Від чого рятує щиток
Замикання
Електрощиток – це набір захисних пристроїв (автоматів), що розподіляє напругу по лініях: освітлення, розетки, кімнати – і захищає нашу електропроводку від стрибків напруги та коротких замикань. Можна зробити електропроводку без нього, але вона не буде безпечною. А у разі ремонту чи перебудови системи електропостачання без щитка справа піде вкрай туго: доведеться повністю знеструмлювати житло, щоб поміняти одну розетку чи замінити люстру.
Згорнути
Фаза — це провід, у якому є напруга. А нуль — провід, у якому напруги немає. Коли ми включаємо, наприклад, обігрівач в розетку і тиснемо кнопку «вкл.», електрони біжать із фазового дроту через нагрівальний елемент і йдуть назад у мережу по нульовому дроту, повертаючись кабелем до того величезного генератора, який і виробляє електрику в нашій мережі. Так, електрон здійснює величезну подорож, щоб нам стало тепло.
Якщо причина замикання у несправному побутовому приладі, то автомати захистять від нього, вимкнувши світло. У такому випадку можна вимкнути з мережі прилад, що закоротив, і включити назад автомати — все буде добре. Але якщо причина замикання — обірваний провід, то врятує лише система, в якій є щиток із заземленням у землю.
Кабель СІП — на малюнку видно чотири ізольовані жили, три з яких — фази, четверта — нуль
Як світло потрапляє в будинок
Розглянемо усереднений будинок: площею до 200 м², підключений до місцевої електромережі, 3 фази, 220/380 В, 15 кВт потужності. У будинок приходить електрика, але спочатку вона опиняється у дроті на опорі ЛЕП, звідки подається на стовп біля будинку. Туди його провела електропостачальна компанія і встановила там шафку. У ньому є лічильник і автоматичний вимикач (далі з метою зручності називатимемо його просто «автомат»). У нього найчастіше є характеристика відключення “С” на струм 32 ампера. “С” означає, що автомат відключить подачу електрики при перевищенні струму в 5-10 разів, перешкоджаючи виникненню короткого замикання.
Тобто у нашому випадку автомат спрацює при струмі 160–320 А — це приблизно одночасне включення 25 електричних чайників. Ось як виглядає схема підключення в цій шафці:
З цієї шафки струм надходить у сам будинок. Так, автомат там може захистити від замикання, але лізти на стовп, щоб його увімкнути чи вимкнути, проблематично. Тому щиток потрібен усередині будинку.
Є дві схеми, за якими організовані щитки з автоматами всередині будинку: стара без заземлення в землю і нова — з ним.
Стара схема без заземлення в землю
Класична схема електропостачання полягає в тому, що до нас до будинку приходить електрика по фазовому проводу, а йде вона по нульовому — назад на підстанцію. Заземлення в цій схемі пов’язане з нульовим дротом — просто в землю технічно нічого не йде. І якщо відбувається обрив нульового дроту, система втрачає свою захисну функцію, а на корпусах електроприладів з’являється небезпечна для життя напруга. Ось так виглядає ця схема:
Тут L1, L2, L3 – це фази; PEN – це нуль
Усередині щитка у нас є головний вступний автомат, що відключає електрику, до нього з шафки на стовпі приходить фазний провід — а з нього вже за допомогою проводів-перемичок фаза розподіляється на менші автомати. Вони відповідають за окремі частини електромережі у будинку. Наприклад, окремий автомат для освітлення в кімнатах, окремий – для розеток, окремий – для живлення ванної кімнати. Якщо замикається в розетці, вимкнеться автомат, що відповідає за них, але освітлення при цьому залишиться.
У щитку робочий нуль підключається до двох шин: жовто-зеленого та синього кольорів. Основна шина – синя. Нею струм повертається на підстанцію. Жовто-зелена — резервна, якщо синя обгорить.
На малюнку видно дві шини, до яких прикручені дроти. Провід синього кольору – робочий нуль, жовто-зеленого – резервний
Головний плюс такої схеми – вона дешева. Простий щиток, що включає дві шини, рейку і п’ять-шість автоматів, разом з корпусом обійдеться в сумі від 5 000
Головний недолік такої схеми полягає в тому, що вона не захистить від обриву проводів. Тому що, коли відбувається обрив фазового дроту, головна небезпека — це провід: до нього не можна наближатися, особливо якщо він лежить на землі і іскрит. Це ми проходили під час уроків ОБЖ. Але це небезпека для людини, що знаходиться поруч, а не для нашої проводки. Для проведення набагато небезпечніший обрив нульового дроту: струм не йтиме на підстанцію і може спровокувати велику пожежу. Звичайний автомат може цього не помітити і не вимкнути. Щоб цього уникнути, потрібна нова система — з ПЗВ (пристроєм захисного відключення) та заземленням у землю.
начальник відділу електропостачання компанії «Росавтодор»
Найнебезпечніша ситуація — це обгорання нуля. При великих значеннях струму, коли в будинку йде максимальне енергоспоживання, відбувається таке: автомати не відключають подачу напруги, оскільки сила струму менша, ніж при короткому замиканні. Але нульовий провід розігрівається та розплавляється. Це особливо погано у випадку з трифазним підключенням: у такому випадку відбуваються стрибки напруги (воно не пропадає — ось у чому небезпека) від 110 до 380 В. Це називається перекосом фаз.
Нова схема з ПЗВ та заземленням у землю
УЗО зовні схоже на автомат, але працює інакше.
ПЗВ реагує на витікання струму в десятки міліампер. При появі найменших ознак короткого замикання ПЗВ відключає подачу напруги – і ніяких пожеж або електроприладів, що згоріли.
Схематично це виглядає так:
L1, L2, L3 – фази, N – нуль. Зверніть увагу, що заземлення електроприладів – пунктир на зображенні – зроблено незалежно від ліній електропередачі. У цьому й полягає головна відмінність від старої схеми: у будинку має бути свій заземлюючий контур
Таким чином, схема електропостачання має бути такою:
- У шафку обліку, що знаходиться на стовпі біля будинку, приходить кабель СІП — три фази та робочий нуль.
- Електромонтажники від мережевої організації підключають ці дроти до автомата та лічильника на стовпі, звідти виходять також три фази та нуль — до того щитка, що стоїть у будинку.
- На вході в щиток у будинку потрібно поставити рубильник. Він потрібний для того, щоб можна було вручну відключити весь світ у будинку, якщо раптом ви помітите миготіння лампочок або запах горілої проводки.
- До рубильника проведіть три фази – і ці ж три фази повинні вийти з нього в чотириполюсне ПЗВ. Нуль огинає рубильник і йде одразу в ПЗВ.
- Далі розподіліть фази лініями на менші автомати: на освітлення, на розетки, плиту тощо.
- А нуль розподіліть по проводці, що йде до розеток, освітлення та плити.
- Зберіть заземлюючий контур окремо. Про це нижче.
Схематично це все виглядатиме так:
Хтось думає, що на вході в домашньому щитку потрібен вступний автомат, але це не так. У новій схемі підключення з ПЗВ автомат якраз не потрібен, тому що він у нас є вищим по мережі — у шафці обліку на стовпі. Хтось також скаже, що якщо у нас є ПЗВ, то воно і стане рубильником. Ні це не так. На вході до домашнього щитка повинен бути саме рубильник для повного відключення електрики.
ПЗВ встановлюють після рубильника, воно реагує на витік струму в соті частки ампера. При короткому замиканні по проводах частини заземлення, що йде в землю, потече струм не більше 2–3 А, достатній для спрацьовування ПЗВ, але абсолютно безпечний для проводки і нездатний викликати пожежу.
Як зібрати заземлюючий контур
Заземлювальний контур – це провідник, що йде в землю. Його називають контуром, тому що часто він буває у вигляді замкнутої петлі навколо будівлі, закопаної у землю. Однак для потужностей простого приватного будинку робити повноцінний контур навколо будинку не потрібно — достатньо однієї точки, де провідник йтиме в землю.
Щоб зібрати таке заземлення, потрібно викопати за будинком невеликий котлован розміром приблизно 1,5 х 1,5 х 0,8 м і вбити в нього три металеві куточки або труби. Щоб вбивати було зручніше, кінці можна надрізати під кутом 30-45 градусів.
Убиті куточки або труби потрібно з’єднати між собою не меншими за перерізом смугами заліза, посадивши їх на зварювання (тільки не на холодну). До цієї конструкції з будинку потрібно протягнути дріт-нуль і зафіксувати його на ній.
Рада: якщо не хочете морочитися з пошуком зварювального апарату, та й взагалі з цими діями, можна найняти невелику бригаду робітників: робота не вимагає великої кваліфікації.
Скільки коштує підключення новим способом
Ті ж 5-6 автоматів, рейка і шини обійдуться також від 3 до вартості додадуться і облаштування контуру заземлення, і хороший мідний кабель від головної заземлення. Не будемо заощаджувати на безпеці і візьмемо зварювальний дріт: його ціна — від 500 за 1 м, а нам знадобиться до 10 м, разом: приблизно 5 000
Виходить, що такий щиток в середньому на 18 дорожче класичного, але небезпечного щитка. Однак електробезпека того варта.