Как собрать трехфазное ВРУ для частного дома?

Вводной щиток на столбе

Итак, что мы имеем исходно?

Местные электрики установили на столбе пластиковый ящик, который лучше называть однофазное вводное распределительное устройство (ВРУ) или щит учета, в котором смонтировали счетчик AMS b1b-sa2sc и два автомата – С63 до счетчика, и С50 после него. Вводной кабель – двухжильный, многопроволочный алюминий сечением 16 мм2:

ВРУ. Ввод алюминиевого кабеля на столбе

Изолированная воздушная линия (ВЛИ) идёт от трансформатора, который расположен более чем в километре. Есть предположение, что ток КЗ на участке будет сравнительно низким. Что это означает и какие можно сделать выводы, я писал на блоге.

Фото внутреннего устройства щитка поближе:

Щиток на столбе с вводными автоматами и счетчиком

Судя по номиналу вводного автомата, выделенная мощность – более 13 кВт, что очень даже неплохо для сельской местности. Далее подключение сделано жесткими алюминиевыми жилами сечением 10 мм2, и временно прикручен провод ШВВП 2х1,5 длиной более 15 м, который идёт к строящемуся дому.

С такими автоматами на вводе, учитывая то, что вся электропроводка будет делаться “с нуля”, нужно сделать качественно, бюджетно и безопасно. Важно, что схема должна учитывать все нюансы, которые могут вылезти в будущем, чтобы потом не переделывать.

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) это

Медная шина N предназначена для подсоединения нулевых рабочих проводников сети дома В вводном-распределительном устройстве ВРУ шины PE и N соединяются между собой, но по определенным правилам. Проводник защитного заземления соединяется с шиной РЕ, от которой осуществляется разводка по помещениям. Шину N нужно закреплять на корпусе ВРУ через диэлектрические не проводящие ток изоляторы.

Структурная электрическая схема участка

Для начала нужно определиться, что и где будет:

Во ВРУ электроэнергия распределяется на три потребителя –

1. на дом (основное потребление), максимальная потребляемая мощность – 7,5 кВт, расстояние до домашнего РЩ (распределительного щита) – 15 м,
2. на летнюю кухню (позже там будут жилые помещения для гостей) – 2,5 кВт, расстояние до РЩ летней кухни – 20 м,
3. на хозпостройку (мастерская, душ, туалет), макс. мощность – 2,5 кВт, расстояние до РЩ летней кухни – 20 м.

Структурная схема электрохозяйства

Все мощности приведены с учетом коэффициента использования 0,7. Это означает, что теоретически потребители могут иметь такую максимальную мощность:

1. дом – 10,7 кВт,
2. летняя кухня – 3,5 кВт,
3. хозпостройка – 3,5 кВт.

То есть, длительно одновременно могут работать до 70% всех электроприборов каждого потребителя ВРУ. Если процент (коэффициент использования) выше – например, приехали родственники и гости, и намечается широкое застолье – то время одновременного использования каждого из потребителей ограничено несколькими минутами. После этого может “выбить” соответствующий АВ.

Схема ВРУ (вводного электрощита)

Очевидно, что ВРУ будет иметь один вводной автоматический выключатель (АВ), который уже установлен, и три АВ, через которые питание идёт на 3 потребителя.

Выбираем сечение кабеля и номинал АВ на
дом. Сейчас установлен АВ на 50 А, его придётся убрать. Это относится к безопасности и расходам – на 50А надо ставить более толстый кабель, это не имеет смысла.
Для потребляемой мощности 7,5 кВт ток равен 7500/220 = 34 А. Сечение медной жилы кабеля, идущего на дом, выбираем в 6 мм2. Выбираем автомат с номинальным током 32 А (его время-токовая характеристика такова, что при токе 36 А он отключится не ранее чем через 1 час)

Для летней кухни и хозпостройки (мощность 2,5 кВт) нужны кабели с сечением жилы 2,5 мм2, защищенные автоматами 16 А.

Далее решаем вопрос с заземлением. Тут оказалось не так всё просто. Напрашиваются сами собой две системы заземления:

TT – с контуром (заземлителем), электрически не подключенным к приходящему с улицы PEN проводнику или нейтрали. Плюс системы – она независима от состояния уличной электросети. Не нужно ничего переделывать и дополнительно подключать. Но и минус кроется там же – если на приходящей нейтрали появится напряжение, сильно отличающееся от потенциала земли, оно может натворить делов. Кроме того, я рекомендую установку УЗИП (ОПН), ведь черноморское побережье Кавказа, согласно карте, приведенной в ПУЭ – самое опасное с точки зрения грозовой активности. А с системой ТТ защита от молний будет громоздкой или малоэффективной.

TN-C-S – система заземления с повторным заземлением и разделением PEN проводника на провод (шины) нейтрали N и защитный РЕ. Долго объяснять, но такая система подразумевает повторное заземление, обустройство ГЗШ (главной заземляющей шины) и разделение PEN проводника ДО СЧЕТЧИКА. Иначе, если заземление подключить после счетчика, это будет неправильно и небезопасно. Усугубляется это тем, что на вводе стоит не двухполюсный, а однополюсный АВ.

Подробно можно почитать, например тут – https://we.cs-cs.net/blog/506.html и https://cs-cs.net/vru-vvod-zazeml и https://zen.yandex.ru/media/yury_kharechko/kak-pravilno-vypolnit-zascitnye-provodniki-v-sistemah-tns-tncs-i-tt-5f9346b7a81c50318e18ec3e

Поэтому решено установить шину защитного заземления РЕ (ГЗШ) до счетчика распределительный блок на ДИН-рейку РБДп-35 шириной 43 мм. У него центральный проводник, который проходит через него насквозь со снятием изоляции, может быть сечением до 25 мм2, а 4 провода поменьше – до 6 мм2.

Этот блок будет играть роль ГЗШ, на него будет приходить PEN проводник с улицы и защитный проводник с заземляющего устройства (контура) сечением 10 мм2. С ГЗШ (шины РЕ) будет уходить защитный проводник РЕ и нейтраль N (через счетчик) на потребители.

Надеюсь, что РБД-п с шиной РЕ пломбировать не будут (как и вводной АВ). Ведь контакты нужно протягивать, и возможно, понадобится замена либо добавление кабеля. Но если всё же пломбировку проходного блока РБДп-35 потребуют органы энергонадзора, придётся делать отдельную шину РЕ, которой пломбировка не нужна. И к ней подключать защитные провода потребителей. Только куда её монтировать в этом тесном ВРУ – не знаю. Возможно, на нижнюю или боковую стенку.

В качестве шины N применяется распределительный блок РБД 80А шириной 29 мм. К нему можно подключить 3 провода сечением от 1 до 16 мм2 и 4 провода – от 1 до 10 мм2. На неё приходит провод нейтрали N с выхода счетчика, а уходят провода 6 и 2,5 мм2 к потребителям.

Можно шину N сформировать до счетчика, а счетчик запитать одним проводом, но это подключение часто вызывает лишние вопросы у соответствующих органов. Тем более, что в инструкции к данному счетчику AMS b1b-sa2sc такой схемы нет. Тем более, что счетчик уже подключен, а переделывать его схему подключения нет смысла.

В итоге, схема (точнее, расположение и подключение элементов) ВРУ будет такой:

Электрическая схема вводного электрощита

Разделение PEN провода будет выглядеть так (показано, чтобы объяснить конструкцию РБДп 35):

Разделение посредством проходного блока РБДп 35

Отличие от того, что на фото – у нас будет после РБДп 35 идти фактически провод N, который идет через счетчик на шину N.

Напоминаю, что схема и расположение элементов ВРУ продиктовано не только техническими требованиями, но и имеющимся подключением и расположением элементов, а также размерами щитка.

Ещё пара вопросов касательно ВРУ.

УЗИП, как я говорил, желательно установить. Но где это сделать? Поскольку в щитке места нет, да и опасно устанавливать УЗИП в таком тесном пространстве, то нужно (если будет принято такое решение) для УЗИП ставить отдельный ящик. По подключению: если удастся решить вопросы с пломбировкой (т.е. либо пломбировка вообще не понадобится, либо запломбируют без проблем), фазу взять после вводного АВ на 63 А, завести в ящик, а там подключить через автомат 50 А на фазную клемму УЗИП. “Земляную” клемму УЗИП подключить к шине РЕ. Для подключения понадобятся 2 провода сечением 6 мм2 длиной не более 0,5 м, УЗИП нужен 1-го класса (другое обозначение – В-класс). В РЩ дома, кухни и хозпостроек установить УЗИПы 2-го класса. Таким образом, негативные последствия от ударов молнии (а они в этих местах бывают очень часто) будут значительно уменьшены.

Заземлитель. Вот что пишет Никита: “Подскажи по заземлению, достаточно ли будет одного уголка металлического вбитого в землю или штыря круглого? Смотрел так делают, измеряют приборами, всё хорошо. Кто-то просто контур делает из нескольких штырей, уголков. И на какую глубину вбивать? Глубину мотивируют уровнем промерзания грунта, у нас он на “0” метров! Ну и до вод тут недалеко, на метре всегда стоят. Допустим я вбил 2 уголка в землю, приварил пластину к ним и закрепил её на столбе электропередач, на неё приварил болтик с гайкой, беру одножильный провод, прикручиваю его к приваренному болту гайкой. И про глубину забивания, если у меня Юг и грунт не замерзает, глубина воды не более одного метра всегда, тогда какой глубиной копать траншею тоже 0,5 метров? И на какую глубину их забивать от уровня глубины траншеи? Сварочные места можно битумной мастикой обмазать?”

Всё правильно. Заземлитель расположить около столба, сварить из 2-х уголков, вывести пластину или уголок с болтом. Траншею можно не такую глубокую, 0,2 м хватит. Длина уголков – 2 м, если грунт не каменистый и получится забить такую длину. Если менее 2 м – лучше 3 уголка, на расстоянии не менее 1,5 м др. от друга. Места сварки обработать от окисления.

Заземление проверить на качество (лучше делать это регулярно). Если нет приборов, нормальный домашний вариант проверки – лампочку 60…100 Вт подключить на фазу и землю (вместо нуля). Должна гореть не хуже, чем от фазы и нуля. То есть, если напряжение на лампочке не сильно отличается от нормального режима работы (разница – единицы вольт), значит, заземление качественное.

Домашний электрощит

По словам Никиты, РЩ в доме будет содержать такие потребители и группы:

1) холодильник до 500вт/2,27А/1,5мм кабель/ автомат С6 2)Эл.плита 2,5квт + вытяжка 0,5квт+электроприбор 1 квт=4квт/18,18А/2,5мм/С16 3) стиральная машина 2,5квт/11,36А/2,5мм/С10 4) водонагреватель 50-80 л 2кВт/9,09А/2,5мм/С10 5) Спальня: обогреватель 1,5квт+0,5 гаджеты=2квт/9,09А/2,5мм/С10 6) детская: обогреватель 1,5квт+0,5 гаджеты=2квт/9,09А/2,5мм/С10 7) ванная: фен 1,5квт+обогреватель 1квт=2,5квт/11,36А/2,5мм/С10 гостиная: гаджеты 1квт+электроприбор до 1,5квт=2,5квт/11,36А/2,5мм/С10 9) свет по дому до 5 ампер/1,5мм/С6 10) Резерв духовка, пока не ставлю, но рассчитываем сразу на неё. 3квт/13,63А

Итого получается общая нагрузка если все разом включить 22,5 квт и 100Ампер.

Мой ответ, некоторые аспекты электрощитостроения:

В доме нет мощных насосов и пилорам. Кроме того, уверен, что в сельской местности ток КЗ небольшой. Поэтому настаиваю на установке автоматов с характеристикой расцепления типа В. Читайте, почему в частных домах лучше ставить автоматы с характеристикой В, а не С. Если коротко – АВ с время-токовой характеристикой “В” гораздо увереннее работают там, где большое расстояние до трансформаторной подстанции и изношены электросети. В результате – электроустановка с “В” будет более безопасной, чем с “С”.

Максимальный ток не достигнет 100 А, поскольку он будет ограничен АВ 32 А. Как я говорил, этого вполне хватит для обычного дома, поскольку всё сразу включаться никогда не будет. Поэтому же все кабели с сечением 2,5 мм2 можно защитить АВ на 16 А – такой автомат прекрасно защитит кабель при перегрузке и КЗ, а ограничения мощности по группам не нужно.

Установка УЗО более предпочтительна, чем дифавтомат, поскольку позволяет создать более гибкие системы. Например, очень сложно найти диф.автомат с время-токовой характеристикой “В”. Да и определить причину срабатывания диф.автомата гораздо сложнее, чем в случае применения связки “УЗО+АВ”.

Если есть возможность, лучше покупать УЗО электромеханические (более надежны, чем электронные) и с видом дифференциального тока “А” (если много электроники в доме, “А” обеспечивает бОльшую безопасность, чем более дешевый тип “АС”).

На освещение УЗО ставить нет необходимости. На холодильник тоже – его придётся вешать на отдельный диф.автомат или УЗО, поскольку если на этом УЗО будут другие проблемы, холодильник останется без питания. Поэтому, если новый холодильник питается через отдельный АВ, и рядом нет открытых заземленных предметов, УЗО лучше не ставить.

На вводе в домашний РЩ нужно ставить вводной 2п автомат, не смотря на то, что автомат на дом в ГРЩ есть. Это нужно для удобства – удобно заводить провода, и удобно в случае необходимости мгновенно обесточить весь дом. Ведь до столба нужно добежать, а ГРЩ может быть на замке (таково дурацкое требование местных электриков).

Реле напряжения – ещё один компонент в защиту домашних потребителей. Если напряжение выйдет за пределы (например, 175…245 В), дом обесточится. Рекомендую ставить реле напряжения в нескольких статьях на блоге. Плюс реле напряжения – они почти все показывают текущее значение напряжения, а некоторые (это особенно удобно) – потребляемый ток и мощность.

Номинальный рабочий ток УЗО и реле напряжения в данном случае должен быть не меньше номинального тока вводного автомата – 32 А. Лучше – больше.

С итоге, схема будет такой:

Схема домашнего электрощита с реле напряжения и УЗО

Нагрузки:

1. L1 – Эл.плита, розетки кухни,
2. L2 – Стиральная машина,
3. L3 – Водонагреватель,
4. L4 – Спальня,
5. L5 – Детская,
6. L6 – Ванная,
7. L7 – Гостиная,
8. L8 – Духовка,
9. L9 – Холодильник,
10. L10 – Освещение дома.

Описание устройства щита.

Посредством трехжильного кабеля от ВРУ приходят провода РЕ, L и N. Провод защитного заземления РЕ приходит на шину РЕ, к которой подключаются защитные проводники всех потребителей. Во всех новых щитках эта шина обычно уже присутствует. Если щиток металлический, заземляется и он.

Фаза и нейтраль L и N проходят через двухполюсный выключатель на реле напряжения (об этом писал выше). После реле напряжения фаза и нейтраль поступают на кросс-модуль Х0, который нужен исключительно для удобного, понятного и качественного монтажа. Кросс-модуль содержит 2 шины, каждая из которых должна содержать минимум 5 винтовых клемм. Чтобы не загромождать проводами схему, обозначено подключение одним проводом, на самом деле подключение будет отдельными проводами от Х0 к QF1, QF2, QF3, QF12+QF13.

Можно обойтись и без кросс-модуля, используя перемычки. Главное – в одну клемму должно затягиваться максимум 2 провода, и обязательно одного сечения.

УЗО QF1 “работает” на две группы – L1 и L2. К УЗО QF2 и QF3 подключены по три группы. Для удобства монтажа предлагаю использовать локальные нейтральные шины, изображенные в верхнем правом углу схемы.

Вводно-распределительные устройства ВРУ1

Вводно-распределительные устройства ВРУ1
предназначены для приема, распределения и учета электроэнергии в сетях 380/200 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, а также для защиты линий при перегрузках и коротких замыканиях. Устанавливаются в распределительных сетях, как в четырехпроводном, так и в пятипроводном исполнениях с рабочим нулевым и защитным заземляющим проводником.

Ошиновка ВРУ1 выполняется медными шинами и выдерживает без повреждений ударный ток короткого замыкания 10 кА.

По желанию заказчика комплектующие изделия отечественного производства могут быть заменены на изделия производства зарубежных компаний. Вводно-распределительные устройства ВРУ1

предназначены для приема, распределения и учета электроэнергии в сетях 380/200 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, а также для защиты линий при перегрузках и коротких замыканиях. Устанавливаются в распределительных сетях, как в четырехпроводном, так и в пятипроводном исполнениях с рабочим нулевым и защитным заземляющим проводником.

Ошиновка ВРУ1 выполняется медными шинами и выдерживает без повреждений ударный ток короткого замыкания 10 кА.

По желанию заказчика комплектующие изделия отечественного производства могут быть заменены на изделия производства зарубежных компаний.