Распределительный щит

( Распределительный щит также известный как щит , панель выключателя , электрическая панель , блок предохранителей или блок DB ) — это компонент системы электроснабжения , который делит подачу электроэнергии на вспомогательные цепи , обеспечивая при этом защитный предохранитель или автоматический выключатель для каждой цепи в общий корпус . Обычно главный выключатель , а в современных платах — одно или несколько устройств защитного отключения (УЗО) или автоматических выключателей остаточного тока с защитой от сверхтоков в состав платы также входит (RCBO).

В Соединенном Королевстве распределительный щит, предназначенный для бытовых установок, известен как потребительский блок . ^{[ 1 ]}

Северная Америка

Распределительные щиты в Северной Америке обычно размещаются в корпусах из листового металла , при этом автоматические выключатели расположены в двух колоннах, управляемых спереди. Некоторые щиты снабжены дверцей, закрывающей ручки выключателей, но все они имеют глухую переднюю часть ; то есть передняя часть корпуса (независимо от того, есть ли у него дверь или нет) предотвращает контакт оператора выключателя с токоведущими электрическими частями внутри. Шины передают ток от входящих линейных ( горячих ) проводов к выключателям, которые крепятся к шине либо с помощью болтового соединения (с использованием винта с резьбой), либо с помощью вставного соединения с помощью удерживающей скобы. Щиты чаще встречаются в коммерческих и промышленных целях, и в них используются выключатели с болтовым креплением. Панели жилых и легких коммерческих помещений обычно называются центрами нагрузки и в них используются вставные выключатели. Нейтральные провода крепятся к нейтральной шине с помощью винтовых клемм . цепи Проводники ответвленной крепятся к клеммной колодке, прикрепленной непосредственно к корпусу щитка, который сам по себе является заземлен .

Во время обслуживания распределительного щита, когда крышка снята и видны кабели, в американских щитах обычно имеются открытые части, находящиеся под напряжением. В канадских щитах для служебных входов главный выключатель или автоматический выключатель расположен в сервисной коробке , секции корпуса, отделенной от остальной части щитка, так что, когда главный выключатель или выключатель выключен, никакие части, находящиеся под напряжением, не подвергаются воздействию при обслуживании распределительного щита. ответвленные цепи. ^{[ 2 ]}

Устройство выключателя

Выключатели обычно располагаются в две колонны. На доске в американском стиле позиции прерывателей нумеруются слева направо в каждом ряду сверху вниз. Эта система нумерации универсальна для многих конкурирующих производителей выключателей.

Каждый ряд питается от отдельной линии ( A , B и C ниже), чтобы позволить 2- или 3-полюсным выключателям с общим отключением иметь по одному полюсу на каждой фазе. В Северной Америке принято подключать крупное стационарное оборудование построчно. Он занимает два слота в панели (двухполюсный) и дает напряжение 240 В для двухфазного электропитания или 208 В для трехфазного питания .

Нумерация выключателей в Северной Америке
Сплит-фаза	3-фазный	Выключатели
А	А	1	2
Б	Б	3	4
А	С	5	6
Б	А	7	8
А	Б	9	10
Б	С	11	12
⋮	⋮	⋮	⋮

^{[ нужна ссылка ]}

Интерьер

На фотографии справа показана внутренняя часть распределительного щита бытового назначения производства General Electric . Сверху можно увидеть три служебных проводника — две «горячие» линии и одну нейтральную. Нейтральный провод соединяется с нейтральной шиной слева всеми белыми проводами, а два горячих провода подключаются к главному выключателю. Под главным выключателем расположены две шины, передающие ток между главным выключателем и двумя колоннами ответвленных выключателей, от которых отходят красный и черный горячие провода каждой соответствующей цепи. Видны три провода (горячий черный, нейтральный белый и оголенный провод), выходящие из левой стороны корпуса и идущие непосредственно к NEMA 5-15 электрической розетке с подключенным к ней шнуром питания . Входящий оголенный многожильный провод заземления можно увидеть в нижней части нейтральной шины.

На фотографии слева показана конфигурация с двумя панелями: основная панель справа (со снятой передней крышкой) и дополнительная панель слева (со снятой крышкой). Субпанель питается от двух больших проводов под напряжением и нейтрального провода, проходящего через наклонный кабелепровод в верхней части панелей. Эта конфигурация, по-видимому, демонстрирует два нарушения действующего Национального электротехнического кодекса США: на главной панели нет заземляющего проводника (вместо этого он подается через вспомогательную панель), а нейтральная шина подпанели соединена с заземляющей шиной (они должны быть отдельными). полоски после первого сервисного отключения (в данном случае это главная панель).

Североамериканские коробки
Американская панель автоматического выключателя со сменными автоматическими выключателями.
Иллюстрация нумерации выключателей на щитке североамериканского типа. Некоторые метки отсутствуют, а некоторые являются дополнительными. Цифры на переключателях указывают номинальную силу тока до срабатывания. Верхний правый автоматический выключатель (номинальный ток 100 А) питает дополнительную панель.
Электрическая панель и субпанель со снятой крышкой с субпанели.
Внутренняя проводка видна.
Блок предохранителей старого образца, используемый в Соединенных Штатах.

Коробки предохранителей

Распространенной конструкцией блока предохранителей, который использовался в домах, построенных с 1940 по 1965 год, был блок предохранителей на 60 А, который включал четыре предохранителя (т.е. цоколь Эдисона) для ответвленных цепей и один или несколько блоков предохранителей, содержащих патронные предохранители для таких целей, как основные электрические цепи. ^{[ 3 ]} После 1965 года стали распространены более солидные панели на 100 А с трехпроводным подключением (230 В); Блок предохранителей может иметь блоки предохранителей для главного отключения и цепи электрической плиты, а также несколько предохранителей (база Эдисона или тип S) для отдельных цепей. ^{[ 4 ]}

Великобритания

Один из типов распределительных щитов Великобритании.

На этом снимке показана внутренняя часть типичного распределительного щита в Великобритании. Три входящих фазовых провода подключаются к шинам через главный выключатель в центре панели. На каждой стороне панели расположены две шины : для нейтрали и земли. Входящая нейтраль соединяется с нижней шиной на правой стороне панели, которая, в свою очередь, соединяется с нейтральной шиной в левом верхнем углу. Входящий заземляющий провод соединяется с нижней шиной на левой стороне панели, которая, в свою очередь, соединяется с заземляющей шиной в правом верхнем углу. С правой нижней нейтральной планки снята крышка; нейтральная планка с левой стороны имеет крышку на месте.

С левой стороны фазных шин расположены два двухполюсных АВДТ и два однополюсных выключателя, один из которых не используется. Двухполюсные АВДТ на рисунке не подключены между двумя фазами, а имеют нейтральные соединения со стороны питания, выходящие за фазными шинами. Справа от шин расположены однополюсный выключатель, двухполюсный АВДТ и трехполюсный выключатель.

Иллюстрированная панель включает в себя много неиспользуемого пространства; вполне вероятно, что производитель выпускает 18- и 24-позиционные версии этой панели на одном и том же шасси.

В крупных коммерческих, общественных и промышленных установках обычно используется трехфазное питание с распределительными щитами, имеющими два вертикальных ряда выключателей. В более крупных установках часто используются вспомогательные распределительные щиты.

В обоих случаях современные щиты, работающие с источниками питания до 100 А (CU) или 200 А (распределительные щиты), используют автоматические выключатели и УЗО на DIN-рейке . Главный распределительный щит в установке также обычно оснащен главным выключателем (известным как вводной ) , который переключает фазу и нейтральную линию для всего источника питания. (Примечание: входной элемент может называться или продаваться как изолятор , но это проблематично, поскольку он не обязательно будет использоваться в качестве изолятора в строгом смысле этого слова.)

Для каждой фазы мощность подается по шине . В панелях с расщепленной фазой отдельные шины питаются непосредственно от ввода, что позволяет использовать УЗО для защиты групп цепей. Альтернативно, АВДТ могут использоваться для обеспечения защиты отдельных цепей как от перегрузки по току, так и от остаточного тока.

Другие устройства, такие как трансформаторы (например, для цепей звонков) и контакторы (реле; например, для больших двигателей или нагревательных нагрузок), также могут использоваться.

В новых британских распределительных щитах части, находящиеся под напряжением, обычно имеют степень защиты IP2X , даже если крышка была снята для обслуживания.

Потребительские единицы

Старый стандартный потребительский блок Wylex, оснащенный семью проводными предохранителями (один плавкий предохранитель не используется)

Потребительский блок Hager, оснащенный автоматическими выключателями, одним УЗО и одним двухполюсным выключателем.

В Соединенном Королевстве BS 7671 определяет потребительскую единицу как «Особый тип распределительного щита, включающий согласованный узел, прошедший типовые испытания, для управления и распределения электрической энергии, преимущественно в жилых помещениях...». ^{[ 5 ]} Эти установки обычно имеют однофазное питание напряжением 230 В (номинальный стандарт); исторически они были известны как блоки предохранителей , поскольку в старых потребительских устройствах использовались предохранители до появления мини-выключателей (MCB). Обычный новый бытовой блок управления, используемый в качестве главной панели, может иметь от 6 до 24 каналов для устройств (некоторые из которых могут занимать два канала) и будет разделен на две или более секций (например, секция без УЗО для сигнализации и т. д.). секцию с УЗО для розеток и секцию с УЗО для освещения и другой встроенной техники). Вторичные КУ, используемые для хозяйственных построек, обычно имеют от 1 до 4 выводов плюс УЗО.

В последних (правилах по электропроводке до 17-го издания) CU обычно не имели секций с защитой УЗО для чего-либо, кроме розеток, хотя некоторые старые CU имели входы УЗО. До 1990 года УЗО (и разделенные шины) не были стандартными для CU.

Старые коробки с перемонтируемыми предохранителями
Съемный блок предохранителей MEM 1950-х годов (с крышкой)
Съемный блок предохранителей MEM 1950-х годов (открытый)
Съемный блок предохранителей MEM 1970-х годов (с крышкой)
Съемный блок предохранителей MEM 1970-х годов (открытый)

В коробках предохранителей обычно используются картриджные или съемные предохранители без каких-либо других защитных устройств, а базовые четырехпозиционные коробки очень распространены. Некоторые старые коробки изготовлены из коричнево-черного бакелита, иногда с деревянным основанием. Хотя их конструкция является исторической, еще в 1980-х годах они были стандартным оборудованием для новых установок, поэтому они очень распространены. Держатели предохранителей в этих коробках могут не обеспечивать защиту от случайного контакта с клеммами под напряжением.

Примеры

В Великобритании потребительские устройства (CU) превратились из основного главного выключателя и переподключаемых предохранителей, которые обеспечивали только защиту от перегрузки и короткого замыкания, в сложные блоки управления, оснащенные множеством функций безопасности, которые могут защитить от различных типов электрических неисправностей. Выбор устройства защиты цепи будет зависеть от типа электрической цепи, которую оно защищает, и от того, какой уровень защиты необходимо обеспечить. BS7671:2018 «Требования к электроустановкам», также называемый «Правилами электромонтажа IET», регулярно обновляется, а его последней редакцией на момент написания является поправка 2:2022, выпущенная 28 марта 2022 года. Типовые конфигурации БУ:

Потребительский блок главного выключателя — состоит из главного выключателя, который отключает питание всех цепей одновременно, который имеет одну шину, соединяющую все защитные устройства с общим источником напряжения, и один нейтральный провод или перемычку, подключающуюся к общей нейтральной шине. Для подключения основного заземляющего проводника будет предусмотрена отдельная шина заземления. Этот пример обеспечивает высочайшую степень разделения цепей, поскольку все цепи независимы. Этот конкретный пример может не подходить в качестве автономного решения, в котором используются только автоматические выключатели для каждой цепи защиты от перегрузки и короткого замыкания. Дополнительная защита от замыканий на землю, отказов АВДТ и дуговых замыканий AFDD может потребоваться для BS7671, что делает это дорогостоящим решением.
Главный выключатель и потребительский блок с двойным УЗО. Состоит из главного выключателя, который отключает питание всех цепей одновременно, и двух УЗО на 30 мА. Каждое УЗО имеет собственную шину под напряжением, каждое из которых защищает отдельный блок цепей, обычно пополам, но возможны и другие комбинации. Доступно, от замыканий на землю. Предлагает экономичное решение за счет использования комбинации более дешевых автоматических выключателей и только двух более дорогих УЗО.
Потребительский блок высокой надежности. Состоит из главного выключателя, который отключает питание всех цепей одновременно, и трех отдельных шин под напряжением, одна из которых подключена непосредственно к главному выключателю, а две другие - к каждому главному УЗО. Шина под напряжением на главном выключателе позволяет использовать автоматические выключатели только там, где не подходят более чувствительные устройства, такие как АВДТ и AFDD, или независимое использование АВДТ, и может быть ограничено только одним или двумя способами. Остальные цепи делятся так же, как и БУ двойного УЗО. Этот тип потребительского блока обеспечивает улучшенное разделение цепей по сравнению с блоком управления с двойным УЗО, обеспечивая при этом большую гибкость.
Вводной потребительский блок УЗО. Это наименее удобное решение с точки зрения разделения цепей, поскольку главный выключатель представляет собой УЗО. Менее распространенный, чем другие типы, он больше не считается автономным решением, поскольку питание всех цепей теряется в случае замыкания на землю, вызывающего срабатывание УЗО главного выключателя.

Современные потребительские устройства теперь должны быть металлическими (негорючими) и обычно используют устройства, монтируемые на DIN-рейку . DIN-рейка стандартизирована, а расположение шин — нет. Совмещение устройств разных марок противоречит требованиям производителей, и его, как правило, следует избегать.

Выбор потребительской единицы будет зависеть от нескольких факторов, таких как размер и планировка жилища, количество этажей, хозяйственные постройки, ожидаемые нагрузки (освещение, розетки, духовки, душевые, погружные нагреватели, автомобильные зарядные устройства и т. д.), а также то, сколько защита необходима для каждой цепи.

Коробка, изображенная вверху справа, представляет собой «стандарт Wylex», оснащенную съемными предохранителями. Эти коробки также могут быть оснащены патронными предохранителями или миниатюрными автоматическими выключателями (MCB). Этот тип потребительского устройства был очень популярен в Великобритании до 2001 года, когда правила электропроводки предписывали защиту устройств остаточного тока (УЗО) для розеток, от которых можно было «разумно ожидать» питания наружного оборудования ( BS 7671 : 2001, ISBN 0-86341-373-0 ). Было несколько подобных конструкций от других производителей, но модели Wylex, безусловно, являются наиболее часто встречающимися и единственными, для которых до сих пор широко доступны держатели предохранителей/прерыватели. ^{[ 6 ]}

Некоторые производители добавили инновационные функции, например, компания CPN Cudis , которая добавила светодиодную ленту к своему потребительскому блоку Lumo для улучшения видимости в темных местах, например, под лестницей. ^{[ 7 ]}

Типы защиты УЗО

С момента введения (BS 7671:2008, включая поправку № 1: 2011) 17-го издания Правил электропроводки IET, потребительские устройства в Великобритании должны обеспечивать защиту УЗО для всех кабелей, встроенных в стены, за исключением цепей высокой целостности, таких как цепи охранной сигнализации или дымовой сигнализации. .

Потребительские устройства имеют разные методы защиты цепей. Например, двухэтажный потребительский блок с разделенной нагрузкой можно расположить в двухэтажном жилом доме следующим образом:

УЗО 1

Огни наверху,
Финал на ринге внизу,
гаражные розетки,
Плита

УЗО 2

Огни нижнего этажа,
Розетки наверху,
Душ,
Обогрев

При таком расположении цепей питание на одном из этажей все равно будет присутствовать, даже если сработает хотя бы одно УЗО. Более того, наличие розеток и лампочек на альтернативных УЗО означает, что, если неисправный чайник внизу сработает, например, на этом УЗО, освещение на кухне все равно будет доступно, что позволяет избежать опасности поиска неисправности в темноте.

Еще один способ защиты цепей в соответствии с Правилами электромонтажа IET 17-го издания — это установка устройства защитного отключения с перегрузкой (RCBO) в каждой цепи, и хотя это дороже, чем вариант УЗО + автоматический выключатель, это означает, что любое неисправное состояние в цепи отключится. только УЗО этой цепи, поэтому поиск неисправности с самого начала сужается. Когда необходимо вызвать электрика, эту локализованную неисправность можно устранить быстрее (и, следовательно, дешевле) в отличие от схемы УЗО+MCB, которая указывает только на неисправность где-то внутри набора цепей УЗО.

Некоторые старые системы, например те, в которых используются MK или старые потребительские блоки MEM, в которых на каждую отводку был один предохранитель, например:

Предохранитель освещения наверху 1
Предохранитель розеток наверху 2
Предохранитель освещения внизу 3
Розетки внизу, предохранитель 4

и т. д..

Устаревшие блоки предохранителей

Небольшое количество блоков предохранителей, выпущенных до 1950 года, все еще находятся в эксплуатации. С ними следует обращаться с осторожностью, поскольку в таких коробках часто встречаются открытые части, находящиеся под напряжением. Поставляемые ими установки не соответствуют современным стандартам электробезопасности . Еще одной особенностью очень старых установок является то, что в каждой цепи может быть два предохранителя; один на живом и один на нейтральном . В редких случаях можно встретить старые кольцевые цепи с не менее 4 предохранителями на 15 А на кольцо, по одному на каждый из L и N, и это дублируется для каждого из двух фидеров кольца.

Отличия производителей

Несмотря на использование стандартной DIN-рейки для монтажа и стандартной формы выреза для, казалось бы, взаимозаменяемых выключателей, положения шинных соединений и другие особенности не стандартизированы. У каждого производителя есть одна или несколько «систем» или видов выключателей, которые полностью совместимы только с выключателями этого типа. Эти сборки были протестированы и одобрены для использования признанным органом. Замена или добавление оборудования, которое «случайно подходит», может привести к неожиданным или даже опасным ситуациям. Такие установки не следует выполнять без предварительной консультации со знающими источниками, включая таблицы данных производителей.

Расположение и обозначение

Из соображений эстетики и безопасности панели бытовых выключателей и потребительские устройства обычно располагаются в отдаленных чуланах , на чердаках , в гаражах или подвалах , но иногда они также являются частью эстетических элементов здания ( например, в качестве художественной инсталляции) или там, где к ним легко получить доступ. Однако действующие строительные нормы и правила США запрещают установку панели в ванной комнате (или аналогичном помещении), в шкафах, предназначенных для одежды, или там, где электрику недостаточно места для доступа к панели. Конкретные ситуации, такие как установка на открытом воздухе, в опасной среде или в других необычных местах, могут потребовать специального оборудования и более строгих правил установки.

Распределительные щиты могут быть предназначены для трехфазного или однофазного питания, нормального или аварийного электропитания, или назначены по назначению, например, распределительные щиты для питания других панелей, осветительные панели для освещения, силовые панели для оборудования и розеток, а также для специального использования. Панели расположены по всему зданию в электрических шкафах, обслуживающих часть здания.

Театральное освещение

В театре специальная панель, известная как диммерная стойка, используется для питания осветительных приборов сцены. Стойка диммера в американском стиле имеет трехфазное питание 208Y/120 В. Вместо автоматических выключателей в стойке установлен полупроводниковый электронный диммер со своим собственным автоматическим выключателем для каждой цепи каскада. Это известно как схема диммера на цепь . Диммеры равномерно распределены по трем входным фазам. В стойке на 96 диммеров имеется 32 диммера на фазе А, 32 диммера на фазе B и 32 диммера на фазе C для максимально равномерного распределения осветительной нагрузки. В дополнение к питанию от питающего трансформатора в здании кабель управления от пульта освещения передает информацию к диммерам по протоколу управления, например DMX-512 . Информация включает в себя информацию об уровне освещения для каждого канала, с помощью которой он контролирует, какие цепи диммера включаются и выключаются во время изменений освещения шоу (световые сигналы) и в течение какого времени затухания.

Распределительные щиты могут быть накладными или скрытыми. Первое расположение обеспечивает более легкое изменение или дополнение проводки в дальнейшем, но второе расположение может быть более аккуратным, особенно для жилых помещений. Другая проблема с встраиванием распределительного щита в стену заключается в том, что если стена сплошная, возможно, придется удалить много кирпича или блоков — обычно по этой причине встраиваемые щиты устанавливаются только в новых проектах, когда это необходимо. пространство может быть встроено в стену.

См. также

Ссылки

^ Потребительские единицы
^ С22.2 № 29-15 — «Щиты щитовые и щиты закрытого типа» . Канадская ассоциация стандартов. 2015. с. 40. ИСБН 978-1-77139-712-4 .
^ Редакция Creative Publishing (2008). Black & Decker Полное руководство по электромонтажу (4-е изд.). Пресс «Кул Спрингс» . п. 75. ИСБН 978-1589234130 . Архивировано из оригинала 18 июля 2023 г. Проверено 15 июня 2014 г.
^ Джордж, Дэниелс (январь 1966 г.). «Улучшение домашней электропроводки» . Популярная наука . Bonnier Corporation : 160. Архивировано из оригинала 18 июля 2023 г. Проверено 15 июня 2014 г.
^ Правила электромонтажа IET, семнадцатое издание - Британский стандарт BS7671: 2008, часть 2, определения.
^ «Поиск в Google о наличии в Великобритании современных выключателей для старых потребительских устройств» . Винтфикс . Проверено 5 марта 2016 г.
^ «Инновационная компания Bury отмечена тремя номинациями» . www.burytimes.co.uk . Проверено 6 мая 2015 г.

[1] Потребительские единицы

[2] С22.2 № 29-15 — «Щиты щитовые и щиты закрытого типа» . Канадская ассоциация стандартов. 2015. с. 40. ИСБН 978-1-77139-712-4 .

[3] Редакция Creative Publishing (2008). Black & Decker Полное руководство по электромонтажу (4-е изд.). Пресс «Кул Спрингс» . п. 75. ИСБН 978-1589234130 . Архивировано из оригинала 18 июля 2023 г. Проверено 15 июня 2014 г.

[4] Джордж, Дэниелс (январь 1966 г.). «Улучшение домашней электропроводки» . Популярная наука . Bonnier Corporation : 160. Архивировано из оригинала 18 июля 2023 г. Проверено 15 июня 2014 г.

[5] Правила электромонтажа IET, семнадцатое издание - Британский стандарт BS7671: 2008, часть 2, определения.

[6] «Поиск в Google о наличии в Великобритании современных выключателей для старых потребительских устройств» . Винтфикс . Проверено 5 марта 2016 г.

[7] «Инновационная компания Bury отмечена тремя номинациями» . www.burytimes.co.uk . Проверено 6 мая 2015 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]