Щиты учетные
Щиты учетные: классификация, конструкция, требования и применение
Щит учетный (ЩУ) – это низковольтное комплектное устройство (НКУ), предназначенное для приема, учета и распределения электрической энергии в сетях переменного тока частотой 50 Гц с напряжением до 400 В. Основная функция – размещение приборов коммерческого учета электроэнергии (счетчиков), аппаратов защиты и управления, а также средств измерения и контроля параметров сети. ЩУ является ключевым элементом системы энергоснабжения, обеспечивающим точный учет, безопасность эксплуатации и оперативный контроль.
Классификация и виды учетных щитов
Классификация ЩУ осуществляется по нескольким ключевым признакам, определяющим их конструкцию, назначение и место установки.
1. По месту и способу установки:
- ЩУН (Щит учетный навесной): Корпус предназначен для крепления на вертикальную поверхность (стену, колонну, опору). Монтаж осуществляется с помощью кронштейнов или непосредственно через заднюю стенку. Наиболее распространенный тип для установки внутри помещений (подъезды, технические комнаты) или в защищенных местах на улице.
- ЩУВ (Щит учетный встраиваемый): Корпус монтируется в предварительно подготовленную нишу в стене. Лицевая панель (дверца) располагается вровень с поверхностью стены. Применяется в жилых, офисных и общественных зданиях для эстетичного размещения.
- ЩУС (Щит учетный силовой, этажный): Как правило, представляет собой напольный или навесной шкаф, предназначенный не только для учета, но и для распределения электроэнергии по квартирам на этаже. Содержит групповые автоматические выключатели, УЗО, DIN-рейки для счетчиков.
- ЩУК (Щит учетный контейнерного типа): Представляет собой утепленный металлический шкаф с высокой степенью защиты (IP54-IP65), предназначенный для установки на улице, в том числе для учета на границе балансовой принадлежности (ГРЩУ). Часто оснащается обогревом, освещением, смотровым окном.
- ЩУ однофазные: Для учета в однофазных сетях 220В. Применяются в основном для индивидуального учета в жилом секторе, малых коммерческих объектах.
- ЩУ трехфазные: Для учета в трехфазных сетях 380/220В. Используются на коммерческих, промышленных объектах, для учета мощности общественных зданий, вводных устройств многоквартирных домов.
- ЩУ с разделением учета: Многотарифный учет, учет по разным зонам (дневная/ночная, общая/технологическая). Содержат несколько счетчиков или многотарифные счетчики.
- ГРЩУ (Главный распределительный щит учетный): Совмещает функции вводно-распределительного устройства (ВРУ) и коммерческого учета. Устанавливается на вводе в здание.
- С индукционными (электромеханическими) счетчиками (устаревающий тип).
- С электронными (статическими) счетчиками (современный стандарт).
- С счетчиками с интерфейсами передачи данных (PLC, RS-485, M-Bus, GSM/GPRS, LoRaWAN) для систем АСКУЭ (Автоматизированная система контроля и учета электроэнергии).
- Корпус (шкаф): Изготавливается из листовой стали (обычно холоднокатаной, толщиной 1.0-1.5 мм) с антикоррозионным покрытием (порошковая окраска) или из пластика (для внутренних ЩУН). Степень защиты оболочки: IP31-IP54 для внутренней установки, IP54-IP65 для уличной.
- Монтажная панель (рама): Устанавливается внутри корпуса. Изготавливается из стального листа или профиля. На ней монтируются все аппараты.
- DIN-рейки: Стандартные металлические профили шириной 35 мм для крепления модульной аппаратуры (счетчиков, автоматических выключателей, УЗО, реле). Типы: Ω-образная (TH35) для аппаратов, G-образная для клеммников.
- Прибор учета (счетчик): Устанавливается на DIN-рейку или через переходную планку. Должен иметь пломбы госповерителя и энергоснабжающей организации.
- Вводной коммутационно-защитный аппарат: Рубильник (разъединитель) или автоматический выключатель в литом корпусе (ВА). Предназначен для ручного отключения всей цепи учета и обеспечения защиты от токов короткого замыкания.
- Ограничитель перенапряжений (ОПН): Устанавливается до счетчика для защиты электроники счетчика от импульсных перенапряжений (грозовых, коммутационных).
- Трансформаторы тока (ТТ): Для трехфазного учета при токах нагрузки более 100А. Устанавливаются в разрыв силовых шин или проводов. Класс точности для коммерческого учета – не ниже 0.5S.
- Телеметрический выход: Клеммная колодка или разъем для подключения кабеля системы АСКУЭ (например, интерфейс RS-485).
- Нулевая шина (N) и шина защитного заземления (PE): Изолированные медные шины на изоляторах для раздельного подключения нулевых рабочих и защитных проводников.
- Смотровое окно: Прозрачная дверца или окно для снятия показаний без открытия шкафа.
- Запирающие устройства: Замки (навесные, встроенные) для предотвращения несанкционированного доступа.
- ПУЭ (Правила устройства электроустановок), Глава 1.5, 7.1: Основополагающий документ. Определяет требования к местам установки, условиям окружающей среды, сечению проводников, маркировке, защите.
- ГОСТ 32395-2013 «Щиты распределительные для жилых зданий. Общие технические условия».
- ГОСТ 51321.1-2007 (МЭК 60439-1:2004) «Устройства низковольтные комплектные распределения и управления. Часть 1. Устройства, испытанные полностью или частично. Общие технические требования и методы испытаний».
- ГОСТ 31819.11-2012 (IEC 62052-11:2003) «Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Общие требования, испытания и условия испытаний. Часть 11. Счетчики электроэнергии».
- СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа».
- Требования местных сетевых компаний: Имеют силу технических условий (ТУ) и часто содержат конкретные схемы компоновки, типы разрешенных счетчиков, требования к пломбировке.
- Подготовка места: Обеспечение свободного доступа, монтаж крепежной поверхности (для ЩУН).
- Установка корпуса: Крепление шкафа по уровню.
- Монтаж внутренних компонентов: Установка шин, DIN-реек, аппаратов согласно схеме.
- Прокладка и подключение проводников: Сечение проводов должно соответствовать расчетному току. Цепи тока и напряжения от ТТ подключаются отдельными проводами сечением не менее 2.5 мм² (медь). Строго соблюдается цветовая маркировка (L1-желтый, L2-зеленый, L3-красный, N-синий, PE-желто-зеленый).
- Проверка и наладка: Визуальный контроль, проверка механических соединений, измерение сопротивления изоляции, «прозвонка» цепей.
- Подача напряжения и проверка: Включение под напряжение, проверка наличия фаз, правильности работы счетчика (направление вращения диска или мигания светодиода).
- Пломбировка: Представитель энергоснабжающей организации пломбирует крышки клеммной коробки счетчика, вводной аппарат, дверцу шкафа. Составляется акт ввода в эксплуатацию.
- Интеграция с АСКУЭ: ЩУ становятся точками сбора данных, оснащаются счетчиками с цифровыми выходами, концентраторами данных, модемами.
- Многофункциональные счетчики: Учет активной/реактивной энергии, измерение качества электроэнергии (ПКЭ), регистрация событий.
- Повышение безопасности: Применение прозрачных ударопрочных материалов для смотровых окон, улучшенные системы замков, встроенные датчики вскрытия и температуры.
- Унификация и модульность конструкций для упрощения проектирования и монтажа.
2. По назначению и структуре сети:
3. По типу установленных счетчиков:
Конструкция и комплектация
Конструкция ЩУ должна обеспечивать безопасность, удобство монтажа, обслуживания и снятия показаний. Основные элементы:
Нормативные требования и стандарты
Проектирование, изготовление и монтаж ЩУ регламентируется комплексом нормативных документов:
Типовые схемы коммутации
Схема подключения счетчика в ЩУ зависит от типа сети и мощности.
Таблица 1: Сравнение схем подключения счетчиков в ЩУ
| Тип схемы | Напряжение сети | Ток нагрузки | Ключевые элементы | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| Прямого включения | 220В (1ф), 380В (3ф) | До 100А (на фазу) | Счетчик, вводной автомат, ОПН | Квартиры, малые магазины, офисы |
| Полукосвенного включения (через ТТ) | 380В (3ф) | От 100А до 1000А и более | Счетчик, 3 ТТ (класс 0.5S), вводной выключатель, цепи защиты ТТ | Ввод в здание, производственные цеха, ТП |
| Косвенного включения (через ТТ и ТН) | Выше 0.4 кВ (6-10кВ) | Любые токи | Счетчик, 3 ТТ, 3 ТН (трансформатора напряжения) | Учет на стороне ВН, граница балансовой принадлежности на высоком напряжении |
Порядок монтажа и приемки в эксплуатацию
Монтаж ЩУ выполняется квалифицированным персоналом с допуском к электромонтажным работам. Основные этапы:
Тенденции и развитие
Современные ЩУ эволюционируют в сторону интеллектуализации и интеграции в более крупные системы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Кто имеет право пломбировать учетный щит?
Право на установку пломб на средствах коммерческого учета имеет исключительно сетевая организация (энергосбытовая компания) на основании договора энергоснабжения. Монтажная организация только подготавливает щит к опломбированию.
Вопрос 2: Какое минимальное расстояние должно быть между трансформаторами тока и счетчиком в щите?
Строгих норм по расстоянию в миллиметрах нет, но ПУЭ (п.1.5.23) требуют, чтобы цепи учета были отделены от цепей управления и защиты. На практике рекомендуется размещать ТТ и счетчик в разных секциях шкафа или на расстоянии, исключающем взаимный нагрев и электромагнитное влияние. Провода от ТТ к счетчику должны быть проложены отдельным жгутом.
Вопрос 3: Можно ли устанавливать пластиковый ЩУ на улице?
Только если корпус сертифицирован для уличной установки и имеет соответствующую степень защиты (не ниже IP54) и стойкость к ультрафиолету (UV-стабилизатор). Однако для большинства климатических зон России и в целях долговечности и вандалоустойчивости предпочтительны металлические шкафы с защитным покрытием.
Вопрос 4: Обязательна ли установка ограничителя перенапряжений (ОПН) в ЩУ?
Согласно актуальным требованиям ПУЭ (п. 7.1.22 для жилых зданий, аналогичные требования для других объектов) и ТУ сетевых компаний, установка УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений) на вводе является обязательной. ОПН класса 2 (С) устанавливается до счетчика для защиты аппаратуры учета.
Вопрос 5: Как выбрать сечение проводников для цепей тока в учетных цепях с ТТ?
Сечение медных проводов от трансформаторов тока до счетчика должно быть не менее 2.5 мм² (ПУЭ, п.3.4.23). Расчетное сопротивление проводов не должно превышать допустимое для выбранного класса точности ТТ. Для класса 0.5S общее сопротивление двухпроводной цепи (2 жилы) не должно превышать, как правило, 0.1 Ом.
Вопрос 6: Что такое «шина-гребенка» и когда ее применяют в ЩУ?
Шина-гребенка (combibus) – это медная или медная луженая шина с отводами под стандартный шаг модульной аппаратуры (18 мм). Применяется для распределения питания по ряду автоматических выключателей в распределительной части ЩУ. Ее использование повышает надежность соединений, сокращает время монтажа и уменьшает количество межаппаратных перемычек.
Вопрос 7: Каков порядок действий при повреждении пломбы на учетном щите?
Немедленно прекратить любые манипуляции с щитом. В кратчайшие сроки (как правило, в течение 24 часов) уведомить об этом аварийную службу или абонентский отдел сетевой (сбытовой) компании. Составить совместный с представителем компании акт о нарушении пломбы. Самостоятельное вскрытие или ремонт до приезда инспектора запрещены.