Трехфазное подключение дачного дома на 15 квт

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

Владельцы трехфазной схемы должны учитывать действие линейного напряжения 380, а не фазного 220 вольт. Его номинал представляет бо́льшую опасность для человека и изоляции электропроводки или приборов.

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.

Технические аспекты трехфазного подключения частного дома в большинстве случаев требуют бо́льших затрат и усилий чем при однофазной схеме.

1.-Непосредственно опора (в народе просто столб).

2.-Вводной кабель марки СИП-2:

Ø прокладывается в защитной гофре по телу опоры или выносится в специальном коробе.

Ø Запрещено бурение по опоре(в т.ч. деревянной), для крепления прокладки кабеля.

Ø Присоединение вводного провода 0,4кВ марки СИП 2 (заявителя) к магистральной ВЛ-0,4кВ использовать специальные зажимы: марки SLIP 12.1 (под изолированный провод на магистрали) SLIP 22.1 (под не изолированный провод на магистрали) в количестве 4 шт.

Ø Устанавливается на высоте 1,7 метра от поверхности земли до нижних контактов счетчика.

Ø Степень защиты щита учета не менее IP-55.

Ø Должен присоединятся к заземляющему устройству: к контору заземления опоры или же к отдельному заземляющему устройству щита учета.

4.-Контур заземления опоры.

2. Внешний вид типового щита учета, расположенного на опоре:

1.- Прибор учета (счетчик) должны быть смонтированы в соответствии с ПУЭ п.1.5.13.

2.- Вводной провод присоединяется к верхним неподвижным контактам вводного автоматического выключателя.

3.- Пластиковый бокс с возможностью опломбирования.

4.- Вводной автоматический выключатель 0,4кВ (0,23кВ), при этом на вводе в здание должны устанавливаться ограничители импульсных перенапряжений согласно ПУЭ п. 7.1.22.

5.- Повторное заземление вводного нулевого провода на PЕN-шине с возможностью опломбирования.

3. Внешний вид типового присоединения заземления щита учета к контуру заземления опоры:

2.- Контур заземление опоры

3.- Заземляющий проводник, присоединяющий от щита учёта к контору заземления опоры в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный – 10 мм2, алюминиевый – 16 мм2, стальной – 75 мм2.

4.- Соединение заземляющего проводника и к контуру заземления должен быть использован плашечный зажим типа ПН. Многожильный заземляющий провод, должен быть опрессован кабельным наконечником.

4. Внешний вид вводного автоматического выключателя в щите учета под пломбировку

1.- Пластиковый бокс под опломбировку.

2.- Вводной автоматический выключатель 0,4кВ(3-х фазное присоединение) с номинальным током расцепителя:

– На мощность 15 кВт, ток расцепителя С25А

– На мощность 10 кВт, ток расцепителя С16А

– На мощность 7,5 кВт ток расцепителя С13А

– На мощность 3,5 кВт ток расцепителя С6А

3- Вводной автоматический выключатель 0,23кВ (1-но фазное присоединение) с номинальным током расцепителя:

– На мощность 5 кВт, ток расцепителя С25А

– На мощность 4 кВт, ток расцепителя С20А

– На мощность 3,5 кВт, ток расцепителя С16А

5. Типовая однолинейная схема электроснабжения 15кВт

Схема электрическая принципиальная ЩУ 0,4 кВ

– – – – Граница балансовой и эксплуатационной принадлежности

Сборка электрощита для частного дома напряжением 380 В и мощностью до 15 кВт требует соответствующего подхода и наличия следующего инструмента:

• плоскогубцы;
• плоская и фигурная отвёртки;
• обжимные клещи;
• монтажный нож с набором сменных лезвий.

Все работы начинаются с планирования, а если хозяин дома предпочитает обратиться в электротехническую компанию, то перед началом монтажа составляется проект и предварительная схема. Также следует подготовить составляющие щита и расходные материалы (опрессовочные наконечники, термоусадку, DIN-рейку, дюбели).

Из каких элементов состоит электрический щит

Закупать составляющие электрощита необходимо сразу, чтобы впоследствии не терять время и не ездить по несколько раз за день в электротехнический магазин. Мощность щита определена, она составляет 15 кВт, это означает, что максимальная потребляемая мощность не превысит 15 кВт/ч.

Электрощит частного дома, перечень элементов:

1. Счётчик электрической энергии. Счётчик является первым элементом, который должен быть установлен в щите. Лучшим решением станет покупка электронного устройства, рассчитанного на подключение трёх фаз. Такие измерительные приборы обладают высокой точностью и длительным сроком эксплуатации. Вся информация выводится на цифровой экран. Электронные счётчики могут быть запрограммированы на функционирование в нескольких тарифах.
2. Электрический щит. Сейчас в магазинах имеется большое количество электрощитов самых различных размеров и рассчитанных на определённое количество элементов. Цена на изделие варьируется в зависимости от наличия DIN-рейки, встроенного замку, а также смотрового окна (специально для снятия показаний со счётчика). Следует обратить на защиту от пыли и влаги, её уровень должен составить не менее IP 54. Габариты — 445×400×150, и толщины стенки в 1 мм.
3. Вводной автоматический выключатель. Следует приобретать трёхполюсный автомат, ведь заводимое напряжение в дом составит 380 В, а это означает наличие трёх фаз.
4. Устройство защитного отключения (УЗО). Монтируется в обязательном порядке, так как является защитным элементом при появлении опасного потенциала на корпусе электроприбора.
5. Автоматические выключатели. Подбирать ампераж следует исходя из нагрузки потребителя, о чём будет рассказано далее.
6. Реле напряжения. Защищает бытовые электроприборы от скачков напряжения. Многие пользователи устанавливают реле, но оно не является обязательным элементом. Также сейчас получило широкое применение устройство защиты от импульсных скачков (УЗИП). Например, при ударе молнии в воздушную ЛЭП, напряжение в доме достигнет высоких пределов, что станет губительным для всей техники. УЗИП вовремя отключит сеть, но, как и реле напряжения, устанавливают его не часто.
7. Измерительные приборы. Также являются необязательным элементом электрощита. К измерительным приборам относятся амперметры и вольтметры, часто комбинируемые в одно изделие.

Какие автоматические выключатели подобрать для электрощита

Основной вопрос, затрагивающий многих пользователей: как определиться с автоматами? Расчёт номинального тока автоматического выключателя производится исходя из такого параметра как нагрузка потребителя или его мощность.

Для примера. Номинальная мощность одновременно включённых электроприборов и осветительной сети составит 15 кВт. Существует формула: P=U×I, где P-мощность, U — напряжение, I — сила тока. Если P=15000 Вт, то сила тока составит (округлив) 68 А. Это означает, сумма номинальных значений автоматов не должна превысить 68 А. Но следует помнить, что к щиту подводят трёхфазную сеть, поэтому номинальный амперах необходимо поделить на 3, что даст приблизительно 23 А. Это означает, что входной автомат следует устанавливать в 25 А.

Для осветительных сетей использует автоматы на 6.3 или 10 А. Это общепринятые стандарты, к которым удобно прибегать для экономии времени. Если всё же появилось свободное время, то можно рассчитать ампераж автомата на свет, используя вышеприведённую формулу, только P будет равно сумме мощностей всех ламп, используемых в отдельной или общей осветительной линии.

Ампераж автоматов для силовых цепей не должен быть менее 16 А. Именно такое номинальное значение позволит на протяжении длительного времени пользоваться электрическими приборами бесперебойно. Если установить автоматический выключатель с меньшим номинальным порогом, то включение бытового прибора будет восприниматься устройством как короткое замыкание на линии и автомат отключит напряжение.

Также в доме могут присутствовать и более мощные электроприборы: варочные поверхности, духовые шкафы, холодильные камеры. И если несколько розеток можно объединить в одну группу, то для таких приборов потребуется установка отдельного автомата со значением не менее 25 А. Мощность современной электрической панели может достигать 7 кВт и выше.

Последовательность правильного монтажа электрического щита

Для того, чтобы электрощит в доме был смонтирован правильно, следует использовать только качественные электротехнические изделия, а также расходные материалы. Только после окончания монтажа, в щиток подводят рабочее напряжение.

Правильная сборка трёхфазного электрощита имеет следующую последовательность:

1. Установка вводного автомата. Номинал устройства должен охватывать максимально потребляемую мощность. Так как в дом будут заведены 3 фазы, напряжение между которыми составит 380 В, то необходимо устанавливать трёхполюсный автоматический выключатель. Не рекомендуется для экономии средств монтировать 3 однополюсных автомата и соединять их специальной планкой. Вводной автомат устанавливается в левом верхнем углу щита и соответственно маркируется.
2. После вводного автомата необходимо установить УЗО. Номинал устройства должен соответствовать номиналу вводного выключателя. Также следует обратить внимание на ток отсечки — чем меньше этот показатель, тем быстрее УЗО отключит сеть. Существуют дифференциальные автоматы, включающие в себя защитные функции от короткого замыкания и отключение сети при возникновении тока утечки (УЗО и стандартный выключатель). Использовать такое изделие проще, но его стоимость достаточно высока.
3. Правее УЗО, на небольшом расстоянии, монтируют нулевую шину. Современные шины предусматривают между медной планкой и корпусом щита пластиковый диэлектрик. Выполняется это для того, чтобы в случае отгорания нуля и попадания на него фазы, электрический щиток не оказался под опасным для жизни напряжением.
4. На планке с вводным автоматом, УЗО и нулевой шиной также могут быть размещены измерительные приборы и реле напряжения. Если монтировать вольтметр и амперметр в трёхфазную сеть, то необходимо выбирать изделия, отображающие как линейную, так и фазную нагрузку. А также способные показывать данные на каждой фазе отдельно.
5. На нижней DIN-рейке расположены автоматические выключатели силовых и осветительных линий. Чтобы не запутаться и постоянно не смотреть на номинал автоматов, изделия осветительной линии следует расположить на небольшом расстоянии от силовых выключателей.

После сборки щита его можно монтировать к стене и подключать провода от потребителей к автоматам. Пример схемы электрощита, количество автоматов может меняться в зависимости от желания хозяина.

Если щит учёта электроэнергии напряжением в 380 В расположен не на улице, то перед вводным автоматом монтируют сначала его. Но установка прибора контроля за расходом электроэнергии в доме неудобно, так проверяющие лица (для экономии времени и отсутствии хозяев) должны снимать показания на улице.

Несколько полезных советов по сборке щита

При сборке электрического щита необходимо использовать только качественную и надёжную электротехническую продукцию. Не стоит обращать внимание на более дешёвые китайские аналоги, личная безопасность гораздо важнее.

Для подключения проводов к автоматам лучше всего применять специальные наконечники для опрессовки. Конечно тогда придётся приобрести и клещи, с помощью которых выполняется обжим, но их стоимость не слишком высокая.

Использование изолирующей ленты уже не актуально, многие электрики используют исключительно термоусадочные трубки. Такой расходный материал удобен и надёжен и не обязательно приобретать строительный фен, можно воспользоваться обыкновенной зажигалкой.

Для удобства эксплуатации все элементы электрического шкафа должны быть промаркированы. Только тогда можно будет быстро и легко отключить напряжение в определённой комнате. Можно делать пометки на корпусе устройства или сделать небольшие таблички и закрепить их на изделии с помощью скотча.

Видео по теме