Электрический шкаф — важнейший элемент любой системы электроснабжения. В нём сосредоточены управление электроприборами, защита оборудования и безопасность пользователей. Правильный выбор такого шкафа играет ключевую роль как в бытовых, так и в промышленных системах.
В статье мы рассмотрим основные виды электрических шкафов, их особенности и сферы применения. Выбор подходящей модели — это задача не только специалистов, но и любого владельца дома, предприятия или офиса. Неправильный выбор может привести к лишним тратам или даже к выходу оборудования из строя.
Что такое электрический шкаф и зачем он нужен
Электрический шкаф представляет собой защитный корпус, который обычно изготавливается из металла. Его основная функция — защищать внутреннее оборудование от негативного воздействия факторов окружающей среды, в частности, от пыли, влаги, а также от механических повреждений. Внутри электрического шкафа устанавливаются различные устройства:
– автоматы защиты (УЗО, дифференциальные автоматы) обеспечивают безопасность электросети и защищают от коротких замыканий и токов утечки;
– приборы учёта (электросчётчики) позволяют отслеживать потребление электроэнергии;
– контроллеры и системы управления предназначены для организации управления электросетями и оборудованием;
– клеммники и коммутационные элементы служат для соединения электропроводки и оборудования.
Где применяются электрические шкафы
Электрические шкафы играют важную роль там, где требуется контроль и управление электроэнергией. Их можно встретить в следующих областях.
В частных домах и квартирах — для распределения электричества и защиты от аварийных ситуаций.
В офисах и административных зданиях — для организации электросетей и обеспечения бесперебойного питания.
На промышленных предприятиях — для управления высокомощными установками и защиты персонала.
В торговых центрах и общественных учреждениях — для контроля освещения и электроснабжения.
На внешних площадках, строительных объектах — для обеспечения временного электроснабжения и безопасности.
Важность правильного выбора
При выборе электрического шкафа важно учесть несколько ключевых факторов.
Класс защиты — следует обратить внимание на уровень защиты от влаги, пыли и механических повреждений, чтобы обеспечить долговечность и надёжность работы оборудования.
Материал изделия — металлические шкафы обычно более устойчивы к воздействиям, в отличие от пластиковых, которые могут быть лёгкими.
Габариты и внутренний объём — необходимо выбирать шкаф с достаточным пространством для размещения оборудования и обеспечения вентиляции.
Виды электрических шкафов по способу монтажа
Электрические шкафы можно классифицировать по способу монтажа на несколько основных типов, каждый из которых имеет свои особенности и предназначение.
3.1. Напольные шкафы
Устанавливаются на пол или специальную подставку. Это даёт возможность организовать доступ к оборудованию и осуществлять его обслуживание без особых трудностей.
Часто используются на промышленных и коммерческих объектах, таких как заводы, фабрики, офисные здания. Они предназначены для размещения большого количества оборудования и, как правило, рассчитаны на значительные нагрузки.
При наружной установке требуется высокая степень защиты (IP55 и выше), которая гарантирует защиту от пыли и влаги. Такой класс защиты особенно важен в условиях, где шкафы могут подвергаться негативным внешним воздействиям.
3.2. Накладные (навесные) шкафы
Крепятся на стену или опору. Это позволяет сэкономить место и освободить пол, что особенно полезно в ограниченных пространствах.
Просты в установке, не требуют углублений в стене, что значительно упрощает процесс монтажа и минимизирует время установки.
Популярны на бытовых и коммерческих объектах — в квартирах, офисах, магазинах. Они используются для размещения электрооборудования и распределительных автоматов, что удобно для ежедневного обращения.
3.3. Встраиваемые шкафы
Устанавливаются в нишу в стене, что позволяет эффективно использовать пространство, не загромождая его. Это особенно важно в небольших помещениях.
Обеспечивают эстетичный внешний вид, так как элементы шкафа скрыты в стене, оставаясь незаметными. Это делает встраиваемые шкафы идеальными для современных дизайнерских решений.
Требуют сложного монтажа, так как необходимо заранее подготовить нишу и предусмотреть все аспекты установки, включая вентиляцию и доступ к электрооборудованию для обслуживания.
Часто используются в многоквартирных домах и офисах, где важны внешний вид и компактность.
4. Виды электрических шкафов по степени защиты (IP)
Система классов защиты IP (Ingress Protection) используется для определения степени защиты электрического оборудования от внешних факторов, таких как пыль и влага. Маркировка IP состоит из двух цифр, каждая из которых обозначает определённые условия эксплуатации.
Популярные классы защиты
IP20…IP30 — это класс защиты для сухих помещений.
IP20 обеспечивает базовую защиту от проникновения твёрдых предметов, но не защищает от паров влаги или воды. Используется в помещениях с нормальными условиями эксплуатации.
IP30 обеспечивает некоторую защиту от пыли и может использоваться в помещениях, где есть вероятность мелкого загрязнения, но не подходит для мест с повышенной влажностью или прямым воздействием влаги.
IP55 — это более высокий уровень, обозначающий защиту от пыли и брызг воды.
IP55 обеспечивает защиту от пылевых частиц (параметр 5) и защиту от брызг воды (параметр 5), что делает его идеальным для использования в производственных помещениях, где существует высокая вероятность загрязнения воздуха и воздействия влаги. Это делает такие шкафы подходящими для наружного использования в умеренных климатических условиях.
IP65 — это класс защиты, обеспечивающий высокую защиту от пыли и влаги, что делает его подходящим для уличного монтажа.
IP65 полностью защищён от пыли (параметр 6) и от струй воды (параметр 5). Это оборудование может использоваться в агрессивных условиях, где присутствуют неблагоприятные природные факторы, такие как дождь, снег или пыль. Шкафы такого класса защиты часто устанавливают на улице или в помещениях с повышенной влажностью и загрязнённостью.
5. Виды электрических шкафов по материалу изготовления
Электрические шкафы различаются не только по степени защиты, но и по материалу, из которого они изготовлены. Выбор материала влияет на прочность, устойчивость к внешним воздействиям и область применения шкафов.
5.1. Металлические шкафы
Чаще всего изготавливаются из стали или алюминия.
Стальные шкафы обычно имеют защитное покрытие (гальваническое, порошковая окраска), что повышает их устойчивость к коррозии и механическим повреждениям. Такие шкафы используются в условиях, где есть риск повреждений, например, в производственных помещениях.
Алюминиевые шкафы легче и имеют хорошую стойкость к коррозии, что делает их идеальным выбором для установки в условиях с повышенной влажностью, в частности, непосредственно на улице.
Отличаются высокой прочностью и долговечностью.
Металлические шкафы способны выдерживать значительные механические нагрузки, что позволяет устанавливать в них тяжёлое оборудование, такое как трансформаторы, распределительные устройства и прочие крупные приборы.
Они также обеспечивают хорошую защиту от внешнего воздействия в результате ударов, падения и т. д.
Можно устанавливать тяжёлые устройства.
Благодаря своей конструкции и прочности металлические шкафы идеально подходят для размещения мощного промышленного оборудования, что обусловливает их широкое применение в электротехнике и автоматизации.
5.2. Пластиковые шкафы
Лёгкие, устойчивые к коррозии.
Пластиковые шкафы изготовлены из высококачественных термопластов, которые не подвержены коррозии и не требуют специального защитного покрытия, что делает их менее затратными в обслуживании.
Подходят для установки в сухих помещениях или вне помещений.
Они часто имеют класс защиты IP65 и выше, что позволяет без проблем монтировать их на улице или в помещениях с повышенной влажностью. Такие шкафы идеально подходят для использования в условиях, где свет и пыль могут повредить внутренние компоненты.
Часто имеют прозрачную переднюю панель для удобного контроля.
Прозрачные панели позволяют отслеживать состояние оборудования без открытия шкафа. Это особенно удобно для мониторинга индикаторов и светодиодов, что экономит время при обслуживании.
5.3. Гибридные решения
Усиленные пластиковые шкафы с металлическими элементами.
Гибридные шкафы сочетают преимущества пластиковых и металлических конструкций. Обычно они имеют лёгкий коррозионно-стойкий пластиковый корпус, при этом металлические элементы (например, дверцы или крепления) обеспечивают прочность и достаточный уровень защиты.
Используются на промышленных объектах, где важны надёжность и лёгкость монтажа.
Такие шкафы находят применение в различных промышленных сферах, где требуется как защита от внешних негативных факторов, так и удобство монтажа. Гибридные решения позволяют достигать компромисса между весом, прочностью и стоимостью, что делает их универсальными во многих приложениях.
6. Виды электрических шкафов по назначению
Электрические шкафы классифицируются не только по материалу, но и по функциональному назначению. Каждая категория шкафов играет важную роль в электроснабжении зданий и обеспечении безопасности эксплуатации электрического оборудования.
6.1. Вводно-распределительные устройства (ВРУ)
Основной щит электросети в здании.
Вводно-распределительные устройства располагаются на входе в здание и обеспечивают распределение электроэнергии от внешней сети к внутренним потребителям. Это первый уровень распределительной сети, с которого начинается подача электроэнергии.
Содержит счётчики, автоматы, устройства защиты.
В ВРУ установлены электрические счётчики, которые фиксируют потребление энергии, а также автоматические выключатели, защищающие цепи от перегрузок и короткого замыкания. Кроме того, устройства защиты обеспечивают безопасность людей и оборудования.
6.2. Главные распределительные щиты (ГРЩ)
Управляют электроснабжением крупных объектов.
Главные распределительные щиты предназначены для централизованного распределения электроэнергии и управления ею на крупных объектах, таких как промышленные предприятия и жилые комплексы. Они необходимы для обеспечения надежной защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий.
Включают мощные приборы учёта и защиты.
ГРЩ содержат мощные выводы, автоматические выключатели, устройства учёта и защиты, которые способны обрабатывать высокие токи. Это позволяет контролировать и регулировать распределение энергии по различным направлениям и защищать оборудование в аварийных ситуациях.
6.3. Шкафы автоматического ввода резерва (АВР)
Обеспечивают переключение на резервное питание.
Шкафы автоматического ввода резерва (АВР) используются для автоматического переключения на резервные источники питания в случае отключения основного. Это важный аспект для обеспечения бесперебойной работы объектов, критически зависимых от электроснабжения.
Используются в больницах, серверных, на критически важных объектах, где перерыв в электроснабжении может привести к серьёзным последствиям.
6.4. Шкафы управления освещением и обогревом
Содержат групповые автоматы, реле времени, датчики.
Эти шкафы предназначены для централизованного управления системами освещения и отопления. В них размещаются групповые автоматы для управления различными группами освещения, реле времени для автоматизации включения-выключения и датчики, которые реагируют на внешние условия, такие как свет или температура.
Позволяют централизованно управлять системами освещения и отопления.
Управление с использованием таких шкафов повышает энергоэффективность и удобство эксплуатации; возможность программирования режимов работы осветительных и обогревательных систем позволяет значительно экономить ресурсы.
6.5. Шкафы защиты и заземления
Используются для безопасной эксплуатации оборудования.
Шкафы защиты и заземления обеспечивают безопасность работы электрических систем и оборудования путём правильного заземления, что предотвращает появление опасных напряжений на корпусах и устраняет риски поражения электрическим током.
Обеспечивают корректную работу заземления.
Эти шкафы содержат устройства, которые контролируют состояние заземляющей системы, обеспечивая защиту от электрошока и предохраняя электрические схемы от возможных перенапряжений.
6.6. Шкафы постоянного тока
Применяются в системах бесперебойного питания, солнечной энергетике.
Шкафы постоянного тока используются для управления устройствами, работающими на постоянном токе, такими как аккумуляторы и инверторы, а также для их хранения. Они необходимы в системах бесперебойного питания (ИБП) и солнечных электростанциях.
6.7. Силовые щиты
Разделяют сеть на группы и защищают мощные потребители.
Силовые щиты выполняют функцию разделения электрических цепей на группы и обеспечения защиты мощных потребителей, таких как насосы, станки и другое промышленное оборудование. Это позволяет более рационально управлять нагрузками и повышает безопасность.
6.8. Этажные и квартирные щиты
Этажные — размещаются в подъездах, содержат счётчики электроэнергии и автоматы.
Эти щиты отвечают за распределение электроэнергии по этажу. Они часто находятся в подъездах жилых домов и содержат счётчики, автоматы и устройства защиты для нескольких квартир.
Квартирные устанавливаются внутри квартир, управляют электропитанием отдельных помещений.
Квартирные щиты предназначены для управления электропитанием в квартире. Они обеспечивают возможность отключения отдельных линий, что удобно при ремонте или возникновении аварийных ситуаций.
7. Ключевые критерии выбора
7.1. Размеры и внутренний объём
• Должно хватать места под все устройства и оставаться запас на будущее.
7.2. Материал корпуса
• Металл — для прочности, пластик — для лёгкости и защиты от коррозии.
7.3. Степень защиты
• IP55…IP65 — для размещения на открытом воздухе или во влажных помещениях.
• IP20…IP44 — для сухих помещений.
7.4. Количество модулей
• Нужно учитывать число автоматов и клеммников.
7.5. Дополнительные функции
• Прозрачная дверца, замки, крепёжные элементы для удобства и безопасности.
8. Крепёжные элементы для монтажа
8.1. Основные виды крепежа
• Анкерные болты — для бетона и кирпича.
• Шпильки с гайками — для регулировки высоты монтажа.
8.2. Материал крепежа
• Нержавеющая сталь — для влажных условий.
• Оцинкованная сталь — для сухих помещений.
9. Советы по безопасному монтажу
9.1. Подготовка рабочей зоны
• Отключить питание, разметить место установки.
9.2. Использование средств защиты
• Перчатки, очки, диэлектрическая обувь — для безопасности.
9.3. Проверка перед запуском
• Тестирование работы всех элементов перед подключением нагрузки.
Правильный выбор и монтаж электрического шкафа — залог надёжности и безопасности электросети!