Электроснабжение одноквартирного жилого дома

Защита от К.З. осуществляется максимальными расцепителями тока, встроенными в автоматические выключатели, или предохранителями.

Автоматические выключатели или аппараты СЭС выбираются по условиям длительной работы в номинальном эксплуатационном режиме и проверяются по токам короткого замыкания.

Выбор аппаратуры заключается в сравнении напряжения и наибольшего длительного рабочего тока той цепи, где предполагается установить данный аппарат, с номинальным рабочим напряжением и током.

Выбор автоматических выключателей производят исходя из величины номинального напряжения и номинального тока защищаемой цепи Iраб.

В сети 0,4 кВ выбор коммутационной аппаратуры, защит и кабелей взаимосвязан.

Для любого присоединения должны быть обеспечены: 
     1. Нормальный режим работы. Номинальные напряжения и токи аппаратов, и допустимые токи кабелей должны соответствовать номинальному напряжению и длительному расчетному току нагрузки. Исполнение аппаратов и типы кабелей должны соответствовать условиям их эксплуатации. 
     2. Стойкость при коротком замыкании. Аппараты и кабели должны быть стойкими при коротком замыкании, а аппараты защиты — надежно отключать расчетные токи короткого замыкания. 
     3. Защита от всех видов короткого замыкания. Параметры аппаратов защиты и кабелей должны обеспечивать достаточную чувствительность защиты ко всем видам короткого замыкания в конце защищаемой зоны. Рекомендуется применять автоматические включатели с комбинированным расцепителем, элемент зависимой характеристикой которого является резервной защитой. Должны обеспечивать селективность (отключение только поврежденного участка), надежность срабатывание при появлении условий на срабатывание (несрабатывание при их отсутствии), быстродействие защиты. Быстрое отключение короткого замыкания обеспечивает стойкость аппаратов и кабелей к термическому действию токов короткого замыкания, снижает длительность перерывов питания электроприемников, облегчает последующий самозапуск электродвигателей, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, предотвращает возможность нарушения синхронной параллельной работы маломощных аварийных генераторов, а также синхронных электродвигателей. 
     4. Защита от ненормальных режимов — длительной перегрузки электродвигателей, подверженных перегрузкам по технологическим причинам, а также проводов и кабелей в случаях, предусмотренных правилами. При пуске и самозапуске электродвигателей аппараты защиты не должны отключать цепь, а сечение кабелей должно обеспечивать достаточный для разворота электродвигателей уровень напряжения на их зажимах.

Кроме того, набор аппаратуры и ее конструктивное исполнение в цепи любого присоединения должны обеспечивать возможность вывода в ремонт присоединения или аппарата защиты без остановки основного технологического процесса.

Выбор аппаратуры, защиты и кабелей данного присоединения выполняют в следующем порядке.

Определяют нагрузки присоединения, место подключения, составляют предварительную схему присоединения и ближайшего участка питающей сети.

Предварительно выбирают сечение кабеля присоединения по условиям нагрева в нормальном режиме, проверяют его достаточность по условиям потери напряжения при нормальном режиме и при пуске электродвигателей, рассчитывают токи короткого замыкания.

Предварительно выбирают тип и номинальные параметры защитного аппарата присоединения по условиям нормального режима, стойкости и селективности при коротком замыкании.

Рассчитывают уставки защиты, по результатам расчета уточняют тип и номинальные параметры аппарата защиты. Проверяют чувствительность защиты. При не достаточной чувствительности осуществляют специально, описанные в последующих главах мероприятия, по которым может измениться сечение или конструкция кабеля, схема присоединения, номинальный ток автоматического выключателя. При этом все расчеты выполняются заново.

Если присоединение предназначено для защиты сборки, то проверяют стойкость при коротком замыкании аппаратов, установленных на этой сборке.

Проверяют защиту электродвигателя и кабеля от перегрузки (при необходимости) с возможным уточнением уставок защиты или сечения кабеля.

Проверяют селективность защиты с выше- и ниже стоящими защитными аппаратами с помощью построения карты селективности.

Автоматический выключатель, или, говоря проще, автомат – это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток. Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации.

Автоматические выключатели (ВА) совсем не похожи на обычные, которые устанавливаются в каждой комнате для включения и выключения света. Их задача несколько другая. ВА устанавливаются в распределительных щитах и служат для предохранения цепи от скачков напряжения и непериодического отключения энергии на определенных участках электросети. Автоматы, как их чаще называют, устанавливаются на входе в дом и располагаются в специальных боксах, металлических или пластиковых.

Установка выключателя автоматического производится для осуществления защиты электропроводки от превышения максимально разрешенного рабочего тока и от тока короткого замыкания. Для организации правильной защиты электропроводки необходимо выбрать автоматический выключатель, наиболее полно соответствующий имеющейся проводке и подключаемых к проводке электро-потребителей.

Для выбора автоматического выключателя, удовлетворяющего требованиям предъявляемым к автоматам защиты для каждого конкретного случая, необходимо знать параметры и специфику защищаемой электропроводки, подключаемых к ней нагрузок и основные параметры электропитания. На основании этих данных и требуемых параметров защиты, можно выбрать нужные автоматы для реализации схемы электрощита и всей системы токовой защиты. Так как схема электрощита может быть достаточно сложной и быть не только глубокой, то есть состоять из нескольких ступеней защиты, но и широкой, иметь несколько вводных линий и несколько отходящих линий, то для выбора автоматов в то или иное место электросхемы защиты нужно учитывать так же указанные выше параметры смежных автоматов и других аппаратов защиты установленных до и после выбираемого автомата.

Основным критерием при выборе автоматического выключателя является его выбор по условию номинального тока. То есть номинальный ток выключателя должен быть меньше, чем величина тока, на которую рассчитана электрическая сеть. Следует понимать, что выключатель в первую очередь защищает кабели, которыми выполнена сеть от перегрева вследствие перегрузки. Автоматические выключатели также различаются по виду характеристики срабатывания расцепителей.

Основными показателями на которые ссылаются при выборе автоматов являются:

1. Количество полюсов

Количество полюсов автомата определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют однополюсные или двухполюсные. Для трехфазной сети применяют трех- и четырехполюсные (сети с системой заземления нейтрали TN-S). В бытовых секторах обычно используют одно- или двухполюсные автоматы.

2. Номинальное напряжение

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата  должно быть равным или большим номинальному напряжению сети  :

3. Максимальный рабочий  ток

Максимальный рабочий ток. Выбор автоматов по максимальному рабочему току заключается в том чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя)  был больше или равен максимальному рабочему (расчетному) току  который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок:

Чтобы узнать максимальный рабочий ток для участка сети (например для квартиры) нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем мощность всех приборов, которые будут подключатся через данный автомат (холодильник, телевизор, св-печь и т.п.).Величину тока из полученной мощности можно найти двумя способами: методом сопоставления или по формуле.

Для сети 220 В при нагрузке в 1 кВт, ток составляет 5 А. В сети с напряжением 380 В величина тока для 1 кВт мощности составляет 3 А. С помощью такого варианта сопоставления можно найти ток через известную мощность. К примеру, суммарная мощность в квартире получилась 4.6 кВт, ток при этом равен примерно 23 А. Для более точного нахождения тока можно воспользоваться известной формулой:

Для бытовых электроприборов 

4. Отключающая способность

Отключающая способность. Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток который автомат способен отключить  был больше тока короткого замыкания  в точке установки аппарата: Номинальный ток отключения это наибольший ток к.з. который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

При выборе автоматов промышленного назначения их дополнительно проверяют на:

• электродинамическую стойкость:   

• термическую стойкость:     

Автоматические   выключатели  выпускаются с такой шкалой номинальных токов: 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А.

В жилых секторах как правило устанавливают двухполюсные автоматы с номиналом в 16 или 25 А и током отключения 3 кА.

Чтобы узнать максимальный рабочий ток для участка сети нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем всех электроприборов, которые будут подключаться через данный автомат. Величину тока из подчитанной мощности можно найти двумя способами.

Рис.  Выключатель автоматический:

1 – корпус; 2 – указатель срабатывания; 3 – рукоятка управления.

Позиции рукоятки управления: I – включен; II – выключатель отключился автоматически; III – отключение вручную; IV – взвод для автоматическою срабатывания

 

 

5. Электромонтажные изделия и электроустановочные устройства

 

Электромонтажными называются изделия, позволяющие произвести монтаж электропроводки.

Электроустановочные изделия  — общее название группы устройств,  необходимых  для комплектации электропроводки. Без них невозможен монтаж электрических проводок.

К электроустановочным устройствам относятся выключатели и переключатели (кроме пакетных), штепсельные розетки, патроны, предохранители и колодки с зажимами (старый термин — клеммные колодки).

Сегодня производство электроустановочных  изделий — это мощная и динамично развивающаяся отрасль мировой экономики, и, естественно, номенклатура ее продукции не ограничивается выключателями и розетками. Современные  электроустановочные  изделия, это и различные детекторы, и регуляторы мощности, и компоненты системы “умный дом”.

Проведя предварительный расчет электрической схемы системы электроснабжения

здания с учетом требований, изложенных в техническом задании, приступаем к выбору

электротехнических изделий и оборудования.

Основными изделиями, которые необходимо выбрать, являются:

Электромонтажными называются изделия, позволяющие произвести монтаж электропроводки. К ним относят: дюбеля, скобки, полоски и полоски-пряжки, электромонтажные трубки ХВТ из поливинилхлоридного пластиката, гильзы ГАО, колпачки изолирующие из полиэтилена, крюки для подвески светильников, изолятор ТФ-16 (телефонный фарфоровый), фарфоровые втулки, воронки, кабельные концевые наконечники.

 

Рис. Электромонтажные изделия:

а– скобки У641 и У642; б – полоски; в – пряжки; г – полоски-пряжки; з – электромонтажные трубки; е – гильзы ГАО; ж – изолирующие колпачки

Дюбеля незаменимы при монтаже электропроводок. Предназначаются для крепления опорных конструкций, коробок, элементов открытых электропроводок и т. д. и подразделяются на стальные гвоздеобразные ручной забивки типа ДГР, пластмассовые и распорные, с волокнистым наполнителем.

Дюбеля ручной забивки (ДГР) выпускают со стержнем диаметром 3,5 мм, длиной 25, 35 мм, а в последние годы появились дюбеля длиной 100 мм и более. Допустимая нагрузка на дюбеля составляет 100–800 Н (10?80 кгс). В основание дюбеля забивают молотком или при помощи оправки.

Дюбеля типов У656-У678 представляют собой пластмассовую гильзу, в которой установлен болт или винт. Крепление дюбеля в гнезде осуществляется за счет гильзы при вкручивании в нее болта или винта.

Скобки различных марок применяют для крепления плоских проводов и кабелей сечением до 6 мм2 при открытой и скрытой прокладке.

К кирпичным или бетонным основаниям скобки прикрепляют дюбель-гвоздями диаметром 3,5 мм с применением оправки.

Полоски и полоски-пряжки применяют для крепления кабелей и проводов к строительным основаниям при открытой прокладке. Под провода подкладывают изоляционные прокладки из электрокартона или аналогичного материала так, чтобы он выступал в обе стороны от полоски.

Электромонтажные трубки ХВТ из поливинилхлоридного пластиката применяют для изоляции проводов и жил кабелей. Внутренний диаметр трубки указывается в обозначении и составляет 3, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 или 22 мм, толщина стенки – от 0,4 до 1,15 мм.

Гильзы ГАО применяют для соединения однопроволочных жил и проводов и кабелей сечением 2,5 10 мм2. Гильзы – это алюминиевые трубки, внутренняя поверхность которых может быть смазана в заводских условиях кварцевазелиновой пастой.

Изолятор ТФ-16 (телефонный фарфоровый) устанавливают на штырь крюка при помощи полиэтиленового колпачка. При отсутствии колпачков изолятор наворачивают на штыревую часть крюка, на которую по ходу резьбы наматывают ровным слоем паклю. Изолятор наворачивают до конца, а затем отворачивают на пол-оборота для предотвращения раскола изолятора при воздействии ветровых нагрузок.