Электрика в доме: с чего начать, как спроектировать и какое оборудование обязательно должно быть в щитке?

Электрификация частного дома — очень сложная задача, и подходить к ней нужно системно. Первое, что необходимо сделать — это проект. Его разработку следует поручать только профессионалам — электрикам или специализированным инженерным компаниям.

Обычно проект включает в себя принципиальную электрическую схему, поэтажные планы с разводкой розеток и выключателей, систем освещения и всего оборудования в доме. Зачем так подробно? Только так можно точно рассчитать нагрузку на сеть, подобрать типы и сечения кабелей, определить необходимое в проекте оборудование.

На стадии проекта инженеры решают, какие электроточки можно объединить в группы, а каких потребителей лучше подключить отдельным кабелем. Например, в группы можно выделить освещение по этажам, розетки для компьютерной техники, мелкой бытовой техники на кухне и розетки в ванной комнате. А вот для питания холодильника, электроплиты, духового шкафа, стиральной машины, водонагревателя или теплого пола потребуются индивидуальные линии, которые будут идти напрямую в распределительный щиток.

Предварительная проработка хороша тем, что на каждую группу подбирается своя автоматика защиты. В случае аварийной ситуации, например, при коротком замыкании, питание отключится не во всем доме, а только на проблемном участке.

После распределения по группам потребителей суммируют, добавляют запас 30%, после чего на каждую группу подбирают защитное оборудование — автоматические выключатели, устройства защитного отключения УЗО (ВДТ) или дифавтоматы (АВДТ).

Заземление — важная часть системы электроснабжения, которая защищает человека от поражения электрическим током, если нарушена изоляция элементов электрической цепи или бытовых приборов, и не сработали другие виды защит.

В случае, когда не сработало защитное отключение, оборудование может остаться под напряжением. Тогда, именно заземление обеспечивает стекания тока в контур заземления, а человек, коснувшийся корпуса неисправного прибора под напряжением, не получает удар током.

Устройство защитного заземления кратко можно описать так: один длинный или несколько более коротких металлических стержней заглубляют в землю снаружи здания. Если используется несколько стержней, их надежно соединяют между собой металлической шиной. Далее производится коммутация наружной части контура заземления с энергосистемой дома. Важно помнить, что все электроприборы и приборы освещения должны быть соединены с контуром заземления. Для этого используется трехжильный кабель — фаза, ноль и земля. Важно! Жила «земля» имеет желто-зеленую оболочку.

Монтаж контура заземления

В деревнях и на старых дачах питание обычно организовано от однофазной сети 230 В, а выделенная мощность не превышает 5-10 кВт. Однофазная сеть хороша тем, что приборы к ней можно подключать в любом количестве и в любом порядке. Главное, чтобы сумма нагрузки при одновременном включении не превышала установленный лимит.

Есть у однофазной сети и другие преимущества — простота в монтаже и обслуживании, а также относительно небольшая стоимость кабеля.

Главным же недостатком является невозможность подключить мощные электроприборы, такие, как котлы, водонагреватели или станки.

В современных коттеджных или дачных поселках, как правило, проводят трехфазные сети 380 В с выделенной мощностью 15 кВт (по 5 кВт на каждую фазу). Достоинств у трехфазной сети множество, но основное в том, что к ней можно подключать как бытовые приборы с питанием 230 В, так и те, что работают на линейном напряжении (380 В), как правило, все электрооборудование большой мощности.

Электрификация участка с помощью трубостойки с электрощитом на 36 модулей. Внутри стоят выключатель нагрузки, УЗО на все группы, отдельно УЗО на дом, баню и автоматы защиты на уличные розетки, освещение, въездные ворота. Все оборудование из серии City 9 Set от Systeme Electric

В отличие от однофазной трехфазная сеть позволяет равномерно распределить потребителей и обеспечить их функционирование без перегрузок линий и перекоса фаз. Например, для домашней электропроводки можно использовать одну фазу, для мощной бытовой техники — вторую, а для подсобных помещений — третью.

Однако есть и минусы: такие сети дороже в монтаже, ремонте и эксплуатации. Многожильные кабели, модернизированный электрощит на большое количество модулей, трехфазный счетчик и особые аппараты защиты (например, одно- или трехфазный стабилизатор) — все это сказывается на стоимости проекта отнюдь не в лучшую сторону. А значит, выбор между однофазным или трехфазным подключением нужно делать разумно, исходя из технической и экономической целесообразности.

Сечение кабеля — один из ключевых параметров, по которому подбирают защитное оборудование — автоматические выключатели (автоматы), УЗО или дифавтоматы. Сечение измеряется в квадратных миллиметрах (мм²) и показывает площадь медного или алюминиевого проводника внутри изоляции. Чем больше сечение, тем выше пропускная способность кабеля и меньше нагрев при протекании тока. Это снижает потери напряжения.

Для выбора оптимального сечения кабеля нужно учитывать:

• мощность подключаемых устройств в ваттах или киловаттах. Чем выше мощность, тем больше сечение;
• силу тока в амперах. Бóльший ток требует кабель большего сечения;
• длину кабеля в метрах. Чем длиннее кабель, тем больше потери напряжения, значит нужно брать бóльшее сечение и предусмотреть установку автоматов с характеристикой B.

Так, для точечных светильников обычно используют медный кабель сечением 0,5 мм², для основного освещения — 1,5 мм², для розеток — 2,5 мм². Хотя правильнее будет делать подбор по специальным таблицам, которые позволяют определить сечение, исходя из известной мощности электроприбора или группы приборов (кВт), или токовой нагрузки (А).

Выбор автоматического выключателя в зависимости от тока нагрузки, сечения провода/кабеля и способа прокладки по ГОСТ Р 50571.4.43-2019.

Список обязательных компонентов щитка выглядит так:

1. Выключатель нагрузки.

В распределительном щитке питающий кабель заводят на вводной аппарат, который предназначен для отключения электросети под нагрузкой.

Выключатели нагрузки из серии City9 Set от компании Systeme Electric (ранее Schneider Electric) имеют ярко-красный рычаг управления. Казалось бы, мелочь, но при внештатной ситуации, это помогает быстро найти выключатель среди других устройств и отключить питание. Особенно это актуально, когда в щитке располагается более 15-20 модульных устройств.

Выключатель нагрузки на вводе выбирают с учётом фазности сети и устройства проводки. Для однофазной сети подойдет однополюсный выключатель (1P), для трёхфазной — двух-, трёх- и четырёхполюсные (2P, 3Р, 4Р).

Выключатели нагрузки из серии City9 Set выпускаются номиналом 40 А и 63 А с максимальным значением токов короткого замыкания 6000 А. Такой ток выключатель нагрузки может выдержать без разрушения за время срабатывания автоматов. Выключатели оборудованы механизмом двойного разрыва цепи, что гарантирует отключение питания и предотвращает спекание контактов под нагрузкой в ручном режиме.

2. Электросчётчик. Его задача — определять расход электроэнергии в доме. Этот прибор устанавливается после вводного автомата в щитке около столба или в щитке внутри помещения.

3. Выключатель дифференциального тока (ВДТ) или устройство защитного отключения (УЗО). Оно защищает человека от удара током при поврежденной проводке или неисправности прибора, а также предотвращает возгорание.

УЗО в проекте может быть одно, установленное после выключателя нагрузки и счётчика, или несколько. В последнем случае их ставят на отдельные группы или линии приборов большой мощности (на электроплиту, стиральную машину, кондиционер, водонагреватель) вместе с автоматами.

Пример срабатывания УЗО

Двухполюсное УЗО номиналом 63 А с током утечки 30 мА, тип А

(серия City9 Set)

Конструкция УЗО

В серии City9 Set есть разные модели УЗО для однофазных и трехфазных электросетей: 2-полюсные и 4-полюсные, конструктив которых в основном различается количеством входных и выходных разъёмов для подключения, а также номиналом и током утечки, при котором УЗО размыкает электрическую сеть.

Существует несколько типов УЗО.

Тип AC используется для типовых нагрузок, например, для:

• электрических розеток общего назначения;

• ламп накаливания или светодиодного освещения;

• бытовой электроники класса II (фенов, телевизоров и т. п.);

• электрических конвекторов и водонагревателей.

УЗО типа А реагируют на чистый синусоидальный и пульсирующий постоянный разностный ток и применяются для защиты электронных приборов класса I (стиральные и посудомоечные машины, электроплиты, сушилки).

УЗО типа А для защиты приборов класса I — стиральных и посудомоечных машин, электроплит

4.Автоматический выключатель (автомат) — еще один обязательный элемент системы. Автоматы обесточивают сеть, если определяют перегрузку по току или замыкание, защищая тем самым проводку и подключённую технику.

Ставить автомат на одну розетку или светильник неразумно и невыгодно, поэтому, как правило, потребителей объединяют в группы. А уже затем подбирают под них автомат в зависимости от потребляемой мощности/тока.

Автомат подбирается в соответствии с сечением провода, который подключается после автомата. Сечение кабеля, в свою очередь, зависит от мощности нагрузки в розетке. Следовательно, для подбора автоматического выключателя необходимо определить количество и мощность группы присоединяемых к линии приборов. Чтобы узнать значения номинального тока, складывают мощности всех устройств на одном кабеле и делят полученное число на напряжение сети (230 В). Представим для примера, что нужно отдельно запитать электроплиту мощностью 3,5 кВт. Расчет будет выглядеть так: 3500 Вт/230 В = 15,22 А. Нужен автомат, ближайший к этому значению, — 16 А.

В серии City9 Set от System Electric представлены одно-, двух-, трех- и четырехполюсные автоматы с характеристиками срабатывания В и С, с номинальным током от 6 до 63 А. Широкий ассортимент позволяет найти прибор под любую нагрузку. Автоматы с характеристикой С ставятся на классические нагревательные приборы, с характеристикой В — на длинные линии (от 15 м и более), с характеристикой D — на оборудование с высокими пусковыми токами (например, электродвигатели).

Электрощитки с большим количеством автоматических выключателей City9 Set от System Electric с различными значениями номинального тока

Все устройства City9 Set имеют ударопрочный корпус из специального пластика с 6 металлическими заклепками. Безопасные клеммы исключают попадание кабелей в заклеммное пространство, а боковые каналы для охлаждения не дают автомату слишком сильно нагреваться.

Важно! После расчета автоматов необходимо выбрать дополнительные УЗО. Можно, конечно, использовать только вводное УЗО, но в случае его срабатывания будет обесточена вся сеть, и придется долго выяснять какой конкретно прибор вышел из строя. Именно поэтому на каждую групповую линию и на каждый мощный прибор рекомендуется ставить отдельное УЗО. Тогда в случае аварии отключится лишь одна группа, и найти виновника будет куда проще.

Для обычных помещений и групп бытовых приборов выбирают УЗО с током утечки 30 мА, а для мест с повышенной влажностью (ванная, кухня, душевая, сауна) и электроприборов, работающих с водой (стиральная и посудомоечная машины), нужны более чувствительные модели не более 10 мА. Главное, чтобы номинальный ток УЗО не был меньше номинального тока автомата.

Однополюсный автомат City9 Set номиналом 10 А подойдет для светильников, а также для защиты стиральных и посудомоечных машин

Двухполюсный автомат City9 Set номиналом 32 А для электрических сетей напряжением 230 В

Четырехполюсный автомат City9 Set номиналом 50 А для трехфазных сетей

5. Некоторые пользователи вместо пары УЗО и автоматический выключатель ставят дифференциальный автомат (дифавтомат, АВДТ), причем как для защиты всей электросистемы, так и для каждой группы. Дифавтомат соединяет в себе функции УЗО и автомата. Он защищает электропроводку от перегрузок и коротких замыканий, а человека — от удара током. Такое устройство стоит чуть дороже, чем автомат и УЗО, но зато он существенно экономит место в щитке.

Впрочем, у раздельной системы «УЗО+автомат» есть свое важное преимущество: при выходе из строя одного из подключенных устройств заменить его будет гораздо дешевле. Поэтому системы защиты комбинируют и ставят, например, на мощные приборы дифавтомат, а на группы автомат + УЗО.

Дифавтомат серии City9 Set номиналом 16 А, характеристика С, ток утечки 30 мА

Дифавтоматы чувствительностью 30 мА ​от System Electric установлены на различные мощные приборы

Конструктивные особенности дифавтомата City9 Set ​от System Electric

6. Модульный контактор необходим, если в доме устанавливается мастер-выключатель и/или система дистанционного управления светом, отоплением, вентиляции и водоснабжения.

Существуют и другие дополнительные элементы — реле контроля напряжения, модульные ограничители перенапряжений, ограничитель мощности и т.д. Их добавляют по мере необходимости, так что при выборе щитка стоит предусмотреть место для будущего расширения.

Размер щитка подбирают после расчета количества оборудования и добавляют еще 20-30% для возможного расширения и упрощения монтажа. На DIN-рейках согласно схеме устанавливают выключатель нагрузки на ввод, УЗО, автоматические выключатели и дифавтоматы, подводят и закрепляют кабели различного сечения и шины защитного нуля. Кроме того, электрощит может включать элементы сигнализации, контроля и защиты, а также выводы на стабилизатор напряжения или источник бесперебойного питания.

Распределительный щиток в загородном доме с выключателем нагрузки, УЗО, автоматами и дифавтоматами из серии City9 Set ​от System Electric

В серии City9 Box (System Electric) представлены накладные и встраиваемые пластиковые щиты на 8, 12, 18, 24 и 36 модулей, этого обычно достаточно для домов разной площади — от небольших дачных домиков до коттеджей в несколько сотен метров. В комплект входят от 1 до 3 DIN-реек, а также шины заземления и нейтрали, установленные на держатель. Устанавливают щиток по окончании всех пыльных ремонтных и отделочных работ.

Накладной щиток Systeme Electric серии City9 Box

Накладные и встраиваемые щитки имеют одинаковое наполнение: 3 DIN-рейки для установки 36 аппаратов по 18 мм, шины заземления и нейтрали. Прозрачная дверь может быть установлена с правой или левой стороны

Встраиваемый щиток Systeme Electric серии City9 Box

Для небольших помещений можно использовать City9 Box мини на 2, 4 или 6 модулей. А для того, чтобы скрыть Wi-Fi роутеры (маршрутизаторы) и/или разветвитель антенного кабеля, можно использовать City9 Box IT, который по внешнему виду не отличим от City9 Box, но имеет достаточно места для данных устройств.