Как к трехфазной сети подключить однофазные розетки
Обновлено: 07.05.2024
Особенности применения трехфазных розеток
Не так давно, трехфазный ввод на объект потребителя считался прерогативой промышленных предприятий. Хотя, если разобраться детально в схемах энергоснабжения многоквартирных домов, выяснится, что жильцы получают заветный 220 вольт именно от трехфазного щита питания. Наверняка, многие из вас замечали, что при аварии на электрической магистрали питание может пропадать не во всем доме сразу, а как бы в шахматном порядке. При этом, в разговорах среди ремонтников звучит фраза: «вторую фазу выбило…».
Это означает, что потребители в многоэтажке распределены на три группы (как правило, с равномерной нагрузкой). На объект заведен трехфазный силовой кабель (четырех жильный, без учета отдельной шины рабочего заземления) с общим прибором учета и единым автоматом. На выходе 3 линии с напряжением 380 вольт между ними, и рабочий нуль. Далее, по каждому из трех направлений, прокладывается двухжильный силовой провод (без учета рабочего заземления), на котором между фазой и нулем привычные 220 вольт.
Поскольку потребители в своих поквартирных распределительных щитках имеют доступ только к одной фазе, такое электропитание к трехфазному все-же не относится.
Однако есть жилые дома (включая многоквартирные), в которых вводной щиток выглядит так же, как на предыдущей иллюстрации. Например, дома, в которых нет природного газа. Зачастую в квартирах устанавливаются трехфазные электроплиты. Три фазы могут понадобиться в помещениях с электрическим водонагревателем или отопительным котлом. Такое электрооборудование тоже может использовать три фазы с напряжением 380 вольт.
Для чего применяется электропитание с повышенным напряжением
По той же причине, по которой магистральные линии электропередач работают под напругой 10 тысяч вольт. Чтобы обеспечить определенную нагрузку (мощность электроприбора), есть два пути: повысить силу тока при пониженном напряжении, либо напротив: повышая вольтаж, можно снизить ток в цепи. Для экономии силовых кабелей, рациональнее подавать потребителю 380 вольт вместо 220.
Выгода очевидна: сила тока ниже, меньше греются провода, их сечение можно уменьшить. Равно как и коммутирующие устройства рассчитаны на меньший ток.
Соответственно, для подключения конечных электроустановок, в помещении должна быть трехфазная розетка.
Важно! Если у вас в доме установлена розетка на 3 фазы, подключать к ней мощные однофазные потребители без специально коммутации входных клемм запрещено!
При этом возникает перекос нагрузки, это негативно сказывается на работе генерирующих устройств, и может вывести из строя защитную автоматику.
Разновидности трехфазных розеток
В отличие от однофазных, розетки на 3 фазы различаются не только по степени защиты, и способу монтажа.
- Защита может быть от поражения электрическим током, а еще от пыли и влаги. Система IP** определяет, насколько корпус противостоит внешней среде. Первая цифра (пыль) может быть от 0 до 6, вторая цифра (влага, вода) от 0 до 9. То есть, маркировка IP-69 означает полную герметичность розетки.
- Количество разъемов определяется способом подключения потребителя. Для схемы «звезда» потребуется минимум 5 гнезд. Три фазы, рабочий нуль и защитное заземление.
Это самая распространенная схема. Конфигурация разъемов имеет несколько стандартов, устанавливаемых производителем. Розетки такого типа необходимо покупать в паре с вилкой. Розетки и вилки разных брендов могут не подойти друг к другу.Вот так выглядит пяти контактный комплект от «Legrand»:При подключении по схеме «треугольник», рабочий нуль не нужен. В розетке будет 4 контакта: три фазных, и защитная земля. Розетка может выглядеть так:
Кроме того, есть качественные комплекты, выполненные еще по ГОСТ СССР, с рядным расположением разъемов.
Теоретически, такие розетки могут работать и по схеме «звезда», если защитное заземление проведено по отдельной линии, в обход розетки. Но это небезопасно: нет уверенности, что «земля» подключена правильно.
- Трехфазная розетка скрытой установки. Монтажная коробка прочно монтируется в стену, розетка устанавливается заподлицо.Не путать с понятием «розетка трехместная для скрытой установки» в данном случае речь идет о комплекте из 3 однофазных розеток в одном корпусе.
- Накладная розетка. Для домашней установки не самый удобный вариант: слишком громоздкая.
- Для уличного монтажа. Такие комплекты как правило имеют защиту не ниже IP-67.
Правильно подключаем к вводному устройству
В первую очередь, разберемся с цветовой маркировкой. Силовой кабель для трехфазного подключения может иметь европейские цвета, или соответствовать Правилам устройства электроустановок. В первом случае фазы маркируются коричневым, белым (серым) и черным цветом оболочки. Во втором — (что маловероятно для жилых домов), желтым, зеленым и красным. Общее у кабелей одно: равно как и в однофазной системе, рабочий нуль будет синим (голубым), а защитное заземление желтым с зеленой полосой по длине провода.
После трехфазного прибора учета (электросчетчика), должен быть установлен четырехполосный автомат. Именно на 4 линии: поскольку и фазы, и нуль при необходимости должны отключаться.
Важно! Защитное заземление заводится в розетку без возможности его разрыва коммутационным устройством (автоматом)!
В принципе, привязка конкретных линий к номерам контактов никакими инструкциями не определена. Каждый пользователь сам определяет, как именно подключить трехфазную розетку.
По негласным правилам, на четырех контактной розетке (к примеру), рабочий нуль располагается справа.
А на 5-контактной (с защитным заземлением) в центре.
Для уличной розетки с защитой от попадания пыли и влаги, так же существует типовая схема разводки линий.
И все-же, трехфазные потребители соединяются с точкой питания индивидуально, универсальности быть не может. Если вы вводите в эксплуатацию электроплиту — на входной коммутационной колодке есть несколько вариантов организации питания: на 220 или 400 вольт.
По умолчанию могут быть установлены перемычки, которые приведут к короткому замыканию между фазами. Поэтому сначала следует изучить инструкцию к электроустановке, а затем планировать расположение контактов в розетке.
Установки с трехфазными электромоторами имеют свой порядок питания. Опять же возвращаемся к основному правилу: никакой универсальности.
Проверка фаз с помощью мультиметра
Если розетка уже имеется, но при этом вы не знаете расположение линий на контактах, можно легко определить их назначение, кроме номеров фаз. Делается это с помощью тестера.
Между любыми фазными контактами должно быть напряжение 380 вольт. Между рабочим нулем и каждой из фаз — 220 вольт. Аналогичный показатель получится и между защитным заземлением с фазами. При этом, определить, где «нуль», а где «земля» (в розетках с 5 контактами) достаточно сложно.
- Если силовой кабель имеет стандартную маркировку, необходимо вскрыть корпус розетки, и убедиться, что «земляной» провод (соответствующего цвета) соединен с «правильным» контактом с одной стороны, и шиной рабочего заземления с другой стороны (в распределительном щитке).
- При невозможности определить провод визуально, проверяем разницу в потенциале для «нуля» и «земли».
Важно! Данный способ работает лишь в случае, когда заземление организовано согласно Правилам устройства электроустановок, и не имеет физической связи с рабочим нулем.
Кстати, при объединении «нуля» и «земли» эксплуатация электроустановок вообще запрещена.
Суть метода: если произвести замеры с коротким интервалом сначала между фазой и «нулем», а затем между фазой и «землей», во втором случае напряжение будет немного ниже. Это связано с тем, что линия между защитным заземлением и фазой проходит через физическую землю (грунт), где сопротивление выше, чем у кабеля нулевой шины.
Установка розетки
В принципе, монтаж любого типа (скрытая, накладная) мало чем отличается от однофазной розетки. Однако есть важная особенность:
В силовых розетках на 3 фазы, количество контактов больше, чем в обычных. Сила прижима существенно выше. Для извлечения вилки потребуется приложить больше усилий: если крепление недостаточно надежное — есть риск просто вырвать розетку из стены. Поэтому для установки подобных изделий следует применять надежные дюбели большого диаметра, или анкерные соединения.
При монтаже такой розетки на гипсокартонную стену (без несущего капитального основания), следует установить усиливающую накладку площадью, вдвое превышающую диаметр розетки.
При подключении проводов к разъемам, не допускается слабина затяжки, или перекос фиксирующих элементов. По возможности, концы проводников надо подготовить: облудить или загильзовать многожильный проводник, или установить контактные клеммы.
Если не выполнить эти требования — по одной из фаз может возникнуть просад напряжения (по причине плохого контакта), что может привести к выходу из строя электроустановки.
Как подключить розетку на 380 вольт
Все электрические приборы, потребляющие электроэнергию создаются производителями по государственным стандартам, когда на обмотки электродвигателей, нити накала источников света, нагреватели и другие исполнительные устройства необходимо подать напряжение строго определённым образом.
Для этого используется кабель питания, который подключен с одной стороны к клеммам прибора, а с противоположной — на вилку, вставляемую в розетку так, чтобы обеспечить правильную работу исполнительного механизма.
С этой же целью контакты электрической розетки необходимо подключать к электропроводке, соблюдая установленные правила монтажа, а не произвольно. Даже в современной однофазной сети переменного тока по существующим правилам используется три провода, а не два.
Это раньше, в схеме электрооборудования с заземлением, выполненным по системе TN-C, произвольное подключение проводов фазы и ноля на контакты розетки создавало только неудобства электрику, занимающемуся поиском повреждений, но не влияло на работу приборов.
Сейчас же неправильное подключение проводов к трехконтактной розетке приведет к изменению порядка подачи напряжения, нарушению работы исполнительного механизма, создаст неисправность, вызывающую аварийную ситуацию.
Конструкции трехфазных розеток на 380 вольт
Старые устройства вилок и розеток
В советское время внутри трехфазной проводки сети 0,4 кВ применялась четырехжильная электропроводка, состоящая из трех фаз и одного рабочего нуля. Для подключения электрических потребителей создавали стационарно устанавливаемые розетки с утопленными в корпус контактами типа «мама» и вилки, использующие выступающие контактные пластины — «папа».
На корпусе вилки и розетки выполнялась маркировка, обозначающая фазные клеммы и нулевую. Рабочий ноль часто показывали стандартным значком заземления.
Маркировку выполняли как с лицевой стороны корпуса, так и с тыльной — там, где подключаются провода. Она упрощала монтаж, делала удобной проверку схемы при наладке и эксплуатации.
Старые вилки и розетки с четырьмя контактами сейчас продолжают надежно работать в схемах трехфазной электропроводки, собранных по системе заземления оборудования TN-C. Они же могут успешно использоваться в современной пятипроводной схеме.
Современные конструкции
Переход на новую схему заземления электрооборудования TN-S и ее модификации обязывает владельцев подключать электрические трехфазные устройства в работу через пять проводов, четыре из которых остались прежними (три фазы и ноль), а дополнительно добавился защитный ноль, или РЕ проводник.
Поэтому на вилке и розетке стали устанавливать пять контактов и маркировать их тем же способом с двух сторон каждого корпуса.
Одна из модификаций трехфазной розетки на 380 вольт показана на фотографии с открытой крышкой.
Способы подключения проводов к розетке
В современных конструкциях используются два метода:
1. с помощью винтового крепления;
2. безвинтовой зажим.
Первый способ
Для подключения проводов с обратной стороны корпуса обычно применяют винтовой зажим, когда очищенный от изоляции конец провода вставляется в подготовленное гнездо и прижимается в нем усилием ввернутого винта.
Этот метод используется очень давно и хорошо себя зарекомендовал. Но, он требует определенного времени на разделку концов кабеля и заворачивание винта.
Контакты для подключения проводов обычно обозначают:
фазные концы — L1, L2, L3;
рабочий ноль — N;
защитный РЕ проводник — стандартным значком заземления.
Второй способ
Безвинтовое соединение проводов трехфазных электрических розеток разработано для экономии времени электромонтажников и позволяет исключить некоторые их ошибки при работе. Все операции выполняются значительно быстрее, а при соблюдении правильной технологии надежность соединения обеспечивается полностью.
Способ безвинтового подключения провода к контакту розетки такой конструкции показан четырьмя фотоснимками.
Первый снимок демонстрирует, что изоляция с конца провода при его подготовке не снимается, остается на месте. Она для создания электрического контакта с клеммой розетки будет просто проколота специальным встроенным зажимом.
На второй фотографии провод установлен в посадочное гнездо и утоплен вниз до упора.
На третьем этапе провод удерживается в предыдущей позиции №2, а в специальный паз розетки вставляется обычная отвертка с плоским лезвием.
Затем рукоятку отвертки просто поднимают вверх, как показано на фото 4, а конструкция подвижного гнезда опускается вниз, внутрь корпуса розетки. При этом происходит прорезание изоляции и зажим металлической жилы.
Мастеру остается только убрать отвертку, продернуть конец провода, чтобы убедиться на всякий случай в его надежном удержании внутри гнезда.
Схемы подключения трехфазных розеток на 380 вольт
Чтобы от источника напряжения 0,4 кВ электрический ток правильно пришел к исполнительному механизму трехфазного электроприбора необходимо правильно по определенной схеме подключить провода к электрической розетке.
За ее основу принят тот принцип, что вся расходуемая электроэнергия учитывается счетчиком и проходит через него. Далее монтируют защиты из трехфазного автоматического выключателя, который предназначен устранять последствия перегрузок в сети и возникновения коротких замыканий.
Способы подключения пятиконтактных розеток
Провода трех фаз и рабочего нуля, по которым проходят токи нагрузки от выключателя, подключают на свои контакты розетки.
Для правильной и надежной работы схемы должен быть соблюден баланс между:
отключающими возможностями автоматического выключателя;
мощностью нагрузки, создаваемой электрическим потребителем;
тепловой и токонесущей способностью проводов и конструкции розетки с вилкой;
диэлектрической прочностью изоляции.
Пятый защитный контакт розетки посредством отдельного РЕ проводника подключается безразрывным соединением с шиной РЕ здания.
Так работает типовая упрощенная схема подключения трехфазной пятиконтактной розетки на 380 вольт в современной электропроводке. Она во многих случаях может модернизироваться, например, когда необходимо выполнить какую-нибудь дополнительную защиту.
Как пример, рассмотрим вариант подключения электрического прибора, требующего повышенной безопасности от возможного возникновения токов утечек через нарушенную изоляцию на корпус.
В таких случаях применяют УЗО — устройство защитного отключения, подключаемое сразу за силовым автоматическим выключателем перед кабелем, питающим розетку. Автомат станет защищать еще и УЗО.
Вместо двух модульных устройств: автоматического выключателя и УЗО можно использовать одну конструкцию: дифференциальный автомат, который одновременно выполняет их функции. Схема его подключения и приведена ниже.
Как видим, переход на нее от предыдущей осуществляется только заменой автоматического выключателя дифференциальным. Больше никаких других действий выполнять не требуется, даже вся проводка остается проложенной прежним методом.
Способы подключения четырехконтактных розеток
Модели старых трехфазных коммутационных устройств на четыре контакта вполне нормально можно эксплуатировать в современной пятипроводной схеме, использующую систему заземления TN-S.
В этой ситуации обеспечение безопасности от токов утечек придется возложить на РЕ проводник, который соединяет главную шину заземления РЕ не с защитным контактом розетки, который отсутствует, а подключить его непосредственно к металлическому корпуса трехфазного потребителя, как показано на рисунке ниже.
В этой ситуации работающий электрический прибор должен быть установлен стационарно. Безопасно эксплуатировать мобильные потребители при такой схеме питания затруднительно: придется при каждом подключении дополнительно перемонтировать РЕ проводник.
Способы проверки монтажа трехфазной розетки на 380 вольт
Собрав любую электрическую схему до ввода ее в эксплуатацию всегда надо убедиться в том, что ошибки монтажа отсутствуют, напряжение подводится правильно, строго по проекту.
В большинстве случаев для многих механизмов станков допускается фазные провода к розетке и вилке подключать произвольно, но не на клеммы рабочего или защитного нуля. Это может сказаться только на направлении вращения трехфазного электродвигателя: сменится чередование фаз токов, протекающих по рабочим обмоткам статора.
Для исправления подобного случая достаточно поменять местами — переподключить два любых удобных фазных провода между собой. Тогда двигатель станет вращаться в нужную сторону. Этот же прием используется магнитными пускателями, осуществляющими реверс электродвигателя.
А вот менять местами рабочий и защитный ноль запрещено, ни в коем случае нельзя: нарушится работа защит и безопасность пользования электроустановкой.
После монтажа электрической схемы для питания трехфазной розетки сразу выполняют:
внешний осмотр всех собранных цепочек и надежность созданных контактов;
электрические замеры сопротивления изоляции жил между собой и на корпус.
Электрическую прочность изоляции позволяет оценить мегаомметр. Когда его под рукой нет, а работа требует быстрого завершения, то опытному мастеру можно довериться проверенным защитам — УЗО и автоматическому выключателю, которые должны сработать при неправильном монтаже и устранить последствия ошибок.
Но, до подачи напряжения предварительно все равно необходимо выполнить электрические замеры сопротивления собранных цепочек хотя бы омметром или тестером, переключенным в этот режим, естественно, при отключенном вводном автоматическом выключателе.
Эту операцию проводят четырьмя этапами в следующей последовательности:
1. один щуп омметра с зажимом типа «крокодил» устанавливают на защитный контакт розетки, а вторым последовательно проходят по остальным ее контактам и снимают показания прибора;
2. крокодил перецепляют на рабочий ноль, а свободным щупом меряют сопротивление между контактами фаз;
3. крокодил переносят на любую фазную клемму, а щупом меряют последовательно сопротивление на двух оставшихся;
4. крокодилом и щупом измеряют сопротивление между двумя последними фазами.
Во всех случаях стрелка прибора должна указывать на бесконечность — ∞. Меньшее значение будет свидетельствовать о нарушении изоляции, возможности создания короткого замыкания. Придется искать причину и устранять ее.
Только после соблюдения этого условия можно включать автоматический выключатель для подачи напряжения на розетку, которое потребуется проанализировать.
Схемы проверки напряжения на трехфазной розетке 380вольт
Для оценки качества питания воспользуемся вольтметром переменного тока или мультиметром, переключенным в его режим.
Между всеми фазными контактами мы должны увидеть симметричное напряжение в 380 вольт, а между рабочим, а затем еще и защитным нулем с фазами — 220.
Только в этом случае допускается использовать розетку для питания потребителей. Однако, следует обратить внимание на исправность подключаемых трехфазных приборов. Ведь, они тоже могут быть с дефектами конструкции, приводящими к аварийной ситуации.
Схемы проверки правильности подключения трехфазной вилки к электрическому прибору
До подачи питания на электроприбор его исправность можно оценить замером активной составляющей полного сопротивления на контактах вилки. Простая схема ее подключения призвана помочь понять эти замеры.
Активное сопротивление проводов каждой обмотки должно быть одинаковым, равным какому-то определенному числу. Обозначим его индексом R. Это значение мы должны увидеть между контактом рабочего нуля и каждой фазы.
После этого останется убедиться, что последовательное соединение двух обмоток, замеренное на фазных контактах, составит удвоенную величину — 2R.
Такой простой способ позволит уверенно подключать вилку в розетку.
Заканчивая изложение материала хочется напомнить, что розетка и вилка спроектированы для надежной работы при пропускании или остановке номинального тока только после того, как они соединены. Разрывать их контактами проходящую нагрузку нельзя: они не предназначены для этих целей. Ведь при разъединении цепи возникает искра или электрическая дуга, которую необходимо погасить.
Такая функция возложена на специальную конструкцию силовых контактов автоматического выключателя. Только он рассчитан на отключение токов нагрузки и даже аварийных ситуаций.
Что следует учесть, выполняя трехфазное подключение частного дома
Решая вопросы электроснабжения вновь построенного здания, его владелец сталкивается с многочисленными задачами, которые требуется решать техническими и организационными способами.
При этом первоначально следует определиться с необходимым количеством фаз, требующихся для питания электроприборов. Обычно люди довольствуются однофазным электроснабжением, а определенная категория выбирает трехфазное, руководствуясь стоящими перед ними задачами.
Сравнение преимуществ и недостатков однофазного и трехфазного подключения дома
При выборе схемы следует учесть ее влияние на конструкцию проводки и условия эксплуатации, создаваемые разными системами.
Потребляемая мощность
Среди отдельных домовладельцев бытует надежда, что переход на трехфазное питание позволяет увеличить разрешенную мощность потребления, интенсивнее пользоваться электроэнергией. Однако, этот вопрос необходимо решать в сбытовой организации, у которой, скорее всего, лишних резервов уже нет. Поэтому значительно увеличить расход электричества таким способом вряд ли получится.
Та величина разрешенной мощности, которую вам предоставят, станет основой для создания проекта электропроводки. За счет распределения ее по двум проводам в однофазной схеме толщина сечения жил кабеля всегда требуется больше, чем в трёхфазной цепи, где нагрузка равномерно разнесена по трем симметричным цепочкам.
При одинаковой мощности в каждой жиле трехфазной схемы будут протекать меньшие номинальные токи. Под них потребуются уменьшенные номиналы автоматических выключателей. Несмотря на это их габариты, как и других защит и электросчетчика, все равно будут больше за счет применения утроенной конструкции. Потребуется более емкий распределительный щит. Его размеры могут значительно ограничивать свободное пространство внутри небольших помещений.
Трёхфазные потребители
Асинхронные электродвигатели механических приводов, электрические нагревательные котлы, другие электроприборы, рассчитанные на эксплуатацию в трехфазной сети, эффективнее, оптимально работают в ней. Чтобы их запитать от однофазного источника необходимо создавать преобразователи напряжения, которые будут потреблять дополнительную энергию. Причем, в большинстве случаев происходит снижение КПД таких механизмов и расход мощности на преобразователе.
Использование трехфазных потребителей основано на равномерном распределении нагрузки в каждой фазе, а подключение мощных однофазных приборов способно создать пофазный перекос токов, когда часть их начинает протекать по жиле рабочего нуля.
При большом перекосе токов на перегруженной фазе снижается напряжение: начинают тускло светиться лампы накаливания, наблюдаются сбои электронных устройств, хуже работают электродвигатели. В этой ситуации владельцы трехфазной электропроводки могут перекоммутировать часть нагрузки на ненагруженную фазу, а потребителям двухпроводной схемы требуется эксплуатировать стабилизаторы напряжения или резервные источники.
Условия работы изоляции электропроводки
Габариты оборудования
Однофазная электропроводка и все входящие в нее компоненты более компактны, требуют меньше места для монтажа.
На основе сравнения этих характеристик можно сделать вывод, что трехфазное подключение частного дома зачастую может быть в современных условиях нецелесообразным. Его имеет смысл применять в том случае, если существует необходимость эксплуатации мощных трехфазных потребителей типа электрических котлов или станочного оборудования для постоянной работы в определённые сезоны.
Большинство же бытовых электрических потребностей вполне может обеспечить однофазная электропроводка.
Как выполнить трехфазное подключение частного дома
Когда вопрос трехфазного подключения частного дома стоит остро, то придется:
1. заниматься подготовкой технической документации;
2. решать технические вопросы.
Какие документы необходимо подготовить
Обеспечить законность трехфазного подключения могут только следующие свидетельства и паспорта:
1. технические условия от энергоснабжающей организации;
2. проект производства электроснабжения здания;
3. акт разграничения по балансовой принадлежности;
4. протоколы измерений основных электрических параметров собранной схемы подключения дома электротехнической лабораторией (монтаж разрешено выполнять после получения первых трех документов) и акт осмотра электротехнического оборудования;
5. заключение договора с энергосбытовой организацией, дающее право на получение наряда на включение.
Технические условия
Для их получения требуется заранее подать заявку в электроснабжающую организацию, где должны быть отражены требования к абоненту и электроустановке с указанием:
мест размещения электроприборов и щитов;
ограничение доступа посторонних лиц;
Проект производства электроснабжения
Разрабатывается проектной организацией на основе действующих нормативов и правил эксплуатации электроустановок с целью предоставления бригаде электромонтажников подробной информации по технологии монтажа электрической схемы.
В состав проекта входят:
1. пояснительная записка с отчетом;
2. исполнительные принципиальные и монтажные схемы;
4. требования нормативных документов и предписаний.
Акт разграничения по балансовой принадлежности
Определяются границы ответственности между электроснабжающей организацией и потребителем, указывается разрешенная мощность, категория надежности электроприемника, схема электропитания, некоторые другие сведения.
Протоколы электротехнических замеров
Они выполняются электрической измерительной лабораторией после полного окончания монтажных работ. В случае получения положительных результатов измерений, отраженных в протоколах, предоставляется акт осмотра оборудования с заключением, дающим право на обращение в электросбытовую организацию.
Договор с энергосбытом
После его заключения на основе документов от электротехнической лаборатории можно обращаться в электроснабжающую организацию на включение смонтированной электроустановки в работу по специальному наряду.
Технические вопросы трехфазного подключения частного дома
Принцип подвода электрической энергии к отдельно стоящему жилому зданию осуществляется по следующему принципу: от трансформаторной подстанции по линии электропередачи подается напряжение по четырем проводам, включающим три фазы (L1, L2, L3) и один общий нулевой проводник PEN. Подобная система выполняется по стандартам схемы TN-C, которая максимально распространена до сих пор в нашей стране.
Линия электропередачи чаще всего может быть воздушной или реже кабельной. На обоих конструкциях могут возникнуть неисправности, которые быстрее устраняются у воздушных ЛЭП.
Особенности разделения PEN проводника
Старые линии электропередач энергетики постепенно начинают модернизировать, переводить на новый стандарт TN-C-S, а строящиеся сразу создают по нормативам TN-S. В нем четвертый проводник PEN от питающей подстанции подается не одной, а двумя разветвленными жилами: РЕ и N. В итоге у этих схем используется уже пять жил для проводников.
Трехфазное подключение частного дома основано на том, что все эти жилы подключаются к вводному устройству здания, а от него электроэнергия поступает на электрический счетчик и далее — в распределительный щит для осуществления внутренней разводки по помещениям и потребителям здания.
Практически все бытовые приборы работают от фазного напряжения 220 вольт, которое присутствует между рабочим нулем N и одним из потенциальных проводников L1, L2 или L3. А между линейными проводами образовано напряжение 380 вольт.
Внутри вводного устройства, использующего стандарт TN-C-S, делается выделение рабочего нуля N и защитного РЕ из проводника PEN, который соединяют здесь же с ГЗШ — главной заземляющей шиной. Ее подключают к повторному контуру заземлению здания.
Все присоединения проводников на ГЗШ выполняют болтовым соединением с шайбами и гайками, прочно затягивая резьбовое соединение. Этим добиваются минимального значения переходного электрического сопротивления в месте соединения контактов. Каждый кабель подключается на отдельное посадочное отверстие для удобного размыкания схемы с целью проведения различных измерений.
Основным материалом для ГЗШ служит медь, а в отдельных случаях допускается применять стальные сплавы. Использовать алюминий для главной защитной шины запрещено. На провода, подключаемые к ней, нельзя монтировать наконечники из алюминиевых сплавов.
От вводного устройства рабочие и защитные нули идут изолированными цепочками, которые запрещено объединять в любой другой точке схемы электропроводки.
По старым правилам, действовавшим в схеме заземления TN-C, расщепление проводника PEN не делалась, а фазное напряжение бралось прямо между ним и одним из линейных потенциалов.
Конечный промежуток линии между ее опорой до ввода в дом прокладывают по воздуху или под землей. Его называют ответвлением. Оно находится на балансе электроснабжающей организации, а не хозяина жилого здания. Поэтому все работы по подключению дома на этом участке должны выполняться с ведома и по решению владельца ЛЭП. Соответственно, законодательно они потребуют согласования и оплаты.
У подземной кабельной линии ответвление монтируют в металлическом шкафу, который размещают поблизости с трассой, а для воздушной ЛЭП — непосредственно на опоре. В обоих случаях важно обеспечить безопасность их эксплуатации, закрыть доступ посторонних людей и выполнить надежную защиту от повреждения вандалами.
Выбор места расщепления PEN проводника
Оно может быть выполнено:
1. на ближайшей опоре;
2. или на вводном щите, расположенном на стене либо внутри дома.
В первом случае ответственность за безопасную эксплуатацию несет электроснабжающая организация, а во втором — владелец здания. Доступ жильцов дома к работам на конце PEN проводника, расположенного на опоре, запрещен правилами.
При этом надо учесть, что провода на воздушной линии способны обрываться по различным причинам и на них могут возникать неисправности. Во время аварии на питающей ЛЭП с обрывом PEN проводника ее ток потечет через провод, подключенный к дополнительному контуру заземления. Его материал и сечение должны надежно выдерживать такие повышенные мощности. Поэтому их выбирают не тоньше, чем основная жила линии электропередачи.
Когда расщепление выполняется прямо на опоре, то к нему и контуру прокладывают линию, называемую повторным заземлением. Ее удобно изготавливать из металлической полосы, заглубленной в землю на 0,3÷1 м.
Поскольку через нее в грозу создается путь протекания молнии в землю, то ее надо отводить от дорожек и мест возможного размещения людей. Рационально прокладывать ее под забором здания и в подобных труднодоступных местах, а все соединения выполнять сваркой.
Когда расщепление производится в водном щите здания, то через линию ответвления с подключенными проводами будут протекать аварийные токи, которые могут выдержать только проводники с сечением фазных жил ЛЭП.
Вводное распределительное устройство электроэнергии
Оно отличается от простого вводного устройства тем, что в его конструкцию внесены элементы, осуществляющие распределение электричества по группам потребителей внутри здания. Его монтируют на вводе электрического кабеля в пристройке или каком-то отдельном помещении.
ВРУ устанавливают внутри металлического шкафа, куда заводят все три фазы, PEN проводник и шину контура повторного заземления в схеме подключения здания по системе TN-C-S.
Для TN-S во вводно распределительный шкаф заводят пять жил — три фазы и два нуля: рабочий и защитный, как показано на картинке ниже.
Внутри шкафа вводного распределительного устройства фазные проводники подключаются к клеммам входного автоматического выключателя или силовых предохранителей, а PEN проводник к своей шине. Через нее выполняется его расщепление на PE и N с образованием главной заземляющей шины и ее подключением к повторному контуру заземления.
Ограничители повышения напряжения работают по импульсному принципу, защищают схему цепей фаз и рабочего нуля от воздействий возможного проникновения посторонних внешних разрядов, отводят их через РЕ проводник и главную защитную шину с контуром заземления на потенциал земли.
При возникновении высоковольтных импульсных разрядов больших мощностей в питающей линии и прохождении их через последовательную цепочку из автоматического выключателя и УЗИП вполне возможен выход из строя силовых контактов автомата из-за подгорания и даже приваривания их.
Поэтому защита этой цепочки мощными предохранителями, выполняемая простым перегоранием плавкой вставки, остается актуальной, широко применяется на практике.
Трехфазный электрический счетчик учитывает расходуемую мощность. После него подключаемые нагрузки распределяются по группам потребления через правильно подобранные автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Также на вводе может стоять дополнительное УЗО, выполняющее противопожарные функции у всей электрической проводки здания.
После каждой группы УЗО может производиться дополнительное деление потребителей по степеням защиты индивидуальными автоматами или обходиться без них, как показано разными участками на схеме.
На выходные клеммы щита и защит подключаются кабели, идущие к группам конечных потребителей.
Особенности конструкции ответвления
Чаще всего трехфазное подключение частного дома на питающей ЛЭП выполняется воздушной линией, на которой может возникнуть короткое замыкание или обрыв. Чтобы их предотвратить следует обратить внимание на:
общую механическую прочность создаваемой конструкции;
качество изоляции внешнего слоя;
материал токоведущих жил.
Современные самонесущие алюминиевые кабели обладают небольшим весом, хорошими токопроводящими свойствами. Они хорошо подходят для монтажа воздушного ответвления. При трехфазном питании потребителей сечения жилы СИП 16 мм2 будет достаточно для длительного получения 42 кВт, а 25 мм кв — 53 кВт.
Когда ответвление выполняется подземным кабелем, то обращают внимание на:
конфигурацию прокладываемого маршрута, его недоступность для повреждения посторонними людьми и механизмами при работах в грунте;
защиту выходящих из земли концов металлическими трубами на высоту не меньше среднего человеческого роста. Лучшим вариантом считается полное размещение кабеля в трубе вплоть до ввода в ВУ и распределительный шкаф.
Для подземной прокладки используют только цельный кусок кабеля с прочной броневой лентой или выполняют его защиту трубами или металлическими коробами. При этом медные жилы предпочтительнее, чем алюминиевые.
Что лучше для частного дома – однофазный или трехфазный ввод?
Потребление электроэнергии в жилых домах непрерывно растет. Каждый житель нашей страны в пересчете на душу населения ежедневно потребляет количество энергии в разы большее по сравнению с данными, например пятидесятилетней давности.
В середине двадцатого века в каждом частном доме всего то и было электроприборов, что электроплита, несколько лампочек и, в лучшем случае, телевизор или радиоприемник. Сегодня бытовых электроприемников просто тьма в любом жилом помещении, и в частных домах стали все чаще выполнять трехфазные кабельные вводы. От традиционной однофазной сети многие отказываются.
Но в чем же преимущества трехфазной сети? И стоит ли безусловно отдавать ей предпочтение?
Многие полагают, что трехфазная сеть позволит потреблять больше мощности, то есть включать больше приборов. Это не совсем так. Максимально разрешенная мощность указывается в технических условиях на подключение. Как правило, для трехфазной сети это 15 кВт на домохозяйство, а для однофазной – 10 или те же 15 кВт. Очевидно, что выгода по мощности небольшая, а может и вовсе отсутствовать.
Однако следует не забывать, что при одинаковой мощности для трехфазной сети можно использовать вводной кабель существенно меньшего сечения. Причина находится буквально на поверхности: мощность, а, следовательно, и ток распределяется по трем фазам, в меньшей степени нагружая фазный провод в отдельности. Номинал вводного автоматического выключателя в трехфазной сети, соответственно, тоже будет меньшим.
Но эти преимущества не имеют существенного значения. Разве так уж важно, какое сечение у вводного кабеля и номинал у вводного автомата? Гораздо важнее тот факт, что вводной распределительный щит для трехфазной сети будет иметь большие габариты.
Последнее связано с тем, что трехфазный счетчик заведомо больше любого однофазного. Вдобавок и вводной автоматический выключатель будет занимать три или четыре модуля (если нулевой проводник тоже разрывается). Трехфазные УЗО тоже отличаются повышенными габаритами, так что вводной распределительный щит на несколько ярусов для «трехфазки» - обычная картина.
Это недостаток трехфазного ввода в частный дом. А вот возможность непосредственного подключения в сеть трехфазных электроприемников – электрических котлов, асинхронных электроприводов – это несомненное преимущество. Любой счастливый владелец частного дома с трехфазным вводом охотно пользуется этой «форой». Ведь асинхронные двигатели, включенные в трехфазную сеть, работают с лучшими энергетическими и механическими параметрами. А мощные электроприемники – котлы, электроплиты, обогреватели – не вызывают «перекоса фаз».
«Перекос фаз» в этом вопросе вообще тема очень щекотливая. Поскольку магистральная сеть всегда трехфазная, а обеспечить одинаковую нагрузку во всех трех фазах практически невозможно, то напряжение по фазам никогда не будет одинаковым. Выполнение трехфазного ввода не поможет изменить ситуацию к лучшему – ведь кроме вас в этой сети еще очень много разных потребителей. Но в своей сети после прибора учета необходимо распределить нагрузку максимально равномерно. Это возлагает дополнительную ответственность на электрика, выполняющего монтаж.
В однофазной электрической сети «перекос фаз» часто становится причиной того, что потребители, подключенные к неудачной фазе, вынуждены мириться со слишком низким сетевым напряжением. Обладателям трехфазного ввода подобные проблемы неведомы, поскольку они могут подключать важные, ответственные однофазные электроприемники к той фазе, которая не подверглась просадке из-за «перекоса».
Рабочее напряжение трехфазной сети составляет 380 вольт. Это ощутимо выше привычных 220 вольт. Поэтому при работе и эксплуатации трехфазной сети необходимо больше внимания уделять электробезопасности.
С позиций норм пожарной безопасности трехфазный ввод также является более опасным, так как ток короткого замыкания при напряжении 380 вольт будет намного выше.
Таким образом, к недостаткам трехфазного ввода в частный дом можно отнести:
1. Необходимость получения разрешения и технических условий на подключение от местной энергосбытовой компании. Это дело довольно хлопотное и может потрепать нервы, а то и совсем закончиться неудачей.
2. Повышенная опасность поражения электрическим током и пожарная опасность из-за более высокого напряжения. Это повышение опасности не очень велико и заметно. Однако не лишним будет установить дополнительный трехполюсный автомат большого номинала непосредственно перед вводом в здание, особенно если дом деревянный. Это спасет от короткого замыкания на вводе.
3. Большие габариты распределительного вводного щита. Для владельцев больших загородных резиденций этот недостаток не критичен – им места всегда хватает. Остальным следует принять этот фактор во внимание.
4. Необходимость установки модульных ограничителей перенапряжения во вводном щите. Вообще-то такая мера и для однофазного ввода будет не лишней, но в «трехфазке» это еще актуальнее. Ведь ваш индивидуальный рабочий ноль с большой вероятностью может оборваться, а это будет чревато перенапряжением как минимум в одной, наименее нагруженной фазе.
Достоинствами же трехфазного ввода являются:
1. Возможность перераспределять нагрузку между фазами, избегая эффекта «перекоса фаз».
2. Возможность непосредственного включения в сеть трехфазных мощных электроприемников. Это самое важное преимущество трехфазного ввода.
3. Снижение токовых номиналов вводной защитной аппаратуры и сечения вводного кабеля.
4. В некоторых случаях, при лояльном отношении со стороны энергосбытовой компании, – возможность увеличить максимальную разрешенную мощность потребления электроэнергии.
Таким образом, на практике выполнение трехфазного ввода становится целесообразным для частных домов с жилой площадью 100 кв. метров и более. Тогда однофазных электроприемников бывает очень много, и нагрузку можно будет распределить максимально симметрично. Также трехфазный ввод подойдет для тех, кто планирует включать в сеть мощные трехфазные электроприемники.
Для остальных переход на «трехфазку» - мера совсем не обязательная, она может стать лишь причиной лишней головной боли.
Читайте также: