Как собрать трёхфазный щиток?

Автор:

В этой статье читатель найдет практическую информацию о том, как собрать трехфазный квартирный щиток (КЩ) для электроустановки квартиры. Вся информация, которую вы прочитаете ниже практически полностью основана на статьях Ю.В. Харечко с его книг [1] и [2].

Электроустановка квартиры, являющаяся частью электроустановки многоквартирного жилого здания, соответствует типу заземления системы TN-C-S. Электроустановка жилого дома подключена к трансформаторной подстанции четырехжильным кабелем, имеющим три фазных проводника и PEN-проводник. Разделение PEN-проводника на защитный и нейтральный проводники выполнено во ВРУ электроустановки жилого здания. Электрические стояки в жилом здании выполнены из пяти проводников. Они включают в себя три фазных, нейтральный и защитный проводники.

Принципиальная схема трехфазного КЩ и её описание

Квартирный щиток подключен к этажному распределительному щитку (ЭРЩ) с помощью пятижильного кабеля, содержащего три фазных (L1, L2, L3), нейтральный (N) и защитный (PE) проводники (см. принципиальную схему КЩ на рис. 1). Счетчик электрической энергии и автоматический выключатель, защищающий этот кабель, установлены в ЭРЩ.

Принципиальная схема трехфазного квартирного щитка
Рис. 1. Принципиальная схема трехфазного квартирного щитка (рисунок позаимствован с книги [2] автора Харечко Ю.В. )

На вводе квартирного щитка предусмотрен четырехполюсный автоматический выключатель QF1 с номинальным током 40 А и типом мгновенного расцепления С. Вводной автоматический выключатель предназначен для защиты от сверхтока включенных за ним сборных шин и соединительных проводников, посредством которых к сборным шинам подключены другие защитные устройства, установленные в блоке распределения КЩ, а также ВДТ.

Для защиты от импульсных перенапряжений на вводе КЩ установлено четырехполюсное устройство защиты от импульсных перенапряжений (обозначено на принципиальной схеме FV1–FV4), которое защищено четырехполюсным автоматическим выключателем QF2 с номинальным током 16 А и типом мгновенного расцепления C. Автоматический выключатель присоединен к вводным блокам зажимов КЩ.

К сборным шинам квартирного щитка, которые состоят из трех фазных (L1, L2, L3), нейтральной (N) и защитной (PE) шин, подключают электропроводки следующих конечных электрических цепей (через соответствующие защитные устройства):

  • гр. 1 – освещения гостиной;
  • гр. 2 – освещения двух спален;
  • гр. 3 – освещения кухни, прихожей, санузла и ванной комнаты;
  • гр. 4 – штепсельных розеток гостиной;
  • гр. 5–6 – штепсельных розеток двух спален;
  • гр. 7–8 – штепсельных розеток кухни;
  • гр. 9 – штепсельной розетки посудомоечной машины;
  • гр. 10 – электродуховки кухни;
  • гр. 11 – штепсельных розеток прихожей и санузла;
  • гр. 12 – штепсельных розеток ванной, включая штепсельную розетку стиральной машины;
  • гр. 13–15 – кондиционеров комнат;
  • гр. 16 – электроподогрева пола санузла;
  • гр. 17 – электроподогрева пола ванной комнаты;
  • гр. 18 – однофазной резервной группы;
  • гр. 19 – трехфазной электроплиты кухни;
  • гр. 20 – трехфазного электроводонагревателя.

Для защиты проводов и кабелей электропроводок от коротких замыканий и перегрузок в КЩ предусмотрены двухполюсные автоматические выключатели (для однофазных электрических цепей) и четырехполюсные автоматические выключатели (для трехфазных электрических цепей), имеющие номинальные токи 10 или 16 А и тип мгновенного расцепления C. Посредством этих автоматических выключателей выполняют автоматическое отключение питания.

Для обеспечения дополнительной защиты от поражения электрическим током, а также для выполнения защиты при повреждении (дополнительно к автоматическим выключателям) во всех конечных электрических цепях (кроме гр. 16–18) использованы четырехполюсные ВДТ типа А, общего применения с номинальным током 40 А и номинальным отключающим дифференциальным током 0,03 А.

Для защиты конечных электрических цепей гр. 16–18 использованы двухполюсные АВДТ типа А, общего применения с номинальным током 16 А, номинальным отключающим дифференциальным током 0,03 А и типом мгновенного расцепления C (обозначены на принципиальной схеме – C16, 0,03).

Конструкция

Рассматриваемый квартирный щиток соответствует требованиям, предъявляемым к электрооборудованию класса II. КЩ ящичного типа (рис. 2 и 3) предназначен для скрытой установки в нишу на вертикальной стене. Корпус КЩ представляет собой металлический ящик с одинарной дверью размером 1134×560×120 мм. Он обеспечивает степень защиты IP31.

Квартирный щиток общий вид
Рис. 2. Внешний вид квартирного щитка с закрытой (А) и открытой дверью (Б)  (на основе рисунка 6.17 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

В корпусе КЩ установлена монтажная панель, предназначенная для установки автоматических выключателей, устройств дифференциального тока, блоков зажимов, сборных шин и другого электрооборудования. Крышки панели выполнены из изоляционного материала. Они препятствуют доступу к частям КЩ, находящимся под напряжением. Монтажная панель имеет ширину 500 мм.

Внешний вид квартирного щитка со снятыми крышками панели
Рис. 3. Внешний вид квартирного щитка со снятыми крышками панели (на основе рисунка 6.18 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

Верхняя часть монтажной панели КЩ (рис. 4) использована для выполнения блока ввода и блока распределения. На этой части панели установлено следующее электрооборудование:

  • вводные пружинные блоки зажимов, которые предназначены для присоединения фазных, нейтрального и защитного проводников электрической цепи ввода, а также – внутренней электрической цепи КЩ. Эти блоки зажимов допускают присоединение проводников, имеющих сечение до 16 мм2;
  • вводной четырехполюсный автоматический выключатель QF1 серии S 200 со всеми защищенными полюсами, который имеет номинальный ток 40 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 6000 А и тип мгновенного расцепления С;
  • четырехполюсный автоматический выключатель QF2 серии S 200 со всеми защищенными полюсами, который имеет номинальный ток 16 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 6000 А, тип мгновенного расцепления С;
  • четырехполюсное УЗИП FV1–FV4 Тип 2 с максимальным разрядным током 40 кА, номинальным разрядным током 20 кА, номинальным напряжением 230 В и уровнем напряжения защиты 1400 В;
  • сборные шины L1, L2, L3 и N, выполненные на основе четырехполюсного распределительного блока, имеющего номинальный ток 125 А и допускающего присоединение 10 проводников сечением до 16 мм2 и 2 проводников сечением до 35 мм2;
  • защитная шина PE, входящая в состав сборных шин КЩ, которая выполнена на основе шины, допускающей присоединение 4 проводников сечением до 10 мм2 и 19 проводников сечением до 4 мм2;
  • четырехполюсные ВДТ1 QF3 и QF7 типа А, общего применения, имеющие номинальный ток 40 А и номинальный отключающий дифференциальный ток 0,03 А;
  • двухполюсные автоматические выключатели QF4, QF5, QF6 серии S 200 со всеми защищенными полюсами, которые имеют номинальный ток 10 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 6000 А и тип мгновенного расцепления С;
  • двухполюсные автоматические выключатели QF8, QF9, QF10 серии S 200 со всеми защищенными полюсами, которые имеют номинальный ток 16 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 6000 А и тип мгновенного расцепления С;
  • трёхполюсные пружинные блоки зажимов для присоединения фазных, нейтральных и защитных проводников сечением до 4 мм2 однофазных конечных электрических цепей (гр. 1–6).
Верхняя часть панели КЩ со снятой крышкой
Рис. 4. Верхняя часть панели КЩ со снятой крышкой. На рисунке показаны: 1 – вводные блоки зажимов; 2 – автоматический выключатель QF1; 3 – автоматический выключатель QF2; 4 – сборные шины L1, L2, L3, N; 5 – ВДТ QF20; 6 – защитная шина PE; 7 – УЗИП FV1–FV4; 8 – ВДТ QF11; 9 – ВДТ QF7; 10 – автоматические выключатели QF8, QF9 и QF10; 11 – ВДТ QF3; 12 – автоматические выключатели QF4, QF5 и QF6; 13 – трехполюсные блоки зажимов для подключения проводников однофазных электрических цепей (гр. 1–6) (на основе рисунка 6.19 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

Нижняя часть монтажной панели КЩ использована для выполнения блока распределения (рис. 5). На этой панели установлено следующее электрооборудование:

  • четырехполюсные ВДТ QF11, QF15, QF20, QF27 и QF29 типа А, общего применения, имеющие номинальный ток 40 А и номинальный отключающий дифференциальный ток 0,03 А;
  • четырехполюсные автоматические выключатели QF26 и QF28 серии S 200 со всеми защищенными полюсами, которые имеют номинальный ток 16 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 6000 А, тип мгновенного расцепления С;
  • двухполюсные автоматические выключатели QF12–QF14, QF16–QF18, QF19, QF21 и QF22 серии S 200 со всеми защищенными полюсами, которые имеют номинальный ток 16 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 6000 А, тип мгновенного расцепления С;
  • двухполюсные АВДТ QF23, QF24 и QF25 серии DS 941 типа А, общего применения, имеющие номинальный ток 16 А, номинальный отключающий дифференциальный ток 0,03 А, номинальную коммутационную способность при коротком замыкании 4500 А, тип мгновенного расцепления С;
  • трехполюсные пружинные блоки зажимов для присоединения фазных, нейтральных и защитных проводников сечением до 4 мм2 однофазных групповых электрических цепей (гр. 7–18);
  • пятиполюсные пружинные блоки зажимов для присоединения фазных, нейтральных и защитных проводников сечением до 4 мм2 трехфазных групповых электрических цепей (гр. 19 и 20).
Нижняя часть панели квартирного щитка со снятой крышкой
Рис. 5. Нижняя часть панели квартирного щитка со снятой крышкой. На рисунке показано: 1 – ВДТ QF27; 2 – ВДТ QF20; 3 – автоматические выключатели QF19, QF21 и QF22; 4 – ВДТ QF15; 5 – ВДТ QF11; 6 – автоматические выключатели QF12, QF13 и QF14; 7 – АВДТ QF23, QF24 и QF25; 8 – автоматический выключатель QF26; 9 и 10 – трехполюсные блоки зажимов для подключения проводников однофазных электрических цепей (гр. 13–18 и 7–12); 11 – ВДТ QF29; 12 – автоматический выключатель QF28; 13 и 14 – пятиполюсные блоки зажимов для подключения проводников трехфазных электрических цепей (гр. 19 и 20) (на основе рисунка 6.20 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

Вводные блоки зажимов, предназначенные для присоединения фазных проводников, имеют серый цвет, нейтральных проводников – синий цвет, защитных проводников – желто-зеленый цвет. Блоки зажимов для фазных проводников и для нейтральных проводников соединены попарно с помощью двух перемычек.

К фазным и нейтральным вводным блокам зажимов КЩ присоединены автоматические выключатели QF1 и QF2. К автоматическому выключателю QF1 присоединены сборные шины, включающие в себя три фазные шины (L1, L2, L3) и нейтральную шину (N), а к автоматическому выключателю QF2 – четырехполюсное УЗИП FV1–FV4.

Внутренние электрические цепи КЩ от вводных блоков зажимов до сборных шин (включая защитную шину PE) и от сборных шин до четырехполюсных ВДТ выполнены изолированными гибкими медными проводниками сечением 10 мм2. Остальные электрические цепи внутри КЩ до блоков зажимов, предназначенных для присоединения проводников конечных электрических цепей, выполнены изолированными гибкими медными проводниками сечением 4 мм2.

У каждых трех двухполюсных автоматических выключателей, подключенных к одному четырехполюсному ВДТ, входные (верхние) выводы полюсов, к которым должны быть присоединены нейтральные проводники, соединены между собой соединительной шиной, имеющей изоляцию синего цвета. Эта соединительная шина представляет собой соединительную шину типа PS1/57NA, разрезанную на части, содержащие пять штырьков, два из которых удалены. Ее используют для выполнения электрической цепи нейтрального проводника. Выходной (нижний) вывод коммутирующего нейтрального полюса четырехполюсного ВДТ соединен с помощью нейтрального проводника с одним из указанных входных выводов двухполюсных автоматических выключателей.

Металлические монтажные рейки КЩ, на которых установлены блоки зажимов, использованы в качестве защитных проводников. Вводной защитный блок зажимов образует с монтажной рейкой электрический контакт. Все блоки зажимов, предназначенные для присоединения защитных проводников конечных электрических цепей, также образуют с монтажными рейками электрические контакты. Посредством указанных блоков зажимов и монтажных реек, на которых они установлены, в КЩ сформированы внутренние электрические цепи защитных проводников. Указанные монтажные рейки закреплены на монтажной раме на специальных изоляторах, которые исключают их электрическое соединение с другими металлическими элементами монтажной панели КЩ. Эти монтажные рейки присоединены защитными проводниками к защитной шине КЩ, которая соединена защитным проводником с одним из выводов вводного защитного блока зажимов.

Примечания и дополнения

  1. Цветовая идентификация проводников в данном КЩ выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50462–92, который действовал с 1 января 1994 г. до 31 декабря 2010 г. В настоящее время следует руководствоваться требованиями ГОСТ 33542–2015.
  2. УДТ типа А оперирует при синусоидальных и пульсирующих постоянных токах.
  3. Блок ввода – функциональный блок квартирного щитка, через который в КЩ подают электроэнергию, содержащий коммутационные и защитные устройства, а также включающий в себя часть объема КЩ, предназначенную для размещения, крепления и присоединения вводных проводников к внутренним электрическим цепям КЩ.
  4. Блок распределения – функциональный блок квартирного щитка, содержащий защитные устройства конечных электрических цепей и включающий в себя часть объема КЩ, предназначенную для размещения, крепления и присоединения проводников этих электрических цепей к внутренним электрическим цепям КЩ.
  5. В данном КЩ учтены «Изменения 1», которые были приняты в марте 2017 г. Международной электротехнической комиссией к стандарту МЭК 60364-4-41:2005 (на базе него создан, действующий в настоящее время, национальный стандарт ГОСТ Р 50571.3-2009). Напомню, что эти «Изменения 1» предписывают обязательную дополнительную защиту посредством УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током, не превышающем 30 мА, всех конечных электрических цепей освещения, светильники которых расположенных в помещениях бытового назначения. Это требование логично, поскольку в жилых помещениях нередко устанавливают светильники в пределах зоны досягаемости рукой. Причём светильники эксплуатируют обычные лица.

Использованная литература

  1. Харечко Ю.В. Защитные устройства модульного исполнения. – М.: ООО «АББ Индустри и Стройтехника», 2008. – 336 с.
  2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 2// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2012. – № 4. – 160 c.;