7. Распределительные щиты, однолинейная схема и расчёт параметров

Щиты

В трёхфазном щите можно зафиксировать фазу однофазного автоматического выключателя или RCBO. Зафиксированная фаза сохраняется и при следующем автоматическом распределении; фиксируйте только проверенное, осознанное ручное решение. При полных данных мощности решающим является ток фазы; при неполных данных число цепей — лишь справочная оценка. Цепь на 3- или 4-полюсном автоматическом выключателе (или RCBO) программа считает трёхфазной, даже если число фаз цепи осталось 1; трёхфазная цепь одинаково нагружает все три фазы, поэтому её недостающая мощность не ухудшает проверку симметрии фаз.

Список Щиты, открываемый со страницы проекта, содержит распределительные щиты (не более 20 на проект). При создании щита вы указываете его название, тип (однофазный квартирный щит, трёхфазный квартирный щит, шкаф учёта/ввода, подчинённый щит), для подчинённого щита — вышестоящий щит, корпус (позиция каталога) и его размер (1–6 рядов, по 6–36 модулей в ряду).

Число фаз (1 или 3) можно задать и независимо от типа; если оставить пустым, решает тип (у квартирного щита сам тип однофазный или трёхфазный, у подчинённого щита / шкафа учёта это определяется по цепям, назначенным ему). Явно заданное число фаз имеет приоритет: оно определяет, появляется ли переключатель фазы у однофазных аппаратов, и на нём основаны и расчёт, и проверка правил.

В проекте NEC (США) тип распределительного щита — load center: с количеством мест, 1- или 2-полюсными автоматами и защитой GFCI/AFCI, печатаемой panel schedule (таблицей щита), а на странице Щиты — ещё и расчётом нагрузки жилья. Всё это описано в главе Проектирование по NEC.

В проекте для венгерского рынка щит можно закрепить за точкой учёта в Листе технологического присоединения; расчётная мощность точки считается по этому щиту, а схема места учёта показывает последовательно присоединение, малый автомат, счётчик кВт·ч и щит (см. главу «Печать, набор чертежей и DXF», Документация для сетевой организации).

Проектировщик щита

Проектировщик показывает корпус как модульные места, расположенные рядами, с полосами заполнения.

Вид щита напоминает настоящий шкаф: монтажная панель с DIN-рейкой, кабельным каналом и клеммником N/PE, а каждый вид аппарата получает собственную лицевую сторону. Видов два: Монтажная панель предназначен для редактирования (видны клеммы и гребенчатая шина), Передняя панель показывает накладку, которая оставляет открытыми только лицевые стороны аппаратов, а пустые места закрыты заглушками. Переключателями Этикетки, Маркировка фаз и Гребенчатая шина настраивается отображение; браузер запоминает настройку. Полоса с этикеткой под аппаратом показывает этикетку и название цепи; на трёхфазном щите видна также метка L1/L2/L3. Редактирование (перетаскивание, стрелки, Del) работает одинаково в обоих видах.

Справа — палитра Добавить аппарат: результаты появляются по коду или тексту, введённому в поиск (полный список не выводится); в ней есть только позиции каталога, у которых есть данные модуля (Данные модулей). Если у некоторых ваших собственных позиций нет данных модуля, палитра их перечисляет; для тех, чьи данные можно определить по тексту, их можно добавить одной кнопкой, а для остальных их нужно задать на странице Данные модулей. Если у аппарата нет позиции каталога, кнопка Предложить сужает выбор модулей по виду, числу полюсов, ширине и защите цепи; единственный подходящий показывается в предварительном просмотре, при нескольких кандидатах (или неизвестном номинальном токе) нужно выбрать из списка, а запись происходит только после подтверждения.
Аппараты перемещаются перетаскиванием или стрелками, Del удаляет.
Свойства аппарата: подпись, цепи, «За устройством» (УЗО или вводной выключатель), фаза.
Резерв: из палитры можно разместить и без цепи автоматический выключатель, АВДТ (RCBO) или УЗО; в свойствах такого аппарата виден значок «Резерв», а цепь можно назначить позже в поле «Цепи».
Меньший / больший номинальный ток: у аппарата с позицией каталога кнопки − и + в свойствах переходят к модулю со следующим меньшим или большим током (вид, число полюсов, ширина, характеристика срабатывания и чувствительность УЗО сохраняются). Программа проверяет замену обычными правилами (слишком большая защита, перегруженная цепь). У автоматического выключателя выбором Характеристика срабатывания (B, C, D…) можно перейти к модулю того же тока с другой характеристикой.
Вводной выключатель позже: если вводной выключатель добавить позже, УЗО и автоматические выключатели без родительского аппарата автоматически становятся за ним, поэтому однолинейная схема и подключение сразу обновляются. При удалении дочерние аппараты переходят к его родительскому аппарату, а питание подчинённого щита, питавшегося от него, удаляется; цепи удалённого аппарата получают отметку «не размещена», пока вы не дадите им новое место.
Кнопка Новая цепь; Предложение по цепям: программа с предварительным просмотром предлагает распределение, которое можно принять или отклонить. Если размещение не помещается в корпус щита, программа рекомендует больший размер корпуса, который можно задать на месте. Режимы оптимизации: Standard сохраняет привычное размещение, Compact экономит место и может предложить меньший шкаф, а Installation делает группы УЗО и резерв в конце ряда нагляднее. Режимы меняют только позиции; меньший размер требует подтверждения, и число модулей не доказывает физическую совместимость. Для щита, привязанного к чертежу, цепи этажа, ещё не привязанные к щиту, включаются автоматически; если на этаже несколько щитов, можно выбрать: только цепи, назначенные этому щиту, все свободные цепи этажа на этот щит или свободные цепи на ближайший щит.
Можно задать кабель питающей линии и его длину (нужно для расчёта).
Питание подчинённого щита: в свойствах подчинённого щита поле Питается от (родительский щит / аппарат) выбирает родительский щит и питающий аппарат (аппарат защиты или вводной выключатель). Значок на питающем аппарате показывает, какой подчинённый щит он питает, а ссылки Питает: на панели элемента переходят к этому щиту.
Питание на чертеже: в редакторе чертежа тот же выбор в свойствах устройства щита предлагает родительский щит и аппарат. Если нарисованный кабель соединяет два щита, кнопка Перенести длину в питание в свойствах кабеля копирует нарисованную длину в длину питания; такой кабель не получает предупреждения «Кабельная трасса без цепи» и без цепи.
Привязка к чертежу: на плане этажа в свойствах устройства «щит» его можно привязать к щиту и задать список Подключённые цепи. Привязка видна с обеих сторон («Привязан к чертежу» / «Не привязан к чертежу»).
В шкаф учёта счётчик и вводные предохранители нужно добавлять вручную.
Зарядная станция электромобиля: Предложить по цепям даёт каждой цепи зарядки собственное УЗО, прежде всего типа B или EV (типа A — только если у зарядной станции отмечен встроенный контроль постоянного дифференциального тока, RDC-DD); по цепям инвертора и теплового насоса выводится информация. Подробнее: глава Солнечные панели, зарядная станция и тепловой насос.
Программа предлагает порядок питания в соответствии с рынком владельца проекта. В Греции: главный выключатель → главный предохранитель (разъединитель с предохранителями) → УЗО; на других рынках привычное главный выключатель → УЗО. Это практика и предложение, а не пункт стандарта. Если чертёж отклоняется, предупреждает правило Порядок питания (BETAP_SORREND); его можно настроить или отключить на странице Правила. Функция находится за сервисным переключателем.

В палитре выбор Количество (1–24) позволяет разместить сразу несколько одинаковых устройств: кнопка ставит столько экземпляров рядом на первые свободные места одним сохранением. Если помещаются не все, размещаются те, что помещаются, и появляется предупреждение. Затем кнопкой Назвать… (у одного устройства — Назвать устройства того же вида) в одном окне можно назвать их строка за строкой или заполнить с префиксом и начальным номером (напр., F1…F6).

Дополнительные аппараты

Шины: Шина N, Шина PE.
Сигнализация и измерение: Сигнальная лампа фазы, Субсчётчик (кВт·ч), Реле контроля фаз/напряжения.
Управление: Лестничный автомат, Импульсное реле, Реле времени (таймер), Звонковый трансформатор, Блок питания на DIN-рейку.
Защита и прочее: Выключатель-разъединитель с предохранителями, Выключатель нагрузки, Розетка на DIN-рейку, Автомат защиты двигателя.

С каталожным кодом аппарат попадает и в ведомость объёмов.

Клеммная колодка

При способе подключения «Клеммная колодка» на монтажной панели появляется автоматическая клеммная колодка (X1), построенная по списку клемм: она размещается на правом конце первого свободного ряда, и её можно мышью перетащить в другое место. Если она не помещается, внизу появляется отдельная рейка и выводится предупреждение. В ведомость объёмов входят клеммы, торцевые пластины, заглушки и гребенчатые шины.

Колодку X1 можно удалить кнопкой Удалить клеммную колодку X1 над монтажной панелью (после подтверждения): щит переходит на «прямое» подключение, клеммы остаются на аппаратах. Там же кнопка Восстановить клеммную колодку X1 возвращает её.

Способ подключения по умолчанию — Ответвительная клемма главной цепи: вместо колодки X1 (значение Клеммная колодка даёт колодку X1) на монтажную панель ставится один общий блок: в однофазном щите с полюсами L, N, PE, в трёхфазном — L1, L2, L3, N, PE (число фаз определяет щит или его цепи). Жилы цепей подключаются к соответствующему полюсу блока (в ведомости X1:L1, X1:N, X1:PE), место блока так же можно перетащить, а в ведомость материалов попадает одна ответвительная клемма (без отдельных клемм и торцевых крышек на каждую клемму).

Проверка щита

Панель Проверка проектировщика запускает правила: нормативные (например, отсутствие УЗО, отсутствие защиты или слишком большая защита, перегруженная цепь), физические (не помещается в корпус, нет данных модуля, не размещён), структурные (расхождение с привязкой на чертеже) и практические (заполнение УЗО, освещение за одним УЗО, симметрия фаз, резерв, вводной выключатель). Практические правила можно включать и выключать на странице Правила щитов, там же настраиваются степень важности и пороговое значение; нормативные и физические правила зафиксированы. Информационные замечания можно скрыть.

Требование к УЗО. Нужно ли цепи УЗО на 30 мА, программа определяет и по названию цепи, и по чертежу: если вы начертили на цепи розетку или светильник либо одно из её устройств находится в ванной, цепь требует УЗО, даже если её название говорит об ином. УЗО ищется и по цепочке питания: цепи подчинённого щита может защищать УЗО в вышестоящем щите. При заземлении TT (данные проекта Система заземления) каждая конечная цепь без УЗО получает ошибку, потому что там для защиты при повреждении нужно УЗО; петля «фаза–нуль» (Zs) при этом не рассчитывается. В системе TN цепь за УЗО, у которой автоматический выключатель может не отключиться (Отключение не гарантировано), получает только предупреждение. Правило Слишком малое УЗО сообщает, когда номинальный ток УЗО меньше оценочного одновременного тока цепей и подчинённых щитов за ним; автоматическое распределение также не выбирает молча слишком малое УЗО или вводной выключатель. Рядом с ошибкой «нет данных модуля» есть кнопка Выбрать из каталога (также в предварительном просмотре предложения): программа считывает из текстов позиций каталога (вид, число полюсов, характеристика срабатывания, ток, мА) недостающие данные модуля, а для аппаратов без позиции вписывает подходящую позицию. Она пишет в ваши собственные настройки, никогда не перезаписывает имеющиеся данные модуля и сообщает, если не нашла подходящей позиции. Если подходит несколько позиций каталога, программа спрашивает, какую использовать, и запоминает твой выбор.

Однолинейная схема

Обзор проектировщика щита даёт страница Проектировщик распределительного щита. Об однолинейной схеме в целом, с примером: Однолинейная схема электрических соединений. Кнопка Однолинейная схема открывает однолинейную схему, рассчитанную по щиту и списку цепей (это не сохранённый чертёж, она всегда показывает текущие данные). Можно выбрать формат листа (A4/A3) и ориентацию; при большом числе отходящих линий схема разбивается на несколько листов со стандартной основной надписью; Печать / Сохранить как PDF. На ней показаны и столбцы расчёта (Ib, ΔU). Если в данных щита есть ошибка или какая-либо цепь не попадает на чертёж, об этом сообщит предупреждение.

Многолинейная схема токовых путей и ведомость клемм. Переключателем вида на странице однолинейной схемы можно перейти к многолинейной схеме токовых путей: от шин через полюсы аппаратов и клеммы до кабеля и нагрузки видна каждая жила. В настройках щита способ подключения — Ответвительная клемма главной цепи (по умолчанию: один общий блок с полюсами L, N, PE или L1, L2, L3, N, PE), Клеммная колодка (кабели приходят на клеммы колодки) или Непосредственно к аппарату (провода идут к клемме аппарата, без колодки). Страница Ведомость клемм (открывается со страницы щита) перечисляет клеммы по жилам с чертежом клеммной колодки, по цепям — токовый путь (питание, аппарат, клемма, кабель, нагрузка), а в конце — потребность в материалах (клеммы, торцевая пластина, модуль шины); рассчитанные данные носят справочный характер. Обе схемы и ведомость можно включить и как листы в комплекте чертежей (для каждого щита), где они входят в нумерацию листов и содержание.

Расчёт (ориентировочный)

На панели Расчёт проектировщика для каждой цепи видны: мощность (заданная или предложенная по устройствам), расчётный ток (Ib), номинальный ток защиты (In), допустимый ток провода (Iz), длина и потеря напряжения вместе с потерей на питающей линии; значение выше предела выделяется красным. По щиту подводится итог по нагрузке фаз и размеру вводного выключателя. Предложенную мощность можно одним щелчком перенести в цепь (в роли редактора).

Группирование и температура: если по одной трассе (например, в одной трубе) вместе проходит несколько силовых цепей, допустимый ток снижается коэффициентом группового прокладывания (для 3 цепей ×0,70); температуру окружающей среды можно задать на странице Правила щитов (по умолчанию 30 °C). Поправка видна мелкой цифрой под Iz.
Автоматическое отключение (Zs): программа вычисляет полное сопротивление петли «фаза–нуль» (сеть Ze + питающая линия + фазный и защитный проводники цепи) и проверяет, надёжно ли сработает автоматический выключатель (B: 5×, C: 10×, D: 20× In). Если нет, Zs выделяется красным и показывается наибольшая допустимая длина. Значение Ze (по умолчанию 0,35 Ом) задайте по результатам измерения на объекте или по данным поставщика электроэнергии.
Длина: если цепь привязана на чертеже к щиту, длина — это самый длинный путь от щита до самого дальнего устройства (в разветвлённой цепи — не сумма ветвей). Без щита или при разорванном чертеже это сумма трасс; об этом сообщает примечание.

Входные данные: для цепи — мощность, cos φ, коэффициент одновременности и длина; для щита — кабель питающей линии и его длина.

Питание подчинённого щита в расчёте. Если щит питается от аппарата другого щита, программа проверяет питание двумя правилами (Ib ≤ In ≤ Iz): одновременный ток подчинённого щита (вместе с его собственными подчинёнными щитами) не должен превышать номинальный ток питающей защиты (Питание подчинённого щита перегружено), а номинальный ток защиты не должен превышать допустимый ток питающего кабеля (Питающий кабель не защищён); последний рассчитывается по менее благоприятному способу прокладки B2. Если питание не соответствует требованиям, выдаётся ошибка. Если питающий аппарат — УЗО или вводной выключатель, программа сопоставляет питание с ближайшей защитой от сверхтока по цепочке питания (в вышестоящем щите, а при её отсутствии — с защитой на входе питания); если такой нет, она предупреждает, что питающий кабель не защищён от сверхтока. При питании через предохранитель gG условие строже (I2 ≤ 1,45 · Iz): начиная с 16 А номинальный ток предохранителя может составлять не более 0,906 допустимого тока кабеля.

Быстрые калькуляторы. Если расчёт нужен не по чертежу, а для отдельной цепи, в полосе Калькуляторы электромонтажника на главной странице (и без регистрации) можно испытать те же формулы: потеря напряжения, сечение провода и автоматический выключатель, мощность и ток, а также закон Ома, стоимость электроэнергии, компенсация реактивной мощности и оценка материалов. Калькуляторы — ориентировочные варианты для одной цепи, значения формы можно передать по ссылке.

Основа расчёта. Кнопка Основа расчёта в строке панели подбора сечений открывает окно по данной цепи: откуда взят каждый входной параметр (задан, значение по умолчанию, из роли цепи, из чертежа или принят), при каких условиях (например, медный проводник, ПВХ-изоляция, температура окружающей среды, групповая прокладка) и по каким источникам программа выполнила расчёт, а также что ограничивает результат (недостающие данные). Сводный значок в заголовке показывает, какая часть использованных групп значений проверена. Пометка требует проверки означает, что значение ещё не прошло профессиональную проверку; это не ошибка, а информация, и она не означает проверку по стандарту. Ответственность не меняется: окно лишь делает расчёт прозрачным, а за правильность подбора и соответствие стандартам по-прежнему отвечает проектировщик.

Ориентировочный расчёт. Таблицы допустимых токов, формула потери напряжения и предельные значения ожидают утверждения инженером-проектировщиком. Расчёт не заменяет ответственный расчёт проектировщика.

Ток короткого замыкания и селективность

В окне Питание (страница проекта, «Дополнительные настройки») можно ввести данные короткого замыкания: ток КЗ в точке присоединения (Ik3), собственный трансформатор (Sn, uk) или вид и номинальный ток вышестоящей защиты; приоритет источника: Ik3 > трансформатор > Ze. По ним программа ориентировочно рассчитывает наибольший ток КЗ на шине щита (в заголовке панели Расчёт сечений) и наименьший (столбец Ik min для каждой цепи).

Отключающая способность: номинальная отключающая способность (Icn) автоматического выключателя не может быть меньше наибольшего тока КЗ на шине; аппарат без данных об Icn оценить нельзя.
Питающая защита: для подщита наименьший ток КЗ должен быть достаточным для мгновенного срабатывания питающего автомата.
Селективность: панель Селективность даёт оценку для каждой пары вышестоящая–нижестоящая защита (селективно, частично, неселективно, оценить нельзя); щелчок по строке показывает зоны срабатывания. Ниже 0,1 с решает только таблица селективности производителя; для вышестоящего предохранителя gG оценка пока «оценить нельзя». Правило включается на странице Правила щита; лист КЗ в группе «Расчётное приложение» пакета планов печатает то же самое.

Ориентировочный расчёт. Коэффициенты (c_max/c_min, x', ρ) и пункты EN 60898-1 ожидают проверки. Функция не действует в проектах NEC (США).

Данные модулей из каталога

На странице Данные модулей кнопка Добавить недостающие данные модуля из каталога показывает в предварительном просмотре позиции прайс-листа, которые можно распознать и у которых ещё нет данных модуля. После проверки Сохранить записывает их; существующие собственные или общие данные не перезаписываются. Для неоднозначной позиции ты выбираешь из списка; в общем режиме это может делать только администратор.

Печать этикеток

В виде щита кнопка Этикетки открывает печать этикеток в новой вкладке. Есть два режима: Полоса аппаратов (этикетки аппаратов щита в одном ряду) и Лист этикеток (стандартные шаблоны A4 или свой размер; Начальной ячейкой вы продолжаете частично использованный лист). При печати задайте масштаб 100 % (не «По размеру страницы») и без полей, иначе этикетки сместятся.