ЭЛЕКТРОУСТРОЙСТВА ДЛЯ КВАРТИРЫ И ДОМА. VМы уже нескольо лет знакомим читателей с опытом постоянного автора журнала "Современный Дом" — эксперта по строительству. Предлагаем вашему вниманию практические советы специалиста по выбору электроустановочных изделий и автоматики для оснащения электросетей проекта дома.

Занявшись ремонтом, большинство людей не задумываются о  содержимом, которое скрывается от взора покупателя пластиковыми корпусами электрических выключателей, розеток, автоматических устройств. Мы считаем важными параметрами цену, дизайн или имидж фирмы-изготовителя, но забываем о главном — технической  начинке. Кажется, будто принципиальной разницы между этими небольшими приспособлениями нет. Что там может быть сложного? Пара-тройка контактов, механизм включения-выключения...

На самом же деле над такими «простыми» вопросами работают научные лаборатории. А ваш покорный слуга, автор этой статьи, готов прочитать лекцию на несколько часов, только чтобы ликвидировать основные пробелы в знаниях покупателей. Надеюсь, мои советы помогут принять взвешенное решение: что и у кого покупать.

Прежде чем углубляться в премудрости технических параметров, предлагаю классифицировать элементы, необходимые для качественного монтажа электрических сетей.

ВАЖНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1. Никогда не устану повторять, что первым элементом, без которого хорошо построить дом нельзя, является проект. Проектирование одновременно решает несколько задач:

— создание чертежей, которые нужны рабочим-монтажникам;

— подготовка спецификации на материалы и оборудование поможет приобрести все необходимое. Расчеты потребности в материалах не стоит возлагать на рабочих, чтобы избежать вольных и/или невольных ошибок в ту либо другую сторону;

— без проекта трудно эксплуатировать дом и производить текущее техобслуживание и ремонт. Иногда нельзя вбить гвоздь в стенку, завинтить шуруп в пол или потолок без риска наткнуться на коммуникации. (Для этого существуют детекторы скрытой проводки. — Прим. ред.) (Более подробно о проектировании вы можете прочитать в статье «Невидимые затраты», № 3, 2010 журнала «Современный дом».)

                2. Современная квартира может вмещать несколько сотен метров, а среднего размера коттедж потребует одного-двух километров силовых, осветительных и сигнальных кабелей. (Частично рекомендации по правильному выбору электрического кабеля описаны в статье «Не глядя на стандарты. Экспертиза инженерных систем загородного дома», «СД», № 7, 2011.)

3. В зависимости от площади жилья и сложности схемы необходимо установить один или несколько монтажных щитов, внутри которых размещаются распределительные устройства и подключаются провода.

4. Оконечные изделия — розетки и выключатели — на самом деле оказываются лишь вершиной электрического айсберга.

Итак, перечислим все, что вам потребуется: проект, кабель, распределительные устройства, оконечные изделия. В рамках данной статьи мы поговорим про автоматику и розетки-выключатели.

Основные функции распределительной аппаратуры

В первую очередь необходимо знать, что автоматические распределительные устройства не простенькие коробочки, выполняющие лишь функцию включения-выключения. На них возложены:

   Функция электрической защиты

Автоматические выключатели могут предотвратить или ограничить опасные последствия протекания чрезмерно больших токов в случае короткого замыкания или перегрузки. УЗО обеспечат защиту людей в случае повреждения изоляции. Дифференциальные автоматы помогут в обоих случаях.

Функция управления (коммутации)

Позволяет видоизменять нагруженность системы в любой момент времени в зависимости от требований и подразделяется на функциональное управление (оперативную коммутацию и др.), аварийное отключение, работы по техническому обслуживанию системы электроснабжения.

Проще говоря, порой возникает необходимость отключить то или иное устройство в ручном режиме, когда не должна сработать функция защиты. Например, вы уезжаете надолго из дома и решили в целях безопасности отсоединить часть электропотребителей. Или вынуждены обесточить прибор, если он вышел из строя и не может быть отключен в обычном порядке.

Функция изолирования

Для проведения регламентных работ необходимо изолировать цепь от остальной части системы, находящейся под напряжением. Например, вы решили в вечернее время заменить люстру. С одной стороны, надо обеспечить полную безопасность данной операции, а с другой, вам потребуется напряжение, чтобы осветить место работы.

В быту в основном используются три вида распределительной аппаратуры: автоматические выключатели (именуемые в просторечии автоматами), реже дополнительно устанавливают устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы. Существуют и другие распределители: выключатели нагрузки, контакторы (реле с электромагнитным или электронным управлением), плавкие предохранители, а также разнообразные комбинации устройств. Некоторые остались лишь в старых домах советской постройки, и мы не будем их рассматривать.

Вы спросите, к чему так много теории? Не спешите, постепенно я расскажу, чем отличаются друг от друга распределительные устройства, кажущиеся на первый взгляд одинаковыми. Ведь вы же не поверите короткому рекламному лозунгу, призывающему покупать автоматы компании N?

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Рассмотрим технические параметры автоматических выключателей. Основная характеристика — номинальный ток. Подавляющее большинство покупателей обращают внимание только на этот показатель. Однако не стоит думать, что если на автомате написано 10 или 20 А, то даже при незначительном увеличении протекающего тока электропотребитель моментально перестанет работать. Автомат быстро отключит нагрузку лишь при многократном превышении номинального тока, вызванном, например, коротким замыканием либо сильной перегрузкой.

Диапазон токов мгновенного расцепления обозначается большими буквами латинского алфавита и обязательно указывается на корпусе автомата вместе с номинальным током, например С16 или В20. Существуют и другие характеристики: А, D, K, Z, редко применяемые в домашних условиях. В России в частном домостроении используют автоматические выключатели типа С, что обеспечивает мгновенное расцепление в диапазоне, превышающем номинальный ток в 5–10 раз. В Европе такие автоматы разрешены только в производственных помещениях и для некоторых видов электрооборудования, а для жилья выбирают автоматы типа В, отключающие нагрузку при 3–5-кратном превышении номинального тока. Жаль, что авторитетные компании-производители предлагают на российском рынке продукцию, адаптированную под отечественные стандарты.

Особенно важна эта характеристика в деревянных домах, ведь нахождение провода под нагрузкой, превышающей номинальную почти на порядок, не приводит к моментальному отключению. Выделяемое проводником тепло будет постепенно накапливаться, и тогда сработает второй механизм отключения автомата — тепловое реле. Однако до того момента кабель и особенно клеммы нагреются, и кто знает, что произойдет быстрее — пожар или срабатывание теплового реле дешевого китайского изделия.

Вот еще одна малоизвестная для неопытного покупателя характеристика автоматического выключателя — номинальная отключающая способность при коротком замыкании (измеряется в амперах). Этот параметр обязательно указывается мелкими цифрами, как правило, в рамке. Автоматический выключатель должен гарантированно выполнить защитную функцию при силе тока короткого замыкания не ниже обозначенной. И чем отключающая способность выше, тем лучше для потребителя. В критический момент автомат может не справиться с работой, и его контакты под воздействием электродуги будут сварены друг с другом. Для установки автоматического выключателя требуется, чтобы его отключающая способность равнялась или превышала расчетный ожидаемый ток короткого замыкания в конкретном месте.

Российский ГОСТ Р 50345-99 «Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения» предлагает руководствоваться значениями 1 500, 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 А. Недаром на рынках можно встретить в продаже китайские «автоматы» с максимальным током короткого замыкания 1 500 и 3 000 А, которые также соответствуют китайским стандартам. В России для бытового применения обычно используют «автоматы» с максимальным током 4 500 А. В Европе требования в самом начале XXI века были значительно выше — 6 000 А. Сейчас планку подняли: ведущие производители выпускают приборы с отключающей способностью 10 000 А и выше. Считайте этот параметр косвенным сертификатом качества автоматического выключателя.

Самое распространенное устройство — «автомат» — способно выполнять в вашем доме одновременно две-три функции. Он защищает бытовую технику и кабели от тока короткого замыкания и перегрузок, а также позволяет коммутировать электроаппаратуру. Если же автоматический переключатель имеет дополнительный модуль и, кроме провода фазы, может отключать нулевой, то он также с успехом справится с задачей изолирования. Однако в целях экономии денег либо по незнанию покупатели обычно предпочитают одномодульные «автоматы». Дескать, зачем отключать нулевой провод, если там обычно нулевое напряжение? Вот только при нагрузке, когда через устройство-потребитель течет электрический ток, под опасным напряжением оказывается и нулевая шина! Вы готовы рисковать жизнью?

Будьте осторожны! Опасность может подстерегать даже при отключенной нагрузке, если строители перепутали фазу и ноль, не догадываясь о правилах цветной маркировки проводов. В таком случае «автомат» разрывает нулевую линию, а не фазу. Вы же, щелкнув тумблером, начинаете работать в полной уверенности, что отключили напряжение.

Вот первая рекомендация: необходимо покупать «автоматы», состоящие из двух модулей (двухполюсные) для управления однофазной нагрузкой или четырехмодульные (четырехполюсные) устройства для трехфазной нагрузки.

Рассмотрим еще одну опасность, которая поджидает человека в случае использования дешевых автоматических выключателей. В большом доме может возникнуть ситуация, когда некоторые электропотребители специально отключаются от электросети (функции управления), чтобы провести работы по обслуживанию. Представим, что тем временем в другую часть дома пришел человек, которого не предупредили о происходящем. Он увидел отключенную линию и самовольно решил исправить «проблему». Не задумываясь, он включает ток и…

Чтобы предупредить беду, состояние изолирования (разъединения) должно ясно указываться надежным механическим индикатором. Это простое и разумное условие соответствует требованиям национальных стандартов многих стран, но только не России или Китая. Дешевые «автоматы» и УЗО имеют, как правило, два положения: «включено» и «выключено». Индикация включения часто отсутствует либо малопонятна. Выявить причину выключения в таком случае затруднительно: то ли устройство сработало автоматически, то ли его намеренно перевели в другой режим. Покупая «автоматы» либо УЗО, изготовленные по европейским правилам, покупатель обезопасит свой дом от таких казусов. Дополнительное, третье положение ясно свидетельствует о том, что линия была отключена вручную, а не имеет место аварийное срабатывание. Значит, устройство нельзя трогать, не разобравшись в ситуации. Кроме того, хорошая техника снабжена цветовым индикатором, показывающим, что цепь находится под напряжением. Вроде бы пустяк, но сколько жизней спасли такие мелочи!

Существуют и другие важные моменты, которые желательно учитывать при выборе. Многие конструкции низковольтных автоматических выключателей обладают способностью ограничивать ток короткого замыкания, благодаря чему он снижается и не достигает максимального пикового значения, возможного в теории. Принудительное ограничение тока снижает температурные и электродинамические напряжения во всех задействованных элементах цепи и тем самым продлевает срок их эксплуатации. Это особенно важно в проектах деревянных домов.

При выборе «автоматов» необходимо учитывать селективность отключения. В момент короткого замыкания, возникшего в любом месте квартирной или домовой электросети, должно сработать защитное устройство, расположенное непосредственно выше этого места, а все остальные должны оставаться в прежнем положении. Проще говоря, в правильно селектированной электросистеме короткое замыкание не вызывает аварийного срабатывания нескольких «автоматов», начиная от маломощного и кончая вводным устройством. Иначе любая проблема заставит вас побегать, чтобы привести в обычное положение все выключатели.

Если подвести итог, лично для своего проекта загородного дома я бы купил «автоматы» европейского производства с характеристикой типа В и отключающей способностью 10 000 А. Такие  устройства предлагаются на нашем  рынке.

Автоматические выключатели серии Acti 9, новинка 2011 года, стали плодом 40-летнего опыта мирового лидера — компании SCHNEIDER ELECTRIC. Двадцать одна новая запатентованная функция дает преимущества, многие из которых не имеют аналогов на рынке. Например, VisiSafe обеспечивает нормальную работу даже при мощных бросках напряжения (до 6 000 В) или ухудшении качества изоляции. Электропроводка всегда в абсолютной безопасности вне зависимости от степени износа, перенапряжений в сети или действий пользователя. Acti 9 превышает даже самые строгие требования стандартов безопасности, в том числе и благодаря второму классу электробезопасности передней панели. Функция VisiTrip позволяет с первого взгляда понять, сработал ли аппарат из-за аварии в сети — в таком случае в окошке появляется красный флажок. Это экономит массу времени: можно быстро выявить проблему, решить ее и снова включить цепь. Вот только найдите «автомат» именно с характеристикой типа B, так как компания выпускает и тип С.

Необходимо учитывать, что известные производители электрооборудования в первую очередь страдают от мошенников. Чем марка известнее, тем чаще ее можно видеть на «левых» китайских изделиях. Даже специалист не всегда определит, где настоящая продукция, а где липовая. Ведь серьезные компании имеют большое количество заводов, разбросанных по всему земному шару, что приводит к разнообразию моделей. Определив марку и модель автоматических распределительных устройств, необходимо выбрать правильного продавца. На строительных рынках вы сможете приобрести, как правило,  товары из Китая, что бы ни было написано на устройстве. Магазины также не всегда контролируют каналы поставок. Я рекомендую покупать столь важные вещи у компаний-дилеров, которые специализируются на данной продукции. В таком случае цены будут ниже, ассортимент шире, и шансы наткнуться на контрафактную продукцию значительно уменьшаются.

УСТРОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ (УЗО) И ДИФАВТОМАТЫ           

                Автоматические выключатели предназначены для защиты кабеля от сверхтоков и сильного нагрева, но не человеческой жизни. Российские стандарты не требуют обязательного использования устройств защитного отключения (УЗО) во всех жилых помещениях.

Вот выдержка из ПУЭ (Правила устройства электроустановок):

«7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью, например, в зоне 3 — ванных и душевых помещениях квартир и номеров гостиниц». Во многих других случаях установка УЗО только рекомендуется, что ставит вашу личную безопасность в зависимость от мнения конкретного проектировщика или рабочего-электромонтажника.

А ведь именно эти устройства надежно защищают людей от поражения электротоком, а дом — от пожара. Я рекомендую потратить дополнительные деньги и купить УЗО для своего жилья. В основе действия лежит принцип быстрого отключения линии в случае протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении к элементам электроустановки, находящимся под напряжением. Из всех известных электрозащитных средств только УЗО обеспечивает безопасность при прямом контакте с токоведущими частями.

                Другим не менее важным свойством УЗО является способность предохранять от возгораний, возникающих в проектах коттеджей вследствие неисправности электрооборудования. Известно, что более трети всех пожаров происходит именно из-за нагрева проводников токами короткого замыкания. Последние, как правило, развиваются из дефектов изоляции, замыканий на землю, утечек тока на землю. УЗО, реагируя на ток утечки на землю или защитный проводник, заблаговременно, до наступления короткого замыкания, отключает электроустановку от источника питания, предупреждая тем самым недопустимый нагрев проводников и последующее возгорание.

Первое УЗО было запатентовано германской фирмой RWE в 1928 году, когда с любезной помощью добровольца (сотрудника фирмы) было проведено испытание. Эксперимент закончился благополучно, устройство сработало четко, доброволец испытал лишь слабый удар электрическим током, но отказался от участия в дальнейших опытах.

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, которые подводят электроэнергию к защищаемой электроустановке. При нормальных условиях эксплуатации ток, протекающий по фазовому проводнику, равен току, утекающему по нулевому проводнику. При пробое изоляции на корпус электроприемника или на землю либо в случае прикосновения человека к открытым контактам ток находит для себя новый путь. Баланс нарушается, и появляется дифференциальный ток (ток небаланса), который вызывает срабатывание порогового элемента, связанного с исполнительным механизмом. Тот воздействует на привод контактной группы, и защищаемая цепь обесточивается.

Цепь тестирования, искусственно создающая дифференциальный ток, предназначена для периодического контроля исправности устройства в целом путем нажатия кнопки «Тест» (Test).

Выбирая УЗО, покупатель обычно оценивает два параметра:

1)       номинальный ток нагрузки (In) — значение тока, которое УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы; In = 16; 25; 40; 63; 80 А;

2)       номинальный отключающий дифференциальный ток (IDn) — значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации; IDn = 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5 А.

Для защиты человека подходят УЗО, у которых IDn = 0,01 А или 0,03 А. Для влажных помещений (ванные комнаты, санузлы), если на них выделена отдельная линия, выбирают УЗО, у которых IDn = 0,01 А. УЗО с IDn = 0,1; 0,3 или 0,5 А ставят на вводе и используют в качестве головного противопожарного устройства, а также чтобы обеспечить селективность срабатывания.

Выбирая УЗО, надо помнить о факторах, аналогичных тем, которые описаны выше. Например, по принципу действия УЗО разделяются на два типа:

1)        «АС», реагирующие только на переменный ток утечки;

2)       «А», реагирующие на переменный и пульсирующий токи утечки.

Подвох кроется в следующей фразе из технического регламента: «В жилых зданиях, как правило, должны применяться УЗО типа ‛А“, реагирующие не только на переменные, но и на пульсирующие токи повреждения». Слова «как правило» приводят к тому, что на российском рынке продаются в основном более простые (и дешевые) УЗО типа АС. Но вы имеете право знать, что некоторые бытовые устройства, содержащие схемы с тиристорным управлением без разделительного трансформатора, превращают электрический ток из переменного в импульсный. Пробой изоляции может произойти как до, так и после тиристорной схемы. Скажите, не все ли равно, от какого тока пострадает ваше тело? И стоит ли экономить деньги, надеясь, что шанс наткнуться на неисправную бытовую технику именно такого типа невелик?

Как и в случае с автоматическими выключателями, европейские стандарты значительно строже российских: 80–90 % УЗО и дифавтоматов, продаваемых нашим потребителям, запрещено использовать для жилых помещений на территории Европы. Это означает, что на полках наших магазинов можно встретить в основном УЗО типа АС.

УЗО выпускают в двух вариантах исполнениях: состоящие из двух модулей (двухполюсные) для управления однофазной нагрузкой или четырехмодульные (четырехполюсные) для трехфазной нагрузки. Однополюсных и трехполюсных УЗО не существует.

УЗО должно быть защищено от токов короткого замыкания последовательно включенным устройством — автоматическим выключателем или предохранителем, отвечающими соответствующим стандартам. При этом важно, чтобы номинальный ток автомата не превышал номинального тока нагрузки УЗО.

В качестве примера современного УЗО пятого поколения, которое можно предложить строящим проекты домов можно привести продукцию компании SCHNEIDER ELECTRIC Acti 9 iID. Сверхпомехозащищенные УЗО позволяют реализовать как базовый уровень предохранения от утечек — класс AC, так и класс A (противостоит также утечкам постоянного тока). Функция Asi гарантирует высочайший уровень защиты от ложных срабатываний вследствие помех в сети даже в условиях, где есть высокий уровень электромагнитных наводок (компьютерное оборудование, например). Механизм быстрого включения, как и у всех аппаратов Acti 9, значительно увеличивает срок службы контактов УЗО.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ АВТОМАТЫ

Дифавтомат (или комбинированное УЗО) — это устройство, объединяющее в одном корпусе функции автоматического выключателя и УЗО. При этом, как и УЗО, дифавтоматы выпускают в двух вариантах исполнения: состоящие из двух модулей (двухполюсные) для управления однофазной нагрузкой или четырехмодульные (четырехполюсные) для трехфазной нагрузки. Вся информация, которую вы уже знаете применительно к автоматам и УЗО, действительна и для дифавтоматов.

Использование комбинированного устройства позволяет в теории сократить место, занимаемое в электрическом распределительном щите. Вместо четырех модулей (двухполюсное УЗО плюс двухполюсный автомат) применяется один двухполюсный дифавтомат. Для сложных щитов сильно упрощается схема сборки и, следовательно, уменьшаются трудозатраты. Однако эти факторы имеют серьезное значение в Европе, но не в России. Вряд ли рабочие-электрики возьмут с вас больше или меньше денег, учитывая применение комбинированного дифавтомата.

Я бы не рекомендовал использовать дифавтоматы по двум причинам. Первая — меркантильная: его стоимость достаточно велика. Если же разработать оптимальную схему электрощита, то на одно УЗО с номинальным током нагрузки 40 А можно нагрузить от двух до четырех автоматических выключателей с номинальными токами от 10 до 20 А. Главное, чтобы сумма номинальных токов автоматов не превышала ток УЗО. Увы, такой метод экономии денег клиента требует ума и дополнительных затрат времени как на этапе проектирования, так и при монтаже схемы распределительного электрощита. Большинство строителей предпочтут пойти по более простому и выгодному для себя пути, то есть будут усиленно рекламировать дифавтоматы. Работы с ними меньше, а прибыль от поставки дорогого оборудования выше. Для одиночных электропотребителей и в простых схемах на такой компромисс можно согласиться. Если же вы строите большой загородный дом, то экономия составит от нескольких сотен до нескольких тысяч евро в зависимости от выбранной схемы. Это уже заметные деньги, за которые стоит побороться без ущерба для надежности системы.

Вот еще один аргумент в пользу использования раздельных устройств: дифавтомат является более сложным прибором. Это снижает надежность и повышает затраты на ремонт. Если сломается какая-то часть, то придется менять дорогостоящее изделие целиком. В случае установки автоматического выключателя в связке с УЗО потребуется обновить только тот блок, который вышел из строя.

В следующем номере журнала мы поговорим о правильном выборе оконечных изделий, электрощитов и разнообразных аксессуаров, необходимых для монтажа электропроводки.