7. Розподільні щити, однолінійна схема та розрахунок

Щити

У трифазному щиті можна зафіксувати фазу однофазного автоматичного вимикача або RCBO. Зафіксована фаза зберігається і під час наступного автоматичного розподілу; фіксуйте лише перевірене, усвідомлене ручне рішення. За повних даних потужності вирішальним є струм фази; за неповних даних кількість кіл є лише довідковою оцінкою. Коло на 3- або 4-полюсному автоматичному вимикачі (чи RCBO) програма вважає трифазним, навіть якщо кількість фаз кола залишилася 1; трифазне коло однаково навантажує всі три фази, тому його відсутня потужність не погіршує перевірку симетрії фаз.

Перелік Щити, який відкривається зі сторінки проєкту, містить розподільні шафи (не більше 20 на проєкт). Для нового щита ви вказуєте назву, тип (однофазний квартирний щит, трифазний квартирний щит, шафа обліку/вводу, підрозподільний щит), для підрозподільного щита — батьківський щит, шафу (позиція каталогу) та її розмір (1–6 рядів, по 6–36 модулів у ряду).

Кількість фаз (1 або 3) можна задати і незалежно від типу; якщо залишити порожнім, вирішує тип (для квартирного щита сам тип однофазний або трифазний, для підрозподільного щита / шафи обліку це визначається з електричних кіл, призначених йому). Явно задана кількість фаз має пріоритет: саме вона визначає, чи з'являється перемикач фази для однофазних апаратів, і на ній ґрунтується як розрахунок перерізів, так і перевірка правил.

У проєкті NEC (США) тип розподільного щита — load center: з кількістю місць, 1- або 2-полюсними автоматами та захистом GFCI/AFCI, друкованою panel schedule (таблицею щита), а на сторінці Щити — ще й розрахунком навантаження житла. Усе це описано в розділі Проєктування за NEC.

У проєкті для угорського ринку щит можна призначити точці обліку Аркуша приєднання; розрахункове навантаження точки обчислюється з цього щита, а Схема місця обліку послідовно показує приєднання, малий автоматичний вимикач, лічильник кВт·год і щит (див. розділ Друк, комплект креслень і DXF, Документація для оператора системи розподілу).

Конструктор щита

Конструктор показує шафу як місця для модулів, розташовані рядами, зі смугами заповнення.

Вигляд щита нагадує справжню шафу: монтажна панель із DIN-рейкою, кабельним каналом і клемником N/PE, а кожен вид апарата має власне лице. Є два вигляди: Монтажна панель призначений для редагування (видно клеми та гребінчасту шину), Передня панель показує накладку, яка залишає відкритими лише лиця апаратів, а порожні місця закриті заглушками. Перемикачами Етикетки, Маркування фаз і Гребінчаста шина налаштовується відображення; браузер запам’ятовує налаштування. Смужка з етикеткою під апаратом показує етикетку й назву кола; на трифазному щиті видно також значок L1/L2/L3. Редагування (перетягування, стрілки, Del) однаково працює в обох виглядах.

Праворуч палітра Додати апарат: результати з’являються за кодом або текстом, введеним у пошук (повний список не виводиться); у ній є лише позиції каталогу, що мають дані модуля (Дані модулів). Якщо деякі з ваших власних позицій не мають даних модуля, палітра їх перелічує; для тих, чиї дані можна визначити з тексту, дані можна додати однією кнопкою, а для решти їх слід задати на сторінці Дані модулів. Якщо апарат не має позиції каталогу, кнопка Запропонувати звужує модулі за видом, кількістю полюсів, шириною та захистом кола; єдиний відповідний показується в попередньому перегляді, за кількох кандидатів (або невідомого номінального струму) слід вибрати зі списку, а запис відбувається лише після підтвердження.
Апарати переміщуються перетягуванням або стрілками, Del видаляє.
Властивості апарата: напис, електричні кола, «Після» (ПЗВ або вступний вимикач), фаза.
Резерв: з палітри можна розмістити й без кола автоматичний вимикач, АВДТ (RCBO) або ПЗВ; у властивостях такого апарата видно позначку «Резерв», а коло можна призначити пізніше в полі «Кола».
Менший / більший номінальний струм: для апарата з позицією каталогу кнопки − і + у властивостях переходять до модуля з наступним меншим або більшим струмом (вид, кількість полюсів, ширина, характеристика спрацювання та чутливість ПЗВ зберігаються). Програма перевіряє заміну звичайними правилами (завеликий захист, перевантажене коло). Для автоматичного вимикача вибором Характеристика спрацювання (B, C, D…) можна перейти до модуля з тим самим струмом та іншою характеристикою.
Вступний вимикач пізніше: якщо вступний вимикач додати пізніше, ПЗВ і автоматичні вимикачі без батьківського апарата автоматично стають за ним, тож однолінійна схема та підключення одразу оновлюються. Під час видалення дочірні апарати переходять до його батьківського апарата, а живлення підрозподільного щита, що живився від нього, видаляється; кола видаленого апарата отримують позначку «не розміщено», доки ви не дасте їм нове місце.
Кнопка Нове електричне коло; Пропозиція з електричних кіл: програма з попереднім переглядом пропонує розподіл, який можна прийняти або відхилити. Якщо розміщення не вміщується в щит, програма рекомендує більший розмір щита, який можна задати на місці. Режими оптимізації: Standard зберігає звичне розташування, Compact заощаджує місце й може запропонувати меншу шафу, а Installation робить групи ПЗВ і резерв наприкінці ряду зрозумілішими. Режими змінюють лише позиції; менший розмір потребує підтвердження, а число модулів не доводить фізичну сумісність. Для щита, прив'язаного до креслення, кола поверху, ще не прив'язані до щита, включаються автоматично; якщо на поверсі кілька щитів, можна вибрати: лише кола, призначені цьому щиту, усі вільні кола поверху на цей щит або вільні кола на найближчий щит.
Можна вказати кабель живлення та його довжину (потрібно для розрахунку перерізу).
Живлення підрозподільного щита: у властивостях підрозподільного щита поле Живиться від (батьківський щиток / апарат) вибирає батьківський щит і апарат, що живить (захисний апарат або головний вимикач). Позначка на апараті, що живить, показує, який підрозподільний щит він живить, а посилання Живить: на панелі елемента переходять до цього щита.
Живлення в кресленні: у редакторі креслення такий самий вибір у властивостях апарата щита пропонує батьківський щит і апарат. Якщо накреслений кабель з’єднує обидва щити, кнопка Перенести довжину в живлення у властивостях кабелю копіює накреслену довжину в довжину живлення; такий кабель не отримує попередження «Траса без кола», навіть якщо кола немає.
Прив’язка до креслення: на плані у властивостях пристрою «щит» його можна прив’язати до щита та задати список Підключені електричні кола. Прив’язка видна з обох боків («Прив’язано до креслення» / «Не прив’язано до креслення»).
До шафи обліку лічильник і вступні запобіжники потрібно додавати вручну.
Зарядна станція для електромобіля: Пропозиція з кіл дає кожному колу зарядження окремий ПЗВ, насамперед типу B або EV (типу A лише тоді, коли для зарядної станції позначено вбудований контроль постійного диференційного струму, RDC-DD); щодо кіл інвертора й теплового насоса показується інформація. Докладніше: розділ Сонячні панелі, зарядна станція і тепловий насос.
Програма пропонує порядок живлення відповідно до ринку власника проєкту. У Греції: головний вимикач → головний запобіжник (роз'єднувач із запобіжниками) → ПЗВ; на інших ринках звичний головний вимикач → ПЗВ. Це практика й пропозиція, а не пункт стандарту. Якщо креслення відхиляється, застерігає правило Порядок живлення (BETAP_SORREND); його можна налаштувати або вимкнути на сторінці Правила. Функція перебуває за сервісним перемикачем.

У палітрі вибір Кількість (1–24) дає змогу розмістити одразу кілька однакових пристроїв: кнопка ставить стільки екземплярів поруч на перші вільні місця одним збереженням. Якщо вміщуються не всі, розміщуються ті, що вміщуються, і з'являється попередження. Потім кнопкою Назвати… (у одного пристрою — Назвати пристрої того самого виду) в одному вікні можна назвати їх рядок за рядком або заповнити з префіксом і початковим номером (напр., F1…F6).

Додаткові апарати

Шини: Шина N, Шина PE.
Сигналізація та вимірювання: Сигнальна лампа фази, Підлічильник (кВт·год), Реле контролю фаз/напруги.
Керування: Сходовий автомат, Імпульсне реле, Реле часу (таймер), Дзвінковий трансформатор, Блок живлення на DIN-рейку.
Захист та інше: Роз'єднувач-запобіжник, Роз'єднувач навантаження, Розетка на DIN-рейку, Автомат захисту двигуна.

З каталожним кодом апарат потрапляє й у відомість обсягів.

Клемна колодка

За способу підключення «Клемна колодка» на монтажній панелі з’являється автоматична клемна колодка (X1), побудована зі списку клем: вона розміщується на правому кінці першого вільного ряду, і її можна мишею перетягнути в інше місце. Якщо вона не вміщується, унизу з’являється окрема рейка та показується попередження. До відомості обсягів входять клеми, кінцеві пластини, заглушки та гребінчасті шини.

Ряд X1 можна видалити кнопкою Видалити клемну колодку X1 над монтажною панеллю (після підтвердження): щит переходить на «пряме» підключення, клеми залишаються на апаратах. Там само кнопка Відновити клемну колодку X1 повертає його.

Типовий спосіб підключення — Відгалужувальна клема головного кола: замість ряду X1 (значення Клемна колодка дає ряд X1) на монтажну панель ставиться один спільний блок: в однофазному щиті з полюсами L, N, PE, у трифазному — L1, L2, L3, N, PE (кількість фаз визначає щит або його кола). Жили кіл підключаються до відповідного полюса блока (у відомості X1:L1, X1:N, X1:PE), місце блока так само можна перетягнути, а до відомості матеріалів потрапляє одна відгалужувальна клема (без окремих клем і торцевих кришок для кожної клеми).

Перевірка щита

Панель Перевірка конструктора виконує правила: нормативні (наприклад, відсутність ПЗВ, відсутній або завеликий захист, перевантажене коло), фізичні (не вміщується в шафу, немає даних модуля, не розміщено), структурні (розбіжність із прив’язкою на кресленні) та практичні (завантаженість ПЗВ, освітлення за одним ПЗВ, баланс фаз, резерв, вступний вимикач). Практичні правила можна вмикати й вимикати на сторінці Правила розподільного щита, там само змінюються серйозність і порогове значення; нормативні та фізичні правила фіксовані. Інформаційні зауваження можна приховати.

Вимога щодо ПЗВ. Чи потрібне колу ПЗВ на 30 мА, програма визначає і за назвою кола, і за кресленням: якщо ви накреслили на колі розетку чи світильник або один з його пристроїв розташований у ванній кімнаті, коло вимагає ПЗВ, навіть якщо його назва натякає на інше. Програма шукає ПЗВ і вздовж ланцюга живлення: кола підрозподільника може захищати ПЗВ у батьківському розподільнику. За заземлення TT (дані проєкту Система заземлення) кожне кінцеве коло без ПЗВ отримує помилку, адже там для захисту при пошкодженні потрібне ПЗВ; петля «фаза–нуль» (Zs) тоді не обчислюється. У системі TN коло за ПЗВ, у якому автоматичний вимикач може не спрацювати (Вимкнення не гарантовано), отримує лише попередження. Правило Замале ПЗВ повідомляє, коли номінальний струм ПЗВ менший за оцінений одночасний струм кіл і підрозподільників за ним; автоматичний розподіл також не обирає мовчки замалого ПЗВ чи головного вимикача. Поруч із помилкою «немає даних модуля» є кнопка Вибрати з каталогу (також у попередньому перегляді пропозиції): програма зчитує з текстів позицій каталогу (вид, кількість полюсів, характеристика спрацювання, струм, мA) відсутні дані модуля, а для апаратів без позиції вписує відповідну позицію. Вона пише у ваші власні налаштування, ніколи не перезаписує наявні дані модуля та повідомляє, якщо не знайшла відповідної позиції. Якщо підходить кілька позицій каталогу, програма запитує, яку використати, і запам'ятовує твій вибір.

Однолінійна схема

Огляд конструктора щита дає сторінка Конструктор розподільного щита. Про однолінійну схему загалом, із прикладом: Однолінійна принципова схема. Кнопка Однолінійна схема відкриває однолінійну принципову схему, обчислену зі щита та переліку електричних кіл (це не збережене креслення, воно завжди показує поточні дані). Можна вибрати формат аркуша (A4/A3) та орієнтацію; за великої кількості відхідних ліній схема розбивається на кілька аркушів зі стандартним штампом; Друк / Зберегти як PDF. На ній також відображаються стовпці розрахунку (Ib, ΔU). Якщо в даних щита є помилка або електричне коло не потрапляє на схему, про це повідомляє попередження.

Багатолінійна схема струмових шляхів і відомість клем. Перемикачем виду на сторінці однолінійної схеми можна перейти до багатолінійної схеми струмових шляхів: від шин через полюси апаратів і клеми до кабелю й навантаження видно кожну жилу. У налаштуваннях щита спосіб підключення — Відгалужувальна клема головного кола (типово: один спільний блок із полюсами L, N, PE або L1, L2, L3, N, PE), Клемна колодка (кабелі приходять на клеми колодки) або Безпосередньо до апарата (проводи йдуть до клеми апарата, без колодки). Сторінка Відомість клем (відкривається зі сторінки щита) перелічує клеми за жилами з кресленням клемної колодки, за колами — струмовий шлях (живлення, апарат, клема, кабель, навантаження), а наприкінці — потребу в матеріалах (клеми, торцева пластина, модуль шини); розраховані дані мають довідковий характер. Обидві схеми й відомість можна ввімкнути також як аркуші в комплекті креслень (для кожного щита), де вони входять до нумерації аркушів і змісту.

Розрахунок перерізів (інформаційний розрахунок)

На панелі Розрахунок конструктора для кожного електричного кола видно: потужність (задану або запропоновану за пристроями), робочий струм (Ib), номінальний струм захисту (In), допустимий струм проводу (Iz), довжину та падіння напруги разом із падінням на лінії живлення; значення понад межу червоне. Для кожного щита підсумовується навантаження фаз і розмір вступного вимикача. Запропоновану потужність можна одним клацанням перенести в електричне коло (в ролі редактора).

Групування та температура: якщо вздовж однієї траси (наприклад, в одній захисній трубі) разом прокладено кілька силових електричних кіл, допустимий струм знижується коефіцієнтом групування (для 3 кіл ×0,70); температуру навколишнього середовища можна задати на сторінці Правила розподільного щита (типово 30 °C). Поправка видна дрібним числом під Iz.
Вимкнення (Zs): програма обчислює повний опір петлі «фаза–нуль» (мережа Ze + лінія живлення + фазний і захисний провідники кола) і перевіряє, чи автоматичний вимикач надійно спрацює (B: 5×, C: 10×, D: 20× In). Якщо ні, Zs червоний і показується найбільша допустима довжина. Значення Ze (типово 0,35 Ом) задайте за вимірюванням на місці або за даними постачальника.
Довжина: якщо до електричного кола на кресленні прив’язано щит, довжина — це найдовший шлях від щита до найвіддаленішого пристрою (для розгалуженого кола — не сума гілок). Без щита або для розірваного креслення це сума трас, про що повідомляє примітка.

Вхідні дані: для електричного кола — потужність, cos φ, коефіцієнт одночасності та довжина; для щита — кабель живлення та його довжина.

Живлення підрозподільного щита в розрахунку. Якщо щит живиться від апарата іншого щита, програма перевіряє живлення двома правилами (Ib ≤ In ≤ Iz): одночасний струм підрозподільного щита (разом з його власними підрозподільними щитами) не повинен перевищувати номінальний струм апарата захисту, що живить (Живлення підрозподільного щита перевантажене), а номінальний струм захисту не повинен перевищувати допустимий струм живильного кабелю (Живильний кабель не захищено); останній розраховується за менш сприятливим способом прокладання B2. Якщо живлення не відповідає вимогам, програма повідомляє про помилку. Якщо живильний апарат — ПЗВ або головний вимикач, програма оцінює живлення відносно найближчого захисту від надструму вздовж ланцюга живлення (у батьківському розподільнику, а за його відсутності — відносно захисту на вході живлення); якщо його немає, програма попереджає, що живильний кабель не захищено від надструму. Для живлення через запобіжник gG умова суворіша (I2 ≤ 1,45 · Iz): від 16 А номінальний струм запобіжника може становити щонайбільше 0,906 допустимого струму кабелю.

Швидкі калькулятори. Якщо розрахунок потрібен не за кресленням, а лише для окремого електричного кола, у смузі Калькулятори електрика на головній сторінці (і без реєстрації) можна спробувати ті самі формули: падіння напруги, переріз проводу та автоматичний вимикач, потужність і струм, а також закон Ома, вартість енергії, компенсація реактивної потужності та оцінка матеріалів. Калькулятори — інформаційні варіанти для одного електричного кола, значення з форми можна передати за посиланням.

Основа розрахунку. Кнопка Основа розрахунку у рядку панелі вибору перерізів відкриває вікно для цього кола: звідки взято кожен вхід (задано, типове значення, з ролі кола, з креслення чи припущення), які умови (напр. мідний провідник, ізоляція ПВХ, температура навколишнього середовища, групування) і які джерела використала програма та що обмежує результат (відсутні дані). Зведений значок у заголовку показує, скільки з використаних груп значень перевірено. Потребує перевірки означає, що значення ще не пройшло фахового перегляду; це не помилка, а інформація, і вона не означає перевірки за стандартом. Відповідальність не змінюється: вікно лише робить розрахунок прозорим, за правильність вибору перерізів і відповідність стандартам, як і раніше, відповідає проєктувальник.

Інформаційний розрахунок. Таблиці допустимих струмів, формула падіння напруги та граничні значення очікують на затвердження інженером-електриком. Розрахунок не замінює відповідального розрахунку перерізів проєктувальником.

Струм короткого замикання та селективність

У вікні Живлення (сторінка проєкту, «Додаткові налаштування») можна ввести дані короткого замикання: струм КЗ у точці приєднання (Ik3), власний трансформатор (Sn, uk) або вид і номінальний струм попереднього захисту; пріоритет джерела: Ik3 > трансформатор > Ze. З них програма орієнтовно обчислює найбільший струм КЗ на шині щита (у заголовку панелі Розрахунок перерізів) і найменший (стовпець Ik min для кожного кола).

Відключна здатність: номінальна відключна здатність (Icn) автоматичного вимикача не може бути меншою за найбільший струм КЗ на шині; апарат без даних про Icn оцінити неможливо.
Живильний захист: для підщита найменший струм КЗ має бути достатнім для миттєвого спрацювання живильного автомата.
Селективність: панель Селективність дає оцінку для кожної пари попередній–наступний захист (селективно, частково, неселективно, не можна оцінити); клацання по рядку показує зони спрацювання. Нижче 0,1 с вирішує лише таблиця селективності виробника; для попереднього запобіжника gG оцінка наразі «не можна оцінити». Правило вмикається на сторінці Правила щита; аркуш КЗ у групі «Додаток із розрахунків» пакета планів друкує те саме.

Орієнтовний розрахунок. Коефіцієнти (c_max/c_min, x', ρ) і точки EN 60898-1 очікують перевірки. Функція не чинна в проєктах NEC (США).

Дані модулів із каталогу

На сторінці Дані модулів кнопка Додати відсутні дані модуля з каталогу показує в попередньому перегляді позиції прайс-листа, які можна розпізнати і які ще не мають даних модуля. Після перевірки Зберегти записує їх; наявні власні чи спільні дані не перезаписуються. Для неоднозначної позиції ти обираєш зі списку; у спільному режимі це може робити лише адміністратор.

Друк етикеток

У вигляді щита кнопка Етикетки відкриває друк етикеток у новій вкладці. Є два режими: Смуга апаратів (етикетки апаратів щита в одному ряду) і Аркуш етикеток (стандартні шаблони A4 або власний розмір; Початковою клітинкою ви продовжуєте частково використаний аркуш). Під час друку встановіть масштаб 100 % (не «За розміром сторінки») і без полів, інакше етикетки зсунуться.