4.3. Приклад розрахунку квартирної проводки

Вхідні дані. У двокімнатній квартирі, що має шість приміщень знаходяться електроприймачі, перелік яких наведений у табл. 4.1. Розрахувати переріз жил квартирної проводки та вибрати захисні апарати.

Для розроблення проекту подається план квартири з розмірами приміщень та з бажаним розташуванням електроприймачів. План і розміри квартири наведені на рис. 4.1.

Рис. 4.1. План та призначення приміщень квартири

Послідовність виконання.

1. Розбиваємо електроприймачі квартири на три групи:

- група 1: розетки кухні та розетки кімнат;

- група 2: розетки для бойлера, пральної машини та розетка загального призначення у ванній кімнаті;

- група 3: освітлення вітальні, спальні, кухні, коридору, ванної кімнати, туалету та сигналізація (дзвінок).

Принципова електрична схема електропроводки наведена на рис. 4.2.

2. Складаємо зведену таблицю електроприймачів з їхніми потужностями та розрахунковими коефіцієнтами (табл. 4.2). Значення коефіцієнтів потужності визначаємо з табл. 2.1.3.

За методикою, викладеною у параграфі 2.2, обчислюємо розрахункові потужності окремих електроприймачів та груп, а також сумарні розрахункові потужності квартири.

Установлену потужність освітлення розраховується за питомою потужністю Р_ПИТ освітлення приміщень різного призначення та їх площею F:

.

• установлена потужність освітлення вітальні площею 45 м² з питомою потужністю 25 Вт/м² дорівнює: Р_ОЗ = 45∙25 = 1125 Вт. Приймаємо 1200 Вт, два світильники по шість ламп потужністю 100 Вт у кожному.

• установлена потужність освітлення спальні площею 15 м² з питомою потужністю 20 Вт/м² дорівнює: Р_ОС = 15∙20 = 300 Вт. Світильник на три лампи потужністю по 100 Вт.

• установлена потужність освітлення кухні площею 10,5 м² з питомою потужністю 20 Вт/м² дорівнює: Р_ОК = 10,5∙20 = 210 Вт. Приймаємо 200 Вт, світильник на дві лампи потужністю по 100 Вт.

• установлена потужність освітлення ванної кімнати площею 4 м² з питомою потужністю 10 Вт/м² дорівнює: Р_ОВ = 4∙15 = 60 Вт.

• установлена потужність освітлення туалету площею 2 м² з питомою потужністю 10 Вт/м² дорівнює: Р_ОТ = 2∙15 = 30 Вт. Приймаємо 40 Вт.

• установлена потужність освітлення коридору площею 12 м² з питомою потужністю 20 Вт/м² дорівнює: Р_ОКОР = 12∙20 = 240 Вт. Приймаємо 240 Вт, два дволампові світильники потужністю ламп по 60 Вт.

• Сумарна потужність освітлення квартири:

Р_ОΣ= 1200+300+200+60+40+240=2040 Вт.

Таблиця 4.1

Перелік електроприймачів квартири

№ п/п	Назва приймача	Номінальна потужність, кВт	Розташування
1	Пральна машина	2,0	Ванна кімната
2	Бойлер	1,5	Ванна кімната
3	Освітлення	0,06	Ванна кімната
4	3 розетки на струм 6 А	0,3	Ванна кімната
5	Освітлення	2х0,1	Кухня
6	Холодильник	0,2	Кухня
7	Тостер	0,75	Кухня
8	Радіоприймач	0,15	Кухня
9	Електрочайник	1,0	Кухня
10	4 розетки на струм 6 А	0,4	Кухня
11	Кухонний комбайн	4,0	Кухня
12	Освітлення	6х0,1+6х0,1	Вітальня
13	Комп’ютер	0,8	Вітальня
14	Телевізор	0,4	Вітальня
15	7 розеток на струм 6 А	0,7	Вітальня
16	Електрокамін	2,0	Вітальня
16	Освітлення	3х0,1	Спальня
17	Телевізор	0,3	Спальня
18	4 розетки на струм 6 А	0,6	Спальня
19	3 розетки на струм 6 А	0,3	Коридор
20	Освітлення	2х0,06 + 2х0,06	Коридор
21	Освітлення	0,06	Санвузол

Рис. 4.2. Принципова електрична схема електропроводки

Таблиця 4.2.

Зведена таблиця для визначення розрахункової потужності

Електроприймачі	Встанов-лена потужність, кВт	Розрахункові коефіцієнти			Розрахункова потужність
		попиту, КП	викорис-тання, КВА	cosφ/tgφ	активна, Вт	реактивна, вар
Група 1 (розетки ванної кімнати)
Пральна машина	2,0	1,0	0,6	0,8/0,75	2000	1500
Бойлер	1,5	0,6	0,8	1,0/0	900	0
Група 2 (розетки кімнат та кухні)
Холодильник	0,2	1,0	0,5	0,95/0,329	200	65,8
Розеткова мережа	2,0	-	0,7	0,9/0,484	1400	680
Кухонний комбайн	4,0	0,3	1,0	1,0/0	1200	0
Електрокамін	2,0	0,4	1,0	0,9/0,484	800	390
Група 3 (освітлення)
Вітальня	1,2	0,8	0,8	1,0/0	768	0
Спальня	0,3	0,6	0,6	1,0/0	108	0
Кухня	0,2	1,0	0,8	1,0/0	160	0
Коридор	0,24	0,8	0,6	1,0/0	115,2	0
Ванна кімната	0,06	0,8	0.8	1,0/0	38,4	0
Туалет	0,04	0,8	0,8	1,0/0	25,6	0

Обчислення розрахункової активної потужності групових мереж і сумарної розрахункової потужності квартири:

Визначимо розрахункові потужності електроприймачів групи 1.

- пральна машина: Р_Р= 2000∙1,0=2000 Вт;

Q_Р= Р_Р∙ tgφ=2000∙0,75=1500 вар;

- бойлер: Р_Р= 1500∙0,6=900 Вт;

Q_Р= Р_Р∙ tgφ=900∙0,0=0,0 вар.

Аналогічно розраховують потужності інших груп і отримані результати заносять у табл.4.2.

• сумарна потужність приймачів групи 1:

- активна Р_Р1=2000+900=2900 Вт;

- реактивна Q_Р1=1500+0=1500 вар.

- повна ВА.

• сумарна потужність приймачів групи 2:

- активна Р_Р2=200+1400+1200+800=3600 Вт;

- реактивна Q_Р2=65,8+680+390=1135,8 вар.

- повна ВА.

• сумарна потужність приймачів групи 3:

- активна Р_Р3 = 768+108+160+115,2+38,4+25,6=1215,2 Вт;

- реактивна Q_Р3=0 вар.

- повна ВА.

• сумарна розрахункова потужність квартири:

- активна Вт;

- реактивна вар;

- повна ВА.

3. Розрахункові струми групових мереж і квартири у цілому обчислюють, виходячи з умови, що електромережа однофазна напругою 220 В:

- групи 1: А;

- групи 2: А;

- групи 3: А;

- квартири: А.

4. Приймаємо для виконання електропроводки мідний провід з поліхлорвініловою ізоляцією типу ПВ3 підвищеної гнучкості. Живлення квартири і групових мереж виконуємо за схемою TN-S, тобто прокладаємо три одножильні провідники у одній трубі: фазний, нульовий і нульовий захисний. Для вибору поперечного перерізу провідників групової мережі скористаємося значеннями розрахункових струмів І_Р і допустимими значеннями струмів І_Д навантаження для провідників певного перерізу (табл. 2.3). Поперечний переріз проводів вибираємо з умови І_Р<І_Д. Треба також врахувати, що мінімальний переріз мідного фазного і нульового провідника для групової мережі складає 1,5 мм², для мереж до групових щитків – 2,5 мм², для розподільної мережі – 4 мм². Переріз нульового захисного провідника у мережі типу TN-S дорівнює перерізу фазного провідника.

Виходячи з перелічених умов, приймаємо такі поперечні перерізи провідників:

- для групової мережі групи 1: 2,5 мм² - І_Д=17 А, І_Р1=16,47 А;

- для групової мережі групи 2: 4,0 мм² - І_Д=22 А, І_Р2=17,16 А;

- для групової мережі групи 3: 1,5 мм² - І_Д=16 А, І_Р3=5,52 А;

- для монтажу у поверховому щитку (до лічильника і від лічильника до групових автоматичних вимикачів): 4,0 мм² - І_Д=41 А, І_Р1=37,06 А. Проводи прокладені відкрито.

Для всіх вибраних перерізів виконується умова І_Р<І_Д.

Переріз нульового захисного провідника РЕ групових мереж дорівнює 2,5 мм², а у поверховому щитку – 4,0 мм².

5. Для захисту від надструмів перевантаження та струмів короткого замикання, а також захисту від ураження струмом витоку вибираємо диференційні вимикачі типу АД 12, двополюсні:

- на вводі після лічильника електроенергії (автоматичний диференційний вимикач AFD1, рис. 4.1) – диференційний автомат типу АД 12/2/40/100 з номінальним струмом 40 А і номінальним вимикальним диференційним струмом 100 мА;

- на лінії живлення електроприймачів групи 1(вимикач AFD2) – диференційний автоматичний вимикач АД 12/2/25/10 з номінальним струмом 25 А і номінальним вимикальним диференційним струмом 10 мА;

- на лінії живлення електроприймачів групи 2 (вимикач AFD3) - диференційний автоматичний вимикач АД 12/2/25/30 з номінальним струмом 25 А і номінальним вимикальним диференційним струмом 30 мА;

- на лінії живлення електроприймачів групи 3 (вимикач AFD4) - диференційний автоматичний вимикач АД 12/2/6/30 з номінальним струмом 6 А і номінальним вимикальним диференційним струмом 30 мА.

На вводі перед лічильником (вимикач роз’єднувач QS, рис. 4.1) приймаємо для встановлення вимикач роз’єднувач навантаження ВН-32, двополюсний типу ВН 32/2/40 з номінальним струмом 40 А.

Технічні характеристики вимикачів роз’єднувачів та диференційних автоматичних вимикачів наведені у додатках.

Для захисту від піків напруги у схемі електропостачання квартири встановлені обмежувачі перенапруг RU – ОПН. Піки напруги у міських електромережах можуть досягати десятків кіловольт тривалістю 8/20 мкс. Причинною їх появи можуть бути розряди блискавки чи комутаційні операції (вмикання – розмикання електричних кіл) у мережах високої і низької напруги.

ОПН – це варистори (резистори, опір яких залежить від значення прикладеної напруги) виконані з оксиду цинку ZnO. Вони мають нелінійну вольт-амперну характеристику і їх опір різко зменшується, якщо напруга перевищує номінальне значення.

ОПН встановлені:

• ОПН – 1 типу ОПС 1 класу І ( В) перед вимикачем навантаження і лічильником між лінійним проводом L і проводом PEN і захищають електропроводку та лічильник РІ від зовнішніх перенапруг;

• ОПН – 2 типу ОПС 1 класу ІІ (С) після лічильника та ПЗВ між проводами L та PE для захисту від перенапруг внутрішньо квартирного походження (робота пральних машин, газорозрядних ламп, телевізорів тощо);

• ОПН – 3 типу ОПС 1 класу ІІІ (D) після лічильника між проводами PE та N для захисту від піків перенапруги внаслідок іскри, що може виникнути між цими проводами.

На рис. 4.3. наведений план квартири з нанесеною електропроводкою. Групові мережі (групи 1, 2, 3) прокладають до поверхового розподільного щитка.

Рис. 4.3. Квартирна електропроводка на плані квартири