Корпуса распределительные

Корпуса распределительные: классификация, конструкция, применение и выбор

Корпуса распределительные (КР, также часто называемые шкафами или боксами) представляют собой основу для монтажа, защиты и безопасной эксплуатации аппаратов защиты, управления, учета и распределения электроэнергии. Их основное назначение – обеспечение безопасности персонала от поражения электрическим током и защита установленного оборудования от воздействия внешних факторов: пыли, влаги, механических повреждений, а также от несанкционированного доступа. Конструктивно корпус является несущей структурой, к которой крепятся DIN-рейки, монтажные панели, нулевые и заземляющие шины, кабельные вводы и другое вспомогательное оборудование.

Классификация по степени защиты (IP)

Одна из ключевых характеристик – индекс IP (Ingress Protection), регламентируемый стандартами ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529). Он определяет уровень защиты от проникновения твердых предметов и воды.

Классификация по материалу изготовления

• Металлические (сталь, нержавеющая сталь, алюминий): Наиболее распространенный тип. Листовая сталь (обычно 1.2-2.0 мм) с порошковым покрытием обеспечивает высокую механическую прочность, электромагнитную экранировку (важно для чувствительной электроники) и хорошую защиту от внешних воздействий. Нержавеющая сталь применяется в агрессивных средах (химическая, пищевая промышленность, мойки). Алюминиевые корпуса легче и обладают лучшей коррозионной стойкостью, но дороже.
• Пластиковые (поликарбонат, полиэстер, ABS-пластик): Основные преимущества – полная коррозионная стойкость, диэлектрические свойства (повышенная безопасность), малый вес. Применяются в условиях высокой влажности, на объектах химической промышленности, в ЖКХ, для уличного размещения счетчиков. Уступают металлу в механической прочности и стойкости к ультрафиолету (кроме специальных марок).
• Композитные материалы: Сочетают преимущества пластика и металла – прочность, легкость, коррозионная стойкость.

Конструктивные особенности и компоненты

Современный распределительный корпус – это сложное изделие, состоящее из:

• Рама (каркас): Несущая основа, определяющая жесткость всей конструкции.
• Дверь: Может быть лево- или правосторонней, сплошной или со смотровым окном. Обязательна надежная связь дверцы с заземляющей шиной корпуса. Часто оснащается замком с многоточечным запиранием.
• Задняя стенка/монтажная панель: Для крепления аппаратуры. Может быть глухой или перфорированной для вентиляции.
• DIN-рейки: Стандартные профили (Ω-образные) для быстрого монтажа модульной аппаратуры. Типы: TH35 (для автоматов, УЗО), TH75 (для клеммников), G32 (для счетчиков).
• Шины: Нулевая (N) и заземляющая (PE) шины, обычно из луженой латуни или меди, с изолированным или неизолированным креплением.
• Кабежные вводы: Перфорация или съемные заглушки для организации ввода кабелей. Могут комплектоваться сальниками, гибкими металлорукавами.
• Система вентиляции: Естественная (перфорация, жалюзи) или принудительная (вентиляторы с фильтрами). Важно обеспечить баланс между теплоотводом и степенью защиты IP.
• Вспомогательные элементы: Органайзеры для кабелей, держатели предохранителей, дополнительные монтажные планки, внутреннее освещение.

Типы корпусов по назначению и конструкции

1. Корпуса навесные (Wall-mounted)

Крепятся на вертикальную поверхность (стену, колонну). Самый распространенный тип для внутренней установки. Различаются по глубине: малой глубины (для счетчиков и ограниченного набора модулей), стандартной и увеличенной глубины (для сложной аппаратуры, преобразователей).

2. Корпуса напольные (Floor-standing)

Устанавливаются на пол или на подготовленный фундамент. Используются в качестве главных распределительных щитов (ГРЩ), вводно-распределительных устройств (ВРУ), щитов управления (ЩУ). Имеют большие габариты, часто выполняются в виде нескольких секций (отсеков) с отдельными дверями: вводной отсек, отсек автоматики, отсек низковольтных цепей.

3. Корпуса уличного исполнения

Отличаются усиленной защитой от влаги (не ниже IP54, обычно IP65), наличием антиконденсатного обогрева, солнцезащитным козырьком, специальными уплотнениями из морозостойкой резины. Материал – сталь с усиленным покрытием или атмосферостойкий пластик.

4. Модульные корпуса и боксы

Небольшие пластиковые или металлические боксы для размещения ограниченного числа модульных аппаратов (до 12-24 модулей). Используются как этажные, квартирные или локальные щитки.

5. Корпуса взрывозащищенные (Ex)

Изготавливаются по стандартам взрывозащиты (Ex d, Ex e, Ex i). Конструкция предотвращает передачу внутреннего взрыва во внешнюю среду и исключает возможность воспламенения внешней атмосферы. Имеют массивные фланцы, специальные затворы и тяжелые двери. Применяются на нефтехимических, горнодобывающих, мукомольных предприятиях.

Критерии выбора распределительного корпуса

Выбор осуществляется на основе технического задания и нормативной документации. Ключевые параметры:

• Степень защиты (IP): Определяется условиями окружающей среды.
• Габаритные размеры и внутренний объем: Должны учитывать количество и размеры устанавливаемых аппаратов с запасом 20-30% для будущей модернизации и обеспечения нормативного воздушного зазора между токоведущими частями.
• Материал: Определяется средой эксплуатации, требованиями к экранированию и механической прочности.
• Категория размещения по ГОСТ 15150: Указывает климатические условия (У3 – для умеренного климата внутри помещений, У1 – для улицы, ХЛ – для холодного климата).
• Номинальный ток и стойкость к короткому замыканию: Корпус как сборная конструкция должен выдерживать электродинамические и термические нагрузки при КЗ. Производители указывают допустимый сквозной ток КЗ (до 10-25 кА).
• Тип монтажа: Навесной или напольный.
• Цвет и эстетика: Важно для объектов с высокими требованиями к дизайну (офисы, общественные здания).

Нормативная база и стандарты

Проектирование, изготовление и монтаж корпусов регламентируется рядом документов:

• ГОСТ 32395-2013 Щитки распределительные для жилых зданий.
• ГОСТ 51321.1-2007 (МЭК 60439-1) Устройства комплектные низковольтные распределения и управления.
• ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками.
• ПУЭ (7-е издание) Главы 4.1, 1.5, 1.7.
• СП 256.1325800.2016 Электроустановки жилых и общественных зданий.

Тенденции и инновации

• Интеллектуализация: Интеграция датчиков (температуры, влажности, доступа) с возможностью удаленного мониторинга состояния щита.
• Модульность и унификация: Системы профилей (например, на основе алюминиевых профилей), позволяющие быстро собирать корпуса нестандартных размеров.
• Повышение эргономики и безопасности: Системы откидных монтажных панелей, выдвижные рамы, улучшенная маркировка, прозрачные дверцы для визуального контроля.
• Экологичность: Использование материалов, пригодных для вторичной переработки, и более стойких покрытий, увеличивающих срок службы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как правильно рассчитать необходимый размер корпуса?

Необходимо суммировать ширину всего устанавливаемого модульного оборудования в «модулях» (1 модуль = 18 мм). К полученной сумме добавить 20-30% запаса на возможное расширение и обеспечение воздушных зазоров. Учесть пространство для укладки кабелей, размещения шин и организаторов. Глубина корпуса выбирается исходя из глубины самого крупного аппарата (часто это автоматический выключатель в литом корпусе) плюс запас для изгиба кабелей. Высота должна учитывать габариты не модульного оборудования (трансформаторов, блоков питания).

В чем разница между корпусом IP54 и IP65? Какой выбрать для сырого помещения?

IP54 обеспечивает защиту от пыли (5) и от брызг воды со всех направлений (4). IP65 – полная защита от пыли (6) и защита от струй воды (5). Для сырого помещения (например, прачечная, помещение с периодической мойкой) необходим корпус IP65, так как он гарантированно выдержит прямое попадание струи воды. IP54 подойдет для помещений с просто повышенной влажностью, где прямое попадание воды исключено.

Обязательно ли заземлять металлический корпус?

Да, это обязательное требование ПУЭ (п. 1.7.61). Все токопроводящие части электрооборудования, включая корпуса, должны быть присоединены к защитному заземляющему проводнику (PE) для обеспечения защиты от поражения электрическим током при повреждении изоляции. Сопротивление контакта между дверцей и основной рамой также должно быть надежно заземлено через специальные перемычки.

Можно ли установить пластиковый корпус на производстве?

Да, но с учетом конкретных условий. Пластиковый корпус (обычно из поликарбоната) подходит для агрессивных химических сред, где металл будет корродировать, а также в помещениях с высокой влажностью. Однако необходимо оценить механические нагрузки (риск ударов), температурный режим (некоторые пластики имеют ограничения по температуре) и наличие ультрафиолетового излучения. Для зон с высоким риском механических повреждений предпочтительнее металл.

Что такое индекс IK и зачем он нужен?

Индекс IK (по ГОСТ Р МЭК 62262) – это степень защиты оболочки оборудования от механических воздействий (ударов). Он обозначает энергию удара в джоулях. Например, IK08 – защита от удара 5 Дж (эквивалентно падению массы 1.7 кг с высоты 0.3 м), IK10 – защита от удара 20 Дж. Этот параметр критически важен для корпусов, устанавливаемых в местах с возможными вандальными воздействиями, на спортивных объектах, в производственных цехах с риском падения инструмента.

Как организовать эффективную вентиляцию в герметичном корпусе (IP65)?

В полностью закрытом корпусе используется принцип косвенного теплообмена:
1. Установка внутренних вентиляторов, прогоняющих воздух внутри замкнутого объема через теплообменник-радиатор.
2. Применение кондиционеров для шкафов (шкафных охладителей) или термоэлектрических охладителей (Пельтье).
3. Монтаж теплообменников «воздух-воздух», где внутренний и внешний контуры разделены, что сохраняет степень защиты IP.
Естественная вентиляция через жалюзи в этом случае невозможна, так как нарушит герметичность.

Чем отличается корпус для ВРУ от обычного напольного?

Корпус для ВРУ (Вводно-Распределительного Устройства) – это, как правило, напольный корпус с четко структурированным внутренним пространством. Он имеет несколько изолированных отсеков: вводной отсек (для рубильников вводных, трансформаторов тока), отсек учета (для счетчиков, часто с возможностью пломбирования), отсек распределения (для групповых автоматов). Конструкция обеспечивает безопасное обслуживание, исключая доступ к токоведущим частям вводных цепей при работе с нагрузками. Обычный напольный корпус может не иметь таких строгих внутренних перегородок.