Щиты стационарные

Щиты стационарные: классификация, конструкция, применение и нормативные требования

Щиты стационарные представляют собой несущие металлические конструкции, предназначенные для установки, коммутации и защиты аппаратуры распределения и управления электроэнергией, а также для подключения к ним кабелей и шин. Их ключевая отличительная черта – стационарная установка на подготовленное место (фундамент, площадку, крепежную раму) без возможности перемещения под напряжением. Они являются основным узлом ввода, распределения и учета электроэнергии на промышленных предприятиях, в гражданском строительстве, инфраструктурных объектах.

Классификация стационарных щитов

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам, определяющим их конструктивное исполнение, назначение и степень защиты.

1. По основному назначению и функционалу

• Щиты распределительные (ЩР): Предназначены для приема и распределения электроэнергии по цепям потребителей. Содержат вводные аппараты, автоматические выключатели, УЗО, рубильники.
• Щиты управления (ЩУ): Служат для управления технологическим оборудованием (насосами, вентиляторами, конвейерами). Комплектуются устройствами плавного пуска, частотными преобразователями, реле, контроллерами, элементами сигнализации.
• Щиты автоматического ввода резерва (ЩАВР, АВР): Обеспечивают автоматическое переключение питания нагрузки с основного источника на резервный и обратно при исчезновении напряжения в основной сети.
• Щиты собственных нужд (ЩСН): Обеспечивают электроэнергией вспомогательные системы объекта (освещение, отопление, вентиляцию, цепи управления).
• Главные распределительные щиты (ГРЩ): Устанавливаются на вводе электроустановки здания или сооружения. Являются высшим звеном в иерархии распределения. Рассчитаны на большие токи (до 6300А).
• Вводно-распределительные устройства (ВРУ): Совмещают функции ввода, учета, распределения и защиты. Устанавливаются на вводе в жилые, административные здания.
• Щиты учета (ЩУр): Специализированные щиты для размещения приборов коммерческого учета электроэнергии (счетчиков, трансформаторов тока).

2. По конструкции и способу монтажа аппаратуры

• Щиты панельные (щитовые): Аппаратура монтируется на плоских панелях (щитах), которые затем собираются в единую линейку. Бывают одностороннего и двустороннего обслуживания. Типичны для ГРЩ и ЩСН большой мощности.
• Щиты ящичные (шкафы): Аппаратура монтируется внутри закрытого корпуса (шкафа). Наиболее распространенный тип для распределительных сетей до 1000В.
• Щиты пультовые: Имеют наклонную или горизонтальную пультовую часть для размещения средств управления и индикации, и шкафную часть для силовой аппаратуры.

3. По степени защиты (IP Code)

Определяет защиту от проникновения твердых предметов и воды. Выбор зависит от условий эксплуатации.

• IP20, IP21: Для сухих отапливаемых помещений (ИТП, электрощитовые). Защита от крупных частиц.
• IP31, IP41: Для помещений с повышенной запыленностью, возможностью касания инструментом.
• IP54: Наиболее распространенный класс. Защита от пыли и брызг воды. Для производственных цехов, помещений с повышенной влажностью, наружной установки под навесом.
• IP65, IP66: Пыленепроницаемые, защищенные от струй воды. Для установки вне зданий, в агрессивных средах.

4. По материалу корпуса

• Металлические (сталь, нержавеющая сталь, алюминий): Обладают высокой механической прочностью, обеспечивают электромагнитное экранирование. Требуют заземления. Сталь обычно покрывается антикоррозионным грунтом и порошковой краской.
• Пластиковые (поликарбонат, полиэстер): Легкие, коррозионностойкие, диэлектрические. Применяются для щитов учета, небольших распределительных щитков в жилом секторе.

Конструктивные особенности и комплектация

Конструкция стационарного щита определяется его назначением, но общие элементы остаются неизменными.

Основные элементы конструкции:

• Корпус/Рама: Несущая конструкция. Изготавливается из профилированной стали. Должен обладать достаточной жесткостью и стойкостью к деформациям.
• Дверь: Может быть одно- или двухстворчатой, с замком. Оборудуется смотровым окном для снятия показаний счетчиков. Обеспечивает доступ к лицевой части аппаратуры.
• Монтажная панель (рама, планка, DIN-рейка): Стандартизированный элемент (35 мм) для быстрого монтажа модульной аппаратуры (автоматов, УЗО, реле).
• Задняя стенка: Может использоваться для монтажа более габаритного оборудования (трансформаторов, клеммников).
• Боковые стенки, крыша, основание: Формируют замкнутый объем, обеспечивают степень защиты IP.
• Шинопроводы:
  • Главная заземляющая шина (ГЗШ): Медная шина с отверстиями для подключения PE- и PEN-проводников. Жестко крепится к корпусу.
  • Нулевая рабочая шина (N): Изолирована от корпуса.
  • Фазные шины (L1, L2, L3): Распределяют питание по группам автоматических выключателей. Изготавливаются из меди или алюминия с покрытием.
• Органы управления и индикации: Кнопки, переключатели, светосигнальная арматура, приборы (вольтметры, амперметры, счетчики).
• Система ввода/вывода кабелей: Перфорации с сальниками или пластинами, кабельные коробки, кабельные воронки для больших сечений.
• Система вентиляции: Естественная (перфорация) или принудительная (вентиляторы с фильтрами) для отвода тепла от аппаратуры.

Нормативная база и стандарты

Проектирование, изготовление и монтаж стационарных щитов регламентируется комплексом документов.

Область регулирования	Основные стандарты и документы	Краткое описание
Общие требования к низковольтным комплектным устройствам (НКУ)	ГОСТ IEC 61439-1-2014, ГОСТ IEC 61439-2-2014 (серия)	Определяет классификацию, характеристики, конструктивные и эксплуатационные требования, методы испытаний. Заменяет устаревший ГОСТ Р 51321.1.
Безопасность	ПУЭ 7-е издание, ТР ТС 004/2011 (ТР ТС о безопасности низковольтного оборудования)	Правила устройства электроустановок и технический регламент Таможенного союза – обязательные для исполнения документы.
Конструктивное исполнение и защита	ГОСТ 14254-2015 (степени защиты IP), ГОСТ 15150-69 (климатические исполнения)	Определяют маркировку и требования по защите от внешних воздействий.
Маркировка и обозначения	ГОСТ 2.721-74, ГОСТ Р 50462-2009 (цветовая маркировка)	Единые правила для обозначения шин, проводников (L1-коричневый, L2-черный, L3-серый, N-синий, PE-желто-зеленый).

Этапы проектирования, изготовления и монтажа

1. Проектирование и заказ

• Определение номинальных и максимальных токов, количества вводов, необходимости АВР.
• Составление однолинейной схемы с указанием всех аппаратов, их типов и номиналов.
• Выбор типа щита, степени защиты, материала корпуса.
• Разработка схемы внешних соединений (монтажной).
• Комплектация аппаратурой от надежных производителей (ABB, Schneider Electric, IEK, DEKraft и др.).
• Указание требований к шинопроводам, клеммникам, маркировке.

2. Изготовление (сборка)

• Изготовление корпуса согласно чертежам.
• Монтаж монтажных панелей, шин, клеммных колодок.
• Установка аппаратуры согласно схеме.
• Производство внутренних соединений проводом установочным с цветовой маркировкой.
• Маркировка всех элементов (аппаратов, клемм, проводов).
• Контрольная сборка и проверка механики.

3. Монтаж и ввод в эксплуатацию

• Доставка и установка щита на подготовленное основание с выверкой по уровню.
• Надежное крепление к полу, стене или раме.
• Подключение внешних кабелей. Важно: сначала подключаются заземляющие проводники к ГЗШ.
• Прозвонка цепей, проверка правильности сборки, измерение сопротивления изоляции.
• Подача напряжения, проверка работы АВР (при наличии), пофазная нагрузка.
• Составление акта ввода в эксплуатацию, передача исполнительной документации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: В чем ключевое отличие стационарного щита от переносного или передвижного?

Ответ: Стационарный щит предназначен для постоянной установки в одном месте с жестким креплением к основанию и стационарным подключением к электросети. Переносные и передвижные щиты имеют конструктивные особенности для перемещения (ручки, колеса, гибкий кабель), их аппаратура должна быть устойчива к вибрации.

Вопрос: Как правильно выбрать степень защиты IP для щита?

Ответ: Выбор зависит от среды установки:

• Сухое отапливаемое помещение (щитовая): IP20-IP31 достаточно.
• Производственный цех без пыле- и водовыделения: IP31-IP41.
• Цех с пылью, влагой, возможностью попадания брызг: IP54 обязательно.
• Установка на улице под навесом: IP54.
• Установка на улице без навеса (под прямым воздействием дождя): IP65.

Всегда стоит учитывать возможность периодической мойки помещений.

Вопрос: Обязательно ли наличие главной заземляющей шины (ГЗШ) в каждом щите?

Ответ: Согласно ПУЭ (п.1.7.119), главная заземляющая шина должна быть, как правило, в вводном устройстве (ВУ, ВРУ, ГРЩ). В распределительных щитах эта шина является повторной заземляющей шиной (ПЗШ) и также обязательна к установке. Она служит для объединения всех защитных проводников (PE) и проводников уравнивания потенциалов, подключенных к данному щиту.

Вопрос: Каковы основные ошибки при монтаже и эксплуатации стационарных щитов?

Ответ: Типичные ошибки включают:

• Недостаточное охлаждение (загромождение вентиляционных отверстий, установка в ниши без зазоров).
• Отсутствие или нечитаемая маркировка цепей и аппаратов.
• Некачественное соединение шин и проводов (недожатые клеммы, отсутствие наконечников на многопроволочных жилах).
• Нарушение порядка подключения: сначала всегда должен монтироваться и подключаться контур заземления.
• Использование аппаратуры с несоответствующими номинальными параметрами (например, вводной автомат на ток выше разрешенной мощности объекта).
• Отсутствие актуальной однолинейной схемы на внутренней стороне двери.

Вопрос: Что такое типовые испытания (TTA) по ГОСТ IEC 61439 и зачем они нужны?

Ответ: Типовые испытания (Tests for Type-Tested Assemblies, TTA) – это комплекс испытаний, проводимых изготовителем на representative-образце щита или его частей, чтобы доказать соответствие всей серии продукции требованиям стандарта. Включают проверку на стойкость к токам КЗ, превышению температуры, диэлектрическую прочность, защиту от поражения током, целостность цепей. Наличие протокола TTA от авторитетной лаборатории – признак качества и надежности изделия производителя.

Заключение

Стационарные щиты являются фундаментальным компонентом любой современной электроустановки. Их корректный выбор, основанный на глубоком понимании классификации, конструктивных особенностей и нормативных требований, прямо влияет на безопасность, надежность и эффективность системы электроснабжения в целом. Проектирование и комплектацию следует доверять квалифицированным специалистам, а изготовение – проверенным производителям, обеспечивающим соответствие международным и национальным стандартам. Регулярное техническое обслуживание, включающее визуальный осмотр, подтяжку соединений и проверку срабатывания защит, является обязательным условием для многолетней безаварийной эксплуатации стационарных щитов любого уровня сложности.