Распределительный щит ( также известный как щитовой щит , панель автоматического выключателя, панель выключателя , электрическая панель , блок предохранителей или коробка DB ) является компонентом системы электроснабжения , который разделяет электропитание на вспомогательные цепи , обеспечивая при этом защитный предохранитель или автоматический выключатель для каждой цепи в общем корпусе . Обычно в него также встроен главный выключатель , а в последних щитах также встроены один или несколько устройств защитного отключения (УЗО) или выключателей защитного отключения с защитой от перегрузки по току (RCBO).
В Соединенном Королевстве распределительный щит, предназначенный для бытовых установок, известен как потребительский щит . [1]
Распределительные щиты в Северной Америке обычно размещаются в корпусах из листового металла , при этом автоматические выключатели располагаются в две колонны, управляемые спереди. Некоторые щиты снабжены дверцей, закрывающей ручки выключателей, но все они сконструированы с глухой передней частью ; то есть передняя часть корпуса (независимо от того, есть ли у него дверца или нет) не позволяет оператору автоматических выключателей контактировать с токоведущими электрическими частями внутри. Шины переносят ток от входящих линейных ( горячих ) проводников к выключателям, которые крепятся к шине либо с помощью болтового соединения (с помощью резьбового винта), либо с помощью штекерного соединения с помощью удерживающего зажима. Щиты чаще встречаются в коммерческих и промышленных приложениях и используют болтовые выключатели. Жилые и легкие коммерческие панели обычно называются центрами нагрузки и используют штекерные выключатели. Нейтральные проводники крепятся к нейтральной шине с помощью винтовых клемм . Проводники соединения ответвленной цепи крепятся к клеммной колодке, прикрепленной непосредственно к корпусу щита, который сам по себе заземлен .
Во время обслуживания распределительного щита, когда крышка снята и кабели видны, американские щиты обычно имеют некоторые открытые токоведущие части. В канадских щитах ввода обслуживания главный выключатель или автоматический выключатель расположен в сервисной коробке , секции корпуса, отделенной от остальной части щита, так что когда главный выключатель или автоматический выключатель выключен, никакие токоведущие части не открыты при обслуживании ответвлений цепей. [2]
Выключатели обычно располагаются в два столбца. На плате американского образца позиции выключателей нумеруются слева направо, вдоль каждого ряда сверху вниз. Эта система нумерации является универсальной для многочисленных конкурирующих производителей панелей выключателей.
Каждый ряд питается от отдельной линии ( A , B и C ниже), чтобы позволить 2- или 3-полюсным выключателям с общим отключением иметь один полюс на каждой фазе. В Северной Америке принято подключать крупное постоянно установленное оборудование линия-к-линии. Это занимает два слота на панели (двухполюсный) и дает напряжение 240 В для расщепленной фазы электроэнергии или 208 В для трехфазного питания .
На фотографии справа показана внутренняя часть распределительного щита жилого помещения, изготовленного компанией General Electric . Три проводника — две «горячие» линии и одна нейтраль — можно увидеть входящими сверху. Нейтральный провод подключен к нейтральной шине слева всеми белыми проводами, а два горячих провода подключены к главному выключателю. Под главным выключателем находятся две шины, по которым ток проходит между главным выключателем и двумя колонками ответвлений автоматических выключателей, при этом от них отходят красные и черные горячие провода каждой соответствующей цепи. Три провода (горячий черный, нейтральный белый и голый заземляющий) можно увидеть выходящими с левой стороны корпуса, идущими непосредственно к электрической розетке NEMA 5-15 с подключенным к ней шнуром питания . Входящий голый многожильный заземляющий провод можно увидеть около нижней части нейтральной шины.
На фотографии слева показана конфигурация с двумя панелями: главная панель справа (с установленной передней крышкой) и субпанель слева (со снятой крышкой). Субпанель питается двумя большими проводами под напряжением и нейтральным проводом, проходящим через угловой канал около верхней части панелей. Эта конфигурация, по-видимому, демонстрирует два нарушения действующего Национального электротехнического кодекса США: главная панель не имеет заземляющего проводника (здесь он вместо этого питается через субпанель), а нейтральная шина субпанели соединена с заземляющей шиной (это должны быть отдельные шины после первого отключения обслуживания, которым в данном случае является главная панель).
Распространенной конструкцией коробки предохранителей, которая использовалась в домах, построенных с 1940 по 1965 год, была коробка предохранителей на 60 ампер, которая включала четыре вилочных предохранителя (т. е. цоколь Эдисона) для ответвлений цепей и один или несколько блоков предохранителей, содержащих патронные предохранители для таких целей, как основные цепи электроприборов. [3] После 1965 года стала распространенной более существенная панель на 100 А с трехпроводным (230 В) обслуживанием; коробка предохранителей могла иметь блоки предохранителей для главного отключения и цепи электроплиты, а также несколько вилочных предохранителей (цоколь Эдисона или тип S) для отдельных цепей. [4]
На этой фотографии показана внутренняя часть типичного распределительного щита в Великобритании. Три входящих фазных провода подключаются к шинам через главный выключатель в центре панели. С каждой стороны панели находятся две шины , для нейтрали и земли. Входящая нейтраль подключается к нижней шине с правой стороны панели, которая, в свою очередь, подключается к нейтральной шине в верхнем левом углу. Входящий заземляющий провод подключается к нижней шине с левой стороны панели, которая, в свою очередь, подключается к заземляющей шине в верхнем правом углу. Крышка была снята с нижней правой нейтральной шины; нейтральная шина с левой стороны имеет свою крышку на месте.
Внизу слева от фазных шин находятся два двухполюсных RCBO и два однополюсных выключателя, один не используется. Двухполюсные RCBO на рисунке не подключены к двум фазам, но имеют нейтральные соединения со стороны питания, выходящие за фазными шинами. Внизу справа от шин находятся однополюсный выключатель, двухполюсный RCBO и трехполюсный выключатель.
На изображенной панели имеется много неиспользуемого пространства; вероятно, производитель выпускает 18- и 24-позиционные версии этой панели, используя одно и то же шасси.
Более крупные коммерческие, общественные и промышленные установки обычно используют трехфазные источники питания с распределительными щитами, имеющими два вертикальных ряда выключателей. Более крупные установки часто используют вспомогательные распределительные щиты.
В обоих случаях современные щиты, обрабатывающие питание до 100 А (CU) или 200 А (распределительные щиты), используют автоматические выключатели и УЗО на DIN-рейке . Главный распределительный щит в установке обычно также обеспечивает главный выключатель (известный как вводной ) , который переключает фазные и нейтральные линии для всего питания. (примечание: вводной щит может называться или продаваться как изолятор , но это проблематично, так как он не обязательно будет использоваться как изолятор в строгом смысле.)
Для каждой фазы питание подается по шине . В панелях с разделенной фазой отдельные шины питаются непосредственно от ввода, что позволяет использовать УЗО для защиты групп цепей. В качестве альтернативы УЗО могут использоваться для обеспечения как защиты от сверхтоков, так и защиты от остаточного тока для отдельных цепей.
Могут также использоваться другие устройства, такие как трансформаторы (например, для цепей звонков) и контакторы (реле; например, для больших нагрузок двигателя или нагрева).
В новых британских распределительных щитах токоведущие части обычно имеют защиту IP2X , даже если крышка была снята для обслуживания.
В Соединенном Королевстве BS 7671 определяет потребительский блок как «определенный тип распределительного щита, включающий в себя испытанную на соответствие типу скоординированную сборку для управления и распределения электроэнергии, в основном в жилых помещениях...» [5] Эти установки обычно имеют однофазное питание на 230 В (номинальный стандарт); исторически они были известны как коробки предохранителей , поскольку старые потребительские блоки использовали предохранители до появления мини-выключателей (MCB). Обычный новый домашний CU, используемый в качестве главной панели, может иметь от 6 до 24 путей для устройств (некоторые из которых могут занимать два пути) и будет разделен на две или более секций (например, секция без УЗО для сигнализации и т. д., секция с УЗО для розеток и секция с УЗО для освещения и других встроенных приборов). Вторичные CU, используемые для надворных построек, обычно имеют от 1 до 4 путей плюс УЗО.
В современных (до 17-го издания правил электропроводки) блоках управления обычно не было секций, защищенных УЗО, для чего-либо, кроме розеток, хотя в некоторых старых блоках управления были вводы УЗО. До 1990 года УЗО (и разделенные шины) не были стандартными в блоках управления.
В блоках предохранителей обычно используются патронные или сменные предохранители без других защитных устройств, а также очень распространены простые 4-канальные коробки. Некоторые старые коробки сделаны из коричнево-черного бакелита, иногда с деревянным основанием. Хотя их конструкция является исторической, они были стандартным оборудованием для новых установок еще в 1980-х годах, поэтому они очень распространены. Держатели предохранителей в этих коробках могут не обеспечивать защиту от случайного контакта с клеммами под напряжением.
В Великобритании потребительские блоки (CU) эволюционировали от базового главного выключателя и сменных предохранителей, которые обеспечивали только защиту от перегрузки и короткого замыкания, до сложных блоков управления, содержащих множество функций безопасности, которые могут защищать от различных типов электрических неисправностей. Выбор защитного устройства цепи будет зависеть от типа защищаемой им электрической цепи и необходимого уровня защиты. Требования BS7671:2018 к электроустановкам, также называемые Правилами электропроводки IET, регулярно обновляются, и их последняя редакция на момент написания — поправка 2:2022, выпущенная 28 марта 2022 года. Типичные конфигурации CU:
Современные потребительские блоки теперь должны быть металлическими (негорючими) и обычно используют устройства, монтируемые на DIN-рейку . DIN-рейка стандартизирована, но расположение шин — нет. Смешивание устройств разных марок противоречит требованиям производителей и, как правило, его следует избегать.
Выбор потребительского блока будет зависеть от ряда факторов, таких как размер и планировка жилища, количество этажей, наличие хозяйственных построек, ожидаемые нагрузки (освещение, розетки, духовки, душевые, погружные нагреватели, автомобильные зарядные устройства и т. д.), а также от того, какой уровень защиты требуется для каждой цепи.
Коробка, изображенная вверху справа, представляет собой «стандарт Wylex», оснащенный сменными предохранителями. Эти коробки также могут быть оснащены патронными предохранителями или миниатюрными автоматическими выключателями (MCB). Этот тип потребительских блоков был очень популярен в Великобритании до 2001 года, когда правила электропроводки потребовали защиты с помощью устройств защитного отключения (RCD) для розеток, которые «разумно можно было ожидать» для питания наружного оборудования ( BS 7671 :2001, ISBN 0-86341-373-0 ). Было несколько похожих конструкций от других производителей, но Wylex, безусловно, встречаются чаще всего и являются единственными, для которых держатели предохранителей/автоматические выключатели все еще широко доступны. [6]
Некоторые производители добавили инновационные функции, например, CPN Cudis, добавившая светодиодную ленту к своему потребительскому блоку «Lumo» для улучшения видимости в темных местах, например, под лестницами. [7]
С момента введения в действие 17-го издания Правил электропроводки IET (BS 7671:2008 с поправкой № 1: 2011) потребительские установки в Великобритании должны обеспечивать защиту УЗО для всех кабелей, проложенных в стенах, за исключением цепей с высокой степенью надежности, таких как цепи охранной сигнализации или дымовой сигнализации.
Потребительские блоки имеют различные методы защиты цепей. Например, двойной потребительский блок с разделенной нагрузкой может быть организован в двухэтажном доме следующим образом:
КОД 1
КОД 2
При такой организации цепей питание будет по-прежнему присутствовать на одном из этажей, если сработает только одно УЗО. Более того, наличие розеток и светильников на альтернативных УЗО означает, что если, например, неисправный чайник внизу сработает это УЗО, кухонное освещение все равно будет доступно, что позволяет избежать опасности поиска неисправности в темноте.
Другой способ защиты цепей в соответствии с 17-м изданием Правил электропроводки IET — это установка выключателя остаточного тока с перегрузкой (RCBO) в каждой цепи, и хотя это дороже, чем вариант RCD+MCB, это означает, что любое состояние неисправности в цепи отключает только RCBO этой цепи, поэтому поиск неисправности сужается с самого начала. Когда необходимо вызвать электрика, эта локализованная неисправность может быть устранена быстрее (и, следовательно, дешевле) в отличие от схемы RCD+MCB, которая указывает только на неисправность где-то в пределах набора цепей этого RCD.
Некоторые старые системы, такие как те, которые используют MK или старые потребительские блоки MEM, имели один предохранитель на ответвление, например:
и т. д..
Небольшое количество коробок предохранителей до 1950 года все еще находятся в эксплуатации. К ним следует относиться с осторожностью, поскольку в этих коробках часто встречаются открытые токоведущие части. Установки, которые они поставляют, не будут соответствовать современным стандартам электробезопасности . Еще одной характеристикой очень старых установок является то, что для каждой цепи может быть два предохранителя: один на фазе и один на нейтрали . В редких случаях можно встретить старые кольцевые цепи с не менее чем 4 предохранителями на 15 А на кольцо, по одному на L и N, и это дублируется для каждого из двух каналов для кольца.
Несмотря на принятие стандартной DIN-рейки для монтажа и стандартной формы выреза для, казалось бы, взаимозаменяемых выключателей, положения соединений шин и другие характеристики не стандартизированы. У каждого производителя есть одна или несколько «систем» или видов панелей выключателей, которые полностью совместимы только с выключателями этого типа. Эти сборки были протестированы и одобрены для использования признанным органом. Замена или добавление оборудования, которое «просто подходит», может привести к неожиданным или даже опасным условиям. Такие установки не следует выполнять без предварительной консультации со знающими источниками, включая технические паспорта производителей.
По эстетическим соображениям и соображениям безопасности бытовые панели автоматических выключателей и щиты потребителей обычно располагаются в труднодоступных шкафах , на чердаках , в гаражах или подвалах , но иногда они также выступают в качестве эстетических элементов здания (например, в качестве художественной инсталляции) или там, где они могут быть легко доступны. Однако действующие строительные нормы США запрещают установку панели в ванной комнате (или аналогичной комнате), в шкафах, предназначенных для одежды, или там, где недостаточно места для доступа электрика 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 и нормального питания или аварийного питания, или предназначены для использования, например, распределительные панели для питания других панелей, панели освещения для ламп, силовые панели для оборудования и розеток и специального использования. Панели расположены по всему зданию в электрических шкафах, обслуживающих часть здания.
В театре для питания сценических осветительных приборов используется специальная панель, известная как диммерная стойка . Диммерная стойка в американском стиле имеет 3-фазное питание 208Y/120 В. Вместо просто автоматических выключателей стойка имеет твердотельный электронный диммер со своим собственным автоматическим выключателем для каждой цепи сцены. Это известно как схема диммера на цепь . Диммеры равномерно распределены по трем входящим фазам. В диммерной стойке на 96 имеется 32 диммера на фазе A, 32 диммера на фазе B и 32 на фазе C, чтобы распределить нагрузку освещения как можно более равномерно. В дополнение к питанию от трансформатора питания в здании, кабель управления от пульта управления освещением передает информацию к диммерам в протоколе управления, таком как DMX-512 . Информация включает в себя данные об уровне освещенности для каждого канала, с помощью которых он управляет включением и выключением схем диммера во время изменения освещения шоу (световые сигналы), а также временем затухания.
Распределительные щиты могут быть поверхностными или скрытыми. Первое расположение обеспечивает более легкую переделку или добавление проводки в будущем, но второе расположение может быть более аккуратным, особенно для жилых помещений. Другая проблема с утоплением распределительного щита в стену заключается в том, что если стена сплошная, может потребоваться удалить много кирпича или блоков — обычно по этой причине утопленные щиты устанавливаются только в новых проектах, когда необходимое пространство можно встроить в стену.
CloseupTop.jpg/1280px-OpenClosedPanelboardEEUU(GE)CloseupTop.jpg)
BreakerpanelInnards.jpg/1280px-EEUU(GE)BreakerpanelInnards.jpg)
