Что такое шина в электрике

Особенности применения нулевых шин

Как известно, система электропитания конечного потребителя строится по схемам, рекомендованным Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). На объект подводится силовой кабель, дальнейшая разводка происходит в распределительном щитке. Для удобства монтажа и упорядочения линий электропитания, вводы с разными значениями объединяются в контактные группы. Шина с фазой, нулевая шина — это контактная колодка, в которой присутствует возможность надежного подключения нескольких проводников для питания электроустановок.

Требования, предъявляемые к нулевой шине

• Для групповой сети, шина должна быть единым проводником, без возможности коммутации между ее частями.
• Сопротивление должно быть одинаковым по всей длине.
• В пределах одной групповой линии, допускается объединение проводников PE (защитное заземление) и N (рабочий нуль).
  При этом после разделения ввода PEN на шины PE и N, конечные потребители подключаются на разные шины.

Важно! Использование одной шины для подключения рабочего нуля и заземления, запрещено! Это принципиальный вопрос, необходимо понимать разницу между разделением и объединением PE и N.

С момента разделения, линии заземления и нуля могут быть проложены в одном силовом кабеле, но проводники должны быть изолированы.

Для удобства рассмотрим однофазную схему, которая применяется в большинстве квартир многоэтажных домов. Две основные линии: фаза и нуль, присутствуют всегда. Они заводятся в прибор учета (счетчик электроэнергии), а на выходе становятся доступными для дальнейшей разводки. В зависимости от применяемой системы, может быть установлена либо только нулевая шина, либо нулевая и заземляющая.

Конструктивные особенности

На рисунке 2 изображена разобранная однофазная шина гребенка legrand на 12 модулей. Как видите, конструкция этого приспособления довольно простая, в нее входит медная шина «a» и ее изолятор «b». Все просто и удобно.

Рисунок 2. а) Гребенчатая фазная шина с отводами; b) изолятор

Пример использования такой гребенки отображен на рисунке 3.

Рисунок 3. Пример подключения АВ Schneider Electric, установленных на din рейку (однорядная шина питания отмечена красным)

В зависимости от назначения, соединяющая гребенка может быть изготовлена в однополюсном, двухполюсном или четрехполюсном исполнении. Первые используются для обычных АВ, вторые при подключении однофазных УЗО, последние для трехфазных. На рисунке 4 наглядно продемонстрированы примеры использования шин с различным количеством полюсов.

Рисунок 4. Варианты использования одно- трех- и четырехполюсных соединителей

Пояснение к рисунку:

• А – двухполюсные автоматы подключаются при помощи двух однополюсных соединителей (нулевая шина и фазная);
• В – подключение аппаратов того же типа, когда используется трехфазная электрическая сеть питания. Задействована однополюсная и трехполюсная контактная перемычка;
• С – использование четырехполюсной перемычки (общая нулевая и три фазы) для дифавтоматов или УЗО в трехфазном исполнении.

Заметим, что производятся и двухполюсные гребенки, принцип их подключения такой же, как в варианте «А» на рисунке 4.

Особенности, на которые необходимо обращать внимание.

Форма отводов может быть типа pin (такое исполнение показано рисунке 2) и «fork» (см. рис. 5). Первый вариант более распространен, поскольку может использоваться с устройствами различного типа.

Рисунок 5. Фрагмент трехполюсной гребенки с отводами «fork»

Что касается «вилочных» отводов, то их подключение к модулю возможно при наличии у него соответствующего зажима, например как у двухполюсника компании АВВ серии S200, изображенного на рисунке 6.

Рисунок 6. А – контакты для соединения с гребенкой, В – с проводом

Необходимо обратить внимание еще на один нюанс, связанный с особенностями конструкции. Существует немало примеров, когда при подключении соединительной шины возникали проблемы. Объяснение этому только одно – неправильно подобранная гребенка, особенно к этому критична брендовая продукция, например, ИЭК, Hager, АВВ и т.д.

Приведем наглядный пример на основе устройств АВВ. В быту чаще всего используются две серии устройств S200 и «упрощенный» вариант S200L. Так вот, каждому типу устройства предназначена своя модель шины, а именно PSH для первых и PS для вторых. Попытка использовать соединитель другого устройства приведет к тому, что ответвления не полностью войдут и будут открыты, создавая опасность поражения током. Что касается продукции из Поднебесной, в большинстве случаев, ею вообще не удастся произвести соединение. Связано это с тем, что шаг отводов АВВ 17,5 мм, а у китайских – 18 мм.

Поэтому, чтобы не возникли проблемы с монтажом, приобретайте гребенки и защитные устройства одного производителя. Но даже в этом случае, как мы увидели на примере продукции АВВ, консультация со специалистом не будет лишней.

Шинопроводы. Виды и устройство. Применение и особенности

Шинопроводы это устройства, состоящие из проводников, изоляторов и устройств, которые предназначены для распределения и передачи электроэнергии в производственных помещениях и других объектах. Проводники в шинопроводах могут быть как изолированными, так и без изоляции.

Для изменения направления линии есть возможность демонтировать модули шинопроводов и проложить их в другом направлении, так как их устройство легко подвергается модификации. Например, в торговых центрах для выполнения освещения отдельных зон применяют модульные устройства шинопроводов, на которых размещают декоративные прожекторы.

Процесс установки шинопроводов не занимает длительное время, достаточно простой. Линии шинопроводов в последнее время стали лучшей альтернативой электрическим кабелям.

Разновидности и особенности конструкции

Существует несколько различных конструкций шинопроводов, которые различаются между собой в зависимости от различных особенностей конструкции, назначения, способа монтажа и других факторов. Рассмотрим подробнее основные виды шинопроводов.

Открытые используются для прокладки сетевых магистралей в обычных условиях без агрессивной среды. К ним можно отнести шинные магистрали и троллеи для кранов открытого типа. Они изготавливаются из алюминиевых шин, устанавливаемых на изоляторах, которые закреплены к опорам. При этом необходимо выполнять нормы наименьших расстояний до различных механизмов и трубопроводов. В опасных местах с возможностью случайного касания людей к шинам, осуществляют монтаж металлических защитных сеток или коробов.

Защищенные и закрытые являются главным видом сетей, которые обычно используются для выполнения распределения электрической энергии на производстве. Защищенные модели закрываются коробом из перфорированных металлических листов и защищают от случайного проникновения предметов, от случайного прикосновения работников. Закрытые исполнения шинопроводов полностью закрыты коробом без перфорации.

Наименьшая допустимая высота монтажа защищенных шинопроводов не менее 2,5 м от пола. Закрытые устройства разрешается устанавливать на любой высоте, что упрощает установку электрических сетей на производстве. При этом шинопровод можно монтировать вдоль расположения станков на высоте от пола до 1 метра. Это снижает затраты на ответвительные кабели для подключения питания к станкам.

Магистральные шинопроводы

Этот вид устройства служит для транспортировки электроэнергии к помещениям производственных цехов от подстанции. Обычно магистральную конструкцию используют тогда, когда производственное оборудование размещено рядами по территории цеха и есть вероятность изменения схемы расположения станков.

Магистральные линии могут выдержать нагрузку током до 4 кА. Они рассчитаны для большого числа ответвлений, необходимых для соединения с оборудованием. Допускаются не более двух веток на длине 6 метров.

Магистральные линии шинопроводов бывают переменного и постоянного токов. Устройство для переменного тока может содержать три или четыре шины. В трехшинной конструкции каждая отдельная фаза состоит из 2-х изолированных прямоугольных шин из алюминия. В качестве ноля выступают два алюминиевых уголка, расположенных снаружи корпуса и применяются для установки шинопровода.

Четырехшинная конструкция содержит все шины внутри корпуса. Секции шин бывают присоединительными, угловыми, прямыми, тройниковыми или ответвительными.

Кроме этого имеются еще некоторые разновидности шин переменного тока: гибкие (для огибания препятствий) и фазировочные (для чередования фаз). Обычно применяются секции шин длиной 3 метра.

Секции шин соединяются друг с другом болтовым соединением, хотя более качественным соединением считается сварка. Линии шинопроводов, предназначенные для постоянного тока, рассчитаны на нагрузку тока до 6,3 кА.

Распределительные изделия шинопроводов предназначены для распределения энергии от магистрали к потребителю. Такие устройства используют для присоединения 1-фазных и 3-фазных электрических устройств.

В их комплект входят прямые секции по 3 метра, тройниковые и угловые секции. На 3 метра рассчитано 3-6 потребителей. Такие шинопроводы предусмотрены на нагрузку до 630 ампер. Все шины имеют прямоугольное сечение и производятся из алюминия, не имеют изоляции. Секции соединяются с помощью болтов.

Осветительные шинопроводы

Этот тип устройства шинопроводов используется как на производстве, так и в бытовых условиях. Секции шин бывают гибкими, вводными, угловыми и прямыми длиной 1,5 и 3м.

Конструкция выполнена из четырех изолированных шин площадью сечения 6 кв. мм. Осветительный вид шинопровода может выдерживать нагрузку до 25 ампер, и используется в бытовых сетях 220 и 380 В для монтажа осветительной арматуры. Секции оснащаются 1-фазными штепсельными соединениями на каждые 0,5м. Вместе с шинопроводами в комплекте прикладываются штепсельные вилки на 10 ампер, а также соединительные секции. Этим набором выполняют необходимый шинопровод любой сложности.

Смежные секции скрепляют болтами. На хомут с крючком вешают осветительную арматуру и подключают к разъемам питания. Допускается расстояние между крепежными точками не более 2-х метров.

Троллейные шинопроводы

Такой вид шинопровода используется для питания подъемно-транспортных устройств, монорельсов и других устройств. Троллейные шинопроводы допускается применять на напряжение до 660 В в электрических сетях, имеющих глухозаземленную нейтраль.

1 — Концевой подвод питания.
2 — Скользящий подвес.
3 — Жесткий подвес.
4 — Концевая заглушка.
5 — Токосъемник.
6 — Стыковая крышка.
7 — Альтернативное питание.

Этот вид устройства укомплектован прямолинейными секциями до 3 м, и угловыми секциями на 45 градусов и прямой угол. Это дает возможность выполнить сборку линии любой сложности. Секции шин соединяют специально предназначенными муфтами.

Устройство

Шинопроводы включают в себя:

1 — Прямая секция.
2 — Секция ответвления для распределения тока.
3 — Система крепления к потолкам, стенам, полу и т.д.
4 — Конечная секция.
5 — Угловая секция.
6 — Ответвительные коробки для присоединения к сборной шине.
7 — Питание

Шинопровод выполнен из алюминиевых или медных шин, размещенных в защитной оболочке. Стандартные линии шинопроводов работают под напряжением до 1 кВ.

Особенности установки

Монтаж такого элемента, как нулевая шина своими руками, осуществляется на DIN планку, сквозь изоляторы углового формата или в щиток.

Открытый метод монтажа (видна клеммная колодка) считается актуальным при наличии шкафа, с минимальным доступом со стороны посторонних. Закрытый метод применяется при использовании устройств, подключенных к основным составляющим системы (к примеру, электрическая установка).

В любом случае, чтобы была подключена нулевая шина на изоляторах, требуется следовать такой инструкции:

• изучить присутствующую схему функционирования щитка и отыскать на картинке нулевую шину (представлена в виде значения N);
• открутив пробки и установив автомат в нефункционирующее положение, осуществляется обесточивание электрического щитка;
• к проводникам ввода подносится отвертка индикаторного типа или мультиметр, и выполняется проверка наличия напряжения;
• учитывая конструкционные особенности нулевой шины, определяется участок для её расположения (если фиксация шины осуществляется с помощью специальных реек, то требуется выполнить их установку в щитке, если подобная фиксация отсутствует – крепеж выполняется сквозь изоляторы на незанятый участок);
• используя специальные фиксаторы, нулевую шину требуется смонтировать на DIN планку;
• прочность крепления проверяется за счёт выполнения «расшатывания» установленной конструкции;
• осуществляется подключение проводника, который идет из прибора защитного отключения к одному из зажимных болтов, расположенных в нулевой шине;
• если в цепи присутствует несколько приборов защитного подключения, то все они подвергается поочередному соединению с шиной;
• нули, которые идут от автоматов всех веток сети, соединяют с нулей клеммой защитного прибора;
• общий «ноль» сети соединяется с расположенным на шине, крайним зажимом;
• выполняется проверка качества каждого соединения;
• включается подача электрической энергии.

При строгом соблюдении всех представленных установочных пунктов, не возникает абсолютно никаких проблем с монтажом нулевой шины.

Характеристики

Выбирая необходимые нулевые шины, стоит предъявлять четкие требования к конструкции. Главное — это сечение провода. Руководствуясь четким правилом «сечение провода не превышает сечение в главной заземляющей шины», можно выполнить качественное обеспечение электросети и сэкономить средства на обслуживании в дальнейшем.

Характеристики нулевой шины разнятся, в зависимости от типа ее установки. Разделяют два вида устройств по схеме распределения, отвечающим требованиям ПУЭ:

1. TN-S.
2. TN-C.

В первом случае шина с заземлением, которая являет собой заземленную наглухо нейтраль, в которой соединение с защитной землей обеспечивается исключительно в данной точке. Далее по проводникам с изоляцией уже в щиток заводятся только две шины. Такая схема считается наиболее безопасной, поскольку нулевая и заземляющая шина отделены непосредственно на вводе устройства в помещение.

Во втором варианте представлена устаревшая, но популярная схема по типу TN-C. В данном случае заземление не представлено отдельным проводником, а в самом в щитке есть исключительно нулевая шина. Здесь также соединять землю и ноль нельзя. Поэтому здесь понятия «земля» в его привычном представлении нет.

Шинопровод

Шинопровод — устройство, представляющее собой систему проводников, состоящее из шин, установленных на опорах из изоляционного материала и в каналах, коробах или подобных оболочках, и прошедшее типовые испытания.

Устройство может состоять из следующих элементов: прямые секции с узлами ответвления или без них; секции для изменения положения фаз, разветвления, поворота, а также вводные и переходные; секции ответвленные.

. и подключенная к нему кран-балка.

Назначение

Применение нулевой шины даёт возможность решать несколько очень важных проблем:

1. Прежде всего, можно создать сразу несколько точек для осуществления подключения нагрузок от общего ввода к проводнику нулевого типа.
2. Провести заземление видимого типа, устройством с крышкой, выполненной из прозрачного материала, которая закрывает клеммы.
3. Значительно повысить эффективное использование защитных автоматических устройств.
4. Обеспечить неразрывность цепи на участке от заземления до конкретной нагрузки.
5. Выполнить важное условие, которое предусматривает раздел проводов нулевого (защитного) и рабочего типов. О том, как разделить PEN проводник, мы рассказывали в отдельной статье.

1. РАЗБОРНЫЕ КОНТАКТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

1. Технология выполнения соединений

1.1. Разборные (болтовые) контактные соединения в зависимости от материала соединяемых шин и климатических факторов внешней среды подразделяются на соединения:

а) без средств стабилизации электротехнического сопротивления;

б) со средствами стабилизации электрического сопротивления.

1.2. Контактные соединения шин из материалов медь-медь, алюминиевый сплав алюминиевый сплав, медь-сталь, сталь-сталь для групп А и Б, а также из материалов алюминиевый сплав-медь и алюминиевый сплав-сталь для группы А не требуют применения средств стабилизации электрического сопротивления. Соединения выполняются непосредственно с помощью стальных крепежных деталей (рис.1 а).

Рис. 1. Разборные контактные соединения

1 — шина медная, из алюминиевого сплава или стали; 2 — алюминиевая шина; 3 — стальная шайба; 4 — тарельчатая пружина; 5 — стальной болт; 6 — стальная гайка; 7 — болт из цветного металла; 8 — гайка из цветного металла; 9 — шайба из цветного металла; 10 — металлопокрытие; 11 — шина медная, алюминиевая, из алюминиевого сплава или стали; 12 — медно-алюминиевая пластина; 13 — пластина из алюминиевого сплава; 14 — шина из алюминиевого сплава

1.3. Контактные соединения шин из материалов алюминий-алюминий, алюминиевый сплав-алюминий для групп А и Б, а также из материалов алюминий-медь и алюминий-сталь для группы А следует выполнять с помощью одного из средств стабилизации сопротивления:

а) тарельчатых пружин по ГОСТ 3057 (рис. 1 б);

б) крепежных изделий из меди или ее сплава (рис. 1 в);

в) защитных металлических покрытий по ГОСТ 21.484, наносимых на рабочие поверхности шин или электропроводящей смазкой типа ЭПС-98 (рис 1 г);

г) переходных медно-алюминиевых пластин по ГОСТ 19357 (рис. 1 д);

д) переходных пластин из алюминиевого сплава (рис. 1 е).

1.4. Для группы Б контактные соединения шин из материалов алюминиевый сплав-медь, алюминиевый сплав-сталь, следует выполнять как показано на рис. 1 д, е; из материалов алюминий-медь, алюминий-сталь — как показано на рис. 1 б, в, д, е.

Рабочие поверхности шин и пластин из алюминия и алюминиевого сплава должны иметь защитные металлопокрытия.

1.5. Пластины из алюминиевого сплава и алюминиевые части медно-алюминиевых пластин следует соединять с алюминиевыми шинами сваркой. Разборные соединения переходных пластин с медными шинами необходимо выполнять с помощью стальных крепежных деталей.

1.6. Расположение и диаметр отверстий для соединения шин шириной до 120 мм приведены в табл. 1.

Зависимость диаметра отверстия в шинах от диаметра стягивающих болтов следующая:

Диаметр болта, мм

Диаметр отверстия в шинах, мм

Таблица 1

* Примечание только при соединении пакетов шин

1.7. Контактные участки шин шириной 60 мм и более, имеющие два отверстия в поперечном ряду, рекомендуется выполнять с продольными разрезами. Ширина разреза зависит от способа его выполнения и должна быть не более 5 мм.

2. Подготовка к сборке разборных соединений

2.1. Подготовка шин для разборного соединения состоит из следующих операций: выполнение отверстий под болты, обработка контактных поверхностей и, при необходимости, нанесение металлопокрытия.

2.2. Расположение и размеры отверстий под болты должны соответствовать указанным в п. 1.6.

2.3. При массовой заготовке шин рекомендуется вырубку отверстий производить на прессах. Одновременная вырубка нескольких отверстий

может быть осуществлена с помощью специальных приспособлений. При вырубке отверстий с применением упора и кондукторов разметку производить не следует.

2.4. Длину болтов для соединения пакета шин необходимо выбирать по табл. 2. На болтах после сборки и затяжки соединений должно оставаться не менее двух ниток свободной резьбы.

Таблица 2

Длина болтов для соединения пакетов шин:

Толщина пакета шин в соединении, мм

Длина болтов, мм

алюминиевых с алюминиевыми

алюминиевых с медными или с шинами из алюминиевого сплава

медных или стальных

2.5. Контактные поверхности шин необходимо обрабатывать в следующем порядке: удалить бензином, ацетоном или уайт-спиритом грязь и консервирующую смазку, у сильно загрязненных шин гибкой ошиновки кроме очистки внешних повивов после расплетки очистить внутренние повивы; выправить и обработать под линейку на шинофрезерном станке (при наличии вмятин, раковин и неровностей); удалить посторонние пленки ручным электроинструментом со специальным зачистным кругом, или другими насадками и приспособлениями для механизированных инструментов. Зачистку шин в мастерских электромонтажных заготовок рекомендуется производить на станке 3Ш-120. При зачистке алюминия применять шлифовальные круги не допускается. Не следует применять напильники и стальные щетки для одновременной обработки шин из различных материалов.

2.6. Для удаления окисных пленок рабочие поверхности следует зачищать. По окончании зачистки шин из алюминия или алюминиевого сплава на их поверхность необходимо нанести нейтральную смазку (вазелин КВЗ, ГОСТ 15975; ЦИАТИМ-221, ГОСТ 9433; ЦИАТИМ-201, ГОСТ 6267; электропроводящую смазку ЭПС-98 ТУ 0254-002-47926093-2001 или другие смазки с аналогичными свойствами). Рекомендуемое время между зачисткой и смазкой — не более 1 ч.

2.7. Способы и технология нанесения металлопокрытий на контактные поверхности шин даны в Приложении 8.

2.8. Поверхности, имеющие защитные металлические покрытия, в случае загрязнения перед сборкой следует промыть органическими растворителями (бензином, уайт-спиритом и т.д.).

Луженые медные желобки, предназначенные для закрепления медных шин в петлевых зажимах, необходимо промывать растворителем и покрывать слоем нейтральной смазки (вазелин КВЗ, ГОСТ 15975; ЦИАТИМ-201, ГОСТ 6267; ЦИАТИМ-221, ГОСТ 9433; электропроводящую смазку ЭПС-98 ТУ 0254-002-47926093-2001 или другими смазками с аналогичными свойствами). Зачищать такие желобки наждачной бумагой не следует.

2.9. Допускается наносить металлопокрытия на отрезки шин (пластин), которые затем приваривают к шинам на монтаже. Длина покрываемого отрезка шины (пластины) в зависимости от длины этого отрезка должна быть: