Щиты монтажные

Щиты монтажные: классификация, конструкция, применение и нормативные требования

Щит монтажный (ЩМ) представляет собой основное устройство для комплектации, установки и защиты аппаратуры управления, автоматики, учета и распределения электроэнергии в низковольтных сетях до 1000 В. Это универсальная конструктивная основа, на которой монтируются автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), реле, контроллеры, клеммники, измерительные приборы и другие компоненты. Основное функциональное назначение – обеспечение безопасной и удобной компоновки аппаратуры, ее механическая защита от внешних воздействий и несанкционированного доступа, а также организация подвода и распределения кабелей и шин.

Классификация и типы монтажных щитов

Классификация щитов монтажных осуществляется по нескольким ключевым признакам: материалу изготовления, конструктивному исполнению, степени защиты, назначению и способу установки.

1. По материалу корпуса

• Металлические (стальные, из нержавеющей стали, алюминиевые). Обладают высокой механической прочностью, обеспечивают электромагнитное экранирование, стойкость к возгоранию. Требуют обязательного заземления. Применяются в промышленных условиях, технических помещениях, на улице (при соответствующем классе защиты).
• Пластиковые (поликарбонат, ABS-пластик). Характеризуются малым весом, коррозионной стойкостью, диэлектрическими свойствами, эстетичным видом. Не требуют защитного заземления корпуса. Широко используются в жилых, офисных, административных зданиях, а также в помещениях с повышенной влажностью (класс защиты IP44 и выше).
• Комбинированные. Корпус из металла с внутренними изолирующими панелями (DIN-рейками) из пластика. Сочетают прочность металла и удобство монтажа на изолирующее основание.

2. По конструктивному исполнению и способу установки

• Щиты навесные. Крепятся на вертикальные поверхности (стены, колонны, стойки) с помощью винтов, дюбелей или анкеров. Могут быть как с наружным, так и со встроенным креплением.
• Щиты встраиваемые. Устанавливаются в предварительно подготовленную нишу в стене. Лицевая панель (рамка) остается на поверхности стены. Обеспечивают эстетичный вид, не загромождают пространство. Применяются преимущественно в жилых и общественных интерьерах.
• Щиты напольные (стационарные). Устанавливаются непосредственно на пол или на фундамент. Имеют, как правило, большие габариты и используются для размещения сложных распределительных устройств, систем автоматизации и телемеханики на промышленных объектах, в трансформаторных подстанциях.
• Щиты этажные (ШЭ). Специализированные щиты для жилых многоквартирных домов, устанавливаемые на этажах для распределения электроэнергии по квартирам и учета ее потребления.
• Щиты учетно-распределительные (ЩУР). Предназначены для организации ввода и учета электроэнергии, а также распределения по группам потребителей в частных домах, дачах, офисах.

3. По степени защиты (код IP)

Класс защиты оболочки (Ingress Protection Rating) определяет устойчивость щита к проникновению твердых предметов и воды.

• IP20, IP30. Для сухих отапливаемых помещений. Защита от крупных твердых тел. Открытые или перфорированные щиты.

IP41, IP44. Защита от попадания инструмента, проволоки и брызг воды со всех направлений. Применяются в помещениях с повышенной влажностью (подвалы, некоторые производственные цеха), а также для наружной установки под навесами.

• IP54, IP55. Пылезащищенные щиты с защитой от струй воды. Универсальное решение для большинства промышленных условий и наружной установки.
• IP65, IP66. Пыленепроницаемые щиты с защитой от сильных струй и волн воды. Используются в агрессивных средах, на открытом воздухе, в моечных зонах.
• IP67, IP68. Щиты, выдерживающие кратковременное или длительное погружение в воду. Специальное применение.

Конструктивные элементы и комплектующие

Современный монтажный щит – это модульная система, состоящая из следующих основных компонентов:

• Корпус (оболочка). Определяет габариты, степень защиты, способ установки. Включает основание (заднюю стенку), боковые стенки, крышку (дверцу), которая может быть сплошной или со смотровым окном.
• Монтажная панель (распределительная плата). Устанавливается внутри корпуса. Изготавливается из металла (оцинкованная сталь, алюминий) или изолирующего материала (пластик, гетинакс). На панель крепятся все остальные элементы.
• DIN-рейка (рейка монтажная). Стандартизированный металлический профиль шириной 35 мм (ТН35). Основной элемент для быстрого и надежного крепления модульной аппаратуры (автоматов, УЗО, реле, клемм). Различают рейки Ω-типа (самые распространенные) и G-типа.
• Нулевая (N) и защитная (PE) шины. Медные или латунные шины на изоляторах с набором винтовых зажимов для подключения нулевых и заземляющих проводников соответственно. Крепятся непосредственно на монтажную панель или на DIN-рейку.
• Органайзеры и кабельные вводы. Пластиковые или резиновые сальники (грибки) для герметичного ввода кабелей в корпус. Внутренние кабельные держатели и стяжки для аккуратной укладки и фиксации проводников.
• Дверные выключатели, замки, ручки. Элементы для безопасной эксплуатации и защиты от несанкционированного доступа.

Нормативная база и стандарты

Проектирование, изготовление и монтаж щитового оборудования регламентируется рядом национальных и международных стандартов.

• ГОСТ 32395-2013 (МЭК 61439-1:2011). «Щиты распределительные низковольтные. Общие технические требования и методы испытаний». Основополагающий стандарт, определяющий требования к конструкции, характеристикам, маркировке и испытаниям низковольтных комплектных устройств (НКУ).
• ГОСТ Р 51778-2001 (с изм.). «Щитки распределительные для производственных и общественных зданий. Общие технические условия».
• ПУЭ (Правила устройства электроустановок), 7-е издание. Главы 4.1, 1.5, 1.7 и др. Устанавливают требования к электробезопасности, заземлению, выбору аппаратов, сечениям проводников, размещению щитов.
• СП 256.1325800.2016. «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа».
• Стандарты серии IEC 61439. Международные стандарты на низковольтные комплектные распределительные устройства.

Основные этапы проектирования и сборки щита

Процесс создания функционального монтажного щита включает несколько обязательных этапов.

1. Разработка принципиальной электрической схемы

Определяется номенклатура аппаратуры, ее номинальные токи, количество полюсов, необходимость в УЗО, реле напряжения, контакторах и т.д. Составляется схема соединений, учитывающая селективность защиты.

2. Выбор корпуса

На основе схемы рассчитывается необходимое количество модулей (1 модуль = 18 мм по ширине на DIN-рейке). К полученной сумме добавляется запас 20-30% для возможных изменений. Выбирается материал, степень защиты, способ установки и конкретная модель корпуса с достаточным внутренним объемом.

3. Компоновка и монтаж

• Установка DIN-реек, нулевых и заземляющих шин.
• Расстановка аппаратуры согласно схеме, обычно слева направо: вводной автомат -> счетчик -> УЗО/дифавтоматы -> групповые автоматы.
• Монтаж перемычек. Для силовых цепей используются специальные гребенчатые шины (фазные шинки), что повышает надежность и эстетику. Допускается использование изолированного провода соответствующего сечения.
• Аккуратная укладка и маркировка всех проводников.

4. Проверка и испытания

Перед подачей напряжения обязательны: визуальный контроль качества монтажа, проверка механической фиксации аппаратов, прозвонка цепей на отсутствие коротких замыканий, измерение сопротивления изоляции мегомметром (не менее 0.5 МОм для цепей до 500 В), проверка работы механизмов коммутации.

Таблица: Сравнительные характеристики щитов по материалу корпуса

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как правильно рассчитать размер (количество модулей) щита?

Необходимо суммировать ширину в модулях всей устанавливаемой аппаратуры. Например: вводной двухполюсный автомат – 2 модуля, счетчик электроэнергии – 6-8 модулей, УЗО на 40А – 2 модуля, 10 однополюсных автоматов – 10 модулей. Итого: 2+8+2+10 = 22 модуля. Рекомендуется брать щит на 24-26 модулей для запаса. Также важно учитывать внутреннюю глубину щита, особенно при использовании контакторов или больших клеммников.

2. Можно ли устанавливать пластиковый щит на улице?

Да, но только при условии, что его класс защиты не ниже IP44, а материал корпуса (например, поликарбонат) устойчив к ультрафиолетовому излучению и перепадам температур. Для ответственных объектов и в условиях прямого воздействия атмосферных осадков предпочтительнее металлические щиты IP54/IP65.

3. Чем отличается щит монтажный от распределительного щита (ЩР)?

Понятие «монтажный щит» акцентирует внимание на конструктивном исполнении – это, по сути, «оболочка» или основа для монтажа. «Распределительный щит» – это законченное функциональное устройство, собранное на базе монтажного щита, выполняющее конкретные задачи по распределению электроэнергии и защите линий. То есть, ЩР – это ЩМ, укомплектованный аппаратурой.

4. Обязательно ли использовать гребенчатую шину вместо перемычек из провода?

Не обязательно с точки зрения ПУЭ, но крайне рекомендуется по соображениям надежности, безопасности и качества монтажа. Гребенка обеспечивает идеальный контакт, исключает перегрев в точках соединения, снижает риск ошибок при сборке, ускоряет процесс монтажа и облегчает обслуживание.

5. Как организовать правильное заземление в металлическом щите?

Корпус металлического щита должен быть надежно соединен с главной заземляющей шиной (ГЗШ) здания проводником защитного заземления (PE). Внутри щита устанавливается отдельная PE-шина, которая соединяется с корпусом (обычно для этого предусмотрено штатное место с контактом). Все заземляющие проводники отходящих линий и аппаратов подключаются к этой внутренней PE-шине. Нулевая рабочая шина (N) должна быть изолирована от корпуса.

6. Каковы требования к установке щита в деревянном доме?

Основное требование – обеспечение пожарной безопасности. Предпочтение отдается негорючим материалам корпуса (металл). Место установки должно быть выбрано с учетом удобства обслуживания и защиты от сырости. Проходы кабелей через деревянные конструкции должны выполняться в металлических трубах или гильзах. Под щитом не должно быть легко воспламеняющихся материалов. Часто применяется установка в тамбурах, котельных или других нежилых помещениях с несгораемой отделкой.

Заключение

Щит монтажный является фундаментальным элементом любой современной низковольтной электроустановки. Его корректный выбор, основанный на анализе условий эксплуатации, требуемых функций и нормативных требований, определяет надежность, безопасность и долговечность всей системы электроснабжения и автоматизации. Современные тенденции направлены на увеличение степени модульности, унификации компонентов, улучшение эргономики монтажа и обслуживания, а также на интеграцию с системами диспетчеризации и «умного дома». Профессиональный подход к проектированию и сборке щитового оборудования – это залог бесперебойной и безопасной работы потребителей электроэнергии.