Распределительно-смесительная арматура

Распределительно-смесительная арматура: назначение, конструкция, классификация и применение

Распределительно-смесительная арматура (РСА) – это комплекс электротехнических устройств, предназначенных для разветвления, перераспределения, коммутации и защиты электрических цепей в системах электроснабжения, освещения и автоматики. Она является ключевым элементом любой кабельной системы, обеспечивающим ее функциональность, безопасность и ремонтопригодность. К данной категории продукции относятся распределительные коробки, клеммные соединители, муфты, зажимы, смесительные узлы для систем заземления и уравнивания потенциалов.

Назначение и основные функции

Основное назначение РСА – создание надежных, долговечных и безопасных точек соединения и разветвления проводников. К ее ключевым функциям относятся:

• Электрическое соединение и разветвление: Объединение нескольких кабелей или проводов в единый узел для распределения электроэнергии или сигналов.
• Защита мест соединений: Изоляция токоведущих частей от воздействия окружающей среды (влаги, пыли, химических веществ) и механических повреждений.
• Обеспечение пожарной безопасности: Локализация возможных источников возгорания (искр, перегрева) в негорючем корпусе.
• Организация и обслуживание: Упорядочивание кабельной разводки, обеспечение доступа для контроля, измерений и ремонта.
• Специальные функции: В системах заземления – смешивание разных сред (например, соединение медного проводника с оцинкованной стальной полосой) с помощью специальных зажимов для предотвращения электрохимической коррозии.

Классификация и типы распределительно-смесительной арматуры

РСА классифицируется по множеству параметров, что определяет ее область применения и технические характеристики.

1. По назначению и конструкции:

• Распределительные (ответвительные) коробки:
  • Для скрытого монтажа: Устанавливаются в ниши в стенах, под штукатурку. Имеют гладкие стенки и уплотнительные манжеты для ввода кабелей.
  • Для открытого монтажа: Крепятся на поверхности стен, потолков, конструкций. Часто имеют ребра жесткости и более высокую степень защиты от внешних воздействий (IP).
  • Уличного/наружного исполнения: Изготавливаются из атмосферостойких материалов (поликарбонат, стеклонаполненный полиамид), имеют высокую степень защиты (IP65, IP66 и выше), герметичные крышки и сальниковые вводы.
  • Взрывозащищенные (Ex-исполнение): Предназначены для установки во взрывоопасных зонах. Конструкция исключает возможность воспламенения окружающей среды от искр или нагрева внутри корпуса.
• Клеммные соединители и зажимы:
  • Винтовые клеммные колодки: Классическое решение для соединения проводов внутри коробок и щитов.
  • Самозажимные (пружинные) клеммы: Обеспечивают быстрое и надежное соединение без инструмента, поддерживают постоянное давление на провод.
  • Прокалывающие зажимы (ответвительные сжимы): Позволяют выполнять ответвление от магистрального провода без его разрезания и зачистки изоляции. Иглы прокалывают изоляцию, обеспечивая контакт.
  • Смесительные зажимы для систем заземления: Специализированные устройства для соединения разнородных проводников (медь-алюминий, медь-сталь) с использованием антикоррозионной пасты или переходных биметаллических вкладышей.
• Кабельные муфты: Используются для соединения, ответвления или оконцевания кабелей. Классифицируются по типу кабеля (силовые, контрольные), материалу (свинцовые, эпоксидные, термоусаживаемые, холодноусаживаемые) и назначению (соединительные, ответвительные, концевые).

2. По материалу корпуса:

• Пластиковые (ПВХ, полипропилен, полиамид, поликарбонат): Наиболее распространены. Обладают хорошими диэлектрическими свойствами, стойкостью к коррозии, малым весом. Поликарбонат отличается высокой ударопрочностью и термостойкостью.
• Металлические (сталь, алюминий, силумин): Применяются для повышенной механической защиты, в условиях высоких температур, в качестве экранирующих элементов или во взрывоопасных зонах. Обязательно заземляются.
• Керамические: Используются в специфических условиях с очень высокими температурами.

3. По степени защиты (IP Code):

Код IP (Ingress Protection) определяет уровень защиты от проникновения твердых предметов и воды.

Степень защиты (IP)	Защита от твердых тел	Защита от воды	Типичное применение РСА
IP20	Защита от пальцев и объектов >12.5 мм	Нет защиты	Внутренние сухие помещения, электрощиты.
IP44	Защита от объектов >1 мм	Защита от брызг со всех направлений	Влажные помещения (ванные, подвалы), производственные цеха.
IP54	Защита от пыли (частичная)	Защита от брызг	Промышленные зоны с умеренной запыленностью.
IP65	Полная защита от пыли	Защита от струй воды под давлением	Наружная установка, мойки, пищевое производство.
IP66/IP67	Полная защита от пыли	Защита от мощных струй/временного погружения	Уличная установка в условиях сильного дождя, на транспортных средствах.
IP68	Полная защита от пыли	Длительное погружение под воду	Подземная кабельная разводка, подводные объекты.

4. По климатическому исполнению и диапазону рабочих температур:

Определяет возможность эксплуатации в различных климатических зонах (У, ХЛ, УХЛ для умеренного, холодного и умеренно-холодного климата). Диапазон рабочих температур для стандартной арматуры обычно от -25°C до +40°C, для специальной – от -40°C до +70°C и выше.

Ключевые технические параметры и критерии выбора

При подборе РСА необходимо учитывать комплекс взаимосвязанных параметров.

• Номинальное напряжение (U_n): Должно соответствовать или превышать напряжение сети (например, 230/400В, 660В).
• Номинальный ток (I_n): Суммарный ток всех проводников, проходящих через коробку или клемму, не должен превышать номинального значения. Зависит от сечения подключаемых проводов и материала клемм.
• Сечение подключаемых проводников: Основной параметр для выбора коробки (минимальный/максимальный объем) и клеммных соединений. Указывается в мм².
• Количество вводов/отводов: Определяется количеством кабельных линий, сходящихся в узле. Важно предусмотреть резерв для возможного расширения.
• Степень защиты (IP): Выбирается исходя из условий окружающей среды.
• Материал корпуса и его свойства: Ударопрочность, стойкость к УФ-излучению (для уличных моделей), термостойкость, группа горючести (важно для противопожарных требований).
• Конструктивные особенности: Наличие монтажных ушек, перфорации, DIN-рейки для внутреннего монтажа клемм, прозрачной крышки для визуального контроля, внутренних разделительных перегородок.

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечности и безопасности системы.

• Подготовка: Выбор места установки, обеспечивающего доступ для обслуживания. Подготовка кабелей: зачистка изоляции на рекомендуемую длину, обработка токоведущих жил кварцевазелиновой пастой при соединении алюминиевых проводов.
• Соединение проводников: Использование соответствующих клемм, гильз или пайки. Запрещается прямое скручивание разнородных металлов (медь-алюминий). Винтовые соединения должны быть затянуты с рекомендуемым моментом, исключающим как ослабление, так и пережатие жилы.
• Размещение соединений в корпусе: Соединения должны быть разнесены и уложены таким образом, чтобы исключить механическое напряжение на клеммах. Запас кабеля укладывается аккуратно, не препятствуя закрытию крышки.
• Герметизация: Для корпусов с высокой степенью IP необходимо правильно подобрать и установить сальниковые втулки (кабельные вводы), соответствующие внешнему диаметру кабеля. Крышка должна быть равномерно затянута.
• Маркировка: Все вводы и выводы, а также сама коробка должны быть промаркированы в соответствии с проектной документацией.
• Обслуживание: Периодический визуальный осмотр, контроль температуры в узлах соединения тепловизором, подтяжка винтовых соединений (при необходимости и согласно регламенту).

Нормативная база и стандарты

Производство и применение РСА регламентируется рядом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р 50827.1-2009 (МЭК 62208:2002): Коробки для электрических аппаратов, устанавливаемые в стационарные электрические установки низковольтные. Общие требования.
• ГОСТ Р МЭК 60947-7-1-2005: Аппаратура распределительная и управленческая низковольтная. Часть 7-1. Вспомогательная аппаратура. Клеммные колодки для медных проводников.
• ГОСТ Р 50043.1-2012 (МЭК 60670-1:2002): Коробки и корпусы для электрических аппаратов, устанавливаемые в стационарные электрические установки бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Общие требования.
• ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), 7-е издание: Основной документ, определяющий требования к монтажу, в частности, главы 2.1, 3.4.
• Стандарты на конкретные изделия: ГОСТ, ТУ, а также международные серии IEC, DIN, VDE.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем отличается распределительная коробка от клеммной?

Распределительная коробка – это оболочка (корпус), предназначенная для размещения и защиты соединений проводов. Клеммная колодка (клеммник) – это устройство для непосредственного электрического соединения проводников, которое, в свою очередь, может быть установлено внутри распределительной коробки, щита или шкафа. Коробка обеспечивает защиту от внешних факторов, клемма – надежный электрический контакт.

2. Можно ли соединять медные и алюминиевые провода в одной РСА?

Прямое механическое соединение меди и алюминия недопустимо из-за гальванической коррозии, которая возникает в месте контакта двух разнородных металлов в присутствии влаги, что приводит к увеличению переходного сопротивления, перегреву и разрушению соединения. Для такого соединения необходимо использовать:

1. Биметаллические (медно-алюминиевые) гильзы, опрессовываемые специальным инструментом.
2. Специальные клеммные колодки с антикоррозионной пастой и биметаллическими пластинами.
3. Промежуточные переходные шайбы или пластины.

В системах заземления для этого применяются специальные смесительные зажимы.

3. Как правильно выбрать степень защиты IP для коробки?

Выбор зависит от места установки:

• IP20: Отапливаемые сухие помещения (жилые комнаты, офисы).
• IP44/IP54: Помещения с повышенной влажностью или возможностью попадания брызг (ванные, кухни, подвалы, не пыльные цеха).
• IP65: Наружная установка на стенах зданий, в условиях прямого воздействия дождя, на открытых площадках.
• IP67/IP68: Установка в грунт, в затопляемых местах, в непосредственной близости от источников воды.

Всегда рекомендуется выбирать степень защиты с запасом.

4. Обязательно ли использовать распределительные коробки, если соединения выполнены с помощью надежных клемм Wago?

Да, обязательно. Даже самые надежные клеммы не защищены от внешних воздействий: пыли, влаги, механических повреждений, случайного прикосновения. Коробка выполняет функцию механической и экологической защиты, а также обеспечивает пожарную безопасность, локализуя возможную дугу или возгорание внутри негорючего корпуса. Требования ПУЭ (п. 2.1.23) предписывают размещать все соединения и ответвления в аппаратах (клеммах) и коробках.

5. Как рассчитать необходимый объем (размер) распределительной коробки?

Объем коробки должен быть достаточным для размещения всех соединений с запасом. Минимальный объем можно оценить, суммируя объемы всех клеммных соединений и запаса кабелей. На практике пользуются эмпирическим правилом: сумма сечений всех входящих и выходящих кабелей (в мм²) умножается на коэффициент 7-10 (для удобства монтажа). Например, для коробки с 3 кабелями 3х2.5 мм² и 2 кабелями 3х1.5 мм²: общее сечение ~ (32.5)+(21.5)=10.5 мм². Минимальный рекомендуемый объем: 10.5

• 8 = 84 см³. Следует выбирать ближайший больший стандартный объем (например, 100 см³).

6. Что такое «смесительная» функция в контексте арматуры для заземления?

В системах уравнивания потенциалов и заземления часто необходимо соединять проводники из разных материалов (например, медный проводник главной шины заземления с оцинкованной стальной полосой контура или арматурой здания). «Смесительная» арматура (зажимы, хомуты) специально сконструирована для этого: она имеет конструкцию, предотвращающую прямой контакт разнородных металлов (используются переходные вкладыши), и заполняется токопроводящей антикоррозионной пастой, которая вытесняет кислород и влагу, блокируя электрохимические процессы.

7. Как часто нужно проводить ревизию соединений в распределительных коробках?

Периодичность ревизии устанавливается местной инструкцией по эксплуатации и зависит от условий. Для жилых и офисных зданий плановый осмотр рекомендуется проводить не реже 1 раза в 5 лет. В промышленных условиях, особенно в цехах с вибрацией, повышенной температурой или агрессивной средой – не реже 1 раза в год. Внеплановый осмотр обязателен после любых аварийных отключений, длительных перегрузок или стихийных явлений (наводнение, землетрясение). Основной метод контроля – тепловизионное обследование под нагрузкой.