Корпуса внутренние

Корпуса внутренние: классификация, конструкция, применение и выбор

Внутренние корпуса представляют собой специализированные оболочки, предназначенные для монтажа, защиты и организации электротехнического и слаботочного оборудования внутри помещений. Их основная функция – обеспечение безопасности персонала от прямого контакта с токоведущими частями, защита оборудования от механических повреждений, пыли, случайного попадания влаги, а также создание эстетичного и упорядоченного вида электроустановки. В отличие от уличных (наружных) корпусов, внутренние не рассчитаны на длительное воздействие прямых атмосферных осадков, ультрафиолета и экстремальных температур, что определяет материалы их изготовления и степень защиты.

Классификация внутренних корпусов

Классификация осуществляется по нескольким ключевым параметрам: материал изготовления, степень защиты (IP), способ монтажа, назначение и конструктивные особенности.

1. Классификация по материалу изготовления

Пластиковые (поликарбонат, ABS-пластик, полиамид): Легкие, обладают хорошими диэлектрическими свойствами, устойчивы к коррозии, ударопрочны (особенно из поликарбоната). Применяются для слаботочных систем (связь, сигнализация, СКУД), модульных устройств (УЗО, автоматические выключатели в виде боксов), распределительных пунктов в офисах и жилых зданиях. Современные пластики могут иметь самозатухающие свойства.
Металлические (сталь холоднокатаная, оцинкованная сталь, алюминий): Обладают высокой механической прочностью, обеспечивают лучшую электромагнитную экранировку, устойчивы к высоким температурам. Стальные корпуса, как правило, покрываются порошковой эмалью для защиты от коррозии. Алюминиевые корпуса легче стальных и не ржавеют. Металл – основной материал для силовых распределительных щитов (ЩР, ГРЩ), шкафов управления, корпусов для промышленной автоматики.
Комбинированные (металлопластиковые): Основа (рама) выполняется из металла для жесткости, а дверцы или панели – из пластика. Позволяют совместить прочность и эстетику.

2. Классификация по степени защиты (IP)

Степень защиты оболочки регламентируется стандартом ГОСТ IEC 60529-2020 (МЭК 60529:2013). Для внутренних корпусов наиболее распространены следующие классы:

IP20, IP21: Базовая защита от касания пальцами и от твердых тел диаметром более 12.5 мм. Защита от капель воды, падающих вертикально (для IP21). Стандарт для сухих отапливаемых помещений (жилые, офисные щитки).

IP30: Защита от инструментов и проволоки диаметром более 2.5 мм. Без защиты от влаги. Для технических помещений с повышенным содержанием пыли.

IP41, IP42: Защита от проникновения твердых тел >1 мм и от капель воды, падающих под углом. Применяются в помещениях с возможным конденсатом или незначительными брызгами.
IP54, IP55: Пылезащищенные корпуса с защитой от брызг воды со всех сторон (IP54) или от струй (IP55). Используются в производственных цехах, на пищевых предприятиях, в автомойках, т.е. там, где внутри помещения возможно прямое попадание воды или агрессивная среда.
IP65: Пыленепроницаемые корпуса, защищенные от струй воды. Фактически максимальная защита для внутренней установки, граничащая с уличной. Применяются в условиях высокой запыленности и влажности.

3. Классификация по способу монтажа

Накладные (наружные): Крепятся на стену или другую вертикальную поверхность. Монтаж прост, но корпус выступает за плоскость стены. Наиболее распространенный тип.
Встраиваемые (скрытые): Устанавливаются в предварительно подготовленную нишу в стене (гипсокартонной, бетонной). Лицевая панель или дверца находится вровень с поверхностью стены. Требуют больше времени на установку, но эстетичны и экономят пространство.
Напольные (шкафы стоечные и корпусные): Устанавливаются на пол или на специальную раму (плинтус). Используются для размещения большого количества оборудования (серверные шкафы, шкафы автоматизации). Часто имеют стандартную ширину 19” или 24” для монтажа стоечного оборудования.

Конструктивные элементы и комплектация

Современный внутренний корпус – это сложное изделие, состоящее из множества элементов.

Основание (задняя стенка, монтажная панель): Плоская пластина с перфорацией или стандартной сеткой отверстий (типа DIN-рейки) для крепления аппаратуры. В металлических шкафах часто представляет собой съемную панель.
Каркас (рама): Несущая конструкция, определяющая жесткость всего изделия. В шкафах выполняется из профиля.
Дверь: Может быть одно- или двухстворчатой, с левым или правым открыванием, цельной или со стеклянной/перфорированной вставкой для визуального контроля. Оборудуется замком (механическим, цилиндровым, смотровым) и уплотнителем (для классов IP54 и выше).
Боковые и верхние/нижние стенки: Могут быть съемными для облегчения монтажа и организации ввода кабелей.
DIN-рейки: Стандартные монтажные рейки (DIN-рейка Ω-типа 35 мм, DIN-рейка G-типа 32 мм, DIN-рейка С-типа). Основной элемент для быстрого крепления модульной аппаратуры.
Нулевая (N) и заземляющая (PE) шины: Обязательные элементы для силовых щитов. Устанавливаются в изолированных держателях.
Кабежные вводы: Перфорированные заглушки или сальниковые пластины для организации герметичных вводов кабелей.
Система кабельного ввода/вывода и маршрутизации: Кабельные короба, лотки внутри шкафа, стяжки, клипсы.
Вентиляция: Вентиляционные решетки (с фильтрами или без), вытяжные вентиляторы. Критически важны для оборудования с высоким тепловыделением.

Основные типы и их назначение

1. Распределительные щиты и боксы

Предназначены для размещения аппаратов защиты и управления (автоматические выключатели, УЗО, реле, клеммы) в электроустановках жилых, общественных и промышленных зданий.

Щит этажный (ЩЭ), квартирный (ЩК): Как правило, пластиковые или металлические накладные/встраиваемые корпуса с прозрачной дверцей. Степень защиты IP20-IP31.
Главный распределительный щит (ГРЩ), Вводно-распределительное устройство (ВРУ): Крупногабаритные металлические шкафы навесного или напольного исполнения. Имеют несколько секций, мощные шинные разводки. Степень защиты IP31-IP54.
Боксы для модульной аппаратуры (монтажные коробки): Небольшие пластиковые корпуса с DIN-рейкой внутри. Используются для установки одного или нескольких устройств (например, УЗО и автоматов для отдельной линии).

2. Шкафы управления и автоматики

Применяются в системах промышленной автоматизации, управления электроприводами, технологическими процессами. Это напольные или навесные металлические шкафы с высокой степенью защиты (обычно IP54), оснащенные системами вентиляции, обогрева, освещения. Внутри монтируются программируемые логические контроллеры (ПЛК), частотные преобразователи, релейная и клеммная аппаратура, источники питания.

3. Телекоммуникационные и серверные шкафы/стойки

Стандартизированные корпуса шириной 19 или 24 дюйма. Имеют перфорированные двери для улучшенной вентиляции, вертикальные монтажные стойки с резьбовыми отверстиями или клетьями. Предназначены для установки активного сетевого оборудования (коммутаторы, маршрутизаторы), серверов, патч-панелей. Комплектуются кабель-менеджментом, вентиляторами, иногда системами бесперебойного питания.

4. Корпуса для слаботочных систем

Пластиковые боксы и мини-щитки для систем сигнализации, видеонаблюдения, контроля доступа, домофонии, слаботочной коммутации. Часто имеют прозрачные крышки и настенный способ крепления.

Критерии выбора внутреннего корпуса

Выбор конкретной модели осуществляется на основе технического задания и нормативной документации. Алгоритм выбора можно представить в виде таблицы.

Критерий	Вопросы для анализа	Рекомендации и стандарты
Назначение и тип оборудования	Что будет установлено внутри? Силовая аппаратура, ПЛК, сервер, слаботочные клеммы?	Определяет тип корпуса: силовой шкаф, шкаф управления, серверная стойка, монтажный бокс.
Габариты и внутренний объем	Какое количество и размеры устройств? Необходимый запас пространства для монтажа и охлаждения?	Рассчитать суммарную ширину модулей (в модулях по 18 мм для автоматов), глубину (с учетом пространства за DIN-рейкой для проводов), высоту. Добавить 20-30% запаса на будущее расширение.
Степень защиты (IP)	В каком помещении будет установлен корпус? Сухое, пыльное, влажное, с возможностью попадания струй воды?	Жилое помещение: IP20-IP21. Производственный цех: не менее IP41-IP54. Помещение с мойкой: IP54-IP65. Руководствоваться ПУЭ гл. 1.1, 1.7, 4.4.
Материал	Требуется ли экранирование? Важен ли вес? Агрессивная химическая среда?	Для силовых и ЭМС-чувствительных схем – металл. Для легких слаботочных систем – пластик. Для пищевой промышленности – нержавеющая сталь.
Способ монтажа	Возможность создания ниши? Ограничения по пространству? Эстетические требования?	Встраиваемый для жилых и офисных помещений. Накладной для технических комнат и простоты установки. Напольный для крупного оборудования.
Климатические условия	Температурный диапазон в помещении? Наличие конденсата?	Указан в паспорте изделия. Для неотапливаемых помещений выбирать корпуса с обогревом и уплотнителями.
Комплектация	Нужны ли DIN-рейки, шины, вентиляторы, кабельные сальники, замки?	Выбирать стандартно комплектуемые модели или докупать аксессуары отдельно. Проверить количество и тип DIN-реек.
Нормативное соответствие	Соответствует ли корпус требованиям проекта, ПУЭ, ГОСТ?	Требовать у производителя сертификаты соответствия и протоколы испытаний (особенно для ГРЩ, ВРУ).

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечной и безопасной работы.

Крепление: Накладные корпуса крепятся к капитальной стене дюбелями или анкерами через все монтажные отверстия. Встраиваемые корпуса фиксируются в нише с помощью регулируемых распорок или крепежных лапок. Напольные шкафы анкерятся к полу и, при большой высоте, к стене.
Защитное заземление: Металлический корпус в обязательном порядке должен быть заземлен. Для этого используется отдельный болт заземления с соответствующим знаком, к которому подключается защитный проводник (PE) от шины заземления.
Организация кабельных вводов: Кабели вводятся, как правило, снизу или сверху. Для герметичных корпусов используются сальники или набивные втулки соответствующего диаметра. Силовые и слаботочные кабели должны быть разделены.
Внутренняя компоновка: Аппаратуру располагают сверху вниз по ходу цепи: вводные аппараты, затем распределительные. Обеспечивают свободный доступ к клеммам. Провода укладываются аккуратно, с маркировкой, фиксируются стяжками.
Тепловой режим: Нельзя перегружать корпус аппаратурой, выделяющей тепло сверх расчетного. При необходимости устанавливаются дополнительные вентиляционные решетки с фильтрами или вытяжные вентиляторы с термостатом.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается корпус IP54 от IP65 для внутренней установки?

Основное отличие – в стойкости к воздействию воды. Корпус IP54 защищен от брызг воды со всех сторон, но прямое попадание струи из шланга может вызвать проникновение влаги внутрь. Корпус IP65 полностью защищен от струй воды (с любой стороны) и является пыленепроницаемым. Для большинства внутренних производственных помещений (например, цех с периодической влажной уборкой) достаточно IP54. IP65 необходим для помещений, где возможно прямое моечное воздействие (автомойки, пищевые цеха с активным применением воды).

Можно ли использовать пластиковый корпус для силового распределительного щита в гараже?

Да, но с существенными оговорками. Неотапливаемый гараж характеризуется перепадами температур и влажности, возможностью образования конденсата. Пластиковый корпус должен быть выбран с учетом низких температур (чтобы не стал хрупким), а его степень защиты должна быть не ниже IP44 для защиты от конденсата и брызг. Однако, если в гараже проводятся сварочные работы или есть риск механических повреждений, предпочтительнее будет металлический корпус (сталь, IP44-IP54) с защитным заземлением.

Как правильно рассчитать размер (габариты) щита?

Расчет ведется по внутреннему монтажному пространству.
1. По ширине: Суммируется ширина всей модульной аппаратуры в «модулях» (1 модуль = 18 мм). Например, 3 однополюсных автомата (1 модуль каждый) + 1 двухполюсное УЗО (2 модуля) = 5 модулей = 90 мм. К полученной ширине добавляют запас 20-40% (для удобства монтажа и будущего расширения), а также учитывают ширину боковых стенок корпуса.
2. По высоте: Определяется количеством DIN-реек и высотой неделимой аппаратуры (например, трансформатора). Стандартная высота модульной аппаратуры – около 90 мм на одной DIN-рейке.
3. По глубине: Самый критичный параметр. Должна учитываться глубина самой глубокой единицы оборудования (например, частотного преобразователя) + пространство для изгиба и укладки проводов за DIN-рейкой (минимум 50-80 мм) + толщина дверцы. Стандартные глубины: 110-120 мм для простых щитков, от 150 мм и более для шкафов с аппаратурой.

Обязательно ли заземлять металлический корпус распределительного щита?

Да, это обязательное требование Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ, п. 1.7.61, 1.7.76). Все токопроводящие части электроустановки, включая металлические корпуса щитов, шкафов, должны быть присоединены к защитному заземляющему проводнику (PE) системы электроснабжения. Это обеспечивает срабатывание защитной аппаратуры (автоматов, УЗО) в случае пробоя фазы на корпус и защищает человека от поражения электрическим током. В корпусе для этого предусмотрен специальный болт с символом заземления ⏚.

Что такое индекс защиты IK и насколько он важен для внутренних корпусов?

Индекс IK (степень защиты от механических воздействий по ГОСТ IEC 62262-2012) указывает на ударопрочность оболочки. Он обозначает энергию удара (в джоулях), которую корпус может выдержать без повреждений. Например, IK08 – защита от удара 5 Дж (падение массы 1.7 кг с высоты 0.3 м). Для большинства внутренних помещений (офисы, жилье) этот параметр не критичен. Однако в местах с повышенным риском вандализма или случайных ударов (подъезды, школы, производственные проходы) следует выбирать корпуса с IK08 или выше. Для особо ответственных объектов может требоваться IK10 (20 Дж).

Как организовать эффективное охлаждение в закрытом шкафу с электроникой?

Перегрев – основная причина отказов оборудования. Методы организации охлаждения:
1. Естественная конвекция: Обеспечивается перфорацией в верхней и нижней частях шкафа (для корпусов IP20-IP30). Не требует энергии, но малоэффективна при высоких тепловыделениях.
2. Принудительная вентиляция: Установка вентиляторов. Варианты: вытяжные (вверху), приточные (внизу) или их комбинация. Для пыльных помещений вентиляторы комплектуются сменными фильтрами.
3. Кондиционирование (шкафные кондиционеры): Устанавливаются на верхнюю панель шкафа. Обеспечивают точное поддержание температуры внутри независимо от внешних условий, но требуют значительных затрат и подвода хладагента.
4. Теплообменники (воздух-воздух): Передают тепло из внутреннего объема шкафа наружному воздуху без смешения сред. Подходят для средних тепловых нагрузок в запыленной среде.
Выбор системы зависит от расчетного теплового баланса: суммарных тепловых потерь установленного оборудования.