Цепи DIN

Цепи DIN: стандартизация, конструкция, применение и выбор

Цепи DIN (Deutsche Industrie Norm) представляют собой стандартизированные кабельные цепи, предназначенные для фиксированной прокладки в электроустановках, распределительных щитах, системах автоматизации и машиностроении. Их основная функция – передача электроэнергии и сигналов в условиях жестких требований к надежности, безопасности и компактности. Стандартизация по DIN, VDE и международным аналогам (в частности, МЭК) обеспечивает унификацию размеров, электрических характеристик и требований к безопасности, что критически важно для проектирования, монтажа и обслуживания сложных электротехнических систем.

Стандарты и нормативная база

Конструкция и применение цепей DIN регламентируется рядом ключевых стандартов, которые определяют геометрические параметры, материалы, электрические и механические характеристики.

• DIN EN 60715 (ранее DIN 46277): Фундаментальный стандарт, определяющий размеры и конструкцию монтажных реек (рейок DIN) для установки электрооборудования. Именно к этому стандарту привязаны размеры цепей.
• DIN EN 61084 (VDE 0605): Серия стандартов, непосредственно регламентирующая системы кабельных каналов и цепей, включая требования к материалам, конструктивному исполнению, степени защиты (IP), огнестойкости и методам испытаний.
• VDE 0298-4: Стандарт, определяющий правила выбора сечений проводников в зависимости от способа прокладки и условий эксплуатации, что напрямую применяется к расчету нагрузочной способности цепей DIN.
• ГОСТ Р МЭК 60715, ГОСТ Р МЭК 61084: Российские национальные стандарты, гармонизированные с международными, обеспечивающие соответствие продукции, поставляемой на рынок.

Конструкция и основные компоненты

Цепь DIN – это модульная система, состоящая из нескольких базовых элементов.

1. Профиль (корпус)

Изготавливается методом холодной прокатки из стальной оцинкованной ленты, алюминия или нержавеющей стали (для агрессивных сред). Профиль имеет П-образную форму с перфорацией или без нее. Перфорация (отверстия по всей длине) служит для облегчения крепления цепи к конструкции, улучшения теплоотвода и вентиляции. Сплошной профиль обеспечивает более высокую механическую прочность и степень защиты от пыли. Внутреннее пространство профиля разделено перегородками на секции (каналы) для раздельной прокладки силовых, управляющих и слаботочных кабелей, что минимизирует электромагнитные помехи.

2. Крышка

Защелкивающаяся или винтовая крышка, обычно из того же материала, что и профиль, или из прозрачного пластика (для визуального контроля). Обеспечивает защиту кабелей от механических повреждений, пыли и случайного прикосновения. Защелкивающиеся крышки позволяют осуществлять быстрый монтаж и доступ к кабелям.

3. Вспомогательные элементы

• Крепежные элементы: Кронштейны, подвесы, шпильки для монтажа цепи на стены, потолок, стойки или внутри шкафов.
• Внутренние разделители: Съемные перегородки для организации кабелей внутри одного канала.
• Заглушки, углы, тройники, ответвительные коробки: Формируют разветвленную трассу, позволяют создавать сложные конфигурации.
• Маркировочные бирки и держатели: Для идентификации цепей и кабелей.

Классификация и типоразмеры

Цепи DIN классифицируются по нескольким ключевым параметрам.

По типу профиля (ширине монтажной рейки):

• Цепь для рейки DIN 35 (35 мм): Наиболее распространенный тип. Ширина профиля обычно кратна 17.5 мм или 25 мм (половина и кратная единица от 35). Примеры типоразмеров: 50×50, 60×60, 80×60, 100×80 (Высота x Ширина в мм).
• Цепь для рейки DIN 15 (15 мм): Используется для прокладки небольшого количества слаботочных или контрольных кабелей в стесненных условиях (например, в малогабаритных шкафах).
• Цепь для рейки DIN 32 (32 мм): Применяется реже, в основном в специфическом оборудовании.

По конструкции:

• Открытые (перфорированные): Серии «K», «KS». Наибольшая популярность благодаря легкости, вентиляции и удобству крепления.
• Закрытые (сплошные): Серии «V», «VS». Обеспечивают защиту от пыли и брызг (обычно до IP40-IP54).
• Лестничного типа: Для прокладки тяжелых кабелей большого сечения на большие расстояния, часто в промышленных цехах. Имеют высокую механическую прочность.

Ключевые технические характеристики

Таблица 1: Основные параметры для выбора цепи DIN

Параметр	Описание и единицы измерения	Влияние на выбор
Внутренние размеры (H x W)	Высота и ширина внутреннего пространства в миллиметрах (мм). Определяет доступное сечение для кабелей.	Основной параметр. Должен обеспечивать размещение всех кабелей с учетом коэффициента заполнения (обычно 40-50% для силовых, до 70% для контрольных).
Полезная площадь сечения	Суммарная площадь поперечного сечения всех внутренних каналов в квадратных миллиметрах (мм²).	Используется для расчета допустимого количества и сечения прокладываемых кабелей.
Толщина материала	Толщина стенок профиля и крышки в миллиметрах (мм).	Влияет на механическую прочность (прогиб), устойчивость к ударам и долговечность. Стандартные значения: 0.8 мм, 1.0 мм, 1.2 мм.
Степень защиты (IP)	Код по IEC 60529 (например, IP20, IP40, IP54).	IP20 – для сухих помещений, щитов. IP40 – защита от частиц >1 мм. IP54 – защита от пыли и брызг со всех направлений.
Стойкость к УФ-излучению	Материал крышки (особенно пластиковой).	Критично для прокладки на открытом воздухе. Требуется специальный UV-стабилизированный пластик.
Огнестойкость	Категория по воспламеняемости и дымообразованию.	Для общественных зданий, тоннелей, метро требуются цепи с низким дымо- и газовыделением, нераспространяющие горение (например, соответствие стандарту IEC 60332).
Допустимая нагрузка	Распределенная нагрузка в килограммах на метр (кг/м) или сосредоточенная нагрузка в килограммах (кг).	Определяет максимальный вес кабелей, который может выдержать цепь на заданном расстоянии между опорами.

Расчет и проектирование трасс

Проектирование кабельной трассы с использованием цепей DIN включает несколько обязательных этапов.

1. Определение номенклатуры и сечения кабелей: Составляется полный перечень всех силовых, управляющих и сигнальных кабелей, подлежащих прокладке в одной трассе, с указанием их наружных диаметров.
2. Расчет суммарного заполнения: Суммарная площадь поперечного сечения всех кабелей делится на полезную площадь сечения цепи. Коэффициент заполнения не должен превышать:
   • 40-50% – для силовых кабелей (обеспечивает теплоотвод).
   • 50-70% – для контрольных и слаботочных кабелей.

   Также необходимо учитывать «запас на будущее» (обычно 15-20%).

3. Проверка по нагрузочной способности (токовой нагрузке): Прокладка нескольких кабелей в одном канале приводит к взаимному нагреву и требует снижения их допустимой токовой нагрузки. Необходимо использовать поправочные коэффициенты (коэффициенты группового прокладывания) согласно ПУЭ, ГОСТ Р 50571 или IEC 60364. Для силовых кабелей это часто является определяющим фактором при выборе размеров цепи.
4. Расчет механической прочности: На основе веса кабелей на погонный метр выбирается шаг между точками крепления цепи к конструкции. Производители цепей предоставляют графики или таблицы зависимости «прогиб/шаг опор/нагрузка».
5. Разделение цепей: Согласно требованиям ЭМС и безопасности, силовые кабели (особенно на напряжение выше 48В и переменного тока) должны быть отделены от слаботочных и сигнальных кабелей. Для этого используются цепи с внутренними перегородками или несколько отдельных цепей, установленных с зазором.

Области применения

• Распределительные щиты и шкафы управления (Low Voltage Switchgear): Организация внутренней разводки, подключение модульной аппаратуры (автоматических выключателей, УЗО, контакторов, реле) к клеммным колодкам и между собой.
• Промышленные линии и машиностроение (Industrial Machinery): Прокладка кабелей к двигателям, датчикам, приводам, панелям оператора на станках, конвейерах, роботизированных комплексах. Цепи обеспечивают защиту от масла, охлаждающей эмульсии, металлической стружки.
• Системы автоматизации зданий (Building Automation Systems, BAS): Монтаж кабелей систем освещения, вентиляции, кондиционирования, безопасности, пожарной сигнализации.
• Энергетика и инфраструктура: Прокладка вторичных цепей релейной защиты и автоматики (РЗА) на подстанциях, кабелей связи и контроля в тоннелях, на мостах.
• Транспортное машиностроение: Электропроводка в вагонах метро, электропоездах, трамваях.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими способами прокладки

Преимущества:

• Гибкость и адаптируемость: Легко модифицировать, добавлять или заменять кабели без демонтажа всей трассы.
• Защита кабелей: Механическая защита от ударов, истирания, ультрафиолета (в зависимости от исполнения).
• Эстетичный и профессиональный вид: Упорядоченная, аккуратная прокладка.
• Электромагнитная совместимость (ЭМС): Возможность разделения силовых и слаботочных цепей.
• Безопасность: Защита от случайного прикосновения, изоляция от металлических конструкций.
• Скорость монтажа: Быстрая укладка кабелей и фиксация крышки по сравнению с жесткими трубами (металлорукавами).

Недостатки:

• Стоимость: Выше, чем у открытой прокладки на лотках или клипсах.
• Требует расчета: Неправильный выбор размера или переполнение ведет к перегреву кабелей.
• Ограниченная стойкость к внешним воздействиям: По сравнению с герметичными трубами, даже цепи IP54 не предназначены для продолжительного воздействия струй воды или погружения.
• Занимаемое пространство: Требует больше места, чем плоские кабельные системы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как правильно выбрать размер цепи DIN?

Выбор осуществляется по трем основным критериям, и окончательный размер принимается по наибольшему результату:
1. По заполнению: Рассчитайте суммарную площадь сечения всех кабелей (по наружному диаметру) и разделите на полезную площадь цепи. Коэффициент заполнения должен быть в пределах 0.4-0.7.
2. По нагрузочной способности кабелей: Для силовых линий определите поправочный коэффициент для групповой прокладки (обычно он снижает допустимый ток на 10-30%). Убедитесь, что кабель с учетом этого коэффициента все еще выдерживает рабочий ток. Иногда для обеспечения теплоотвода требуется цепь большего размера.
3. По механической нагрузке: Убедитесь, что выбранная цепь с планируемым шагом опор выдержит вес кабелей без чрезмерного провисания (<20 мм на 1 м обычно).

2. Можно ли смешивать кабели разного назначения в одной цепи?

Допускается, но с жесткими ограничениями. Силовые кабели на напряжение выше 48 В и слаботочные (сигнальные, Ethernet, аналоговые датчики) должны быть разделены. Минимальное требование – прокладка в разных секциях (каналах), разделенных металлической перегородкой, которая выполняет функцию экрана. Предпочтительный и более правильный с точки зрения ЭМС вариант – использование отдельных цепей, установленных на расстоянии не менее 100-200 мм друг от друга.

3. Какая разница между цепью на 35 мм и на 15 мм?

Основное отличие – ширина монтажной рейки, к которой крепится цепь, и, как следствие, общие габариты и емкость.
— DIN 35: Универсальный, самый распространенный тип. Широкий выбор типоразмеров (от 25×25 до 200×100 и более). Используется для прокладки любых кабелей в шкафах, по стенам, в машинных отделениях.
— DIN 15: Узкопрофильный, для стесненных условий внутри малогабаритных шкафов или панелей. Предназначен в основном для слаботочных и контрольных кабелей малого диаметра. Имеет меньшую механическую прочность и полезную площадь.

4. Как крепить цепь к стене или в шкафу?

Для крепления используются:
— Кронштейны (уголки) с перфорацией: Крепятся к стене дюбелями или саморезами, к ним привинчивается цепь.
— Шпильки М8-М12 с набором гаек и шайб: Для подвеса цепи к потолку или ферме. Цепь «нанизывается» на шпильку через монтажное отверстие в днище.
— Специальные защелкивающиеся клипсы на рейку DIN: Для быстрого монтажа цепи непосредственно на стандартную монтажную рейку внутри шкафа. Шаг опор зависит от нагрузки и жесткости цепи, обычно составляет от 0.5 до 1.5 метра.

5. Требуется ли заземление цепи DIN?

Да, обязательно. Металлический корпус цепи должен быть надежно заземлен (занулен) в соответствии с требованиями ПУЭ (Глава 1.7). Это необходимо для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции кабеля и его контакта с корпусом. Заземление осуществляется подключением защитного проводника (PE) к специальному заземляющему зажиму на цепи, который обеспечивает электрическую непрерывность по всей длине трассы. Пластиковые цепи в заземлении не нуждаются.

6. Что такое «кабельный лоток» и чем он отличается от цепи DIN?

Кабельный лоток – это, как правило, более крупногабаритная и прочная конструкция лестничного или коробчатого типа, предназначенная для прокладки большого количества тяжелых кабелей по воздуху на значительные расстояния (например, по цеху). Он не имеет сплошной закрывающейся крышки. Цепь DIN – это более компактное, часто закрытое решение для локальной, в том числе внутришкафной, разводки, где важны защита, эстетика и модульность. Цепь часто монтируется на уже проложенные лотки для организации ответвлений к конкретным потребителям.

7. Как обеспечить пожарную безопасность при использовании цепей?

Необходимо выбирать цепи, соответствующие требованиям пожарной безопасности объекта:
— Использовать материалы с низким дымо- и газовыделением (категория LS – Low Smoke).
— Убедиться в соответствии стандарту на нераспространение горения (например, IEC 60332-1).
— В пожароопасных зданиях применять цепи с высокой степенью огнестойкости (EI).
— Строго соблюдать коэффициенты заполнения для предотвращения перегрева.
— Использовать специальные огнестойкие перегородки и герметичные муфты для создания противопожарных барьеров в местах прохождения трасс через стены и перекрытия.