Введение
Поскольку речь в статье зайдёт о принципах, то картинок не будет, а в основном только рассуждения. Итак, безопасность электрооборудования в квартире обеспечивается во-первых, на этапе планирования и проектирования, во-вторых, периодическими проверками и плановыми тестированиями, в-третьих, инструктажем и тренировками проживающих. Далее об этом подробнее.
1. Защита проводки
Дому довольно много лет уже - он был построен в 70-х годах прошлого века, поэтому электропроводка требовала обязательных исправлений в соответствии с изменениями нормативной документации по предмету в целом по стране. Изначально вся проводка была выполнена алюминием 2.5 квадрата в виде двух линий скрытого монтажа с защитой каждой из них автоматами и общим автоматом ещё советского проекта. Начиная, если не ошибаюсь, с 2003 года нормативными документами рекомендуется применять в качестве материала проводки медь, желательна общедомовая модернизация и проведение заземления. Поскольку скрытую проводку поменять не так просто, как раз в те годы было принято решение оставить две линии освещения на алюминии, установив на каждую по автомату C6. Отмечу, что старался придерживаться принципа надёжности и долговечности при не слишком больших затратах. Поэтому в основном везде Шнайдер серии "домовой", а где его номенклатуры не хватало, точечно тот же Шнайдер, но промышленной серии. Сейчас можно встретить идеально сделанные на заказ электрощиты, где к каждой розетке ведёт отдельная линия, защищённая даже не автоматом, а АВДТ. У меня денег на такое не было и нет, в квартире используется бюджетный "шлейф". Две линии медного не поддерживающего горение кабеля 2.5 квадрата для розеток, защищённые автоматами C16, выполненные в миниканале, все почти розетки Легранд, каждая на 16 Ампер. Подчеркну, что, хотя розеток много, в принципе весь ресурс может быть забран только одной из них, поэтому технику приходится выбирать экономичную и каждому следить, чтобы одновременно не включались серьёзные потребители во избежание перегрузок. В квартирном щитке общий выключатель - это УЗО на 40А, 30 мА утечки, далее автоматы двух линий розеток и двух линий освещения. Все 1P+N. После контактора 2P (AC7A 63A, AC7B 20A) с приемлемым временем отключения и диапазоном напряжений, который контролирует реле напряжения на всю квартиру. Там же установлен электросчётчик. На площадке - автомат КЭАЗ C25, 2P. Были случаи обрыва нуля, поэтому именно 2P. 25 - потому что больше проводка подъезда не выдержит, скорее всего. И так кто-то уже установил в доме что-то энергоёмкое и когда он это включает, у него напряжение проседает, а у нас подскакивает почти до 270 Вольт. Но об этом подробней далее.
2. Защита человека
Поскольку у меня "шлейф", длина проводки в соответствии с известной формулой позволяет применять одно УЗО на всю квартиру с номиналом утечки на 30 мА. Этого достаточно для защиты человека от поражения электротоком и при этом весьма бюджетно. Замечу, что принцип работы УЗО в дифференциальном контроле входящего и исходящего тока: если произойдёт утечка за пределы контролируемого контура (в моём случае за пределы электропроводки квартиры), что возможно только при нарушениях изоляции, то устройство почти мгновенно выключит всё внутри защищаемого контура. Например, когда маляры белили у нас в подъезде, УЗО сработало и пришлось отключить одну из линий старой проводки освещения, пока всё не высохло достаточно. Заземление, хотя и желательно, трудно сказать, функционирует ли достаточно хорошо сейчас у меня (некое подобие TT) - до капитального ремонта ещё далеко. Хотя заземление обеспечивает упреждающее срабатывание, если того, что есть не хватит, защита скорее всего так или иначе сработает всё равно, хотя и "тряханёт", возможно, прилично. В соответствии с документацией на УЗО проверяю кнопкой раз в месяц. Когда у нас были ещё железные трубы водоснабжения, "заземлялся" на них (это не запрещается ПУЭ, насколько помню) и тогда дополнительно применял такой метод проверки: собрал вилку-заглушку, в которой фазный контакт был замкнут на заземление через сопротивление, обеспечивающее ток утечки 30 мА (фаза в розетках у меня всегда справа, при недавнем монтаже розеток Легранд видел такую же рекомендацию на упаковке). Учитывая, что при номинале в 30 мА срабатывание возможно и при 15 мА, получалась и проверка УЗО (конечно, не калиброванной утечкой) и проверка сохранности заземления при минимальной вероятности повреждений вследствие короткого времени срабатывания и небольшого тока). Вилку не вставлял плотно, только прикасался, потому что номинал по мощности у сопротивления совсем не большой и в случае несрабатывания это могло вызвать локальные проблемы и даже привести к возгоранию. Был составлен график проверки каждой розетки, среди которых были и периодические штатные проверки УЗО кнопкой. Да, оно электромеханическое, а значит не имеет блока питания и будет срабатывать в широком диапазоне напряжений.
3. Защита техники
Как я уже упоминал, напряжение у нас может "гулять" в довольно широких пределах. Поэтому применён опять вполне "бюджетный" метод: установлено реле напряжения на всю квартиру, выключение происходит через двухполюсный контактор. Причём не допускается как слишком высокое, так и слишком низкое напряжение, но всё же разрешена работа в диапазоне 180-270В. Низкое напряжение разрешено, потому что зимой могут быть случаи, когда при длительных "просадках", необходимо обеспечить работу электронагревательной техники: обогреватели, плита. Высокое напряжение до 263-265В является вполне допустимым в соответствии с документацией на французскую и китайскую технику. В 2015 году у нас в доме был обрыв нуля, напряжение менялось в пределах 170-325В, пока не отключил автомат на площадке. Реле напряжения нормально сработало именно при упомянутых уставках. Техника нисколько не повредилась. Позже я решил подстраховаться и поменял по документации верхнюю уставку на 265В, но, к сожалению, срабатывания реле серьёзно участились и пришлось вернуть всё обратно. В той части щитка, где установлено реле напряжения, допустимым для него является напряжение 100-420В. Реле защитит при этом от действительно опасного напряжения всю остальную квартиру. Потенциально повредится только, разве что электросчётчик, но по правилам устройство учёта должно быть подключено до любых защит (кроме автомата в том числе и пожарного отключения на площадке), поэтому приходится сознательно идти на подобный риск. Внутри защищаемого периметра есть устройства, которые требуют более бережного отношения. К ним в частности относятся устройства с электродвигателями (холодильник, стиральная машина), которым опасно как высокое, так и низкое напряжение. Каждое из них дополнительно защищено реле напряжения в розетку с уставками 230В±15%. Для компрессорной техники должен быть дополнительно задан довольно большой период АПВ (автоматического повторного включения). В случае холодильника, в соответствии с документацией, после его выключения включать можно только через 5-10 минут. Ещё для холодильника в реле напряжения мной установлен максимальный ток, превышение которого в течения одной секунды вызовет отключение. Эта защита от перегрузки сильно отличается от защиты с помощью автомата и плавкой вставки, но в данном случае имеет смысл точно настроить и использовать как дополнительное средство в случае нештатной ситуации. Часть маломощной техники защищена с помощью стабилизатора, который также подключен через реле напряжения в розетку и, хотя диапазон допустимого напряжения довольно широк, допустимый ток у меня сильно ограничен. Плановая замена реле напряжения всех видов - через десять лет после начала эксплуатации каждого.
4. Защита от возгораний
Стараюсь, чтобы техника не имела механических повреждений, но от старения её (в частности блоки питания), наверно, не защитить, разве что купить новую, но на это всегда не хватает достаточно денег. Вообще, часто проблемы безопасности (не только в данном контексте) упираются в скудное финансирование и "замораживаются" надолго. И с этим ничего не поделать. Что можно предпринять в данном случае, чтобы парой покупок с некоторой вероятностью защитить сразу несколько устройств? Купить датчик дыма и настроить автоматическое отключение бытовой техники в случае проблем. Конечно, так себе решение, но, возможно, всё таки ущерб снизит. Проверять не хочется. Остаётся только надеяться на лучшее.
4.1 Особенности техники Redmond
Эта техника удобна тем, что не требует наличия сервера, шлюза, подключения интернета. Работает после настройки локально через bluetooth. Со шлюза берёт, разве что точное время, журналы ведёт локально на каждом устройстве отдельно, показывает индикатор заряда, после замены батареи информация не теряется. Через шлюз шлёт оповещения, но ожидать 100% информированности, пока не окажешься в зоне действия bluetooth, не стоит. К датчику дыма можно подключить несколько розеток, одну розетку можно подключить только к одному датчику, ну и ещё к телефону. Могут быть проблемы с отображением настроек в приложении. Розетку к шлюзу и датчику дыма одновременно подключить не удастся, не стоит пытаться это делать. Также не стоит подключать к умному дому Яндекса. После включения электричества розетку нужно будет включать вручную. Вероятность верной работы при этих ограничениях весьма высока. При срабатывании датчика дыма он отключает "привязанные" розетки, выдаёт звуковой сигнал, шлёт оповещение на телефон через шлюз (а вот на это надеяться не стоит). Вот так примерно всё работает. Проверено в другом сценарии: у меня датчик дыма через умную розетку регулирует включение и выключения обогревателя на кухне в зависимости от температуры воздуха в районе датчика (есть здесь статья об этом). Отмечу, что (вроде) все датчики, кроме основной функции имеют датчик температуры, который без задержек даёт показания с точностью до градуса. Это позволяет мониторить обстановку и подключать различную автоматизацию.
4.2 Особенности техники Aqara
Требует подключения к интернету (для передачи сигнала на телефон, более подробно об особенностях ZigBee внизу статьи), хорошо интегрирован и умным домом от Яндекса (разве что небольшие шероховатости с единицами измерения в датчике TVOC). Более гибкие настройки в приложении Aqara Home (писал уже здесь о контроле качества воздуха). В случае срабатывания тревоги оповещения гарантированно приходят на телефон, можно задействовать сирену шлюза в дополнение к звуковому сигналу датчика дыма. За период, что был отключен от электропитания хаб, данные контролируемых им устройств, даже если они питаются от батарей, получить не удастся. Теперь подробней о двух частях той же задачи: отключить технику в случае задымления. Новый датчик дыма (только появился на российском рынке) ещё не приехал, но о нём известно, что может работать в составе группы, не исключены ложные срабатывания, которые корректируются в приложении или отдельно купленной кнопкой. А вот на второй части задачи остановлюсь подробней. У меня эта часть автоматизации умного дома вырубает всю квартиру целиком напрочь. Здесь работает тот же принцип, что описан в пункте 2 этой статьи: симулируется утечка за пределы защищённого УЗО контура. На этот раз током в 60 мА через специально подобранное сопротивление, чтобы работало в широком диапазоне напряжений и обеспечивало гарантированное срабатывание. Через Модуль Реле Одноканальный Aqara T1 (с нейтралью). По команде фаза подаётся через сопротивление на ноль за пределами защищаемого контура. УЗО должно сразу сработать. Включить потом можно будет только в щитке вручную. Но есть нюансы: если при включении реле не выключится сразу всё, то через сопротивление будет проходить довольно значительный ток, что может вызвать нагрев вплоть до возгорания. То есть в некоторых случаях выбранная система защиты может вызвать проблемы, от которых призвана защитить. Было найдено такое решение: после реле включено ещё одно импульсное реле, которое срабатывает на одну секунду каждую минуту. В этом случае перегреться сопротивление не успеет, в то же время можно сделать и предупреждение на шлюзе в виде сирены "Обратный отсчёт", и разрешить отключение кнопкой или выключателем, и, по крайней мере, позволить две попытки выключения с информированием на телефон. Механический износ импульсного реле при таком режиме работы наступит примерно через 10 лет, потребуется плановая замена. Вот примерно всё об этой части защиты. Если появится какая-то дополнительная информация после установки датчика, допишу позже.
Выводы
К организации системы защиты электрооборудования в квартире следует подходить комплексно, ошибка в любой части может вызвать серьёзные проблемы. Но хуже отсутствие защиты вовсе.
UPD: Чтобы не было претензий по терминологии, всё-таки выложу скриншот.
И добавлю: конфигурация не подключённого к интернету реле создаётся и корректируется на компьютере, потом через облако передаётся на телефон и уже с телефона по USB кабелю заливается в устройство. Реле же Aqara T1 защищены автоматами C10, но эти реле у меня срабатывают как правило только при разомкнутой далее по схеме цепи. Таких характеристик автоматов более, чем достаточно и для контактов реле РЭВ-302, которое берёт на себя основную нагрузку при коммутации.
UPD: По особенностям протокола ZigBee, используемому техникой Aqara процитирую источник, которому, скорее, склонен в данном случае доверять: "Система работает офлайн. Если роутер вышел из строя, данные всех датчики продолжат поступать в Центр умного дома по ZigBee. А Центр продолжит выполнять инструкции, не требующие выхода в интернет: включить сирену, мигнуть лампочкой, перекрыть подачу воды. Чтобы послать сигнал на телефон, Центру всё же понадобится доступ к роутеру, а роутеру — выход в интернет.".
UPD: если статья показалась полезной, обратите внимание ещё и на это: Немного о себе, принципах, состоянии здоровья и финансов.
