Я проектирую и собираю распределительные электрощиты для домов и квартир. Хочу рассказать, что такое электрощиты, какие функции они выполняют и каким образом. А главное - каким требованиям должны соответствовать современные электрощиты.
Итак, электрощит. Что это?
Электрощит представляет собой устройство, основная задача которого распределять приходящую в него электрическую энергию нескольким потребителям в жилище, офисе и тп. Так в многоквартирном доме главный распределительный щит ВРУ получает мощность от трансформаторной подстанции и распределяет ее по подъездам/этажам, где есть свои распределительные щиты, раздающие электроэнергию по квартирам. В квартире тоже есть распределительный электрощит, который раздает мощность конечным потребителям: компьютерам, холодильнику, бойлеру и тп. Именно об этих электрощитах, раздающих электрическую мощность конечным потребителям, эта статья.
Какие функции выполняет электрощит и каким образом?
В самом названии «распределительный электрощит» зашиты две его основные функции:
- «Распределительный » — распределять электрическую мощность.
- «Электрощит » — обеспечивать защиту.
И эти две составляющие тесно взаимосвязаны и должны обеспечивать вам безопасную, надежную и долговечную эксплуатацию ваших фенов, компьютеров и всего прочего электро-. Безопасную — значит, что в случае нештатной ситуации щит убережет вас от неприятностей, обеспечив должную защиту, а точнее защиты. Надежную — значит, что он сам не станет причиной нештатной ситуации с электросистемой. Давайте разберемся какие именно защиты должен обеспечивать современный электрощит.
Вспомнил электрощит в маминой квартире в доме 50-х годов постройки. Электросчетчик и пробки — плавкие предохранители. Да, это тоже электрощит. Правда древний. И он как и положено распределял мощность по четырем линиям и обеспечивал лишь одну защиту для этих линий - защиту от перегрузки и токов короткого замыкания. Например, если вы включаете в одну из четырех линий нагрузки слишком много мощных электроприборов, по электрическому кабелю этой линии будет течь чрезмерно высокий ток, кабель будет перегреваться, изоляция кабеля будет интенсивно изнашиваться и в итоге придет в негодность. Как следствие токи утечки, короткие замыкания и прочие неприятности. При величине силы тока, выше которой кабель нагревается до недопустимых температур плавкий предохранитель в этом электрощите должен расплавиться и разомкнуть электрическую цепь. По сути, это одноразовый включатель, обеспечивающий защиту кабельной сети. Он же мгновенно сработает (расплавится) при коротком замыкании в электрической цепи. Итак защита №3 — защита кабельной сети от перегрузки и токов короткого замыкания. Отсутствие этой защиты в аварийной ситуации приводит к возгоранию изоляции электрокабеля и пожару в вашем жилище. Т.е. в итоге защита №3 нацелена не просто на защиту самого кабеля от ускоренного износа, а на предотвращение пожара и сохранение вашего имущества.
На этом, к сожалению, защитные функции этого древнего электрощита исчерпываются.
В современных электрощитах за описанную выше защиту отвечают чаще всего модульные автоматические выключатели. Кратко их еще именуют автоматами. И это уже не одноразовый размыкатель цепи. Это устройство, отключает линию нагрузки в аварийной ситуации. При перегрузке, которая перегревает кабель автомат разомкнет цепь через минуты, при кратном превышении силы тока в цепи — через секунды, при токах короткого замыкания - мгновенно. После устранения причины, вызвавшей защитное срабатывание автомата, вы просто включаете его, замыкая цепь, и продолжаете эксплуатировать и сеть и автомат. Сегодня автоматические выключатели — самая распространенная деталь практически любого электрощита, независимо от его назначения. Реже, реализацию этой защиты поручают другому, более дорогостоящему устройству — АВДТ, которое реализует еще и дифзащиту. Об этом чуть ниже.
Еще одна непременная защита (присвою ей №2), которую должен обеспечивать современный электрощит — защита электрооборудования, которое часто не имеет собственной защиты от резких колебаний напряжения в электросети. Эту защиту обеспечивают реле контроля напряжения, и сегодня это обязательный элемент современного электрощита. Эти устройства имеют возможность настройки верхнего и нижнего порогов допустимого напряжения и предоставляют вам индикацию текущих значений напряжения, тока и потребляемой мощности. А главное - они размыкают электрическую сеть при выходе входного напряжения из настроенного диапазона. Через определенное время после нормализации уровня напряжения в сети устройство автоматически замыкает цепь и электроснабжение потребителей восстанавливается.
Цена этого устройства, а это около 50 долларов, вполне оправдана, учитывая количество дорогостоящих электроприборов в современных квартирах, которые могут пострадать от резких скачком напряжения.
Ну и третья, а по важности защита №1 — защита человека от поражения электрическим током. Ее в современных электрощитах обеспечивают устройства дифзащиты, такие как выключатели дифференциального тока (ВДТ), известные также как устройства защитного отключения УЗО, либо более дорогие устройства — АВДТ. Автоматический выключатель дифференциального тока, называемый чаще дифавтоматом, предоставляет сразу две защиты для линии нагрузки, которая к нему подключена: №3 и №1. Сама же дифзащита обеспечивается путем отслеживания появления в линии тока утечки. И при его появлении и достижении предельного уровня (чаще всего 30мА, как кратковременно безопасной для человека величины) устройство дифзащиты мгновенно размыкает цепь. При этом, если утечка произошла через человека, последний все же получит свою порцию электричества, но кратковременно и с силой, относительно безопасной для здоровья.
Разумеется, это не исчерпывающий перечень защит, которые может обеспечивать современный электрощит. Но это основные и необходимые. И эти защиты гарантированно предоставит любой электрощит, спроектированный и собранный грамотным инженером.
Что же касается распределения нагрузки по потребителям, то современный электрощит может делать это как по-старинке, разветвляя сеть на несколько линий, так и более изощренными способами, используя средства автоматики. Они наделяют электрощит третьей важной функцией — автоматизированного управления электропотребителями. Например, включая/отключая оборудование в нужное время с помощью реле времени или по сигналу фотореле в зависимости от освещенности. Или включая уличные фонари в вашем дворе по датчику движения не постоянно, а только в темное время суток, используя для этого астрономическое реле. Или же обеспечивая гибкое управление освещением вашего дома. Это только несколько примеров. Фактически же современные электрощиты умеют много чего еще, но об этом в следующий раз.
Итак, я перечислил и кратко описал главные функции, которые выполняет современный электрощит. Подводя итог, еще раз их перечислю:
- Безопасное распределение электрической мощности, выделенной на ваше жилище, между потребителями.
- Обеспечение необходимых и достаточных защит для человека и его имущества от негативного воздействия электрического тока при нештатной ситуации.
- Управление работой электропотребителей.
Каким должен быть электрощит?
Ответ довольно очевиден:
- Обеспечивающем необходимые и достаточные защиты для человека, его имущества и кабельной сети.
- Надежным и отказоустойчивым.
- Полезным для заказчика.
Для этого он должен быть всесторонне продуманным и грамотно спроектированным, аккуратно, безукоризненно в техническом плане собранным и профессионально смонтированным в месте установки.
Критически важно использовать безукоризненные, проверенные временем комплектующие для сборки, чтобы устройство само не являлось источником проблем, а напротив, служило защитой от них. Опыт говорит, что не стоит экспериментировать с непроверенными и сомнительными брендами автоматики. Одни из них сами чрезмерно нагреваются. Другие попросту могут не сработать и не дать защиту. Нет смысла устраивать подобную лотерею. Поэтому только проверенные бренды и от проверенного поставщика.
И еще один момент в заключение. Хороший электрощит — это такой скромный боец невидимого фронта. Живет он обычно где-то в шкафу и не привлекает к себе особого внимания. Дверку самого щита вы открываете лишь несколько раз в год для периодического тестирования дифзащиты и для отключения/включения отключаемой группы, если она управляется рубильником в щите. Все. Все остальное время щит не требует вашего внимания, но продолжает выполнять свои функции.
Что же касается защит, то их электрощит отрабатывает именно в нештатных ситуациях, чтобы исключить, либо минимизировать ущерб. Нештатные ситуации не случаются ежедневно. Но никто от них не застрахован. Она может не случиться ни разу за время эксплуатации электросистемы, а может возникать с определенной регулярностью. Например, если вы рискуете использовать ненадежное электрооборудование, или в случае, если вы живете в старом жилом фонде, и/или подводящие линии обслуживаются не должным образом. В любом случае, независимо от оценки риска нештатных ситуаций, ваш электрощит должен быть в полном значении этого слова щитом, ограждающим вас от аварий и нештатных ситуаций.