Для чего нужна шина в электрике
Гребенчатая шина для подключения групповых автоматов
В старых квартирных электрощитах групповые автоматы объединялись с помощью перемычек. Способ дешевый, доступный, но не отличающийся надежностью. Сегодня для подобных целей применяется соединительная шина. За счет этого упрощается электромонтаж и проводка выглядит аккуратней.
Разновидности гребенок
Не существует универсальной соединительной шины, подходящей под любые автоматические выключатели. Автоматы обладают отличающимися габаритами, количеством выводов и прочими характеристиками. Поэтому и гребенки бывают самыми разнообразными.
По форме контактов выделяются 2 вида гребенчатых шин:
Гребенки отличаются по длине, то есть по количеству автоматов, которые к ним возможно подключить. При необходимости слишком длинную шину допустимо укоротить ножовкой. Но предпочтительней использовать изделия на стандартное количество автоматов:
Есть отличия и в количестве подключаемых фаз. С этой точки зрения соединительные шины бывают следующих типов:
Важно! Если пришлось пилить одну большую шину на несколько маленьких, то необходимо обратить внимание на полученный спил. Отдельные проводники не должны быть гнутыми или замыкаться между собой. После резки нужно удалить из гребенки медную пыль.
Конструкция
Гребенки обладают сборной конструкцией. В основе строения плоская медная шина. На ней имеются отводы для установки на автоматы. В зависимости от количества подключаемых фаз, в одной гребенке бывает 1 или 4 шины. Они изолируются негорючим пластиком. Обычно белого или серого цвета.
Конструкция выполнена так, что в собранном виде практически отсутствуют открытые токопроводящие части. Это повышает безопасность обслуживающего персонала. А распределительная коробка становится менее восприимчивой к пыли.
Форма выводов
Наиболее распространены гребенчатые шины со штыревыми отводами (гребенки типа pin). Англоязычное название — pin. Они подходят к большинству современных автоматических выключателей. Выводы у таких шин сложнее погнуть при транспортировке. Поэтому во время монтажа возникает меньше проблем с установкой в отверстия автоматических выключателей.
Второй вид отводов — вилкообразный (тип fork). Используются сравнительно реже. Подходят не ко всем образцам современного оборудования. Соединительные шины с вилкообразными выводами не рекомендуется использовать для мощных нагрузок. Обычно их ставят в щиток с максимальным током до 63 А.
Гребенка двухполюсная вилкообразная
Плюсы и минусы соединительных шин
Гребенчатые соединители вытесняют из практики электромонтеров классические перемычки из проводов. Это объясняется достоинствами, которыми они обладают в сравнении с устаревшими методами монтажа:
Существуют и недостатки:
Дополнительная информация. Гребенка требует периодического осмотра и технического обслуживания. Важно обращать внимание на температуру и цвет соединителя и при необходимости производить подтяжку винтов автоматических выключателей.
Подключение автоматов через гребенку
При использовании гребенчатой шины автоматические выключатели подключаются по схеме параллельного соединения. Если гребенка рассчитана на 1 полюс, то к каждому автомату подходит 1 фаза. Такой соединитель принято называть фазным. Его располагают в верхней части линейки выключателей. На гребенку приходит 1 общий приходящий провод. Она размножает его по отдельным групповым автоматам.
Если шина двухфазная, то на автоматы приходит фаза и ноль. В таком случае необходимы двухполюсные устройства защиты.
Правила монтажа
При установке соединителей необходимо руководствоваться правилами по электромонтажу, касающимися подобных устройств. За счет этого повышается безопасность и надежность электрооборудования. Основные принципы монтажа таковы:
Подключение однофазных устройств
Однофазное включение наиболее простое. Оно используется для автоматов на один полюс. Порядок действия следующий:
Подключение УЗО и дифференциальных автоматов
Для подключения однофазных УЗО и дифференциальных автоматов потребуется двухрядная гребенчатая шина. Ее необходимо установить в верхней части защитных устройств. Одна шина считается фазной. Ее штыри следует подключать к L выводам УЗО. Вторая шина нулевая. Подключается к N выводам.
В собранном виде в линейке будет чередоваться фаза и ноль. А расстояние между отдельными штырями одной шины составит удвоенную ширину обычного автоматического выключателя, то есть 35 мм.
Подключение трехфазных автоматов и УЗО
С трехфазными устройствами защиты понадобится гребенчатая шина на 3 или 4 полюса. Четырехполюсная гребенка необходима, когда помимо 3 фаз используется и нулевой провод.
Сборка цепи выполняется аналогично предыдущему способу. Шина располагается сверху УЗО или диф автоматов. Гребенка, к которой подключается провод L1, должна подать напряжение на все выводы L1 защитных устройств. Для L2, L3 и N — так же. При этом L1, L2, L3 и N не должны замыкаться между собой. После монтажа необходимо отключить все автоматы и убедиться, что подобное замыкание отсутствует.
Типичные ошибки при монтаже
Подключение гребенчатой шины не является сложной операцией. Достаточно базового понимания того, как и куда должен протекать электрический ток. Однако даже опытные электромонтажники периодически допускают ошибки подключения гребенки:
Производители гребенок
В продаже представлено множество гребенчатых шин от разных заводов изготовителей. Как правило, выпуском этих изделий занимаются те же компании, что производят автоматические выключатели. Из наиболее известных брендов выделяются следующие:
Дополнительная информация. Гребенчатая шина проста в изготовление. Поэтому ее подделки производят все кому не лень. В оригинальной шине должна быть прочная межфазная изоляция и качественная гибкая медь. Не стоит экономить на этих изделиях.
Гребенчатые соединители заметно упрощают электромонтаж. Вместе с тем сокращается и обще время сборки щита. Однако за такое удовольствие нужно платить. Здесь каждый решает сам, нужно оно ему или нет.
Если выбор сделан в пользу гребенок, то необходимо задуматься об их технических характеристиках. Гребенка должна соответствовать суммарной мощности всех потребителей, которые через нее будут питаться. Не менее важно разобраться и с конструктивными особенностями. Ведь есть модели на 1, 2, 3 и 4 полюса, и каждая уместна в своей ситуации.
Конструктивные особенности и сфера применения нулевой шины
Шина нулевая — контактная колодка, предназначенная для электрического и механического подсоединения нулевых защитных «РЕ», рабочих «N» и фазных элементов сети. Используется для правильной организации проводки в распределительных щитах или распаячных коробках. Монтаж защитной системы проводится на DIN-рейке, электрическом щитке, угловых изоляторах.
Почему применяются разные системы заземления
Защитное заземление внешних металлических частей электротехнических приборов снижает риск поражения людей электрическим током при повреждении изолятора или прикосновении к оборванным проводам. Защитные функции заземления построены на двух принципах: снижение разницы потенциалов между заземляемыми и соседними проводниками, а также отвод тока утечки при взаимодействии фазного с заземляемым проводом. Нештатная ситуация сопровождается немедленным срабатыванием устройства защитного отключения — УЗО.
Для чего нужна нулевая шина
Нулевая шина в корпусе
Контактная колодка решает ряд задач:
Отдельного внимания заслуживает возможность организации видимой клеммы при установке прибора с прозрачной крышкой, позволяющего заземлять и нейтрализовать проводники на соответствующих шинах.
Какими бывают нулевые шины
Нулевые шины для крепления на металлическую Дин-рейку, G-рейку или панель щита бывают изолированными и без дополнительной защиты. Изоляцией для клеммы служит плоская ПВХ основа или планка, оснащенная двумя полимерными «ножками» (например, ШНИ-6х9-6-У2-Ж от IEK). К изолятору брусок крепят по центру или по краям.
На участках, требующих дополнительной защиты или подключения нескольких проводников: N «ноль», PE «земля», PEN «земля-ноль» применим полимерный корпус, предложенный различными цветовыми решениями: голубым для нейтрали, желтым или зеленым для заземления.
Конструктивные особенности
Конструкция нулевой шины представлена металлическим бруском с отверстиями и зажимными контактами (болтами), повышающими безопасность разводки проводов. Функции проводников выполняют медные, бронзовые, латунные элементы, изолятором служит полиамид, не поддерживающий горение. Монолитное исполнение изделия упрощает обслуживание, повышает надежность фиксации.
Характеристики нулевых шин
Пример использования кросс-модуля
Неизолированная шина нулевая со сторонами 6*9мм и 8*12мм, длиной 0,5 и 1 м отличаются двумя способами подсоединения проводников: по центру или краям изделия.
Шина нулевая изолированная с двумя полимерными «лапками» для крепления к щиту, питает провода через верхние, боковые отверстия. Размеры брусков (ширина/высота): 6*9 и 8*12 мм.
Шина нулевая HCD имеет универсальные крепления: на Din-рейку и поверхность щитка одновременно. Базовые размеры металлического бруска 6*9 мм и 8*12мм.
Нулевая шина с изолятором CD крепится на Din-рейку по центру изделия. Размеры клеммы 6*9мм, 1 м.
Кросс-модуль представлен нулевой рейкой в корпусе для монтажа в щиток или 2-4 проводниками в полимерной коробке, фиксируемой на DIN-рейке или плоской поверхности через отверстия на задней панели. Устройство содержит отверстия различных диаметров, позволяя подключать провода соответствующих сечений.
Допустимый ток для использования кросс-модуля в электросети 100-125 А, номинальное напряжение 500В.
Правила установки
Монтаж простейшей клеммы к щитку выполняют закрытым и открытым способом. Первый вариант предупреждает злонамеренную порчу шины мощных или важных устройств, второй метод применим при отсутствии риска повреждения аппарата. Нулевые колодки с винтовыми соединениями фиксируют к распределительному щитку на DIN рейке, дополнительной изоляции для заземления не предусмотрено.
Сечение нулевых и фазных проводников является одинаковым. Аналогичное требование предъявляется к параметрам шины: действительным сечением считается размер наиболее тонких участков. При объединении группы проводников земли и нуля конечные потребители после разделения ввода «PEN» подключают к разным шинам: PE и N.
Как быть, если нет нужных нулевых шин в наличии
Часто распределительные шкафы импортного производства (ABB Mistral) комплектуются одной шиной «N» и «P», а если электрик планирует заземлять три УЗО, ему потребуется 3 маленькие колодки вместо одной большой. Поскольку размеры фирменных щитков, изолированных коробок исключают размещение обычных шин, монтажникам приходится распиливать существующую планку или покупать по индивидуальному заказу. Погрузив полученные изделия в пластиковый корпус, остается проверить устойчивость крепления латунных отрезков.
Назначение и применение шинопроводов
В статье рассмотрим какие бывают современные виды шинопроводов, их конструкцию и особенности применения, рассмотрим недостатки и преимущества шинопровода по сравнению с кабелем, затронем вопросы монтажа и проектирования.
Применять шинопровод в своих проектах я начал еще в 2005 году, так что за эти годы накопился определённый опыт, который я решил обобщить. Применять в своих проектах я стал сразу современный импортный шинопровод. Из российских производителей тогда был представлен только советский ШМА и ШРА, который по технике монтажа был прошлым веком. Импортный шинопровод выигрывал на порядок по скорости и удобству монтажа, являясь гибкой системой. В настоящий момент появилось много российских производителей, которые производят шинопроводы современной конструкции и на равных конкурируют с импортными аналогами. Далее рассмотрим более подробно современный шинопровод.
Конструкция шинопровода
Шинопровод — это комплектное устройство заводского изготовления, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии. Конструктивно представляет пакет изолированных шин в жестком корпусе.
Как правило, в сечении шинопровод имеет форму двутавра либо прямоугольника.
Шины медные либо алюминиевые. Корпус стальной (у большинства производителей) либо алюминиевый.
Степень защиты корпуса: от IP55 до IP68.
Следует отметить, что за счет металлического корпуса шинопровод обладает очень хорошими характеристиками по электромагнитной совместимости.
Элементы шинопровода
Система шинопроводов состоит из следующих элементов:
По-умолчанию поворотные элементы выполняются под прямым углом, но по согласованию с производителем, возможно изготовление с углами более 90°. Прямые секции могут быть изготовлены нестандартной длины. Минимальная длина ограничена конструктивными особенностями шинопровода и составляет обычно около 350-600 мм.
Конфигурация шин шинопровода
Трехфазный шинопровод обычно изготавливают четырехпроводным (3L+N), используя корпус в качестве PE-проводника. При выполнении определённых условий это допускается ПУЭ. Но, к сожалению, конструкция корпуса не всех шинопроводов в полной мере удовлетворяет требованиям нормативов в части неразрывности соединения PE-проводника. Т.е. его нельзя использовать как PE-проводник, поэтому по факту у большинства отечественных производителей это реализовано как 3L+PEN, хотя они его позиционируют как 3L+N+(PE). При выборе производителя шинопровода следует обратить на конструкцию корпуса особое внимание.
Для больших номиналов шинопровод изготавливают с двойным пакетом шин.
Также у серьёзных производителей представлены конфигурации с функциональным заземлением и двойной нейтралью.
Конструкция трехфазного шинопровода 3L+N+(PE). Три фазных проводника, нейтраль, корпус в качестве заземляющего проводника. Сечение нейтрали равно сечению фазного проводника. Эквивалентное сечение корпуса равно или больше сечению фазного проводника.
Конструкция трехфазного шинопровода 3L+N+FE+(PE). Три фазных проводника, нейтраль, функциональное заземление FE, корпус в качестве заземляющего проводника PE. Сечение нейтрали равно сечению фазного проводника. Сечение изолированного от корпуса проводника функционального заземления равно сечению фазного проводника. Эквивалентное сечение корпуса равно или больше сечения фазного проводника.
Конструкция трехфазного шинопровода 3L+N+FE/2+(PE). Три фазных проводника, нейтраль, функциональное заземление FE/2, корпус в качестве заземляющего проводника PE. Сечение нейтрали равно сечению фазного проводника. Сечение соединённого с корпусом проводника функционального заземления равно 50% сечения фазного проводника. Эквивалентное сечение корпуса равно или больше сечения фазного проводника.
Конструкция трехфазного шинопровода 3L+2N+(PE). Три фазных проводника, нейтраль, корпус в качестве заземляющего проводника PE. Сечение нейтрали в два раза превышает сечение фазного проводника. Эквивалентное сечение корпуса равно или больше сечения фазного проводника.
На большинстве объектов применяют шинопровод в конфигурации шин 3L+N+(PE). Он, естественно, дешевле других конфигураций. Конфигурации с двойной нейтралью и функциональным заземлением применяют при строительстве центров обработки данных (дата-центров), а также на промышленных объектах при электроснабжении оборудования с повышенными требованиями к помехозащищенности.
Шинопровод с воздушной изоляцией
Корпус шинопровода изготавливают из стали. Шины внутри корпуса закрепляются на изоляторах, между шинами воздух.
Материал шин: медь либо алюминий.
Степень защиты корпуса: IP55.
Номинальный ток шинопровода: до 800 А.
Шинопровод с твёрдой полимерной изоляцией
Данный вид шинопроводов изготавливают по технологии «сэндвич». Шины оборачивают в изоляционный материал (майларовая либо полиэстерная плёнка) и плотно упаковывают в металлический корпус из оцинкованной стали или сплава алюминия. Конструкция получается более компактной за счет меньшего расстояния между шинами и позволяет изготавливать шинопроводы на большие токи.
Материал шин: медь либо алюминий.
Степень защиты корпуса: IP55.
Номинальный ток шинопровода:
Шинопровод с литой изоляцией
Шинопровод состоит из шин, заключенных в литую ударопрочную изоляцию на основе эпоксидной смолы. Данный вид шинопровода стойкий к агрессивным средам, устойчив к ультрафиолетовому излучению и за счет высокой степени защиты может быть установлен на улице. Шинопровод с литой изоляцией представлен не у всех производителей. Сложность изготовления заключается в составе литой изоляции: её необходимо сделать жёсткой и пластичной одновременно, стойкой к ультрафиолету и температурным перепадам.
Материал шин: медь либо алюминий.
Степень защиты корпуса: IP68.
Номинальный ток шинопровода: 400 — 6300 А.
Виды шинопроводов
Далее рассмотрим классификацию шинопровода по способу применения.
Распределительный и магистральный шинопровод
Распределительный (магистральный) шинопровод предназначен для передачи электроэнергии от ГРЩ (ВРУ) до крупных потребителей, распределительных и групповых щитов. Также при помощи шинопровода выполняется передача электроэнергии от трансформатора к ГРЩ (ВРУ).
Прямая передающая секция шинопровода
Прямая распределительная секция
Распределительная секция шинопровода может содержать до шести (по три с каждой стороны) гнёзд для подключения коробок отбора мощности. Конструктивно гнёзда реализованы так, что подключение и отключение коробок отбора мощности возможно без снятия напряжение с шинопровода. Это обеспечивает повышает бесперебойность электроснабжение и эксплуатационные характеристики схемы электроснабжения. Также коробка отбора мощности может быть установлена в стык секций шинопровода. Но для её монтажа и демонтажа необходимо снять напряжение с шинопровода.
Максимальный номинал коробок, устанавливаемых в гнездо шинопровода составляет 630 А. Коробки, устанавливаемые в стык секций шинопровода, имеют номинал до 1250 А.
Прямые передающие секции для связи «Трансформатор — ГРЩ(ВРУ)», а также на участках линии, где не требуется подключение потребителей и «съем» мощности. Существует соблазн выполнить трассу шинопровода только из распределительных секций, но они заметно дороже передающих секций, поэтому трассу шинопровода выполняют из передающих секций, а в местах расположения потребителей устанавливают прямые распределительные секции.
Троллейный шинопровод
Троллейный шинопровод используют для электроснабжения кран-балок, мостовых кранов, тельферов и другого подвижного оборудования. Корпус шинопровода П-образной формы изготавливают из оцинкованной стали либо пластика. Внутри расположены шины. Внутрь шинопровода вставляется тележка-токосъемник (отсюда и название шинопровода trolley — тележка с англ.).
Осветительный шинопровод
Осветительный шинопровод — общее название для трековых шинопроводов и распределительных шинопроводов малой мощности.
Распределительный шинопровод для сетей освещения
Распределительный шинопровод малой мощности (номинальные токи 25 А, 32 А, 40 А) в основном используют для построения сетей освещения, поэтому его часто называют осветительным шинопроводом.
Корпус шинопровода изготавливают из оцинкованной стали. Корпус используется в качестве PE-проводника. Внутри корпуса расположены шины (от двух до шести проводников). Также изготавливают двойные осветительные шинопроводы.
По обеим сторонам корпуса расположены гнёзда для подключение светильников либо другого оборудования. Шинопроводы комплектуют специальными разъемами-вилками.
Шинопровод является самонесущим элементом, что позволяет монтировать светильники прямо на него. Являет хорошей альтернативой системе «кабельный лоток + кабель».
Кроме построения сетей освещения применяется для подключения маломощного оборудования на конвейерах, а также на швейных фабриках.
Осветительный шинопровод для трековых светильников
Осветительный шинопровод для трековых светильников применяют для освещения жилых и коммерческих помещений, там, где нужна гибкость светотехнических решений. Корпус изготавливают из пластика, оцинкованной стали либо экструдированного алюминия. Внутри корпуса расположены медные шины. По конструкции аналогичен троллейному шинопроводу, с тем лишь отличием, что вместо тележки-токосъемника устанавливаются трековые светильники.
Трековые светильники на шинопроводе устанавливают в необходимом месте и их с лёгкостью можно перемещать вдоль всей линии шинопровода. Практически идеальный вариант для магазинов, бутиков и выставочных площадей, где нужно подсветить какую-то зону и возможна частая смена экспозиции.
Монтаж шинопровода
Монтаж шинопровода — на первый взгляд простая задача: как будто собираешь конструктор из готовых элементов. И если с монтажом осветительного шинопровода для трековых светильников особых сложностей не возникает — вот действительно конструктор, то в монтаже шинопроводов большой мощности есть свои особенности:
Монтаж шинопровода осуществляют в четыре этапа:
В каталоге каждого производителя представлены все необходимые крепежные элементы для монтажа шинопровода. Из своего опыта советую использовать только специфические элементы, а кронштейны и траверсы применять от производителей кабеленесущих конструкций: так выходит дешевле.
Проектирование шинопровода
Проектирование шинопровода отличается от проектирования системы «лоток + кабель». Тут нужен в некоторой степени другой подход и другие принципы построения системы электроснабжения. Например, просто заменить фидер из нескольких кабелей большого сечения одним шинопроводом не всегда является грамотным решением.
При проектировании следует учитывать трассу прохождения шинопровода: шинопровод потом в случае чего не сможет «вильнуть» вправо-влево или вверх-вниз, если наткнётся на балку. Шинопровод нельзя обрезать или согнуть. Также есть ограничение на максимальную мощность, которую можно отвести от секции распределительного шинопровода и много других нюансов.
В любом случае, проектирование трассы шинопровода придётся выполнять совместно с инженером компании производителя. На сложных участках трассы может потребоваться консультация с заводом: сможет ли завод изготовить какой-то нетиповой элемент и набор каких поворотных элементов лучше применить для решения какой-то сложной задачи.
Особенности применения шинопровода
Преимущества и недостатки шинопровода перед кабелем
Шинопровод или кабель, что дешевле?
Чтобы правильно ответить на это вопрос, надо корректно сравнивать. Часто сравнение проводят некорректно, задавая вопрос: «А сколько стоит метр шинопровода?», держа в уме стоимость метра кабеля той же пропускной способности. Почему такой вопрос некорректен и есть ли всё-таки какая-то стоимость у метра шинопровода? Давайте разберёмся.
Вы можете назвать стоимость метра ГРЩ? Не можете, потому что это абсолютно глупый и некорректный вопрос. Точно также и с шинопроводом.
Надо помнить, что шинопровод — это оборудование. Прямая секция нестандартной длины будет стоить примерно столько же как и стандартная трехметровая секция. Поворотный элемент будет стоить немного дешевле трехметровой секции (а у него длина не более полуметра). А есть еще отводные и фидерные блоки, компенсаторы расширения, секции чередования фаз и др. элементы.
И всё-таки стоимость метра шинопровода определить можно. Нужно определить стоимость всей системы и разделить на суммарную длину линий. Получится некая усреднённая цена — стоимость условного метра шинопровода. Правда, она справедлива только для конкретного объекта.
Тем не менее, сравнивать эту усреднённую цену метра шинопровода с ценой метра кабеля некорректно: кабель в воздухе висеть не будет и сам себя не смонтирует.
Для корректного сравнения реализации системы электроснабжения на шинопроводе и традиционным способом (кабель на лотках) требуется сравнить:
Вот в таком виде сравнение будет корректным. Параллельно посчитайте время монтажа. У шинопровода она будет меньше.
Небольшое пояснение по поводу учета щитового оборудования. Дело в том, что одна линия шинопровода может заменить несколько десятков кабельных линий. Соответственно, в ГРЩ (ВРУ) нужно будет вместо десятка автоматов установить один, но мощнее. Дополнительно экономим на габаритах и ошиновке щита.
Высококлассный специалист сможет удешевить реализацию объекта, переработав проект и заменив стандартное решение «лоток + кабель» на шинопровод. Мне удавалось снизить стоимость реализации проекта на 20% за счет изменения технического решения на, казалось-бы, «дорогой» шинопровод.