, для передачи тока нужно было задействовать шесть проводов, но, используя соединение источников по схеме «звезда», обходятся тремя (вид схемы похож на латинскую букву Y). Три провода являются фазными, один — нулевой. Экономична. Ток без труда передаётся на далёкие расстояния. Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В. Пара фазный провод и нуль — напряжение 220 В.

Таким образом, электропитание наших домов и квартир может быть однофазным или трёхфазным.

Однофазное электропитание

Однофазноый ток подключают двумя методами

: 2-проводным и 3-проводным.

• При первом (двухпроводном) используют два провода. По одному течёт фазный ток, другой предназначен для нулевого провода. Подобным образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, старые дома.
• При втором — добавляют ещё один провод. Называется он заземление (РЕ). Его предназначение спасать жизнь человека, а приборы от поломки.

Трёхфазное электропитание

Распределение трёхфазного питания по дому выполняется двумя способами

: 4-проводным и 5-проводным.

• Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После электрощитка для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами 220В.
• Пятипроводное подключение — добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ).

В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно. Иначе произойдёт перекос фаз. Результат этого явления весьма плачевен и непредсказуем для человеческой жизни и техники.

От того, какая электропроводка в доме зависит и то, какое электрооборудование можно в неё включать.

Например, заземление, а значит и розетки с заземляющим контактом обязательны, когда в сеть включаются:

• приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели,
• электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры (оно необходимо для отвода статического электричества),
• устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока).

А для электропитания двигателей (актуальных для частного дома) нужен трёхфазный ток.

Сколько стоит подключение однофазного и трехфазного электричества?

Затраты на расходные материалы и монтаж оборудования планируются также, исходя из наиболее предпочтительного подключения. И если предсказать стоимость розеток, выключателей, светильников трудно (всё зависит от причуд вашей и дизайнерской фантазии), то цены на монтажные работы приблизительно одинаковы

. В среднем это:

• сборка электрощитка, в который устанавливаются автоматы защиты (12 групп) и счетчик стоит от 80$
• монтаж выключателей и розеток 2-6$
• установка точечных светильников 1,5-5$ за единицу.

***

Лично я также задумался про солнечные батареи — на https://220volt.com.ua поизучал немного, теперь пробую структурировать мысли, как и что делать с их подключением…