Состав силового электрического шкафа

Силовой электрический шкаф — это ключевой элемент электрической системы, отвечающий за распределение электроэнергии, защиту оборудования и безопасность эксплуатации. От правильного подбора его компонентов зависит надежность работы всей электросети, а ошибки в выборе или монтаже могут привести к перегрузкам, коротким замыканиям и даже возгораниям.
При проектировании силового шкафа важно учитывать не только номинальные нагрузки, но и возможные пиковые значения, тип потребителей и условия эксплуатации. В этой статье разберем, из каких элементов состоит силовой электрический шкаф, какие функции выполняют его основные компоненты и на что обратить внимание при их выборе.

Вводное устройство в силовом электрическом шкафу дублирует защиту, установленную на этажном щите в подъезде.
Основные варианты его реализации:

• Двухполюсный автоматический выключатель (с номиналом таким же или меньшим, чем на этаже). Этот вариант обеспечивает дополнительную защиту и снижает вероятность срабатывания вводного автомата в подъезде за счет селективности. Однако каждое включение и выключение снижает срок его службы.
• Двухполюсный выключатель нагрузки. В отличие от автомата, он не защищает сеть от перегрузок и короткого замыкания, а служит исключительно для размыкания цепи. Его преимущество — высокий ресурс включений и выключений. Однако в этом случае защита электросети полностью ложится на этажное оборудование.

Используется двухполюсная схема, поскольку в некоторых случаях необходимо быстро отключить не только фазный, но и нулевой провод.
Выбор между автоматическим выключателем и выключателем нагрузки остается за заказчиком. Отличить эти устройства просто: у автоматического выключателя перед номинальным током указывается тип автомата (C63), а у выключателя нагрузки – нет (63А).

Реле контроля напряжения – это устройство, защищающее бытовую электросеть и подключенные приборы от опасных скачков напряжения. Сегодня оно является неотъемлемым элементом практически любого электрического щита, обеспечивая безопасность и продлевая срок службы техники.

Основные функции реле контроля напряжения:

• Отключает питание при выходе напряжения за допустимые пределы (например, выше 250В или ниже 170В, в зависимости от настроек).
• Восстанавливает подачу электричества после стабилизации параметров сети.
• Защищает оборудование от перегрузок, обрыва ноля, резких скачков и просадок напряжения вызванных неисправностями в сети или проблемами на подстанции.

Существует два основных типа реле:

• Однофазные – применяются в квартирах и частных домах с однофазным питанием (220В).
• Трехфазные – используются в объектах с трехфазным вводом (380В), например, в коттеджах или на производственных предприятиях. Однако вместо одного трехфазного реле допустимо устанавливать 3 однофазных.

Современные модели реле также оснащены дополнительными функциями, такими как индикация текущего напряжения, настройка порогов отключения и задержка включения, что предотвращает частые ложные срабатывания.

• Установка реле контроля напряжения позволяет минимизировать риск выхода из строя дорогостоящей бытовой техники и электроприборов из-за нестабильного напряжения, делая электросеть более надежной и безопасной.

Для подключения автоматических выключателей и других устройств внутри электрощита применяются различные соединительные элементы.
Шины-гребенки – это специальные распределительные шины, используемые для подключения автоматов:

• Однофазные (L) – предназначены для бытовых электрощитов, где используется стандартное однофазное питание 220В.
• Двухфазные (L, N) – предназначены для расключения УЗО и диф. автоматов.
• Трехфазные (L1, L2, L3)– применяются в сетях 380В, когда необходимо распределить нагрузку по трем фазам.

Шины-гребенки позволяют равномерно распределять питание, уменьшают количество соединительных проводов и повышают надежность контактов.
Провод ПуГВнг(А)-LS – гибкий медный провод, который используется для расключения автоматов и других модулей. Его сечение подбирается в зависимости от нагрузки (4, 6 или 10мм2).
Перед подключением ПуГВнг(А)-LS необходимо подготовить – обжать наконечниками НШВИ (наконечник штыревой втулочный изолированный). Это предотвращает ослабление контактов и уменьшает риск перегрева проводов.

Кросс-модули и шины используются для удобного и безопасного распределения нулевых и заземляющих проводников внутри электрического щита. Они позволяют минимизировать количество проводных соединений, упрощая монтаж и обслуживание.
Кросс-модули – это специализированные распределительные блоки, которые обеспечивают надежное соединение нескольких проводников. Их удобно использовать для разделения групп, принадлежащим разным УЗО
Шины – медные или латунные токопроводящие элементы, предназначенные для объединения нескольких линий. В щитах применяются:

• Нулевая (N) шина – соединяет все нулевые проводники и обеспечивает их надежный контакт.
• Заземляющая (PE) шина – служит для объединения защитного заземления.

Использование кросс-модулей и шин значительно упрощает разводку проводов, снижает риск перегрева в местах соединений и делает схему более структурированной и безопасной.

Выбор корпуса электрического щита — завершающий этап его комплектации. Он подбирается после определения всего оборудования, так как его размер должен соответствовать общему количеству модулей.
Типы корпусов:

• Встраиваемый – устанавливается в нишу в стене, подходит для скрытого монтажа и более эстетичного внешнего вида. Требует заранее подготовленного места в стене.
• Накладной – крепится непосредственно на стену, используется в случаях, когда невозможно выполнить встраивание (например, в бетонных стенах без штробления или в деревянных домах).

Важно учитывать не только количество модулей, но и запас свободного места в корпусе. Это облегчит монтаж, обеспечит удобство прокладки проводов и возможность дальнейшего расширения электрощита.

Помимо основных защитных устройств, в современных электрощитах нередко устанавливается дополнительное оборудование, улучшающее безопасность и удобство эксплуатации.
УЗИП (устройство защиты от импульсных перенапряжений)
УЗИП предназначено для защиты электросети от кратковременных скачков напряжения, которые могут возникать из-за грозовых разрядов или переключений в сети. Такие перенапряжения способны повредить бытовую технику, электронику и даже вызвать выход из строя проводки. При скачке напряжения выше допустимого уровня оно перенаправляет избыточную энергию в землю, тем самым защищая подключенные приборы.
Контактор – ключевой элемент схемы "Мастер-выключатель"
Контактор применяется для централизованного отключения электроэнергии в квартире или доме одним нажатием. Например, перед уходом из дома – с его помощью можно выключить освещение сразу во всех помещениях или обесточить все розеточные линии, оставив работать только критически важные устройства (холодильник, сигнализацию и т. д.).
Трехпозиционный переключатель для подключения генератора
Для резервного электроснабжения дома можно использовать бензиновый или дизельный генератор. Однако его нельзя подключать напрямую к сети без возможности безопасного переключения между основным и резервным источником питания.
Для этого применяется трехпозиционный переключатель, который имеет три положения:

1. Основное питание (сеть) – электропитание идет от центральной сети.
2. Отключено – сеть полностью обесточена.
3. Резервное питание (генератор) – нагрузка переключается на питание от генератора.

Такое решение предотвращает обратную подачу напряжения в сеть, что защищает как сам генератор, так и электромонтеров, работающих на линии.

Номинальный ток (Амперы):
Автомат должен быть рассчитан на ток, который будет протекать через защищаемую линию. Номинал подбирается в зависимости от сечения кабеля:

• Для освещения — обычно 10А.
• Для розеточных групп — 16А.
• Для мощных приборов, таких как электрические плиты или бойлеры, может потребоваться 20А или больше.

Важно: Номинальный ток автомата должен быть меньше, чем максимально допустимый ток для выбранного кабеля.
Характеристика срабатывания (тип автомата):
Автоматы делятся на категории по характеристике срабатывания:

• Тип B: Обеспечивает более быструю сработку при неисправности. Однако такие автоматы из-за высокой цены и редкого наличия практически не используются в бытовых сетях.
• Тип C: Обеспечивает оптимальную сработку, учитывая большинство бытовых и коммерческих условий. Это самый распространенный тип автоматов, который чаще всего применяется для защиты розеточных групп, освещения и бытовых приборов.
• Тип D: Подходит для оборудования с очень большими пусковыми токами (например, станки или мощные электродвигатели). Может использоваться в подъездных щитах, а также на вводе в частный дом для обеспечения селективности с другими автоматами.

Отключающая способность (ток короткого замыкания):
Это максимальный ток короткого замыкания, который автомат может отключить без повреждения. Выбор отключающей способности зависит от особенностей электросети:

• 4,5 кА (4500А): Достаточно для большинства бытовых сетей в многоквартирных домах, особенно в старых зданиях, где сети рассчитаны на меньшие нагрузки.
• 6 кА (6000А): Рекомендуется для новостроек, где проектируются более мощные электрические сети и возможно большее значение токов короткого замыкания.
• 10 кА (10000А): Практически не применяется в бытовых условиях. Такие автоматы используются на объектах с высокомощными сетями, например, в промышленных зданиях, расположенных близко к подстанциям.

Дифференциальный автомат объединяет функции УЗО и автоматического выключателя. Он одновременно защищает от утечек тока и от коротких замыканий, что делает его более удобным и эффективным решением.
В большинстве случаев для экономии рационально применять оба варианта. Дифференциальный автомат ставится группы влажных зон (санузлы, стиральная/посудомоечная машина) и на неотключаемые группы (роутер, холодильник, система защиты от протечек, питание газового оборудования). Групповое УЗО в комплекте с автоматическими выключателями ставится на остальные группы. Также хочу отметить что при наличии возможности к одному УЗО не следует подключать больше 5 автоматических выключателей, так как при сработке защиты будет сложно вычислить проблемную линию.
Отличить эти устройства легко: у дифференциального автомата перед значением номинального тока указывается тип автомата (C16), тогда как у УЗО этого обозначения нет (63А).

Ток утечки:
- 10 мА: Рекомендуется для защиты отдельных розеток, например, в ванных комнатах, где требуется повышенная безопасность.
- 30 мА: Используется для защиты групп розеток и бытовых приборов. Это стандартное значение для жилых помещений.
- 300 мА: Применяется на вводе в дом для противопожарной защиты всей сети.
Характеристика срабатывания (тип A или AC):
- Тип AC: Реагирует только на утечки переменного тока. Используется для простой бытовой техники, например, холодильников или ламп.
- Тип A: Реагирует как на утечки переменного, так и на пульсирующего постоянного тока. Рекомендуется для защиты современных устройств, таких как стиральные и посудомоечные машины, компьютеры и системы «умного дома».
Важно: В современных сетях чаще используется тип A, так как он обеспечивает более надежную защиту. Но его стоимость вполовину выше.

УЗО (устройство защитного отключения) защищает человека поражения электрическим током. Срабатывает и отключает электроснабжение, если обнаруживает разницу между током, проходящим по фазе и нулю. Однако УЗО не защищает от коротких замыканий или перенапряжения, поэтому его нужно дополнять автоматом защиты. К одному УЗО можно подключить несколько автоматических выключателей. Чтобы УЗО выполняло свои функции эффективно, необходимо правильно подобрать его параметры.
Основными характеристиками являются:

Автоматические выключатели – это ключевой элемент защиты электрической сети. Они предотвращают перегрев кабелей, короткие замыкания и аварийные ситуации, обеспечивая безопасность проводки и подключенных электроприборов.
Основные критерии выбора автоматического выключателя:

Если у вас остались вопросы по теме статьи или об электромонтажных работах в целом вы можете получить бесплатную консультацию