Корпуса для распределения электроэнергии

Корпуса для распределения электроэнергии: классификация, конструкция, выбор и применение

Корпуса для распределения электроэнергии (распределительные шкафы, щиты, боксы) являются фундаментальным компонентом любой электрической системы. Их основное назначение – обеспечение безопасной и надежной установки аппаратов защиты, управления и учета, защита персонала от поражения электрическим током, а также защита внутреннего оборудования от воздействия внешних факторов. Конструкция, материал и степень защиты корпуса напрямую влияют на функциональность, долговечность и безопасность всей распределительной системы.

Классификация по материалу изготовления

Выбор материала определяет механическую прочность, коррозионную стойкость, вес, стоимость и область применения корпуса.

• Металлические (стальные, из нержавеющей стали, алюминиевые): Наиболее распространенный тип. Листовая сталь (обычно холоднокатаная) с порошковым покрытием обеспечивает высокую механическую прочность и защиту от электромагнитных помех (экранирование). Нержавеющая сталь применяется в условиях агрессивных сред (химическая, пищевая промышленность, морской климат). Алюминиевые корпуса легче стальных и обладают хорошей коррозионной стойкостью без дополнительного покрытия.
• Пластиковые (поликарбонат, полиэстер, ABS-пластик): Обладают высоким сопротивлением изоляции, не подвержены коррозии, легкие. Применяются для навесных и встраиваемых щитов внутри помещений, в слабоагрессивных средах. Современные технополимеры обеспечивают хорошую ударную стойкость и устойчивость к УФ-излучению для уличного исполнения.
• Композитные материалы: Сочетают преимущества металла и пластика (например, металлический каркас с полимерным кожухом). Обеспечивают высокую прочность, стойкость к коррозии и диэлектрические свойства.

Классификация по степени защиты (IP/IК)

Код IP (Ingress Protection) – международная классификация защиты оболочки от проникновения твердых предметов и воды. Это ключевой параметр при выборе.

Расшифровка кода IP (наиболее распространенные классы для корпусов)

Первая цифра (твердые тела)	Вторая цифра (жидкости)	Типовое применение
2 (IP2X) – Защита от пальцев и предметов >12,5 мм	3 (IPX3) – Защита от дождя (брызги под углом 60°)	Щиты внутри сухих помещений с ограниченным доступом.
4 (IP4X) – Защита от инструментов, проволоки >1 мм	4 (IPX4) – Защита от брызг со всех направлений	Производственные цеха с повышенной влажностью.
5 (IP5X) – Частичная защита от пыли	5 (IPX5) – Защита от струй воды	Промышленные зоны, мойки.
6 (IP6X) – Полная защита от пыли	6 (IPX6) – Защита от сильных струй воды	Наружная установка, подверженная прямому воздействию погоды.
6 (IP6X) – Полная защита от пыли	7 (IPX7) – Защита при кратковременном погружении (до 1 м)	Подземная установка, возможный контакт с водой.
6 (IP6X) – Полная защита от пыли	8 (IPX8) – Герметичные, для постоянного погружения	Специальные применения (подводные).

Дополнительно используется код IK (степень защиты от механических ударов). Например, IK08 (5 Дж) – защита от ударов средней силы, IK10 (20 Дж) – высокая ударная стойкость.

Классификация по способу и месту установки

• Навесные: Крепятся на вертикальную поверхность (стену, колонну). Наиболее распространенный тип для внутренней установки.
• Встраиваемые: Монтируются в предварительно подготовленную нишу в стене. Обеспечивают эстетичный вид, не выступая за плоскость стены.
• Напольные (стационарные): Устанавливаются непосредственно на пол или фундамент. Имеют большие габариты, используются как главные распределительные щиты (ГРЩ), вводно-распределительные устройства (ВРУ).
• Уличного исполнения: Имеют усиленную защиту (не ниже IP54, обычно IP65), антиконденсатный обогрев, специальные уплотнения, козырьки от солнца. Материал – сталь с усиленным покрытием или атмосферостойкий пластик.

Конструктивные элементы и комплектация

Современный распределительный корпус – это сложное изделие, состоящее из:

• Рама (каркас): Несущая конструкция, определяющая жесткость всего шкафа. Изготавливается из профилированной стали или алюминия.
• Дверь: Может быть одно- или двухпольной, с левым или правым открыванием. Оснащается замком (механическим или смотровым) и уплотнителем по периметру. Часто имеет прозрачное окно для визуального контроля без открывания.
• Боковые и задние стенки, крыша: Могут быть съемными для облегчения монтажа.
• Монтажная панель (плата): Вертикальная или горизонтальная панель внутри корпуса для установки модульной аппаратуры (автоматические выключатели, УЗО, контакторы). Часто имеет перфорацию по стандарту DIN для удобного крепления.
• Нулевая (N) и заземляющая (PE) шины: Медные или меднолуженые шины на изоляторах для организации нулевых и защитных проводников.
• Кабежные вводы: Перфорации с заглушками или штатные места для установки сальников, кабельных gland. Могут располагаться сверху, снизу или сбоку.
• Система организации кабелей: Кабельные держатели, короба, стяжки, обеспечивающие аккуратный монтаж и разделение силовых и слаботочных цепей.
• Вентиляция: Естественная (перфорация с фильтрами) или принудительная (вентиляторы с терморегулятором). Для пыльных сред возможна система обогрева с термостатом для борьбы с конденсатом.

Нормативная база и стандарты

Проектирование и производство корпусов регламентируется рядом стандартов:

• ГОСТ Р МЭК 62208-2019 / МЭК 62208:2011: «Корпуса для низковольтной распределительной аппаратуры. Пустые корпуса. Общие требования». Основополагающий стандарт, определяющий требования к конструкции, материалам, защите, маркировке и испытаниям.
• ГОСТ Р 51321.1-2007 (МЭК 60439-1): «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления». Касается сборных распределительных устройств в сборе.
• ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529): «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)».
• Серия стандартов IEC 61439-1, -2: Низковольтные комплектные устройства распределения и управления.

Критерии выбора корпуса

Выбор осуществляется на основе технического задания и проекта. Основные этапы:

1. Определение назначения и места установки: Внутри/снаружи помещения, производственная среда (запыленность, агрессивные пары, температура).
2. Расчет размеров и монтажного пространства: Необходимо учесть количество и габариты устанавливаемой аппаратуры, требуемое пространство для изгиба кабелей, вентиляционные зазоры. Рекомендуется запас не менее 20-30% для возможной модернизации.
3. Выбор степени защиты (IP/IК): На основе анализа условий окружающей среды.
4. Выбор материала: Сталь – для большинства промышленных задач, пластик – для жилого сектора и слабоагрессивных сред, нержавеющая сталь – для особых условий.
5. Конструктивные особенности: Тип двери, наличие окон, тип замка, цвет (RAL), необходимость в обогреве, вентиляции, дополнительных аксессуарах (полки, направляющие).
6. Эргономика и безопасность: Удобство монтажа и обслуживания, наличие четкой маркировки, заземляющих элементов, блокировок.

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечной и безопасной работы.

• Установка: Корпус должен быть надежно закреплен на ровной, несущей поверхности. Для напольных шкафов обязательна фиксация к фундаменту анкерными болтами. Необходимо обеспечить свободный доступ для обслуживания.
• Защитное заземление: Корпус должен быть подключен к контуру защитного заземления. Сопротивление соединения должно соответствовать требованиям ПУЭ.
• Кабельные вводы: После прокладки кабелей все неиспользуемые отверстия должны быть закрыты заглушками для сохранения степени защиты. Кабели должны быть зафиксированы.
• Обслуживание: Плановый осмотр включает проверку целостности корпуса, состояния уплотнителей, отсутствие коррозии, чистоту вентиляционных решеток, надежность электрических соединений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается шкаф от щита и бокса?

Термины часто используются как синонимы, но есть нюансы. Шкаф – обычно крупногабаритное напольное или навесное изделие для сложных распределительных систем (ГРЩ, ЩР). Щит – может быть как шкафом, так и меньшим по размеру изделием (щит учета, этажный щит). Бокс – компактный корпус, часто пластиковый, для установки ограниченного количества модулей (квартирный бокс, бокс для уличного освещения).

Как правильно выбрать степень защиты IP для улицы?

Для уличной установки, без прямого воздействия струй воды (под навесом, у стены здания), достаточно IP54. Для установки на открытом пространстве, где возможен косой дождь и сильный ветер с пылью, необходим минимум IP65. Если корпус может подвергаться мойке под давлением, требуется IP66/IP67.

Нужен ли обогрев в металлическом шкафу на улице?

Да, в большинстве случаев нужен. Перепады температуры приводят к выпадению конденсата внутри корпуса, что вызывает коррозию и снижение сопротивления изоляции. Установка маломощного нагревателя с термостатом (поддерживающего температуру на 5-10°C выше окружающей) решает эту проблему.

Можно ли самостоятельно дорабатывать корпус (сверлить отверстия)?

Сверление отверстий после покупки корпуса допустимо только в исключительных случаях и должно выполняться аккуратно, с последующей обработкой кромок и установкой соответствующих сальников для сохранения степени защиты. Однако это может нарушить целостность покрытия и привести к коррозии. Лучше заказывать корпус с заводской перфорацией в нужных местах.

Как рассчитать необходимый размер (габариты) корпуса?

Расчет ведется по количеству модулей (1 модуль = 17.5 мм) для аппаратуры DIN-стандарта. Необходимо суммировать модули всех устройств, добавить место для шин, кабельных наконечников и запаса на охлаждение. Также учитывается глубина: самая глубокая аппаратура + пространство для изгиба кабелей (минимум 2-3 радиуса изгиба) + место для укладки кабелей сзади.

В чем преимущество корпусов со степенью защиты IP65 перед IP54 при внутренней установке?

IP65 обеспечивает полную защиту от пыли (пыленепроницаемость), в то время как IP54 – только от попадания пыли в количестве, не нарушающем работу оборудования. В пыльных производственных помещениях (деревообработка, мукомольное производство) IP65 значительно увеличивает срок службы аппаратуры, предотвращая накопление пыли на токоведущих частях и контактах.

Требуется ли сертификация на пустые корпуса?

Согласно техническому регламенту Таможенного союза (ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования»), пустые корпуса, не содержащие аппаратуры, не подлежат обязательной сертификации. Однако добровольная сертификация на соответствие ГОСТ Р МЭК 62208 является признаком качества производителя. Собранные распределительные устройства (щиты) подлежат обязательной оценке соответствия.