Корпуса вводные: классификация, конструкция, применение и монтаж
Корпус вводный (КВ) представляет собой специализированное низковольтное распределительное устройство, предназначенное для приема, учета и распределения электроэнергии от внешней питающей сети к внутренним потребительским сетям. Это ключевой элемент вводно-распределительного устройства (ВРУ), устанавливаемый на границе балансовой принадлежности электрических сетей. Основные функции включают: защиту вводных линий от перегрузок и коротких замыканий, организацию коммерческого учета электроэнергии, безопасное распределение мощности по группам потребителей, а также обеспечение защиты от поражения электрическим током.
Классификация и типы корпусов вводных
Корпуса вводных систематизируются по ряду ключевых параметров, определяющих их конструктивное исполнение и область применения.
1. По материалу изготовления:
- Металлические (стальные, реже алюминиевые): Наиболее распространенный тип. Отличаются высокой механической прочностью, стойкостью к возгоранию, хорошими экранирующими свойствами. Требуют обязательного заземления. Могут быть выполнены из холоднокатаной стали с порошковым покрытием для защиты от коррозии или из оцинкованной стали.
- Пластиковые (поликарбонат, полиэстер, ABS-пластик): Обладают высокой коррозионной стойкостью, малым весом, диэлектрическими свойствами (не требуют дополнительного заземления корпуса). Современные материалы обеспечивают стойкость к УФ-излучению и широкому температурному диапазону. Часто применяются в жилищном строительстве для этажных щитов и в условиях повышенной влажности.
- Навесные: Крепятся на вертикальные строительные конструкции (стены, колонны) с помощью винтов, дюбелей или анкеров.
- Встраиваемые: Устанавливаются в предварительно подготовленные ниши в стенах. Требуют точного соблюдения габаритных размеров ниши. Лицевая панель обычно находится в плоскости стены.
- Напольные (стационарные): Имеют собственное основание (раму, цоколь) и устанавливаются непосредственно на пол. Характерны для мощных ВРУ промышленных объектов.
- С одним вводом: Классическая схема для объектов с одним источником питания (жилые дома, малые предприятия).
- С двумя и более вводами (АВР): Оснащаются устройствами автоматического или ручного включения резерва (АВР/РВР) для переключения между основным и резервным источниками питания. Критически важны для объектов I и II категории надежности электроснабжения.
- Вводные коммутационно-защитные аппараты: Рубильники (с предохранителями или без), автоматические выключатели в литом корпусе (ВА) или воздушные автоматические выключатели (АВ) на номинальные токи от 25 до 630 А и более.
- Устройства учета электроэнергии: Счетчики электроэнергии (индукционные или электронные), устанавливаемые в специальные отсеки, часто с прозрачными окнами для снятия показаний. Могут быть одно- или трехфазными.
- Групповые автоматические выключатели: Распределяют электроэнергию по конечным потребителям или группам (освещение, розетки, силовое оборудование).
- Шины: Нулевая рабочая (N), нулевая защитная (PE) и фазные шины. Обеспечивают разветвленное и надежное соединение проводников.
- Приборы контроля и управления: Вольтметры, амперметры, переключатели режимов, сигнальные лампы.
- Система внутренних соединений: Провода и кабели с цветовой маркировкой, соответствующие сечениям и токам нагрузки.
- Дверь с замком: Обеспечивает защиту от несанкционированного доступа и безопасность обслуживающего персонала. Может иметь уплотнители для достижения высокой степени защиты IP.
- ГОСТ Р 51778-2001 (МЭК 60439-1-92): Щиты распределительные на напряжение до 1000 В. Общие технические условия.
- ГОСТ 32395-2013: Щитки распределительные для жилых зданий. Общие технические условия.
- ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), 7-е издание: Главы 1.5, 4.1, 7.1 – определяют требования к вводным устройствам, учету, защите и селективности.
- СП 256.1325800.2016: Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа.
- ТР ТС 004/2011: Технический регламент Таможенного союза «О безопасности низковольтного оборудования».
- Крепление корпуса на проектное место с соблюдением уровней и отступов.
- Монтаж внутренних элементов на панель или DIN-рейки согласно схеме.
- Прокладка и подключение внутренних проводов с соблюдением цветовой маркировки и требований к сечениям.
- Подключение вводных и отходящих кабелей через герметичные вводы (сальники).
- Заземление корпуса (для металлических исполнений).
- Проверка механических соединений, качества изоляции, правильности схемы подключения.
- Пломбирование счетчика и, при необходимости, вводного аппарата представителем энергоснабжающей организации.
2. По степени защиты (по ГОСТ IEC 60529-2014 / IP Code):
| Степень защиты (IP) | Расшифровка | Типовые области применения |
|---|---|---|
| IP20, IP30 | Защита от проникновения твердых тел диаметром >12.5 мм (IP2X) и >2.5 мм (IP3X). Защита от воды отсутствует. | Внутренние сухие и отапливаемые помещения (подъезды, электрощитовые, цеха с нормальной средой). |
| IP41, IP54 | Защита от проникновения проволоки >1.0 мм и твердых частиц >1.0 мм (IP4X). Защита от брызг воды со всех направлений (IPX4) или от пыли в ограниченном количестве и брызг со всех направлений (IP5X, IPX4). | Промышленные цеха с повышенной запыленностью и влажностью, неотапливаемые технические помещения. |
| IP65, IP66 | Пыленепроницаемый корпус (IP6X). Защита от струй воды (IPX5) или сильных струй воды (IPX6). | Наружная установка, помещения с мойкой, объекты с высоким уровнем пыли и влаги. |
| IP67, IP68 | Защита от временного (IPX7) или продолжительного (IPX8) погружения в воду. | Специальные применения (подземные колодцы, зоны возможного подтопления). |
3. По способу монтажа и установки:
4. По количеству вводов:
Конструктивные элементы и компоновка
Типичный корпус вводный представляет собой шкаф или ящик, внутри которого на монтажной панели (плите) или DIN-рейках установлено следующее оборудование:
Нормативная база и основные требования
Проектирование, изготовление и монтаж корпусов вводных регламентируется комплексом нормативных документов:
Ключевые требования: механическая и термическая стойкость, электробезопасность (защита от прямого и косвенного прикосновения), пожарная безопасность, устойчивость к климатическим воздействиям, четкая маркировка всех элементов и цепей.
Особенности выбора и проектирования
Выбор конкретного типа и исполнения корпуса вводного осуществляется на основе технического задания и проекта. Основные критерии:
| Критерий | Параметры для анализа |
|---|---|
| Номинальное напряжение и частота | ~230/400 В, 50 Гц (РФ). |
| Количество фаз | Однофазный (для малых мощностей), трехфазный (для большинства объектов). |
| Расчетный ток ввода | Определяется нагрузкой объекта с учетом коэффициента спроса и перспективы развития. Выбор аппаратов защиты и сечения кабелей ведется по этому току. |
| Схема системы заземления | TN-C, TN-S, TN-C-S, TT. Определяет необходимость и способ разделения шин N и PE, наличие УЗО на вводе. |
| Количество отходящих групповых линий | Определяет внутреннюю компоновку, количество модульных мест, размер корпуса. |
| Тип и класс точности счетчика | В соответствии с требованиями энергоснабжающей организации (обычно не ниже 1.0 или 0.5S). |
| Условия окружающей среды | Температура, влажность, наличие пыли, воды, химически активных веществ. Определяет материал корпуса и степень защиты IP. |
| Требования к селективности | Координация характеристик вводного и групповых автоматов для отключения только аварийной линии. |
| Необходимость резервирования (АВР) | Наличие второго независимого ввода и логики переключения. |
Типовые схемы включения
Схема 1. Однофазный ввод для маломощных объектов: Вводной двухполюсный автомат -> Счетчик -> Групповые однополюсные автоматы. Шины N и PE разделены (система TN-S или TN-C-S).
Схема 2. Трехфазный ввод без АВР: Трех- или четырехполюсный вводной автомат (или рубильник с предохранителями) -> Трехфазный счетчик -> Групповые автоматы (одно- и трехполюсные).
Схема 3. Трехфазный ввод с АВР на двух источниках: Два вводных аппарата, блок АВР (релейный или на микроконтроллере), общий переключающий элемент (контакторы, автоматические выключатели с моторным приводом). Обеспечивает бесперебойное питание ответственных потребителей.
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Монтаж должен выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением ПТБ и ПУЭ. Основные этапы:
Эксплуатация включает визуальный осмотр, контроль показаний счетчиков, проверку срабатывания защит. Плановое техническое обслуживание предполагает подтяжку соединений, очистку от пыли, проверку работоспособности механизмов коммутационных аппаратов и УЗО.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между корпусом вводным (КВ) и вводно-распределительным устройством (ВРУ)?
Корпус вводный (КВ) — это, как правило, один шкаф, в котором сосредоточены вводные аппараты, узел учета и, часто, часть групповых автоматов. ВРУ — это более крупная сборка, которая может состоять из нескольких соединенных между собой шкафов или панелей (вводная, учетная, распределительная, линейная). КВ можно рассматривать как компактный вариант ВРУ для объектов малой и средней мощности.
2. Можно ли установить счетчик в корпусе с IP20 в неотапливаемом гараже?
Нет, это нарушение условий эксплуатации счетчика. Большинство электронных счетчиков рассчитаны на работу при температурах от 0°C до +40°C или от -20°C до +60°C (уточняется в паспорте). В неотапливаемом помещении возможны конденсация влаги и выход за температурный диапазон. Необходим корпус с соответствующей степенью защиты (не ниже IP54) и, возможно, внутренний подогрев.
3. Обязательно ли разделять нулевую рабочую (N) и защитную (PE) шину в корпусе вводном?
Да, это обязательное требование для систем заземления TN-S и TN-C-S начиная с точки разделения (обычно в ВРУ/КВ). В системе TN-C-S в корпус вводный приходит объединенный PEN-проводник, который должен быть разделен на независимые шины N и PE, соединенные между собой только в точке разделения. Далее их соединение недопустимо.
4. Как выбрать номинальный ток вводного автоматического выключателя относительно тока счетчика?
Номинальный ток вводного автомата должен быть меньше или равен максимальному току счетчика, но больше или равен расчетному току нагрузки объекта. Например, при расчетном токе 45А и счетчике 5-60А можно установить вводной автомат на 50А. Это защитит счетчик от перегрузки по току.
5. Что такое «пакетная поставка» корпуса вводного?
Это поставка корпуса с уже полностью смонтированным и подключенным внутренним оборудованием, готового к установке на объекте и подключению вводных/отходящих кабелей. Противоположность — поставка «пустого» корпуса и комплекта аппаратов отдельно, что требует сборки на месте. Пакетная поставка обеспечивает высокое качество сборки в заводских условиях и сокращает сроки монтажа.
6. Нужно ли устанавливать УЗО на вводе в корпус вводный?
Установка вводного УЗО (противопожарного, с током срабатывания 100-300 мА) рекомендуется ПУЭ для повышения общей пожарной безопасности электроустановки. Однако, его установка может привести к неселективному отключению всей объекта при утечке в любой из групповых линий. Поэтому чаще применяется схема: вводной автомат -> счетчик -> противопожарное УЗО (селективное, с выдержкой времени) -> групповые УЗО (на 10-30 мА) на отходящих линиях. Это обеспечивает и селективность, и противопожарную защиту.
7. Каковы требования к размещению корпуса вводного в многоквартирном доме?
Согласно СП 256.1325800.2016, ВРУ (КВ) жилого здания должно располагаться в специальном электрощитовом помещении на первом, цокольном или техническом этаже, доступном для обслуживающего персонала, но не под жилыми квартирами, санузлами, ванными комнатами. Запрещена установка в подвалах, подверженных затоплению. Помещение должно иметь естественную вентиляцию, освещение и двери, открывающиеся наружу.