Подключение мощных потребителей электроэнергии

В наше время количество мощной бытовой техники постоянно растёт, а это означает необходимость корректно решать вопросы подключения таких аппаратов и обеспечения режима их неаварийной работы. И если в обычной квартире максимальная нагрузка одного устройства обычно не превышает 2,5-3 кВт, то в частном секторе бывает достаточно много агрегатов с большими мощностями. Сегодня мы поговорим о том, как правильно коммутировать к общедомовой сети подобные электроприёмники и гарантировать безопасность их эксплуатации.

Полное понимание структуры бытовой электросети – необязательная задача для большинства потребителей, однако те, кто живёт за городом почти всегда должны располагать большим объёмом знаний, чем рядовые обитатели многоэтажек. Это вопрос не только безопасности как общего понятия, но и возможность проконтролировать правильность коммутации силовых линий в собственном жилье. Нет ничего проще, чем включить люстру в комнате, но с электрическим хозяйством более крупного масштаба необходимо обходиться совсем иначе.

Большие нагрузки в домовых сетях

На дачах, в загородных домах, в коттеджах и просто в частном доме не редкостью являются отопительные котлы, мощные электроплиты, насосные установки, системы вентиляции и кондиционирования, водогрейные агрегаты, сельскохозяйственная техника и газонокосилки, сварочные аппараты и другой крупный электроинструмент. Во многих случаях номинальные параметры устройств подобного рода превышают допустимые пределы для типовых бытовых розеток 220 В/16 А. В пересчёте на мощность мы получаем 220 х 16 = 3520 Вт, то есть чуть больше 3,5 кВт, что для однофазной сети можно считать довольно высоким значением. Тем не менее, многие наверняка скажут, что сегодня в продаже можно легко отыскать и электрические обогреватели с мощностью, которая подходит к этому пределу, и быстрозакипающие чайники дорогих марок, и различное климатическое оборудование. Так в чём же проблема, если паспортные характеристики электрофурнитуры в подобных ситуациях не превышаются? Давайте изучим этот вопрос более пристально.

Хотя в просторечье мы привыкли употреблять только лишь понятие «включение прибора», на самом деле его стоит разделить на две структурных компоненты. Первая – физическое присоединение электродов вилки в розетку питания, а вторая – непосредственно электрическая коммутация, которая запускается по щелчку выключателем устройства и обеспечивает начало процесса протекания тока от источника к потребителю. Сейчас все мы воспринимаем наличие кнопок включения-выключения на корпусах приборов как элемент удобства управления техникой, однако на самом деле это верно лишь отчасти. Если мы исключим размыкающее устройство из цепи и всегда будем подключать, например, утюг напрямую в сеть, довольно велики шансы, что долго он не проживёт. Всё дело в том, что контактные пластины внутри розетки при каждом включении приборов претерпевают не только заметную механическую, но и большую термоэлектрическую нагрузку. При неверной политике эксплуатации устройств уязвимые элементы будут понемногу подгорать из-за возникновения электрической дуги в месте контакта. В случае неблагоприятного стечения обстоятельств подобная крупная перегрузка по мощности может вылиться в спаивание подвижных частей с неподвижными, оплавление пластиковых элементов розетки и даже возгорание.

Итак, сегодня мы будем чётко разделять понятия подключения (в розетку) и включения (выключателем). И здесь сразу же возникает вопрос о том, что делать с устройствами, которые не укомплектованы собственными органами размыкания цепи. Парадоксально, но факт: небольшая настольная лампа, блендер или фен имеют индивидуальную кнопку на корпусе, а мощный водогрейный котёл вполне может поставляться просто со шнуром питания, оставляя все вопросы управления электропитанием потребителю. Разумеется, для некоторых устройств, мощность которых велика, но не выходит за рамки бытовых стандартов, допустимо использовать вполне обычные выключатели встраиваемого или накладного типа. Но подавляющее большинство из них всё же рассчитано только на управление питанием светильников, которые являются сравнительно маломощными устройствами, даже при обилии лампочек. Согласно паспорту, стандартная предельная нагрузка обычного выключателя не превышает 2 кВт, да и то редко кому удавалось испытать изделие в таких условиях – скорее всего, оно просто прослужит гораздо меньше и будет существенно перегреваться, пока контакты окончательно не перегорят.

Электрикам известны сразу несколько путей решения данного вопроса, однако наиболее практичными в быту можно считать следующие два:

• применение автоматических выключателей соответствующего номинала в качестве обычных выключателей-расцепителей цепи питания;
• использование двухкнопочных электромагнитных пускателей, так называемых «кнопочных постов».

Рассмотрим оба варианта.

Использование автоматических выключателей

Для того, чтобы ввести в работу мощный агрегат при помощи автомата, придётся поставить последний на отдельную линию или отвести от основной магистрали, сделав ниже в общей иерархии внутридомовой сети. Таким образом, Вы получите целую цепочку из автоматических выключателей на пути следования от потребителя к точке ввода питания в дом через свой распределительный щиток. Это не хорошо и не плохо – просто таким образом складываются обстоятельства. Главное, чтобы номиналы в цепочке были подобраны верно. Обязательно должен соблюдаться существенный запас по мощности в автомате нижнего уровня, иначе в момент включения пусковые токи могут постоянно вызывать отключение, что сделает его наличие бессмысленным, а использование неудобным. Пограничный запас (когда коммутация осуществляется, но нагрузка на пределе) также не сулит ничего хорошего. В подобных ситуациях зачастую из строя выходят уже сами автоматы, причём делают они это незаметно и беззвучно, часто вообще спокойно продолжая работать вроде бы как в обычном режиме.

Практически для всех агрегатов, которые могут пригодиться Вам в хозяйстве в частном домовладении, будет достаточно автоматов на 25 и 32 А. Возможно, для крупных и многоэтажных коттеджей, в которых сложно распараллелить питание нескольких котлов и насосов, придётся устанавливать автоматы на 40 А, но вряд ли больше. Безусловно, все линии питания также должны иметь сообразное ситуации сечение – рассчитывать номинал автомата только лишь по нагрузке нельзя. В некоторых случаях разумнее сделать отдельный небольшой щиток рядом с основным, поскольку здесь не только будут установлены автоматы более высокого номинала, но и зайдут провода с кабелями повышенного сечения, так что пытаться защитить их все вместе одним рубильником на 25 А попросту глупо. Конечно, при всём этом счётчик электроэнергии будет один.

Электрики также имеют дополнительную рекомендацию, которую в буквальном виде сложно отыскать в ПУЭ, а трактовать похожие на неё формулировки можно по-разному. Совет заключается в том, чтобы в процессе монтажа автоматов для включения, а не защиты мощного оборудования, использовать двухполюсные модели. Такие изделия имеют не два гнезда, а четыре, и представляют собой сдвоенный модуль, что позволяет им при работе одновременно разрывать как фазный, так и нулевой проводник. Это не только существенно снижает электрические риски при включении, но также служит дополнительным средством защиты оборудования, проводов и человека. Не следует забывать и о том, что довольно актуальным для большинства хозяев будет вопрос защиты от токов утечки, поскольку мощные агрегаты в частных домохозяйствах – это, в основном, некий специфический обрабатывающий инструмент и климатическая техника. Соответственно, установка УЗО в эту схему напрашивается сама собой. Особенно хорошо будет, если собственники дома позаботятся о том, чтобы создать контур эффективного заземления с закапыванием рамки на собственной территории. Это приведёт к тому, что проводка как на силовых агрегатах, так и в жилой части дома превратится из двухпроводной в трёхпроводную, а общая надёжность схемы повысится. Особенно важно позаботиться о наличии защиты от утечки тока там, где потенциально возможна высокая влажность – гараж, мастерская, баня, ванная комната и кухня. Для первых трёх помещений более предпочтительно будет отдельное УЗО, а последние два вполне можно защитить и сравнительно простыми дифференциальными автоматами.

Подведём промежуточный итог: автоматический выключатель – это широко известное и неплохое решение, которое ни в чём не противоречит ключевым правилам электромонтажа, но его всегда следует применять, только руководствуясь информацией о подключаемых мощностях. Согласно той политике эксплуатации, которую Вы предполагаете, устройству предстоит выдержать довольно значительное количество коммутаций под нагрузкой. Потому без запаса он долго не выдержит, а для того, чтобы не упираться в «потолок» стоящего выше по иерархии модуля для рассматриваемых целей имеет смысл прокладывать собственные магистрали.

Использование пускателей и кнопочных постов

Второй вариант безопасной коммутации мощной техники реализуется через применение более ориентированных на такие задачи узлов. Сегодня на рынке можно найти несколько разновидностей электромагнитных пускателей и контакторов с двухкнопочными постами. И если раньше все они считались однозначной прерогативой промышленности – цехов, фабрик и заводов, то сегодня в продаже легко отыскать и более простые решения. Они меньше по своим габаритам и хорошо справляются как раз с теми задачами, о которых мы сегодня говорим. Кто-то называет их полупромышленными, другие же считают такие устройства ориентированными как раз на то, чтобы обеспечить безопасность в частных домохозяйствах.

Как бы то ни было, принцип их работы полностью подходит: на корпусе изделия располагаются две кнопки, «Вкл.» и «Выкл.», обычно зелёного (или чёрного) и красного цветов, соответственно, которые работают взаимоисключающе. Эти блоки по совокупности своих характеристик стоят на ступень выше обычных автоматических предохранителей при том, что, в принципе, во многих вещах откликаются на внешние явления точно так же. Существуют пускатели, у которых внутри имеется тепловое реле, которое самостоятельно отслеживает перегрузки и позволяет вовремя отключать питание. Если Вы обустроили у себя небольшую мастерскую, такое устройство однозначно не будет лишним.

Более старые модификации силовых контакторов не только занимают больше места, но и издают при включении-выключении громкие хлопки, что может раздражать. Вдобавок во время работы они часто ещё и гудят, поскольку катушка внутри корпуса вибрирует при прохождении тока. Современные компактные модели лишены всех этих недостатков, а потому их часто используют даже для более простых электрических задач на открытом воздухе. Через них производят подключение уличных светильников на территории участка, запитывают выносные розетки и другую технику.

Магнитные пускатели сегодня всё чаще остаются в стороне от решения задач рассматриваемого характера, однако они всё же отлично справляются с ними, если коммутацию произвести разумно. Особенность таких устройств состоит в том, что они позволяют произвести «плавный» запуск силового оборудования. При этом пусковые токи будут выглядеть на осциллограмме не скачкообразно, а в виде пологой, но быстро возрастающей кривой. Это исключает образование электрической дуги даже в том случае, если мощный агрегат подключён в обычную розетку на 16 А. И если токи стационарной работы прибора действительно не превышают эту величину, то магнитный пускатель может полностью исключить потенциальные риски использования такой техники. Сегодня контакторы и магнитные пускатели практически смешались в одну категорию, потому при необходимости приобрести что-то конкретное, Вам следует детально проконсультироваться с продавцом. Конечно, в итоге безопасность и надёжность электропитания мощных потребителей всё равно ляжет на технику, но верно подобрать промежуточный узел в этой цепи должен именно человек.