Проектирование вводно-распределительных устройств

Установка устройств

В настоящее время перекидные рубильники встречаются не так часто, однако места установки могут быть разными. На промышленном предприятии устройства устанавливаются при небольшой входной мощности, однако наилучшим вариантом будет установить 1 автомат на каждый ввод. При неполадках в питании и коротком замыкании срабатывает защита, и разъединитель отключает потребителя от питания.

Еще один плюс автомата в том, что он снимает нагрузку с перекидного электрорубильника. При наличии трехфазного генератора и питающей сети используют четырехполюсные приборы, благодаря которым осуществляется переключение фаз и нуля основной и резервной сети.

Вводное устройство частного дома, коттеджа, дачи

Что такое вводное устройство

Итак, вводное устройство частного дома. Согласно нормативам, список внизу статьи, ввод электропитания в любое здание, в том числе частный дом, коттедж, дача, должны быть оборудованы вводным устройством. вводное устройство частного дома может быть заменено вводно-распределительным устройством.

Не запрещено, но не обязательно установка и вводного устройства и вводно-распределительного устройства на абонентском отводе ВЛИ к дому.

Вопрос установки ВУ (вводного устройства) вместе с ВРУ (вводно-распределительным устройством) заключается не в разрешении такой парной установки, а в целесообразности. По нормативам (ПУЭ 7, п.7.1.22), в абонентских ответвлениях до 25 Ампер:

При такой схеме подключения дома, использование ВУ не нужно. Однако практикуется несколько другая схема подключения дома, через ВУ (ВРУ) установленное на столбе. Но для начала несколько особенностей ВУ.

Вводное устройство частного дома — комплектация 

ВУ комплектуется согласно проекту или по схеме производителя. В комплект ВУ могут войти:

• Устройство защиты и/или механического отключения от питающей линии;
• Счетчик учета электроэнергии;
• Защитные аппараты отходящих линий электропитания;
• Трансформаторы по току;
• Вводные предохранители с рубильником;
• Шины подключений;
• УЗИП на основе разрядников;
• Вводные автоматические выключатели;
• Другое оборудование обеспечивающее подключение, защиту, учет электроэнергии к абоненту.

Особенности вводного устройства

Говоря о вводном устройстве нужно понимать следующие нюансы:

• В водном устройстве должно быть предусмотрено фиксированное отключение электропитания дома, как фазных, так и нулевых проводов.
• В водном устройстве обязательна установка аппаратов защиты на фазные сети.
• Допустима установка в ВУ устройств грозовой защиты (УЗИП – защита от импульсных перенапряжений) на основе разрядников и плавкие вставки.

Выводы

1В абонентских сетях до 25 Ампер, установка вводного устройства не обязательна, его заменят, ВРУ или ГЩР (главный распределительный щит) внутри дома;

2Практикуется установка вводного устройства (ВУ) на столбе воздушной линии, чаще внизу столба. При такой установке в ящик вводного устройства ставят счетчики учета;

3Основное назначение вводного устройства это защита абонентской сети и механическое фиксированное отключение сети от электропитания;

4Допускается установка в ВУ устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) на основе разрядников. Варисторные УЗИП ставятся в распределительном щите в доме.

Разновидности рубильников

Существует несколько типов аппарата, которые устанавливаются в зависимости от количества сетей и потребителей.

1. Однополюсные.
2. Двухполюсные.
3. Трехполюсные.
4. Четырехполюсные.

Однополюсные и двухполюсные устройства используются в однофазных сетях, а остальные — в трехфазных. Однополюсный тип аппарата является очень распространенным вариантом. Такой прибор оснащается одним модулем для передачи направления потока электроэнергии. В таких моделях чаще всего используются медные проводники. Наиболее подходящим такой реверсивный рубильник считается в сети обслуживания генератора с диапазоном до 20 Гц. При выборе такого прибора для определенной сети нужно учитывать все характеристики.

В жилых домах, для которых характерно большое потребление электроэнергии, лучше не использовать, так как предельной нагрузкой такого прибора считают 200А. Также у прибора низкое выходное напряжение. В большинстве случаев такой показатель равен около 200 В.

Для применения в жилых домах используют двухполюсные рубильники. Такой тип прибора может использоваться с потребителями однофазной сети. Средним показателем сопротивления для такого вида рубильника считается 60 Ом. Чаще всего такой перекидной рубильник на два направления используют для современных схем потребительских электросетей. Модификацией прибора определяется показатель выходного напряжения, и в разных двухпозиционных моделях показатели будут отличаться.

Реверсивные приборы, которые используются для смены питания от сети или генератора, подключаются по разным схемам в зависимости от определенного типа сети и количества приборов. К примеру, в однофазной сети можно подключать двухполюсные рубильники с отрицательным сопротивлением 50 Ом. При этом в схеме может присутствовать электросчетчик. Реверсивный трехфазный рубильник наиболее часто встречается в двухфазных электросетях, хотя может быть использован и в однофазной сети. При этом будет задействовано только два полюса прибора.

Однако при подключении нужно учитывать то, что трехходовой рубильник оснащен только расширительными переключателями. Наиболее распространен трехпозиционный прибор в промышленных электросетях. Использование на предприятиях должно быть защищенным, поэтому подключение должно проводиться в электрощитах. Трехфазный рубильник имеет высокий порог чувствительности и оборудован надежной системой защиты от перегрузки. Тип и качество изоляции зависит от производителя.

Двухкондесаторный переключатель

Переключатель двухполюсного типа имеет два проходных конденсатора. Такие приборы могут быть использованы только в однофазной сети, поэтому перекидной рубильник для генератора лучше выбрать именно такого типа. На рынке встречаются и двухмодульные и трехмодульные виды приборов, которые могут подключаться с блоком питания.

Для генератора подойдут перекидные рубильники с пороговым напряжением 350 В. Параметры нагрузки могут быть разными. Данный параметр определяется производителями и чаще всего составляет около 30 А. Для генератора также можно использовать перекидной рубильник 250А. Однако такой прибор нужно подключать вместе с блоком питания, напряжение которого будет от 200 до 300 В. Такой тип прибора предусматривает нагрузку до 3 А.

Подключение любого типа прибора необходимо проводить с соблюдением полярности. При этом на выходе к домашней сети фаза и ноль не должны меняться местами. Входящие подключения от электросетей лучше всего защищать, устанавливая автоматический выключатель. Такой выключатель обычно устанавливают возле счетчика либо в самом щитке перекидного рубильника.

Принцип работы и особенности перекидных выключателей

Для понимания принципа работы перекидного переключателя перекрестного типа необходимо изучить схему управления точками освещения из 3—5 точек.

Но так как перекрестный выключатель всегда устанавливается между проходными и никогда не используется сам по себе, сначала нужно понять, как работает схема активизации и отключения освещения с обычными и проходными выключателями.

Итак, в функции обычного выключателя входит размыкание и замыкание цепи — при нажатии верхней половины клавиши свет включается, нижней — выключается. А вот состояние освещения в схеме с двумя проходными устройствами совершенно не зависит от положения клавиш одного из них.

Нажатие на клавишу лишь переключает соединение с одной цепи на другую. Чтобы цепь сомкнулась, необходимо, чтобы оба устройства замкнули контакт с одним из проводников, проложенных между ними.

Механизм разных типов устройств отличается количеством клемм:

• в обычном их две;
• в переходном их три;
• в перекрестном — четыре клеммы.

Чем сложнее устройство, тем оно требует более качественного изготовления. Поэтому конструкцию перекидных переключателей, которые имеют большое количество клемм, отличает высокая прочность, износостойкость, устойчивость к коррозии.

Большинство моделей имеют высокий уровень защиты (IP) от негативных внешних факторов — пыли, влаги.

Так же как и проходные, перекрестные выключатели переключают соединения с одного проводника на другой. Но их отличие заключается в том, что входных контактов уже два, а не один, и их переключением также нужно руководить. Принцип работы устройства основан на парном переключении контактов.

Виды генераторов

Бытовыми источниками энергии могут быть различные типы генераторов, но наиболее востребованными являются бензиновые. Они обладают следующими особенностями:

• широкий диапазон цен;
• мощность 0,8-12 кВт;
• небольшие размеры;
• существуют стационарные и мобильные модели;
• существуют однофазные и трехфазные;
• используется четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.

При выборе схемы подключения необходимо учитывать способ охлаждения ДВС, что в свою очередь зависит от времени и частоты работы. Наиболее часто модели оснащены воздушными радиаторами. Промышленные модели способны работать длительное время, так как в них предусмотрено жидкостное охлаждение. Это увеличивает габаритные размеры, но повышает экономичность.

Дизель-генераторы используются реже в домашних сетях, так как их стоимость выше. Однако их использование обосновано большим ресурсом.

Типы электрогенераторов

Существует несколько типов электрогенераторов:

• Асинхронные. Имеют простую и надежную конструкцию. Все узлы полностью защищены от влаги и пыли. Устройства лучше использовать для активных нагрузок. Асинхронные генераторы не рекомендуют использовать для питания электродвигателя.
• Синхронные. Они не содержат перечисленных недостатков асинхронных генераторов. Также они способны более точно поддерживать напряжение. Отдавать предпочтение следует бесщеточную конструкцию с лучшими характеристиками тока и меньшими радиопомехами. У инвентарных моделей меньшая мощность и выше стоимость. Однофазные имеют хуже характеристики, особенно недорогие. Немного лучше трехфазные генераторы. Вторым недостатком считается высокая стоимость и более низкая надежность.

Однофазные и трехфазные

Если в доме нет трехфазных потребителей, то лучше установить более простую модель для рационального использования мощности. Подключить самостоятельно однофазный генератор намного проще. Стоимость трехфазных агрегатов выше, а сам генератор должен быть равномерно нагружен по трем нагрузкам равномерно. Выход из строя происходит при превышении разницы на 25%. В качестве резервного источника однофазный генератор предпочтительнее при любых выходах.

Требования к помещению для размещения ВРУ

При установке приборов учитывают такие рекомендации:

1. В помещение, где располагаются ВРУ, нельзя входить посторонним лицам. Устройство обслуживают только специалисты, имеющие допуск.
2. Через щитовую комнату не должен пролегать газопровод. Системы водоснабжения прокладывают в виде непрерывной линии. Вентили, краны и иные запорные элементы присутствовать не должны.
3. Запрещена установка коробок в помещениях с высокой влажностью.
4. Устройства можно размещать на лестничных клетках. Однако в таком случае их помещают в шкаф, запирающийся на замок. Рукоятки управляющих приборов не должны выступать за пределы ящика.

Щит подключения резервного питания (АВР)

Необходимость установки щитов такого вида возникает в случаях, когда объект имеет несколько источников питания, где, как минимум один из них находится в резерве. В этом случае при отсутствии напряжения в рабочей линии питания должно быть произведено переключение на запасную.

Существуют различные варианты оформления и комплектации шкафов включения резерва. Большинство из них рассчитаны на работу с двумя линиями, но бывает и больше. Конструкции шкафов подразумевают ручное или автоматическое (АВР) включение резервного питания.

АВР-щит с аварийным сигналом.

В первом варианте шкаф имеет два ввода питания, на каждом из которых установлена своя коммутационная аппаратура и контрольно-измерительные приборы. В нормальном режиме рубильник или выключатель рабочего ввода питания включен, резервный ввод отключен. При исчезновении напряжения на рабочем вводе необходимо вручную произвести переключение.

Если встречное включение источников питания недопустимо, коммутационные аппараты могут быть сблокированы таким образом, чтобы одновременное их включение было исключено.

Подключение отходящих линий выполнено аналогично обычным распределительным шкафам.

В шкафах АВР установлена специальная автоматика, осуществляющая контроль напряжения на вводах питания и в случае необходимости, производящая их автоматическое переключение. СтабЭксперт.ру напоминает, что коммутация в этом случае производится магнитными пускателями, а блокировка от одновременного включения вводов обеспечивается электрической схемой автоматики.

Питающая линия может иметь статус рабочей или резервной, либо обе линии считаются рабочими. В первом случае питание по нормальной схеме происходит только от рабочего источника, резервная линия включается только на периоды аварийных ситуаций. При восстановлении рабочего питания, объект вновь подключается к нему. Если линии питания равнозначны, в рабочем режиме может быть включена любая из них.

Приоритетность питания от определённого источника часто бывает актуальной при организации электроснабжения промышленных объектов. Данный вопрос может иметь как экономический, так и технический аспект.

Электропитание может осуществляться разными поставщиками электроэнергии, цена которой может быть различной. В этом случае естественно выбрать в качестве основного — более дешёвый источник. То же с резервным автономным генератором, стоимость электроэнергии которого дороже сетевой. У бытового потребителя таких ситуаций, как правило, не возникает. В некоторых случаях одна из линий электропитания может иметь ограничение по мощности. Такой источник не всегда может быть использован в качестве рабочего.

Ещё один вариант схемы питания от двух источников является типовым для производственных распределительных устройств. Суть его заключается в том, что все потребители объекта разделены на две группы, каждая из которых подключена к своей секции 0,4 кВ. В рабочем режиме секции изолированы одна от другой и питаются каждая от своего источника. При исчезновении напряжения на одном из них, происходит включение секционного выключателя или пускателя. То есть, в аварийной ситуации секции объединяются и продолжают питаться от оставшейся в работе линии.

Такой шкаф содержит специфическую автоматику, которая не только контролирует наличие напряжения и осуществляет коммутацию, но и производит запуск резервного генератора.

Для реализации нестандартных схем, содержащих несколько различных вариантов питания, шкафы нужной конфигурации выполняются по специальному заказу.

Читайте еще: когда применяется трехфазное реле напряжения?

Как выглядит и работатет проходной выключатель

Если говорить о лицевой стороне, то отличие единственное: едва заметная стрелочка на клавише вверх и вниз.

Как выглядит проходной одноклавишный выключатель. Видите, есть двойные стрелочки

Если говорить об электрической схеме, все тоже просто: в обычных выключателях только два контакта, в проходных (еще называют перекидными) три контакта, два из которых — общие. В схеме приличествуют всегда два или больше таких устройства, вот при помощи этих общих проводов они и коммутируются.

Разница — в количестве контактов

Принцип работы прост. Изменением положения клавиши вход подключается к одному из выходов. То есть у этих устройств только два рабочих положения:

• вход соединен с выходом 1;
• вход соединен с выходом 2.

Никаких других промежуточных положений нет. Благодаря этому все и работает. Так как контакт переключается из одного положения в другое, электрики считают, что правильнее их называть «переключатели». Так что проходной переключатель — это тоже это устройство.

Чтобы не полагаться на наличие или отсутствие стрелочек на клавишах, нужно осмотреть контактную часть. На фирменных изделиях должна быть нанесена схема, позволяющая понять, какого типа оборудование у вас в руках. Она точно есть на изделиях фирм Lezard (Лезард),  Legrand (Легранд),  Viko (Вико). На китайских экземплярах они часто отсутствуют.

Так выглядит перекидной выключатель с тыла

Если такой схемы нет, смотрите на клеммы (медные контакты в отверстиях): их должно быть три. Но далеко не всегда на недорогих экземплярах та клемма, что стоит одна — это вход. Часто они перепутаны. Чтобы найти где же находится общий контакт, необходимо прозвонить контакты между собой при разных положениях клавиши. Сделать это обязательно, иначе ничего работать не будет, а само устройство может сгореть.

Вам нужен будет тестер или мультиметр. Если есть мультиметр, переводите его в режим звука — он пищит при наличии контакта. Если в наличии стрелочный тестер, прозваниваете на короткое замыкание. Ставите щуп на один из контактов, находите с каким из двух он звонится (прибор пищит или стрелка показывает КЗ — отклоняется вправо до упора). Не меняя положение щупов, изменяете положение клавиши. Если КЗ пропало, один из этих двух — общий. Теперь осталось проверить который. Не переключая клавишу передвигаете один из щупов на другой контакт. Если есть КЗ, то тот контакт, с которого щуп не двигали и есть общий (это вход).

Может станет понятнее, если посмотрите видео о том,  как найти вход (общий контакт) для проходного выключателя.

Как подключить варочную панель написано тут, а про установку и включение водонагревателя — в этой статье.

Технические характеристики ГРЩ

К техническим характеристикам ГРЩ относят:

• напряжение сети;
• максимальный ток нагрузки;
• количество входов;
• количество выходов;
• наличие или отсутствие автоматики резервирования;
• тип и количество приборов индикации и учета;
• система заземления;
• степень защиты.

Поскольку в каждом отдельном случае условия неодинаковы, то в конструкцию типовых ГРЩ могут вносится изменения. Особенно часто это касается номинальных значений автоматов защиты.

Важно! Для обеспечения безопасности обслуживания и безаварийной работы все изменения должны обязательно вноситься в техническую документацию. Один из экземпляров электрической схемы обычно закрепляется на внутренней стороне одной из дверок шкафа. Обозначения на схеме должны выполняться согласно требованиям стандартов, чтобы можно было однозначно расшифровать изменения

Обозначения на схеме должны выполняться согласно требованиям стандартов, чтобы можно было однозначно расшифровать изменения

Один из экземпляров электрической схемы обычно закрепляется на внутренней стороне одной из дверок шкафа. Обозначения на схеме должны выполняться согласно требованиям стандартов, чтобы можно было однозначно расшифровать изменения.

Наиболее часто современные распределительные щиты имеют модульную конструкцию, что упрощает обслуживание и внесение изменений. Основные модули (секции):

• вводная, в которой размещаются вводные автоматы (рубильники), приборы учета, элементы защиты;
• модуль отходящих линий, с автоматическими выключателями для каждого потребителя и с отдельными приборами учета для каждой из нагрузок;
• секция учета. Здесь устанавливаются счетчики электроэнергии, трансформаторы тока, модемы дистанционного контроля;
• секция компенсации реактивной мощности.

Секция компенсации реактивной мощности

Таким образом, в зависимости от предъявляемых требований конструкции ГРЩ могут отличаться как количеством, так и способом подключения модулей.

Обратите внимание! Одной из важных характеристик является способ разделения нагрузки и резервирования питания, то есть, к какой линии подключены потребители в нормальном режиме и к какой в аварийном при пропадании питания в основном фидере

Монтажные работы и подключение

Устройство устанавливают по схеме, изменение последовательности действий запрещено.

Монтаж производят так:

1. Полностью обесточивают объект, отключая его от источника питания. Отсоединяют кабели, отключают нуждающееся в замене оборудование.
2. Монтируют новый комплект распределительного устройства. Крепежные элементы выбирают по разработанной ранее схеме.
3. Прокладывают кабели, подключают питающие провода к новой аппаратуре.
4. Вводные элементы подсоединяют к рубильнику (размыкающему компоненту). Проверяют работоспособность электрической схемы, маркируют ее компоненты.
5. Подключают объект к источнику питания.

Особенности прибора

Переключатели изготавливаются по разным техническим характеристикам и параметрам. Существует множество типов и моделей, которые обычно устанавливаются в жилом помещении. Главной особенностью является то, что переключение между сетями происходит с разрывом цепи, при этом имеется три позиции:

1. I Городская (домашняя линия).
2. 0 Выключено.
3. II Питание от генератора.

При помощи таких аппаратов происходит ручное переключение между основной сетью и резервным питанием. После отключения питания основной сети можно произвести запуск генератора и перевести ручку переключателя в нужное положение.

Сеть однофазного типа

К такой цепи может подключаться только рубильник двухполюсного варианта изготовления. В конструкции должен быть блок питания со значением рабочего напряжения в пределах 300 В. Сопротивление требуется 50 Ом.

Особенностью является одновременное применение счетчиков, хотя переключатели в данной модификации задействуются крайне редко. Существует требование и по материалу перемычек. Для их изготовления должна применяться исключительно медь, как это видно на фото перекидного рубильника.

Когда планируется монтаж в домах жилого типа, то требуется наличие электрощитов, относящихся к категории КК202 или некоторых других модификаций. Реверсные блоки задействовать при таком варианте нецелесообразно, поскольку при наличии однофазной цепи наблюдается расхождение в параметрах.

Главный распределительный щит (ГРЩ)

Главными называют щиты, на которых осуществляется распределение питания нескольких различных объектов. Обычно такие щиты располагаются в распред-устройствах электрических подстанций.

Так выглядит ГРЩ с открытыми панелями.

К типовому оборудованию, входящему в состав ГРЩ относятся:

• ввод электропитания;
• рубильники или разъединители, обеспечивающие видимый разрыв электрических цепей;
• автоматические выключатели, обеспечивающие защиту электрических линий от повреждений в результате коротких замыканий;
• щитовые измерительные приборы;
• в некоторых случаях приборы учёта электроэнергии.

При расположении главного щита в помещении понижающей трансформаторной подстанции

, ввод питания выполняется кабельной линией или шинопроводом. В случае размещения ГРЩ на промежуточных пунктах, соединённых с питающей подстанцией воздушной линией 0,4 кВ, ввод может быть организован непосредственно с неё через проходные изоляторы.

Как на вводе питания, так и на каждой из отходящих линий последовательно устанавливаются два коммутационных аппарата – автоматический выключатель и рубильник (разъединитель). Выключатель служит для отключения линии питания под нагрузкой. СтабЭксперт.ру напоминает, что отключающая способность выключателя рассчитывается таким образом, чтобы он мог разорвать ток короткого замыкания защищаемой линии. На вводе питания устанавливается выключатель ввода, который по своему номиналу превосходит автоматы отходящих линий, так как через ввод протекает суммарный ток всех питаемых объектов.

Основной зоной защиты выключателя ввода является внутренняя разводка главного распределительного щита. Кроме этого, в его функции входит резервирование защит отходящих линий.

Взаимные характеристики вводного и линейного автоматов выбираются таким образом, чтобы при повреждении отходящей линии в первую очередь срабатывал линейный автомат. В случае его отказа, во избежание повреждений оборудования отключается ввод питания. Добиваются этого либо искусственной задержкой отключения ввода по времени, либо соответствующим подбором характеристик интегральных органов защиты выключателей.

В качестве автоматических выключателей могут быть использованы:

• обычные автоматы с ручным приводом, оснащённые расцепителями электромагнитного и теплового типа;
• выключатели, управляемые дистанционно из диспетчерских пунктов, оборудованные выносными или встроенными устройствами релейной защиты.

Во втором варианте на диспетчерский пункт по специальным линиям сигнализации и управления передаётся информация о текущем состоянии выключателей и фактах срабатывания защит.

Рубильники и разъединители обычно не предназначены для отключения токов нагрузки, а тем более токов аварийных режимов. Они предназначаются для обеспечения видимого разрыва при выполнении ремонтных работ, который требуют правила безопасности. Также рубильники главного распределительного щита используются при выводе из работы линии нагрузки или всего щита (с помощью рубильника ввода).

В качестве щитовых приборов могут использоваться традиционные стрелочные вольтметры и амперметры, а также более современные цифровые. Комбинированные щитовые измерительные блоки имеют цифровую шкалу, которая в зависимости от выбранного режима индикации может показывать значение одного из следующих параметров:

• напряжение;
• ток;
• мгновенное значение активной или реактивной мощности;
• потребление активной или реактивной энергии.

Квартирный щит (ЩК)

Такие конструкции чаще всего могут использовать в квартирах. Они позволяют заменять этажные щиты. Его назначение практически ничем не отличается от этажных щитов, но есть пара исключений.

ЩК

С помощью квартирного щита вы практически в любой момент можете отключить питание в своей квартире. Также с его помощью в дальнейшем вы сможете отключить электрику в любой комнате своего дома. Во-вторых, в таких конструкциях достаточно редко устанавливаются счетчики электропитания. Порой такая проблема может вызвать массу разбирательств между вами и компанией, которая обслуживает ваш дом.

Как сделать своими руками

Если в вашем распоряжении не окажется перекидного рубильника или переключателя, его можно собрать своими силами из подходящих по мощности обычных автоматов (их в продаже, слава Богу, достаточно). Прежде всего, определитесь с количеством переключающихся цепей и выберите автоматы с нужным количеством полюсов.

Для двухфазной цепи, к примеру, понадобится два двухполюсных автомата (или четыре однополюсных). Устанавливаете на щите один автомат обычным образом, а второй рядом, предварительно перевернув «вверх ногами». Осталось произвести необходимую коммутацию проводом подходящего сечения и, самое главное, вставить фиксирующую стальную планку в толкатели, которая обеспечит одновременное переключение сразу всех автоматов. Отверстия для этой планки обычно предусмотрены конструкцией любого автомата.

Автоматические выключатели, включенные в режиме двухпозиционного перекидного рубильника

Теперь достаточно одного щелчка, чтобы потребитель был переключен с одного источника питания на другой

Обратите внимание, что переключатель получился двухпозиционный. Трехпозиционной конструкции таким образом, увы, не сделать