Однофазные электрощиты. Выбираем лучшую схему

В вашей новой квартире или строящемся доме в зависимости от ввода может понадобиться однофазный или трехфазный электрощит. И те и другие могут быть спроектированы по различным схемам. Сравнение схем трехфазных электрощитов я уже проводил. И даже снимал видео. Сейчас же я расскажу о схемах построения однофазных бытовых электрощитов, о преимуществах и недостатках этих схем, покажу за что именно и сколько мы платим, покупая дорогое решение.

Этот же материал на моем канале:

Если вы проектируете электроснабжение для дома или квартиры самостоятельно, этот пост поможет разобраться, какой именно электрощит вам нужен. Если же хотите заказать проектирование/сборку у меня или другого исполнителя, вам будет проще изложить ваши предпочтения и пожелания, а исполнитель поймет, что вы в теме.

Итак, к делу.

В однофазном электрощите можно выделить три блока:

1. Ввод. На вводе в любом однофазном электрощите я ставлю вводный автомат или рубильник, а также реле напряжения. В этом схемы однофазных электрощитов мало чем отличаются.
2. Неотключаемая группа (если она нужна заказчику). Я всегда проектирую их с персональными защитами и на эту тему у меня на канале и на сайте есть материал.
3. Отключаемая группа — эло группа линий, которые можно быстро обесточить рубильником или вынесенным к входной двери выключателем, уходя из дома.

В этом материале сфокусируемся именно на отключаемых линиях, т.к. в их схемах и есть основные отличия. И для упрощения восприятия я не привожу в схемах этой статьи ни блок ввода, ни неотключаемую группу, а также не нагружаю схемы соединениями.

У меня здесь четыре различные схемы построения защит для отключаемых линий. В каждой из них организованы защиты и коммутация для 15 линий нагрузки, которые логически поделены на три группы по 5 линий. Если посмотреть примеры моих работ, в реальных электрощитах я и придерживаюсь такой логики деления на группы.

Одна группа для стационаров (стиральных машин, кондиционеров, посудомоечных машин и тп), вторая для рядовых розеток, которые обычно используются для переносных электроприборов (пылесосы, фены, зарядные устройства и тп), третья – для линий освещения. Деление на группы может быть и на основе другой логики, например, по помещениям или как-то еще. А количество линий в группе различным. Но не об этом речь. А речь о способе организации защит.

Напомню, что защита от перепадов напряжения реализована на вводе. А в блоке отключаемых групп нам нужно обеспечить защиты от сверхтоков и дифзащиту.

Давайте рассмотрим сами варианты организации защит. В чем их отличие и какие преимущества дают одни в сравнении с другими. Начнем с самого простого варианта и будем «докупать» к нему преимущества, создавая таким образом более функциональные варианты схем.

Вариант №1 (базовый). Схема на групповых ВДТ*

*Маленькая ремарка. Здесь и в дальнейшем я не буду использовать термин УЗО. Я буду называть выключатель дифференциального тока ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТОКА или ВДТ. УЗО – термин хоть и устоявшийся, но он не отражает назначения аппарата и потому несоответствующий. Термин «Устройство защитного отключения» подойдет, и для автоматического выключателя, и для реле напряжения. Это все устройства защитного отключения.

Это самый скромный не только в плане цены, но и по функциональности вариант.

Дифзащиту здесь обеспечивают три групповых ВДТ, а защиту от сверхтоков 15 однополюсных автоматов (по пять для каждой группы). Фаза подается и коммутируется на каждую из 15 линий через собственный однополюсный автомат. А ноль коммутируется только на ВДТ и далее для пяти линий под ВДТ он общий и раздается через N-шинки.

Если на одной из линий мы получим перегрузку по току или короткому замыканию, линию защитит автомат, который разомкнет цепь. По отключенному рычажку автомата мы поймем, на какой из линий у нас проблема.

Если же на одной из линий (допустим на третьей) произойдет утечка, сработает первое групповое ВДТ. А разомкнув цепь, ВДТ обесточит и все пять линий, которые через него подключены. Так проблема на одной из линий отключает целую группу из 5 линий. И это лишь первая плохая новость.

Вторая неприятная новость в том, что мы не видим, на какой из пяти линий под сработавшим ВДТ проблема.

Хорошая же новость в том, что мы можем это узнать, правда лишь через «танцы с бубном». Для этого отключаем все автоматы под сработавшим ВДТ, включаем ВДТ и снова поочередно включаем все автоматы под ним. Как только дойдем до проблемной линии, ВДТ снова отключится, и теперь мы знаем какая линия проблемная и спокойно ее отключаем, взводим ВДТ и включаете все остальные линии. После чего спокойно занимаетесь устранением проблемы. Все это получится, если причиной отключения ВДТ стала утечка с фазы.

А вот если причиной была утечка с ноля, то какой из автоматов не включай, ВДТ будет сразу отключаться. В этом случае для выявления проблемной линии потребуется уже отвертка, с помощью которой откручиваем все N-проводники на N-шине под сработавшим ВДТ, включаем ВДТ и автоматы под ним, и подсоединяя поочередно отключенные ноли, выясняем с каким из них проблема. Стоит ли говорить, что все это действо безопасней поручить специально обученным людям? Все верно. Для этого лучше вызвать электрика.

Схема №1 — самая недорогая в обзоре. На серии модулей ABB Compact Home она будет стоить около 11 тыс.р, а на Pro M Compact 17 400 с ВДТ типа АС и 19 200 на ВДТ типа А.

Эта схема и самая компактная. Она потребует себе 21 модуль пространства на динрейках.  Это плюсы.

А вот минусы:

Срабатывание дифзащиты на одной из линий отключает от сети целую группу линий, а поиск и локализация проблемной линии может потребовать вызова квалифицированного специалиста. Иными словами, схема характеризуется:

• низкой отказоустойчивостью,
• сложностью поиска проблемной линии и локализации аварии в её границах.

Попробуем устранить один из этих минусов (по крайней мере частично) в следующей схеме. Давайте сначала избавим себя от потребности вызывать электрика для поиска и локализации аварии.

Вариант №2. Схема на двухполюсных автоматах

Если вы еще здесь, наверняка вам уже понятно, что для того, чтобы выявить проблемную линию при утечке с ноля, нужно избавиться от общего ноля под групповым ВДТ и раздать каждой линии с потребителями персональный коммутируемый ноль. Как это сделать? Есть несколько путей. Самый простой и доступный — использовать вместо однополюсных двухполюсные автоматы.

Двухполюсники дают нам как раз тот самый коммутируемый нулевой полюс для каждой линии. И это позволит быстро ввести в строй все линии под сработавшим УЗО, кроме проблемной, в том числе и в случае утечки с нуля. Вмешательство человека для поиска и локализации аварии по-прежнему требуется, но вскрывать щит и тыкать в него отверткой уже не понадобится, а значит справимся самостоятельно. Порядок действий по локализации аналогичен тому, что я описал выше для схемы №1 при утечке с фазы.

Отключив проблемную линию двухполюсником, мы локализуем проблему в границах этой проблемной линии. Остальные линии остаются в работе, потому что ноль у всех собственный. А ноль проблемной линии теперь отключен двухполюсным автоматом и ВДТ не сработает.

Итак, решение одной из проблем, присущей первому варианту мы покупаем за 4500 (для Compact Home) и примерно в 11000 (для модулей из серии Pro M). А стоить схема будет от 15 до 30 тысяч. Кроме большей цены эта схема потребует сильно больше пространства в щите (аж 36 модулей) и при прочих равных может потребовать бОльшего по размерам, а значит и цене бокса.

Стоит ли платить сегодня за отказ от потенциального визита электрика когда-нибудь завтра, решать Вам. А мы идем дальше.

В следующей схеме устраним еще один недостаток, присущий первым двум схемам. А именно решим проблему отказоустойчивости и автоматизируем-таки локализацию аварии. Действительно, должны ли мы мириться с тем, что проблемы на одной из линий отключают всю группу, а поиск аварии крадет наше время? Конечно, нет. Сказано – сделано. Раздаем каждой линии собственную дифзащиту.

Вариант №3. Схема на персональных ВДТ

Выделить каждой линии собственную дифзащиту можно двумя способами. Первый и самый очевидный – собрать схему на дифавтоматах (АВДТ). Для тех, кто не знает, дифавтомат — это аппарат защиты, который совмещает в себе функции автомата и ВДТ. Он защищает линию как от сверхтоков, так и от утечки. Схема на дифавтоматах получается самой дорогой в обзоре, и поэтому, чтобы не терять логику повествования, мы посмотрим ее последней.

А этого варианта схемы придумаем способ чуть дешевле. Построим для каждой линии дифавтомат из ВДТ и автомата. И эта связка будет дешевле, чем дифавтомат с теми же параметрами. Например, дифавтомат типа А стоит на момент записи ролика 7170р, а связка ВДТ (тип А) + автомат = 4400 + 400 = 4800. Так что при аналогичном функционале экономия составит 2370р на каждой линии, или треть. Но места в боксе эта схема потребует очень много – 3 модуля на линию, а всего 45. Это самая громоздкое в обзоре решение.

В этой схеме каждая линия имеет персональную дифзащиту на ВДТ и защиту от сверхтоков на однополюсных автоматах. Она обладает всеми преимуществами схемы с персональными защитами: при срабатывании дифзащиты отключается ТОЛЬКО проблемная линия, для обнаружения проблемной линии достаточно открыть дверку электрощита и найти глазами отключившийся ВДТ, а локализация проблемы и вовсе не требует вмешательства человека – ведь проблемная линия уже обесточена, и только одна она.

И в этом варианте мы покупаем отказоустойчивость и автоматическую локализацию аварии за сумму от 25000 (для Compact Home модулей) до 42000 (для Pro M Compact модулей). Сопоставить цену и ценность такого приобретения для вас, а значит его обоснованность, под силу только Вам.

На мой взгляд, схема, хоть и громоздкая, вполне, имеет право на жизнь. Если экономия с учетом затрат на больший бокс будет существенной для Вас, смело берите на вооружение. Получите возможности как на дифавтоматах, за меньшую цену, но в большем боксе.

Ну и на десерт – схема на дифавтоматах.

Вариант 4. Схема на дифавтоматах

Эта схема аналогична третьей, за тем лишь исключением, что защиты каждой линии осуществляются одним аппаратом – дифавтоматом шириной в 2 модуля, а поэтому к преимуществам схемы №3 здесь добавляется еще и компактность. Относительная, конечно. Эта схема займет на динрейках 30 модулей. Это в 1,5 раза больше, чем самая компактная схема №1 и в 1,5 раза меньше, чем самая громоздкая схема №3. Эдакая золотая середина по габаритам. Чего, однако не скажешь о цене. Она составит для 15 линий от 50 до 107 тыс.р. в зависимости от серии и типа применяемых модульных устройств.

И в этой схеме цена отказоустойчивости и автоматической локализации аварии будет больше, чем в предыдущей на 10000 для Home и на 35 тыс.рублей для Pro серии. Понять по какой причине отключился дифавтомат – от срабатывания дифзащиты или защиты от сверхтоков позволит механический индикатор синего цвета на рычажке устройства. Его наличие на выключенном аппарате говорит о срабатывании по дифзащите, а отсутствие – по защите от сверхтоков.

Да, простая в проектировании, монтаже и эксплуатации схема. Технически — лучшая из рассмотренных. Относительно компактная. Но самая дорогая. Кто-то говорит, что все стоит своих денег. Насколько важны для вас отказоустойчивость и автоматическая локализация аварии, стоит ли платить больше за эти преимущества – решать вам.

Подведу итог.

Первая схема – пожалуй самая востребованная из-за своей цены и компактности. Однако в сравнении с остальными имеет два существенных недостатка – низкую отказоустойчивость и сложность поиска и локализации аварий для человека, не обладающего специальными знаниями и навыками.

Когда мы платим за двухполюсники и большего размера бокс для второй схемы, мы покупаем возможность самостоятельно и быстро найти и локализовать аварию в границах проблемной линии в случае срабатывания дифзащиты. При этом отказоустойчивость схемы остается низкой, т.к. групповой ВДТ по-прежнему отключает все линии группы при утечке на одной из них.

А вот отказоустойчивость и автоматическую локализацию аварии мы покупаем, когда платим за персональную дифзащиту линий в третьей и четвертой схемах. Причем, как вы наверно заметили, цена довольно высока в обоих случаях. При этом в третьей схеме наверняка придется еще потратиться на большего размера бокс для громоздкого решения.

Когда я рассказываю все это заказчикам, многие говорят: вроде все логично и понятно, но сам принять решение не могу, вот ты бы для себя как сделал?

Я на это отвечаю так. Я инженер-электрик, и мой опыт проектирования для себя не показателен для людей, которые в электрике не разбираются.

Попробуйте порассуждать самостоятельно.

Например, вы можете предположить, что отказоустойчивость и автоматическая локализация аварии важны только для неотключаемых линий, которые работают в ваше отсутствие, а для отключаемых, которые работают пока вы дома, не так необходимы. Ведь вы неплохо разбираетесь в электрике и можете самостоятельно локализовать аварию и даже с отверткой в руках. И вы будете правы, но лишь отчасти. Подумайте о времени, когда в доме только те, кто не разбирается в электрике. В эти моменты, а точнее часы или даже дни отказоустойчивость и автоматическая локализация аварии ох как важны.

Вы также можете рассуждать так: кабельные линии в доме новые, и дифзащита может не сработать ни разу за долгие годы. И здесь будете правы. И тоже лишь отчасти, т.к. это вопрос не только надежности кабельных линий, но и случая. Как аварийность на дорогах. И подушка безопасности тоже может не пригодиться человеку за весь его водительский стаж, а может в нужный момент выручить.

Я не подвожу вас к выбору того или иного варианта. Я лишь даю примеры того, что не все так однозначно при выборе схемы. Подумайте, какие есть аргументы за и против того или иного варианта в вашем конкретном случае, и не спеша самостоятельно примите решение.

И несмотря на то, что я инженер-электрик, и не отношу себя к перфекционистам, у меня реализованы схемы на дифавтоматах, в том числе типа А для линий, где это необходимо.

И несмотря на то, что свои кабельные линии я строил сам, т.е. за надежность отвечаю, бывали случаи срабатывания дифзащиты. Не из-за линий, а из-за оборудования и неосторожного с ним обращения (видите, дело случая).

И несмотря на то, что я таки ответил на вопрос «как я сделал себе», решение как вам строить для себя принимайте самостоятельно, вдумчиво и аргументировано.

Всего доброго. До новых встреч.