Электроснабжение загородного дома

Существует мнение, что прогресс обусловлен тягой человека к комфорту. Точка зрения спорная, но даже убежденный аскет не будет отрицать, что большинство людей предпочитают жить в отапливаемом доме, нежели в холодной бытовке. Однако те условия, которые наши предки считали вполне комфортными, нам могут показаться едва ли приемлемыми. Что же изменилось в жизни человека за последнии 150 лет? Ответ прост – появилось электричество.

Теоретически электричество способно удовлетворить все насущные нужды обитателя загородного дома — оно дает свет и тепло, обеспечивает связь, помогает приготовить пищу и постирать белье, узнать последние новости и послушать любимую музыку, попариться в бане и укрыться от жары в кондиционируемом помещении, напилить дров и скосить траву. Производятся тысячи бытовых приборов и устройств, которые выполняют все перечисленные функции и работают "на электричестве". Однако на практике они используются не в полном объеме. Во-первых, электричество обходится дороже, нежели другие виды топлива. К примеру, применять для отопления магистральный газ, если он, конечно, доступен, более выгодно. Во-вторых, мощности, которая выделяется на каждого пользователя, обычно недостаточно. В ряде случаев она ограничена 6 кВт, что исключает использование электричества для того же основного отопления. В-третьих, Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) введены категории надежности электроснабжения, среди которых выделены три основные. Индивидуальные жилые дома, впрочем, как и многоквартирные, относятся к наименее приоритетной, третьей категории. Это означает, что на период ремонтных работ они могут быть обесточены на срок до 24 часов. При этом время, по прошествии которого температура в помещении сравняется с наружной, будет определяться качеством теплоизоляции здания. И, наконец, в-четвертых, большинство бытовых электроприборов "привязаны" к электросети. Переносные источники энергии (аккумуляторы) либо тяжелы и громоздки, либо недостаточно энергоемки.

Обустройство электроснабжения индивидуального загородного дома — задача сложная и многогранная, поэтому мы постараемся максимально подробно осветить все проблемы, с которыми может столкнуться застройщик.

«БУМАЖНЫЙ» ВОПРОС

Как это обычно бывает, у застройщика и разрешительно-инспектирующих структур абсолютно разные цели: первый хочет электрифицировать свой коттедж, а вторым необходимо удостовериться, что процесс электрификации жилого дома будет осуществляться строго в соответствии с определенными требованиями и актами. К таким документам относятся седьмое издание уже упоминавшихся ПУЭ и ГОСТ Р. 50571.10-96 "Электроустановки зданий". Кроме того, существует ряд положений, которые прямого отношения к организации электроснабжения не имеют, однако помогают правильно подобрать компоненты системы и оформить проектную документацию.

Первый шаг владельца загородного дома — получение технических условий (ТУ) на электроснабжение. Этот документ учитывает потребности заказчика и возможности местной энергосистемы (к сожалению, они часто не совпадают) и выдается правлением того сообщества, в рамках которого человек возводит коттедж. Если строительство ведется в уже существующем населенном пункте, нужно обратиться в местные органы власти. Они укажут соответствующую территориальную организацию. Копия ТУ передается в местный орган Энергонадзора (для Московской области это Мособлэнергонадзор, входящий в Мосэнерго). Документ должен содержать сведения о выделяемой электрической мощности и условиях ее предоставления. К последним относятся: проект электроснабжения, включающий ситуационный план расположения объектов подключения (план участка, строений и соединяющих их линий электропередачи от места подключение, например, опоры ЛЭП); схема внешнего и внутреннего электроснабжения с указанием типов защитной аппаратуры, сечений и марок кабелей и проводов, расчетных токов, приборов учета электроэнергии, места присоединения к питающей сети; ситуационный план расположения электрооборудования, прокладки кабелей и проводов, заземляющих устройств внутри здания; спецификация электрооборудования, изделий и материалов; расчет пропускной способности питающей сети и электрозащиты. В зависимости от местных условий требования к проекту могут включать другие пункты или содержать иные формулировки. (Как правило, срок действия ТУ составляет один год. Если в течение этого срока система не была обустроена, застройщику придется получать новые ТУ.) До начала реализации проект согласовывается с территориальным органом Энергонадзора.

Наряду с этим, в ТУ оговаривается или подразумевается по умолчанию подрядчик. В его роли могут выступать только те организации, которые обладают соответствующими государственными лицензиями. Кроме того, документ может "настаивать" на проведении испытаний. Компания, которая их проводит, также должна располагать соответствующей лицензией. В противном случае результаты ее работы будут признаны ничтожными.

Следующий шаг — поиск подрядной организации, которая разработает проект электроснабжения. Документация оформляется в соответствии с ГОСТ 21.614-88 (СТ. СЭВ 3217-81) "Система проектной документации для строительства. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах", ГОСТ 21.101-93 "Система проектной документации для строительства. Основные требования к рабочей документации", ГОСТ 21.613-88 "Система проектной документации для строительства. Силовое оборудование. Рабочие чертежи". Идеальный, но дорогостоящий вариант — генеральный подрядчик, который возьмет на себя процедуру согласования проекта в Энергонадзоре, смонтирует, испытает и сдаст объект инспектору контролирующей инстанции, то есть обустроит систему электроснабжения "под ключ". В этом случае застройщик сможет избежать трений между проектировщиками и монтажниками, а при необходимости и надавить на исполнителей. Один важный момент: в интересах заказчика оплату следует производить по факту подписания «Акта допуска в эксплуатацию" и не соглашаться на предложение подрядчика рассчитаться уже после визирования "Акта выполнения электромонтажных работ".

Более бюджетным представляется следующий вариант. Заказчик договаривается с вызывающей доверие проектно-монтажной организацией, специалисты которой разработают проект, защитят его в территориальном подразделении Госэнергонадзора, а в дальнейшем осуществят авторский контроль или шеф-монтаж, проведут испытания и сдадут электроустановку Энергонадзору. Остальные работы можно поручить электрикам, которых застройщик подберет в другой компании. О положительном результате общения с подрядчиком свидетельствует "Акт допуска в эксплуатацию", подписанный государственным инспектором.

Отметим, что "простой смертный" может столкнуться с таким контролирующим органом, как Энергосбыт. В принципе эту организацию интересует только узел учета (счетчик), да и то не каждый. Если застройщик является членом кооператива, то потребителем энергии считается сообщество пайщиков. Правда, при наличии неурегулированных вопросов между потребителем электроэнергии и Энергосбытом согласовать проект будет сложно. Без его визы Энергонадзор даже не примет документацию к рассмотрению.

ТЕХНИЧЕСКИЙ ВОПРОС

В первую очередь владелиц должен решить, в каком объеме он планирует использовать электроэнергию, а иными словами, какие электроприборы будут задействованы. "Возможности" могут жестко ограничиваться сверху (выделяемая мощность) или снизу (достаток застройщика). К примеру, если отведенная мощность составляет 6 кВт, рассчитывать на сауну с электрическим обогревом, электрический отопительный котел и проточный бойлер не стоит. Баню придется оснастить дровяной каменкой, ванную — накопительным бойлером, а отопление сделать комбинированным, использовав, скажем, печь и мобильные либо стационарные электронагреватели. Если же сдерживающими факторами можно пренебречь, застройщик вправе подобрать источник энергии для того или иного бытового устройства, исходя из собственных предпочтений или специфики местности (наличие-отсутствие магистрального газа, стоимость топлива и электроэнергии). Однако изобретать велосипед не стоит. Лучше всего обратиться в специализированную организацию. Там застройщику предложат опробованные типовые решения. Формулировки наподобие "Хочу автоматические гаражные ворота, свет, который зажигается сам по себе, когда стемнеет, и т.п." вполне достаточно, чтобы проектировщики нашли верное решение. Кроме того, они учтут выделенную мощность и помогут оптимизировать структуру электроприборов.

ТРЕБУЕТ ВНИМАНИЯ

Общая проблема отечественных электросетей — нестабильность параметров. Действительно, напряжение, отличающееся от номинала на 10-15% (на продолжительное время и, как правило, в меньшую сторону), не является событием даже для горожан. В сельской местности, где находящиеся в плохом состоянии электрические сети обслуживаются менее регулярно и оперативно, колебания напряжения еще более чувствительны. В пик потребления (выходные и праздничные дни) некоторые приборы использовать попросту невозможно. Впрочем, эффективность других тоже существенно снижается. К слову, интенсивная эксплуатация электроинструмента при пониженном напряжении способна вывести его из строя. С другой стороны, некоторые приборы (стиральные машины, холодильники, СВЧ-печи, компьютеры) вообще не могут работать в таких условиях. А при превышении "нормы" они перегорают, причем независимо от того, функционировали ли в момент аварии или нет.

Перечисленные проблемы решаются установкой источников бесперебойного питания и стабилизаторов. Кстати, если напряжение на входе в дом бывает ниже 195 В или выше 245 В, покупка таких приборов не должна даже обсуждаться. Стабилизатор напряжения и источник бесперебойного питания можно выбрать самостоятельно, достаточно знать фазность и расчетную мощность электроприборов, работающих одновременно. Однако опыт показывает, что "самостийное" решение не всегда оптимально, поскольку неспециалисту сложно учесть все параметры, а критерий надежности для стабилизатора очень важен. Хорошо, что консультантам специализированных компаний сегодня можно доверять уже без опаски — они подбирают действительно необходимые устройства, "не опускаясь" до продажи наиболее дорогостоящих моделей.

Выбирая приборы, стабилизирующие параметры, без помощи знатоков, следует помнить: если в дом электричество вводится с однофазным напряжением 220 Вив хозяйстве не будет трехфазных энергопотребителей, то стабилизаторы либо источники бесперебойного питания должны соответствовать. Определить потребляемую мощность, на которую рассчитан прибор, стабилизирующий параметры напряжения, помогут проектировщики (см. таблицу). Если напряжение скачет в пределах 205-235 В, стабилизаторы подключают только к наиболее чувствительным устройствам. Правда, работающий стабилизатор шумит, поэтому при проектировании следует уделить внимание акустической защите.

При обустройстве электросети можно столкнуться и с такой проблемой, как кратковременный, но большой по амплитуде скачок напряжения. Ситуация довольно обыденная, если линия электропередачи подведена "по воздуху". Причина импульсного перенапряжения — разряд молнии, следствие — поломка бытовых электроприборов. Защитить от подобных кратковременных скачков поможет ограничитель перенапряжения, или разрядник, например Schneider Electric. Они выпускаются как для однофазной, так и для трехфазной сети.

Еще одна головная боль — перебои в подаче электроэнергии, связанные с плановым ремонтом, обслуживанием элементов системы или авариями. Мы уже упоминали, что перерыв в электроснабжении может растянуться на сутки. Загородному жителю подобное "затишье" способно доставить серьезные неудобства. Сразу возникает ряд вопросов, в частности, как сохранить продукты или подать воду из скважины? Существует несколько вариантов решений. К примеру, можно вырыть глубокий погреб или завести оборудование, работающее от другого источника: мотопомпу, керосиновые лампы, свечи и т.п. Правда, эксплуатация такого комплекта будет экономически неоправданна да и неудобна. Лучше всего приобрести независимый источник питания на основе двигателя внутреннего сгорания. Он мало зависит от климатических особенностей местности и погодных условий, компактен и характеризуется достаточной мощностью.

Различают бензиновые и дизельные электрогенераторы. Выбор двигателя зависит от интенсивности эксплуатации установки. Дизельные генераторы обладают, как правило, большим ресурсом, они лучше приспособлены для продолжительной работы, к тому же их эксплуатация обходится дешевле. Бензиновые агрегаты стоят значительно меньше, поэтому, если генератор будет работать в кратковременном режиме, то есть служить аварийным источником электроэнергии, целесообразнее приобрести одну из подобных установок. Генератор выбирается так же, как стабилизатор напряжения. Сначала определяется суммарная мощность одновременно включенных потребителей, а затем, исходя из этой величины, подбирается установка. В качестве примера подсчитаем мощность устройства, предназначенного для работы аварийного освещения, холодильника и телевизора. Оптимальным вариантом будет бензиновый генератор мощностью 2 кВт. Если же в доме используется более сложное оборудование, мощность установки лучше определять вместе со специалистом. К примеру, в коттедже установлены скважинный насос (1,5 кВт), холодильник и телевизор (0,4 кВт), аварийное освещение (0,5 кВт). Рассчитаем мощность генератора на примере установок SDMO (Франция): 1,5x3+0,5x1,1+0,4x2=5,85 кВт. Таким образом, нам нужен агрегат мощностью около 6 кВт. Соответственно, из линейки концерна SDMO мы можем приобрести модели НХ 6000, SH 6000, SH 6000Е или SD 6000E.

При разработке системы электроснабжения следует предусмотреть процедуру подключения резервной установки. Возможны два варианта: ручной и автоматический. На рисунке 05 приведена схема распределительного щита питания. Процедура запуска такова. После отключения основного источника генератор задействуется вручную. Когда он выйдет на номинальный режим, пользователь переключает перекидной рубильник и подает питание на энергосистему здания. Если выбрана схема с автоматическим пуском, резервную установку оборудуют системой автоматического запуска и коммутации нагрузки. При таком варианте пользователь освобождается от проблем, связанных с переключением потребителей от основного источника питания и переводом их на резервный. Отпадает и проблема постоянного контроля за состоянием аккумуляторной батареи.

Устанавливая электрогенератор, застройщик должен предусмотреть защиту от шума, а также учесть электрические параметры агрегата: номинальный ток, стабильность напряжения и частоты, продолжительность непрерывной работы при сохранении номинальных параметров и т.п.

СНИЖАЯ РИСКИ

Существует целый комплекс мер, который призван защитить человека от возможного контакта с неизолированными либо поврежденными участками кабелей: защитное заземление, автоматическое отключение питания, уравнивание потенциалов и проводники с двойной изоляцией. В частном строительстве лучше применять естественные заземлители, находящиеся в непосредственном контакте с землей: металлические и железобетонные конструкции здания (возможность использования фундамента нужно предусмотреть еще на этапе возведения коттеджа), металлические трубы водопровода и оболочки бронированных кабелей, за исключением алюминиевых. При этом электропроводка должна выполняться по трехпроводной схеме. Система автоматического отключения питания разорвет цепь, как только ее электрические параметры выйдут за допустимые рамки. Здесь основным устройством являются термомагнитные выключатели, которые защищают систему электроснабжения от короткого замыкания и долговременной перегрузки. Все более широкое применение находят и устройства защитного отключения (УЗО), реагирующие на ток утечки. Придуманные в конце 1920-х годов УЗО предназначались для защиты от поражения электрическим током при контакте с токове-дущими частями высоковольтных электроустановок. Совершенствование параметров чувствительности, быстродействия, повышение надежности способствовали проникновению этих устройств и в обыденную жизнь. Есть данные, согласно которым в странах, где использование УЗО стало обязательным, количество электротравм сократилось почти на два порядка. Это ли не доказательство? Вместо УЗО и термомагнитного автомата

Можно установить дифференциальный автомат соответствующего номинала. Потенциалы уравниваются за счет электрического соединения металлических водопроводных, канализационных и отопительных труб, входящих в здание, металлических частей систем вентиляции и кондиционирования, заземляющего проводника, металлических оболочек телекоммуникационных кабелей и корпусов электрооборудования. Цель мероприятия — не допустить возникновения разности потенциалов между названными предметами. Ее наличие может привести к травме или поломке электрических приборов. Проводники с двойной изоляцией — гарантия того, что в доме не появится участок оголенного кабеля. Провода с торговой маркой NYM имеют даже тройную изоляцию — пространство между жилами и внешним слоем заполнено не поддерживающим горение материалом.

ДОВЕРЯЙ, НО ПРОВЕРЯЙ

Заказав проект в организации, имеющей соответствующую лицензию, и оговорив с ней условия согласования документации в Энергонадзоре, застройщик может успокоиться. Все требования и нормативы будут соблюдены, иначе Энергонадзор не завизирует проект. Однако подбор компонентов системы остается за заказчиком — выбрать марки кабелей и проводов, защитной автоматики, электроустановочных изделий и различных аксессуаров он должен либо самостоятельно, либо с помощью проектной организации. Результаты его труда будут заложены в проект в виде спецификации. Дадим несколько общих рекомендаций, которые, возможно, упростят поиск.

Укрупненно система электроснабжения представляет собой сеть коммуникаций между источниками электроэнергии и ее потребителями. В связи с этим она должна иметь параметры, соответствующие характеристикам бытовых и прочих приборов, расположенных в концах цепей питания. Иными словами, минимальное сечение проводников находится в жесткой зависимости от мощности устройств, с которыми они коммутируются. Также в сети нужно предусмотреть распределительные и защитные устройства, которые смогут оперативно направить питание к потребителям, включить и выключить подачу электроэнергии, защитить приборы от критических и неоптимальных режимов работы, а пользователей — от поражения током. Для простоты монтажа, обслуживания и мониторинга подобные устройства устанавливают, как правило, в одном корпусе — распределительном щите питания (РЩП). Если резиденция компактна и имеет не слишком разветвленные коммуникации, достаточно одного щита, расположенного сразу за вводом питания в дом. В нем можно разместить и узел учета электроэнергии. Если же архитектура сети сложна и группы потребления имеют многоуровневую иерархию, есть смысл организовать групповые щиты, установив их вблизи точек потребления. Так, в гараж или мастерскую лучше поместить локальный щит. Тогда схема РЩП будет иметь вид, подобный тому, что приведен на рис. 5.

В принципе все оборудование, которое поставляется добросовестными продавцами, сертифицировано на предмет соответствия государственным стандартам, что подразумевает гарантию надлежащего выполнения им своих функций. Однако сертификационные испытания проходит не каждое изделие, а некая выборка, предоставленная производителем сертифицирующему органу. Поскольку возможность рекламаций не исключена, прежде чем выбрать продукцию того или иного производителя, следует внимательно изучить информацию по этой теме. Исходя из опыта, отметим, что термомагнитные выключатели, УЗО, дифференциальные автоматы и прочая защитная автоматика, которая выпускается под марками ABB, General Electric (в том числе и AEG), Legrand, Schneider Electric, имеют хорошую репутацию, да и монтажникам они знакомы не понаслышке. Эти бренды принадлежат к одному ценовому сегменту — верхнему. Средняя по цене продукция представлена российскими производителями, в частности, компанией "Интерэлектрокомплект", которая специализируется на выпуске низковольтной аппаратуры под торговыми марками "ИЭК" и "ЭЛЕКОР". Все изделия производятся в соответствии с ГОСТ и имеют сертификаты соответствия самых авторитетных испытательных центров России. Весьма вероятно, что средний ценовой сегмент вскоре пополнится продукцией южнокорейской компания LG. По качеству она будет сопоставима с защитной автоматикой европейских и американских фирм. Нельзя не упомянуть о брендах, хорошо известных в Европе, а теперь появившихся и в России. Это GEYER, Moeller, Hager. Продукция GEYER разрабатывалась специально для высококачественного промышленного оборудования, поэтому больше известна в профессиональной среде. Изделия GEYER характеризуются высокой стабильностью параметров и качеством. Сегодня на российском рынке представлена линейка модульных термомагнитных автоматов характеристик В, С, D (у нас наиболее популярны автоматы с характеристикой С), УЗО и дифференциальных автоматов, таймеров, контакторов, импульсных реле, кнопок и рубильников.

При выборе производителя стоит обратить внимание на полноту ассортимента, доступность (наличие на складе поставщика по месту монтажа или возможность оперативной поставки) и стоимость необходимого набора устройств. Не помешает прислушаться и к мнению проектировщиков, правда, внося поправку на "ветер" — разработчики могут быть заинтересованы в продукции определенных марок. При условии, что в спецификацию закладывается качественная аппаратура по нормальной цене, в этом нет ничего плохого. И все же в этом вопросе застройщику лучше ориентироваться на собственный вкус, ведь эксплуатировать приборы придется именно ему, а значит, они должны не только удовлетворять определенным требованиям, но и просто радовать.

Материал и сечения проводников, которые используются для коммуникаций, выбирает проектировщик. При этом он исходит из мощности оконечных устройств. В оптимальности его решений можно не сомневаться — в противном случае проект просто не пройдет Энергонадзор. Марка и производитель здесь не так важны, поскольку выпуск и качество данной продукции регламентируются довольно жестко, правильно подобранный типоразмер кабеля или провода обеспечит нормальное функционирование системы. Однако есть определенные тонкости. Например, подбирая кабель для внешней проводки, стоит обратить внимание на цвет изоляции и конфигурацию поперечного сечения. Также заказчик должен определиться с типом проводки. Она может быть скрытой и открытой. Плюсы скрытой проводки — отсутствие проводников и оконечных устройств, "скрадывающих" полезное пространство. Это упрощает расстановку мебели и снижает риск повреждения кабелей. К тому же в большинстве интерьеров скрытая проводка будет более уместной. Но и у этой медали есть обратная сторона. Скрытая проводка трудоемка (потребуется штробление стен и их последующая заделка) и в ряде случаев обходится дороже, чем открытая. Однако перечисленные проблемы, хоть и с издержками, но разрешимы. Основной минус скрытой проводки — ее низкая мобильность. Ошибка при выборе места расположения электроустановочного изделия может повлечь неудобство эксплуатации этого устройства либо необходимость проведения нового цикла работ, связанных с выполнением "сверлильно-долбильных" операций.

Открытая проводка, напротив, достаточно мобильна: большинство работ сводится к прокладке проводников и их фиксации на несущих поверхностях. Исключение составляет прохождение стен и междуэтажных перекрытий. Среди других преимуществ открытой проводки отметим простоту ее обслуживания и контроля состояния, поиска и устранения неисправностей. О минусах мы уже вскользь упоминали — она "съедает" часть полезной площади, кроме того, расположенные открыто проводники и устройства можно легко повредить. Существуют, правда, изделия, снижающие эту вероятность: электротехнические плинтусы, кабель-каналы, пластиковые трубы и аналогичные защитные оболочки. Однако они займут еще некоторую часть жилого пространства, к тому же могут использоваться далеко не в каждом интерьере.

ПОСЛЕСЛОВИЕ

Итак, на руках у заказчика есть проект электроснабжения, который в максимальной степени отвечает его пожеланиям как по архитектуре кабельных сетей, так и по материалам, заложенным в спецификацию. Уже заключен договор с подрядной организацией, обладающей лицензией на выполнение монтажных работ, словом, специалисты начинают претворять мечты в жизнь. Вот тут-то для владельца коттеджа и наступает самая беспокойная пора. К сожалению, и в монтажных работах есть лазейки — при недостаточном контроле соблазн сэкономить либо на материалах, либо на трудозатратах слишком велик. Можно, например, использовать для скрытой проводки кабель той же марки, но с меньшим сечением. Подобный "брак" обычно вскрывается слишком поздно. Именно поэтому к монтажным работам лучше привлекать организацию с хорошей репутацией. Если же внушающий доверие подрядчик не найден, стоит подумать об авторском надзоре со стороны проектировщиков системы. Впрочем, личный контроль тоже не повредит.

Очень важно не допускать скручивания кабелей, особенно алюминиевых и медных жил. Для соединения проводников используется широкий ассортимент клеммников и клеммных колодок. Места коммутации должны располагаться внутри защитных коробок — это позволит контролировать состояние контактов и защитит ихот внешних воздействий. Помните, большинство проблем связано с местами кабельной сети, которые недоступны для осмотра.