Распределительная шина в щите: виды, расчет и монтаж

Правильно подобрана распределительная шина в щите заменяет десятки проволочных перемычек, снижает переходное сопротивление контактов и упорядочивает архитектуру низковольтного комплектного устройства (НКП). Использование монолитных медных или латунных элементов делает невозможным последовательное ослабление зажимов, когда от нагрева одной клеммы исчезает питание на всем ряде автоматики. Ниже рассмотрим конструктивные разновидности шин, методику их расчета по току и типичные ошибки сбора щитов.

Что такое распределительная шина и почему шлейфование проволокой уходит в прошлое

Распределительная шина — жесткий неизолированный или помещенный в диэлектрический корпус проводник, предназначенный для электрического и механического объединения группы модульных аппаратов, распределения вводного питания или сведения нулевых и защитных проводников в общую точку. Традиционная шлейфовка автоматических выключателей ПВ-3 (ПуГВ) с помощью двойных трубчатых наконечников создает три системные проблемы:

• Неравномерный прижим в клемме: даже при качественном опрессовании двойной гильзы площадь контакта цилиндрической втулки с плоской клетью зажима меньше, чем у прямоугольной медной полосы шины.
• Каскадный характер аварии: при последовательном объединении проводов ток всего ряда протекает через клемму первого автомата, что вызывает локальный перегрев и оплавление корпуса.
• Перекрытие обзора и ухудшение конвекции: пучки перемычек перекрывают маркировку и мешают свободному отводу тепла от тепловых расцепителей.

По данным технических исследований Yomin Electric, переход на заводскую изолированную гребенчатую шину сокращает время коммутации ряда модульных автоматов более чем на 70% и гарантирует идентичное переходное сопротивление на каждом полюсе. Если стоит задача профессионально укомплектовать объект и купить распределительную шину под конкретный номинал вводного аппарата, следует выбирать сертифицированные. шины и клеммные блоки промышленного исполнения.

Виды распределительных шин для модульных щитов

В зависимости от выполняемой функции в схеме электрощита, шинный прокат и модульные распределительные элементы делятся на три основные категории:

1. Гребенчатые фазные шины (гребенки): выпускаются в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении (1P, 2P, 3P, 4P) для тиражирования фаз и нейтрали на линейные автоматы, УЗО или дифавтоматы. Их геометрия четко подчинена стандарту DIN 43880, устанавливающему единый межцентровый монтажный шаг 18 мм (1 модуль) для оборудования на 35-миллиметровую DIN-рейку.
2. Шины N и PE (нулевые и заземления): латунные бруски с рядом резьбовых отверстий для индивидуального присоединения жил отходных линий. Нулевая шина рабочей нейтрали (N) всегда устанавливается на диэлектрических изоляторах (на DIN-рейке или по краям шины), тогда как защитная шина PE может иметь прямой электрический контакт с металлической панелью или корпусом шкафа. В каталоге «Сити Электрика» для этих задач представлена шина распределительная ONKA (в том числе артикулы 1080101, 1080105, 1080115, 1080123), рассчитана на быстрый монтаж и стабильное удержание проводников.
3. Модульные распределительные блоки (кросс-модули): закрытые корпусные устройства, объединяющие в себе от 2 до 4 изолированных шин в ступенчатом порядке. Такой клеммный блок монтируется при входе питания в щит для удобного разделения толстого вводного кабеля на несколько меньших линий или групповых УЗО. Требования к их прочности и изоляции до 1000 В переменного тока регламентируются стандартом IEC 60947-7-1, а прозрачная крышка обеспечивает степень защиты от прикосновения IP2X/IPXXB и визуальный контроль соединений. В ассортименте доступны готовые клеммные блоки ONKA (артикулы 1080031–1080034, 1080046, 1080066), которые фиксируются на стандартную стальную рейку (например, модель DEMTE, арт. 1100092) и при необходимости подпираются с торцов фиксаторами ONKA (арт. 10200).

Штырь (Pin) или вилка (Fork): как выбрать тип подключения гребенки

Конфигурация контактных зубцов фазной шины для автоматов определяется исключительно строением клеммного узла модульной аппаратуры. Промышленность выпускает два типа окончаний: штыревые (Pin/Tooth) и вилочные (Fork/U-lug).

Штыревая распределительная шина (Pin) имеет плоские прямоугольные или цилиндрические штыри, которые заводятся непосредственно внутрь основной туннельной клеммы автомата. Это универсальное решение, совместимое с абсолютным большинством модульных аппаратов на рынке, даже имеющих одинарные хомутные зажимы.

Вилочная шина (Fork) заканчивается U-образными пазами и разработана специально для аппаратуры с двойными клеммами архитектуры Bi-Connect. Вилка поддвигается непосредственно под шляпку прижимного винта с наружной стороны шины, оставляя основной туннельный зажим автомата полностью свободным для ввода кабеля питания. Кроме того, для ревизии или замены одного автомата в ряду с вилочной шиной достаточно ослабить винты без полного демонтажа всей гребенки.

Если питание подается на штырьковую шину кабелем сечением 16–35 мм², заводить такую жилу в одну клемму вместе со штырем недопустимо. В таких узлах используются специальные вводные адаптеры (клемные переходники), плоский штырь которых зажимается вместе с шиной, а кабель фиксируется в отдельной мощной гильзе адаптера.

Расчет сечения и выбор шины по току и способу питания

Номинальный выдерживающий ток распределительная шина в щите, напрямую зависит от площади сечения медного профиля и точки подачи питания. Согласно технической документации NOARK Electric, при подаче напряжения в центральную часть гребенки (center feed) ее максимальная пропускная способность возрастает почти вдвое по сравнению с подключением с крайнего торца (end feed). Это объясняется тем, что входной ток разветвляется в два параллельных плеча, нагружая каждую половину медной полосы всего на 50% от общего потребления ряда.

При проектировании плотно заполненных шкафов также учитывают тепловой баланс по стандарту IEC 61439. Допустимое превышение температуры токоведущих шин ограничено 70 °C сверх температуры воздуха (предельный предел — 105 °C для неизолированной меди) и не более 55 °C для шин в пластиковой оболочке (GRL Electric). Поэтому в герметичных боксах номинал шины всегда выбирают с запасом на одну ступень выше номинала вводного автомата.

Типичные ошибки монтажа распределительных шин и последствия для щита

Даже при правильном расчете сечения нарушение технологии во время слесарных и электромонтажных работ способно вывести распределительную шину в щите из строя в первые месяцы эксплуатации под погрузкой. Наиболее критические недостатки монтажников:

• Отсутствие торцевых заглушек после порезки: при укорочении метровой многополюсной шины болгаркой или ножовкой по металлу на срезе образуется заусеница, а расстояние утечки между фазами сокращается до толщины текстолитовой или ПВХ-перегородки. Торцы нужно зачищать надфилем, слегка подрезать медную полосу внутрь пластика (на 2–3 мм) и обязательно закрывать штатными изоляционными заглушками для сохранения класса защиты IP20.
• Зажим пластикового кожуха под клемму: если штырь гребенки посажен слишком глубоко и подвижная каретка автомата прижимает край пластикового корпуса шины вместо металла, возникает имитация затянутого винта. Под нагрузкой такой контакт мгновенно искрит и выгорает.
• Соединение штыря шины и многожильного провода в одном тоннеле: заведение неконечной или даже обжатой гильзой круглой жилы в одну клеть с плоским медным штырем приводит к перекосу прижимной рамки. Если необходимо организовать ответвление без адаптера и подключить два провода в одну клемму соседнего аппарата, используют либо двухкамерные зажимы автомата, либо трубчатые наконечники на 2 провода L&S TERMICO (например, арт. 9CT025010BL для 2×2,5 мм² или 9CT060014BK для 2×6 мм²) в отдельном полюсном окне.
• Игнорирование динамометрического инструмента: недотянутый винт на нулевой шине или в кросс-модуле повышает переходное сопротивление, а перетянутый – срезает витки резьбы в латуне. Следует четко выдерживать паспортный момент затяжки винтовых клемм. и производить повторную протяжку перед сдачей щита в работу.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли соединять однополюсные и трехполюсные автоматы одной трехфазной шиной?

Так, стандартная трехполюсная гребенчатая шина с шагом 18 мм позволяет подключать в одном ряду как трехполюсные, так и однополюсные автоматы с равномерным чередованием фаз L1–L2–L3. Главное условие – совпадение высоты и глубины посадки клеммных зажимов всех устройств, поэтому в пределах одной шины используют автоматы одного производителя и одной серии.

Как подключить вводное питание к гребенке, если автомат не имеет двойных клемм?

Наиболее надежный способ – применить специальные вводные клеммные переходники (адаптеры питания), плоский или штыревой вывод которых вставляется в тоннель автомата вплотную к плоскости зубца шины. Альтернативный вариант – использовать вилочную шину (Fork) под шляпку винта, если конструкция автомата поддерживает технологию Bi-Connect, оставив основную клеть под жилую кабелю.

Какая разница в монтаже между нулевой шиной N и шиной заземления PE?

Рабочая нулевая шина N в системах TN-S и TN-CS должна быть гальванически изолирована от металлического корпуса щита и DIN-рейки, поэтому всегда крепится через пластиковые стойки-изоляторы. Защитная шина PE может монтироваться непосредственно на металлическую монтажную панель, поскольку корпус щита сам подлежит заземлению.

Почему четырехполюсный кросс-модуль лучше открытых шин при сборке трехфазного щита?

Модульный клеммный блок (кросс-модуль) объединяет четыре шины в единственном компактном корпусе с защитной прозрачной крышкой, что экономит место на DIN-рейке и исключает случайное межфазное замыкание инструментом во время обслуживания. Кроме того, латунные планки в нем уже разнесены ступенями, что облегчает заведение жестких жил под разными углами.

Источники

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