Ввод в частный дом, схемы вводных устройств

Организация электропитания дома происходит по такой схеме: внешняя сеть—вводное устройство (ВУ)—электросчетчик— распределительный щит—внутренняя разводка.

При однофазном питании дома или квартиры напряжение 220 В обеспечивают два провода — фазный (L) и нулевой рабочий (PEN). Трехфазное электропитание осуществляется через три фазных провода (L1, L2, L3) и один нулевой рабочий провод (PEN). При такой проводке должна быть обеспечена равномерная нагрузка на каждую из трех фаз. В ней напряжение 220 В создается между каждым фазным проводом и рабочим нулевым проводом (все бытовые приборы работают от напряжения 220 В).

Разделение PEN-проводника во вводном устройстве. Нулевой провод (PEN-проводник) соединяется с главной заземляющей шиной (также установленной во вводном устройстве). На главной заземляющей шине PEN-проводник расщепляется на нулевой рабочий проводник (N) и защитный проводник (РЕ). От вводного устройства проводники N и РЕ идут изолированно друг от друга.

Схемы вводных устройств могут отличаться в зависимости от проекта, но принцип их устройства одинаков. Питающий кабель от внешней сети заводится в металлический шкаф, где подсоединяется к главному защитному автоматическому выключателю, позволяющему обеспечить общее отключение электропитания.

После главного автоматического выключателя к каждому фазному проводу и нулевому проводнику подключаются специальные устройства защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП (ОПН). УЗИП устанавливаются для защиты внутренней электрической сети от резких скачков напряжения, вызванных авариями во внешней сети или грозовыми разрядами. Они соединяют провода с главной заземляющей шиной и сбрасывают повышенное напряжение с фазного провода на заземление. Далее через счетчик питание поступает в распределительное устройство.

На схеме изображен однофазный ввод. Здесь после счетчика питание сразу поступает на УЗО, что не совсем верно, т. к. УЗО также нуждается в защите от токов перегрузки и короткого замыкания. Следует между счетчиком и УЗО установить автоматический выключатель с номинальным током, меньшим, чем номинальный ток УЗО.

При отсутствии расщепления при однофазном подключении от ВУ выходят два проводника (L, PEN), а при трехфазном - четыре (L1, L2,L3, PEN). Такая система питания обозначается TN-C. С точки зрения потребителя, ее признаком является выходящий из ВУ при трехфазном подключении четырехжильный входной кабель, а при однофазном подключении — двухжильный.

В системе питания, обозначаемой как TN-C-S, при однофазном питании к вводному устройству приходят два провода (L и PEN), а уходят в распределительный щит дома или квартиры три провода (L, N и РЕ).

При трехфазном питании дома на входное устройство приходят четыре провода (L1, L2, L3 и PEN), а от него к внутреннему распределительному щиту дома приходят пять проводников (L1,L2,L3, N и РЕ), т. е. во вводном устройстве на главной заземляющей шине происходит расщепление провода PEN на проводники РЕ и N.

Ввод электричества в дом может осуществляться и через вводно-распределительное устройство (ВРУ), где происходит не только прием, но и распределение электрической энергии по группам внутри дома ВРУ обычно устанавливается в доме или в пристройке на вводе кабеля В большом доме, где может быть несколько отдельных вводов, ВРУ устанавливается на каждый из них В общем случае ВРУ представляет собой шкаф, куда заводится кабель от внешней сети и размещаются счетчик и различные защитные устройства Для трехфазного ввода используется кабель с четырьмя топающими провесами (L1,12,13, PEN), для однофазного — с двумя (L, PEN).

Вводное устройство — это сборное электротехническое устройство, предназначенное для первичной защиты электропитания дома. Вводное устройство всегда устанавливается вне дома на ближайшем столбе ЛЭП или на специальной конструкции. Оно включает в себя устройства для управления и защиты электросети всего дома. Как правило, все они располагаются в специальном шкафу с определенной степенью герметизации.

Согласно последним нормативным документам, электросчетчик также должен устанавливаться на улице. Поэтому зачастую его размещают во вводном шкафу с прозрачным окошком для считывания показаний.

При наличии на территории участка нескольких дополнительных построек на каждой из них рекомендуется устанавливать после главного вводно-распределительного устройства дополнительные распределительные устройства.

Главная заземляющая шина (ГЗШ) — важнейший элемент электрической системы частного дома. При системе питания TN-C-S, которая в настоящее время является основной для частного сектора, на ней осуществляется необходимое разделение PEN-проводника. На главной заземляющей шине сходятся все проводники от защитных систем дома. Это и проводник повторного заземления, и проводники от системы уравнивания потенциалов, и проводник от разрядника (ограничителя напряжения). С ней соединяется и шина рабочего нуля N.

Все подсоединения к ГЗШ производятся при помощи болтов, шайб и гаек, причем каждый кабель должен иметь отдельное соединение. Болтовые соединения нужны для того, чтобы всегда можно было отключить любой защитный кабель и произвести необходимые контрольные замеры (сопротивления изоляции, сопротивления растеканию тока и т. д).

Предпочтительным материалом для ГЗШ является медь. Возможно изготовление ГЗШ из стали, но запрещено использование алюминия. Также запрещено использование алюминиевых наконечников. Если в доме несколько вводов электропитания, то на каждый устанавливается отдельная главная заземляющая шина.

Все токопроводящие открытые элементы дома или квартиры должны соединяться с главной заземляющей шиной. К ней подходят магистральный PEN-проводник, защитный проводник РЕ, проводник повторного заземления, проводники от стальных коммуникационных труб (холодный и горячий водопровод, газ, (отопление, канализация и т. д.), проводники от всех металлических строительных конструкций. Полученная система называется системой уравнивания потенциалов.

Расщепление PEN-проводника выполняется в ВУ или ВРУ, где для этого устанавливаются две шины (РЕ и N). Далее проводник PEN соединяется с шиной РЕ, которая перемычкой (сечением, не меньшим сечения защитных PE-проводов) соединяется с шиной N. Шина РЕ повторно заземляется. Шину РЕ нужно закреплять на корпусе ВРУ при помощи болтовых соединений и с токопроводящим контактом, шину N — на корпусе ВРУ через диэлектрические (не проводящие ток) изоляторы. Шины РЕ и N должны быть помечены табличками с надписями «РЕ» и «N». Защитные провода РЕ должны иметь зелено-желтый цвет, нулевые рабочие провода N — голубой цвет.

При монтаже ВУ на столбе повторное заземление нужно делать у столба. Если для электропитания дома используется вводно-распределительное устройство, расположенное в доме, то главная заземляющая шина устанавливается в ВРУ и повторное заземление делается рядом с домом.

Неравномерность нагрузки при трехфазном электропитании приводит к перекосу фаз, т. е. к увеличению напряжения на одной фазе и снижению на других. В этом случае также создаются неблагоприятные условия для работы трехфазных устройств.

Устройства, предназначенные для защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), как правило, сами нуждаются в дополнительной защите от длительных перенапряжений. Такие перенапряжения (в случае превышения ими максимального длительного рабочего напряжения U_c приводят варисторы УЗИП в состояние проводимости. При этом через варистор начнет протекать ток, приближающийся к величине тока короткого замыкания и достигающий нескольких сотен ампер. Практика показывает, что терморасцепитель варисторного УЗИП не успевает отреагировать в подобных ситуациях из-за тепловой инерционности конструкции. В таких условиях варистор, как правило, разрушается в течение нескольких секунд, после чего режим короткого замыкания также может сохраняться через дугу (по продуктам разрушения и горения варистора). При этом возникает вероятность (при расплавлении пластикового корпуса) замыкания клемм устройства на корпус шкафа или DIN-рейку и повреждения изоляции проводников в цепях включения защитных устройств. Для предотвращения такой ситуации перед УЗИП рекомендуется последовательно устанавливать плавкие предохранители (но не автоматические выключатели).

Номиналы предохранителей, а также их время-токовые характеристики определяются конкретным производителем УЗИП и отражаются в технической документации.

После разделения проводника PEN на N и РЕ во вводном устройстве или в распределительном щите их последующее соединение в пределах внутренней разводки не допускается.

Вводное устройство, в котором УЗИП соединено с проводником РЕ через блок предохранителей. Такая схема наиболее предпочтительна.

Предохранители (по сравнению с автоматическими выключателями) обладают значительно меньшим временем срабатывания, имеют более высокую стойкость к импульсным токам значительных величин и являются более простыми и надежными по конструкции. Как показывает практика, при воздействии импульсных перенапряжений автоматические выключатели, включенные последовательно с УЗИП, довольно часто выходят из строя. Известны случаи подгорания контактов или приваривания их друг к другу. Кроме того, элементы автоматических выключателей обладают значительным индуктивным сопротивлением, что приводит к повышению значения остающегося напряжения в точках подключения.