Розподільча шина в щиті: види, розрахунок та монтаж

Правильно підібрана розподільча шина в щиті замінює десятки дротяних перемичок, знижує перехідний опір контактів та впорядковує архітектуру низьковольтного комплектного пристрою (НКП). Використання монолітних мідних чи латунних елементів унеможливлює послідовне ослаблення затискачів, коли від нагріву однієї клеми зникає живлення на всьому ряді автоматики. Нижче розглянемо конструктивні різновиди шин, методику їх розрахунку за струмом і типові помилки збирання щитів.

Що таке розподільча шина і чому шлейфування дротом відходить у минуле

Розподільча шина — це жорсткий неізольований або поміщений у діелектричний корпус провідник, призначений для електричного та механічного об’єднання групи модульних апаратів, розподілу ввідного живлення або зведення нульових і захисних провідників у спільну точку. Традиційне шлейфування автоматичних вимикачів ПВ-3 (ПуГВ) за допомогою подвійних трубчастих наконечників створює три системні проблеми:

• Нерівномірний притиск у клемі: навіть при якісному опресуванні подвійної гільзи площа контакту циліндричної втулки з плоскою кліттю затискача менша, ніж у прямокутної мідної смуги шини.
• Каскадний характер аварії: при послідовному об’єднанні проводів струм усього ряду протікає крізь клему першого автомата, що викликає локальний перегрів та оплавлення корпусу.
• Перекриття огляду та погіршення конвекції: пучки перемичок перекривають маркування і заважають вільному відведенню тепла від теплових розчіплювачів.

За даними технічних досліджень Yomin Electric, перехід на заводську ізольовану гребінчасту шину скорочує час комутації ряду модульних автоматів більш ніж на 70% і гарантує ідентичний перехідний опір на кожному полюсі. Якщо стоїть завдання професійно укомплектувати об’єкт і купити розподільчу шину під конкретний номінал ввідного апарата, варто обирати сертифіковані шини та клемні блоки промислового виконання.

Види розподільчих шин для модульних щитів

Залежно від виконуваної функції в схемі електрощита, шинний прокат та модульні розподільчі елементи поділяються на три основні категорії:

1. Гребінчасті фазні шини (гребінки): випускаються в одно-, дво-, три- та чотириполюсному виконанні (1P, 2P, 3P, 4P) для тиражування фаз і нейтралі на лінійні автомати, ПЗВ або дифавтомати. Їхня геометрія чітко підпорядкована стандарту DIN 43880, який встановлює єдиний міжцентровий монтажний крок 18 мм (1 модуль) для обладнання на 35-міліметрову DIN-рейку.
2. Шини N та PE (нульові та заземлення): латунні бруски з рядом різьбових отворів для індивідуального приєднання жил відхідних ліній. Нульова шина робочої нейтралі (N) завжди встановлюється на діелектричних ізоляторах (на DIN-рейку або по краях шини), тоді як захисна шина PE може мати прямий електричний контакт із металевою монтажною панеллю або корпусом шафи. У каталозі «Сіті Електрика» для цих завдань представлена шина розподільча ONKA (зокрема артикули 1080101, 1080105, 1080115, 1080123), розрахована на швидкий монтаж та стабільне утримання провідників.
3. Модульні розподільчі блоки (крос-модулі): закриті корпусні пристрої, що поєднують у собі від 2 до 4 ізольованих шин у ступінчастому порядку. Такий клемний блок монтується при вході живлення в щит для зручного поділу товстого ввідного кабелю на кілька менших ліній або групових ПЗВ. Вимоги до їхньої міцності та ізоляції до 1000 В змінного струму регламентуються стандартом IEC 60947-7-1, а прозора кришка забезпечує ступінь захисту від дотику IP2X / IPXXB та візуальний контроль з’єднань. В асортименті доступні готові клемні блоки ONKA (артикули 1080031–1080034, 1080046, 1080066), які фіксуються на стандартну сталеву рейку (наприклад, модель DEMTE, арт. 1100092) і за потреби підпираються з торців фіксаторами ONKA (арт. 1060014 або 1060002).

Штир (Pin) чи вилка (Fork): як обрати тип підключення гребінки

Конфігурація контактних зубців фазної шини для автоматів визначається виключно будовою клемного вузла модульної апаратури. Промисловість випускає два типи закінчень: штирьові (Pin / Tooth) та вилкові (Fork / U-lug).

Штирьова шина розподільча (Pin) має плоскі прямокутні або циліндричні штирі, які заводяться безпосередньо всередину основної тунельної клеми автомата. Це універсальне рішення, сумісне з абсолютною більшістю модульних апаратів на ринку, навіть тих, що мають одинарні хомутні затискачі.

Вилкова шина (Fork) закінчується U-подібними пазами й розроблена спеціально для апаратури з подвійними клемами архітектури Bi-Connect. Вилка підсувається безпосередньо під капелюшок притискного гвинта із зовнішнього боку шини, залишаючи основний тунельний затискач автомата повністю вільним для введення кабелю живлення. Крім того, для ревізії або заміни одного автомата в ряді з вилковою шиною достатньо послабити гвинти без повного демонтажу всієї гребінки.

Якщо живлення подається на штирьову шину кабелем перерізом 16–35 мм², заводити таку жилу в одну клему разом зі штирем неприпустимо. У таких вузлах застосовують спеціальні ввідні адаптери (клемні перехідники), плаский штир яких затискається разом із шиною, а кабель фіксується в окремій потужній гільзі адаптера.

Розрахунок перерізу та вибір шини за струмом і способом живлення

Номінальний струм, який витримує розподільча шина в щиті, прямо залежить від площі перерізу мідного профілю та точки подачі живлення. Згідно з технічною документацією NOARK Electric, при подачі напруги в центральну частину гребінки (center feed) її максимальна пропускна здатність зростає майже вдвічі порівняно з підключенням з крайнього торця (end feed). Це пояснюється тим, що вхідний струм розгалужується у два паралельні плеча, навантажуючи кожну половину мідної смуги лише на 50% від загального споживання ряду.

Під час проєктування щільно заповнених шаф також враховують тепловий баланс за стандартом IEC 61439. Допустиме перевищення температури струмоведучих шин обмежене 70 °C понад температуру повітря (гранична межа — 105 °C для неізольованої міді) і не більше 55 °C для шин у пластиковій оболонці (GRL Electric). Тому в герметичних боксах номінал шини завжди обирають із запасом на одну ступінь вище номіналу ввідного автомата.

Типові помилки монтажу розподільчих шин та наслідки для щита

Навіть за умови правильного розрахунку перерізу порушення технології під час слюсарних та електромонтажних робіт здатне вивести розподільчу шину в щиті з ладу в перші місяці експлуатації під навантаженням. Найбільш критичні хиби монтажників:

• Відсутність торцевих заглушок після порізки: під час вкорочення метрової багатополюсної шини болгаркою або ножівкою по металу на зрізі утворюється задирка, а відстань витоку між фазами скорочується до товщини текстолітової або ПВХ-перегородки. Торці потрібно зачищати надфілем, трохи підрізати мідну смугу всередину пластику (на 2–3 мм) та обов’язково закривати штатними ізоляційними заглушками для збереження класу захисту IP20.
• Затискання пластикового кожуха під клему: якщо штир гребінки посаджено занадто глибоко і рухома каретка автомата притискає край пластикового корпусу шини замість металу, виникає імітація затягнутого гвинта. Під навантаженням такий контакт миттєво іскрить і вигорає.
• Поєднання штиря шини та багатожильного дроту в одному тунелі: заведення некінцьованої чи навіть обтиснутої гільзою круглої жили в одну кліть із плоским мідним штирем призводить до перекосу притискної рамки. Якщо необхідно організувати відгалуження без адаптера і підключити два дроти в одну клему сусіднього апарата, використовують або двокамерні затискачі автомата, або трубчасті наконечники на 2 проводи L&S TERMICO (наприклад, арт. 9CT025010BL для 2×2,5 мм² чи 9CT060014BK для 2×6 мм²) в окремому полюсному вікні.
• Ігнорування динамометричного інструменту: недотягнутий гвинт на нульовій шині або в крос-модулі підвищує перехідний опір, а перетягнутий — зрізає витки різьби в латуні. Слід чітко витримувати паспортний момент затягування гвинтових клем та проводити повторну протяжку перед здачею щита в роботу.

Часті запитання

Чи можна з’єднувати однополюсні та триполюсні автомати однією трифазною шиною?

Так, стандартна триполюсна гребінчаста шина з кроком 18 мм дає змогу підключати в одному ряді як триполюсні, так і однополюсні автомати з рівномірним чергуванням фаз L1–L2–L3. Головна умова — збіг висоти та глибини посадки клемних затискачів усіх пристроїв, тому в межах однієї шини використовують автомати одного виробника і однієї серії.

Як підключити ввідне живлення до гребінки, якщо автомат не має подвійних клем?

Найбільш надійний спосіб — застосувати спеціальні ввідні клемні перехідники (адаптери живлення), плоский чи штирьовий вивід яких вставляється в тунель автомата впритул до площини зубця шини. Альтернативний варіант — використати вилкову шину (Fork) під капелюшок гвинта, якщо конструкція автомата підтримує технологію Bi-Connect, залишивши основну кліть під жилу кабелю.

Яка різниця у монтажі між нульовою шиною N та шиною заземлення PE?

Робоча нульова шина N у системах TN-S та TN-C-S повинна бути гальванічно ізольована від металевого корпусу щита та DIN-рейки, тому вона завжди кріпиться через пластикові стійки-ізолятори. Захисна шина заземлення PE може монтуватися безпосередньо на металеву монтажну панель, оскільки корпус щита сам підлягає заземленню.

Чому чотириполюсний крос-модуль кращий за відкриті шини при збиранні трифазного щита?

Модульний клемний блок (крос-модуль) поєднує чотири шини в єдиному компактному корпусі із захисною прозорою кришкою, що економить місце на DIN-рейці та виключає випадкове міжфазне замикання інструментом під час обслуговування. Крім того, латунні планки в ньому вже рознесені сходинками, що полегшує заведення жорстких жил під різними кутами.

Джерела

• Yomin Electric
• International Electrotechnical Commission (IEC)
• NOARK Electric
• GRL Electric