Кожухи

Кожухи для кабелей и электротехнического оборудования: классификация, назначение и применение

Кожух в электротехнике и кабельной индустрии представляет собой защитную конструкцию, предназначенную для механической защиты, изоляции, организации и маркировки кабелей, проводов, шин, а также различного электротехнического оборудования (трансформаторов, распределительных устройств, клеммных колодок). Основная функция кожуха – обеспечение безопасности персонала, предотвращение случайного прикосновения к токоведущим частям, защита от внешних воздействий (влаги, пыли, агрессивных сред, ультрафиолета, механических повреждений) и повышение надежности и долговечности электроустановок.

Классификация и типы кожухов

Кожухи классифицируются по множеству параметров: материалу изготовления, назначению, конструкции, степени защиты, форме.

1. Классификация по материалу изготовления

• Полимерные (пластиковые) кожухи: Изготавливаются из ПВХ, полипропилена (ПП), полиамида (ПА), поликарбоната, ABS-пластика. Отличаются легкостью, коррозионной стойкостью, диэлектрическими свойствами, простотой обработки. Применяются для изоляции шин, защиты кабельных соединений, организации проводки в помещениях. Могут быть гибкими (гофрированные трубки) и жесткими.
• Металлические кожухи: Производятся из стали (оцинкованной, нержавеющей), алюминия и его сплавов. Обеспечивают максимальную механическую прочность и защиту от электромагнитных помех (при заземлении). Используются для защиты силовых кабельных линий, в уличных распределительных щитах, для экранирования. Часто имеют порошковое покрытие для дополнительной антикоррозионной защиты.
• Композитные кожухи: Сочетают свойства разных материалов (например, стеклопластик). Обладают высокой прочностью, легкостью и стойкостью к атмосферным воздействиям. Применяются в энергетике для изоляторов и элементов высоковольтных линий.

2. Классификация по назначению и конструкции

• Кожухи для кабелей и проводов:
  • Гофрированные трубы (металлорукав, ПВХ-гофра): Гибкие изделия для прокладки одиночных проводов и кабелей в стенах, полах, за подвесными потолками. Обеспечивают защиту от механических повреждений и заменяемость проводки.
  • Жесткие пластиковые и металлические трубы (кабель-каналы): Используются для открытой и скрытой прокладки кабелей с высокой степенью защиты.
  • Кабельные короба и лотки: Открытые или перфорированные конструкции для укладки большого количества кабелей на горизонтальных и вертикальных поверхностях, в электротехнических помещениях, на кабельных эстакадах.
• Кожухи для шин (шинные защитные кожухи): Жесткие изоляционные конструкции, обычно из полимерных материалов, полностью закрывающие шины (медные или алюминиевые) в распределительных устройствах (РУ). Предназначены для предотвращения короткого замыкания, защиты от прикосновения и снижения влияния электромагнитного поля.
• Кожухи для соединений (кабельные муфты и концевые заделки в оболочке): Представляют собой комплектные изделия (чаще полимерные), образующие герметичный барьер вокруг места сращивания или оконцевания кабеля, восстанавливая целостность изоляции и защитных оболочек.
• Кожухи для оборудования:
  • Шкафы и боксы (степень защиты IP54, IP65 и выше): Для размещения аппаратуры, клеммников, устройств автоматики на улице и в сложных условиях.
  • Защитные крышки и чехлы: Локальные кожухи для клеммных колодок, выключателей, измерительных трансформаторов.
• Теплоусаживаемые кожухи (трубки, муфты): Изготавливаются из полимеров, которые при нагреве уменьшают диаметр (усаживаются), плотно облегая объект. Используются для изоляции, герметизации и механической защиты соединений, ремонта оболочки кабеля.

3. Степень защиты (IP) и климатическое исполнение

Кожухи для электротехнического оборудования маркируются кодом IP (Ingress Protection). Две цифры после IP указывают на уровень защиты от твердых тел и воды.

Расшифровка кода IP для кожухов

Первая цифра (защита от твердых тел)	Вторая цифра (защита от воды)
0 – Нет защиты	0 – Нет защиты
2 – Защита от пальцев и объектов >12.5 мм	3 – Защита от струй воды под углом 60°
4 – Защита от инструментов и проволоки >1 мм	4 – Защита от брызг со всех направлений
5 – Защита от пыли (частичная)	5 – Защита от струй воды со всех направлений
6 – Полная защита от пыли	6 – Защита от сильных струй воды
	7 – Защита от временного погружения в воду (до 1 м)
	8 – Защита при длительном погружении в воду

Для уличных кожухов обычно требуется степень защиты не ниже IP54/IP65. Для помещений с высокой влажностью – IP44 и выше. Климатическое исполнение (У, УХЛ, Т по ГОСТ) определяет температурный диапазон и допустимую влажность эксплуатации.

Ключевые технические параметры и критерии выбора

• Механическая прочность (стойкость к удару по IK-коду): Важна для кожухов, устанавливаемых в зонах возможного физического воздействия. Код IK от IK00 до IK10 определяет энергию удара в Джоулях.
• Диэлектрическая прочность и трекингостойкость: Для изоляционных кожухов критично напряжение, которое они могут выдержать без пробоя, а также стойкость к образованию проводящих дорожек под воздействием загрязнений и влаги.
• Температурный диапазон эксплуатации: Определяет, при каких температурах кожух сохраняет свои механические и защитные свойства (например, для ПВХ обычно от -25°C до +60°C, для поликарбоната диапазон шире).
• Стойкость к УФ-излучению, маслу, химикатам: Обязательный параметр для кожухов, используемых на открытом воздухе или в промышленных цехах.
• Горючесть (по ГОСТ Р МЭК 60332-1-2, НГ – негорючий): В зданиях и сооружениях должны применяться кожухи из материалов, не распространяющих горение, с низким дымо- и газовыделением.
• Размеры и конструктивные особенности: Внутренний объем, способ открывания (съемная крышка, откидная дверь), наличие уплотнителей, монтажных отверстий, перфорации для вентиляции, прозрачных окон.

Области применения в энергетике и промышленности

• Распределительные устройства (РУ) и подстанции: Изоляционные кожухи для шин, защитные крышки на оборудование, корпуса для шкафов релейной защиты и автоматики.
• Кабельные линии и тоннели: Лотки и короба для прокладки пучков кабелей, защитные гильзы при проходе через стены и перекрытия, маркировочные кожухи.
• Промышленные предприятия: Пыле- и влагозащищенные кожухи для оборудования в цехах, металлические кабеленесущие системы, защита от агрессивных сред.
• Объекты инфраструктуры (вокзалы, аэропорты, метро): Кожухи из материалов с повышенной огнестойкостью и низким дымовыделением.
• Возобновляемая энергетика (СЭС, ВЭС): Кожухи для инверторов, соединений, устойчивые к экстремальным температурам и УФ-излучению.

Нормативная база и стандарты

Производство и применение кожухов регламентируется рядом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р МЭК 62208: «Корпуса для низковольтной аппаратуры. Общие требования».
• ГОСТ Р 51321.5: «Устройства комплектные низковольтные распределения и управления. Часть 5».
• ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529): «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)».
• ГОСТ Р 50827.1-2009 (IEC 61936-1): «Соединительные устройства для низковольтных цепей бытового и аналогичного назначения».
• Стандарты на кабеленесущие системы (лотки): ГОСТ Р МЭК 61537, серия НПБ 248.
• Стандарты на материалы: ГОСТ на полимерные и стальные изделия, определяющие их электротехнические и механические свойства.

Монтаж и эксплуатация: основные принципы

• Выбор по условиям среды: Соответствие степени защиты IP и климатического исполнения реальным условиям.
• Обеспечение доступа для обслуживания: Конструкция должна позволять проводить осмотры, ремонт и замену оборудования без демонтажа всей системы.
• Заземление металлических кожухов: Все металлические части, которые могут оказаться под напряжением, должны быть надежно заземлены в соответствии с ПУЭ.
• Учет тепловыделения: При размещении оборудования в закрытых кожухах необходимо предусмотреть естественную или принудительную вентиляцию для отвода тепла.
• Соблюдение габаритов и расстояний: Внутреннее пространство кожуха должно соответствовать требованиям ПУЭ по минимальным расстояниям между токоведущими частями и между токоведущими частями и корпусом.
• Герметизация вводов: Места ввода кабелей в кожух должны быть герметизированы с помощью сальников, уплотнительных муфт или термоусаживаемых трубок.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабель-каналом (коробом) и кабельным лотком?

Кабель-канал (короб) – это закрытая конструкция, обычно с плотно закрывающейся крышкой, обеспечивающая степень защиты не ниже IP40. Предназначен для полной изоляции кабелей от внешней среды. Кабельный лоток – это перфорированная или лестничная конструкция, обеспечивающая в основном механическую поддержку кабелей и их охлаждение, но не защищающая от пыли и влаги (степень защиты низкая, обычно IP20). Лотки используются для прокладки большого количества кабелей по эстакадам, в технических помещениях, где нет агрессивных факторов.

Как правильно выбрать степень защиты IP для уличного шкафа с оборудованием?

Для уличного размещения необходимо учитывать прямое воздействие дождя и пыли. Минимально рекомендуемая степень защиты – IP54 (защита от пыли и брызг воды со всех сторон). Для местностей с сильными ливнями или снегопадами, а также при установке в грунт (колодцы) рекомендуется IP65 (полная защита от пыли и струй воды). Если существует риск временного подтопления, рассматривают кожухи с IP67/IP68.

Обязательно ли заземлять металлический кожух кабельного лотка?

Да, обязательно. Металлические кабеленесущие системы (лотки, короба) согласно ПУЭ (Глава 1.7, 2.1) должны быть присоединены к защитному заземляющему контуру и образовывать непрерывную электрическую цепь по всей длине. Это необходимо для обеспечения электробезопасности в случае повреждения изоляции кабеля и попадания напряжения на лоток, а также для выполнения функций дополнительного проводника системы уравнивания потенциалов.

Можно ли использовать ПВХ-гофру для прокладки кабеля в пожароопасных зонах?

В чистом виде – нет. Стандартная ПВХ-гофра не является огнестойкой и может распространять горение. Для пожароопасных зон, путей эвакуации, помещений с массовым пребыванием людей необходимо применять гофрированные трубы и короба, изготовленные из материалов, не распространяющих горение (с маркировкой НГ по ГОСТ Р 53310-2009, с низким дымовыделением и без галогенов – LSZH). Также допустима прокладка кабеля в стальных трубах или коробах.

Что такое трекингостойкость и почему она важна для изоляционных кожухов?

Трекинг – это процесс образования на поверхности изоляции проводящих дорожек (треков) под воздействием электрического поля, влаги и загрязнений (пыль, соли). Эти дорожки могут привести к поверхностному пробою и возгоранию. Трекингостойкость – это способность материала сопротивляться этому процессу. Для кожухов, работающих в условиях повышенной влажности и загрязненности (например, в цехах, на улице), выбор материала с высокой сравнительной трекингостойкостью (CTI по IEC 60112) критически важен для долговечности и безопасности.

Какой кожух предпочтительнее для изоляции шин в РУ 0,4 кВ: полиамид или полипропилен?

Оба материала широко применяются. Полиамид (ПА6, ПА66) обладает более высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию и температуре (до 100-120°C), но может впитывать влагу, что немного меняет его размеры и диэлектрические свойства. Полипропилен (ПП) имеет более стабильные диэлектрические характеристики, меньшее водопоглощение, хорошую химическую стойкость и, как правило, более низкую стоимость. Выбор зависит от конкретных условий: при повышенных механических нагрузках и температуре лучше полиамид, в стандартных условиях распределительного щита часто достаточно полипропилена.