Что такое шина в электрике

Для чего нужна нулевая шина в щитке, разновидности и особенности применения в доме

С целью безопасности и удобства монтажа линий электропитания, применяются вводы с отличительными значениями, которые объединяются в общие контактные группы. Нулевая шина — контактная колодка, для безопасного подключения одновременно несколько проводников для дальнейшего питания электроустановок.

Требования безопасности ПУЭ

Система электропитания в идеале составляется по схемам, которые рекомендованы правилами устройства электроустановок (ПУЭ). В жилое помещение или на отдельный объект подключается силовой кабель, а уже последующая его разводка внутри здания обеспечивается с помощью распределительного щитка.

Для удобства такой разводки и применяется нулевая шина. Проще говоря, такое устройство представляет собой усиленный проводник в контактной зоне по открытому типу. К нему подключаются нулевые проводники при помощи винтовых соединителей.

Распространенная конструкция шины — брусок прямоугольной формы, произведенный из прочного металла с характерной проводимостью: латунь, сплавы с медью.

Шина нулевая в корпусе щитка: конструктивные особенности

Конструкция нулевой шины:

1. Токопроводящая жила из прочного металла.
2. Пластиковое основание, которое в дальнейшем при монтаже устройства применяется для крепления на ДИН плоскость.

В свою очередь, устройство имеет отверстия, а также зажимные болты, которые применяются с целью закрепления используемых проводников. Такие отверстия и болтики применяются для безопасной разводки проводов нейтрали. Внешне шины отличительны по длине, способу монтажа и количеству отверстий для установки.

Для упрощения сервисного обслуживания и выполнения качественных работ по соединению токопроводящих жил, применяются медные или латунные металлы.

Такие сплавы продлевают срок эксплуатации устройства, обеспечивают бесперебойную работу всей системы. Есть шины в корпусе и без корпуса, однако токопроводящие элементы любых типов устройств схожи.

Для правильной работы устройства и обеспечения дифференциальной защиты потребуется правильное подключение устройств с разделением проводников NPE в щите. Если щит металлический, дополнительно используется нулевой провод от корпуса с изоляцией.

Целевое назначение: для чего нужна

Основная цель использования такого устройства – удобство дальнейшей разводки по помещению, а также гарантия безопасности в ходе эксплуатации силовых токопроводящих жил.

Область применения — сети с напряжением максимум 400 вольт (постоянного и переменного тока).

1. Организация нескольких областей для присоединения нагрузок от общего ввода к проводнику нуля.
2. Обустройство заземления видимого типа (устройство с прозрачной крышкой), который поможет прикрыть клеммник.
3. Улучшение и оперативное подключение нескольких сетей (один узел допускает ввод до 40-ка проводников с 3-мм сечением).
4. Неразрывная электроцепь на месте с заземлением (также до нагрузки).
5. Разделение проводников на защитное и рабочее заземление.

Грамотное и профессиональное разделение электропроводки в доме или офисе с множеством электроточек невозможно обеспечить без применения такого простого устройства.

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:

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.

Правила монтажа

В зависимости от выбранного типа устройства, монтаж осуществляется несколькими методами:

1. Крепление на DIN-рейку. (через изоляторы либо непосредственно в элетрощиток).
2. Монтаж через угловые изоляторы.
3. Крепление в электрощитке.

Осуществление монтажа допустимо открытым либо закрытым способом:

1. Открытый применяется в том случае, если есть шкаф, куда доступ посторонним будет ограничен. Монтаж осуществляется с видимой клеммной колодкой.
2. Закрытый вариант монтажа применяется в том случае, если оборудование подключается к особо важным системам, к примеру, к силовой розетке электроустановок.

После любого варианта монтажа (открытого или закрытого) не должно быть доступа к токоведущим жилам, поскольку в генерирующей установке ноль глухо заземлен, а прикосновение к точке подключения смертельно опасно. При выборе шин стоит обратить внимание на производителя и цену устройства. Так, дешевые китайские шины при эксплуатации или даже в начале монтажа могут просто лопнуть.

Шина нулевая является важнейшим конструкционным элементом сборных шин. Применяется она для подключения проводников заземления и нуля. Этот элемент применяется при обеспечении электросетей как переменного, так и постоянного тока.

Полезное видео

Классификация и маркировка электрических шинопроводов

В процессе монтажа электрических цепей в распределительных устройствах и силовых блоках используют шинопровод, или электротехническую шину. Так называют конструкцию – проводник, изготовленную из металла с низким удельным сопротивлением.

Преимущества использования шинопроводов

Применение шины в электрике вместо кабельной продукции обеспечивает существенную экономию материальных, энергетических и трудовых ресурсов:

• Монтаж занимает в 2 раза меньше времени, чем прокладка кабеля.
• Срок службы – до 30 лет без необходимости сложного технического обслуживания.
• Гибкая конфигурация позволяет выполнить качественный и безопасный монтаж сети в зависимости от пути ее пролегания.
• Шинопровод имеет более эстетичный вид, чем групповая прокладка провода.
• Экранирование проводника исключает воздействие электромагнитного поля на расположенную рядом офисную технику.
• Конструкция пожаробезопасна и соответствует требованиям безопасности для уровня защиты IP55.

Область применения электрических шин – подключение электрических цепей в низковольтных сетях или высоковольтных разрядных устройств, подстанций и т.д.

Классификация шин по форме сечения

В зависимости от формы поперечного сечения шинопровода различают:

• трубчатые конструкции;
• прямоугольные модели;
• коробчатые проводники;
• двух- или трехполосные модели.

Преимущества проводников с прямоугольным сечением – эффективное отведение тепла и низкое сопротивление силы тока, что снижает активную и ограничивает реактивную энергию. Таким образом удается обеспечить существенную экономию дорогостоящих энергоресурсов, что имеет важное значение для крупных коммерческих и производственных объектов.

Область применения шинопровода прямоугольного сечения – монтаж сетей и распределительных устройств силой тока в диапазоне 2000-4000А. Возможно соединение нескольких плоских шин для получения двух- или трехполосных конфигураций.

Плоские и коробчатые модификации шинопровода находят применение в сетях, работающих под напряжением до 35кВ.

Оптимальной модификацией считается трубчатая электрическая шина. В числе ее основных преимуществ – эффективное теплоотведение, высокая прочность и равномерность распределения образующегося электрического поля.

Металлы, используемые в производстве шин

В зависимости от назначения и необходимых рабочих параметров для изготовления проводников могут использоваться:

• медь;
• алюминий;
• сталь;
• сталеалюминий – стальной сердечник, покрытый повивкой из алюминиевых проводов.

В числе преимуществ алюминиевых шин – антикоррозийная стойкость, отличные электропроводящие свойства, небольшой вес и приемлемая стоимость. Для их изготовления применяют низколегированные алюминиевые сплавы с незначительным содержанием кремния и магния для улучшения пластичности и прочности металла.

Медные шины с содержанием меди до 99% ни в чем не уступают алюминиевым, но имеют меньшее распространение из-за сравнительно высокой стоимости.

Маркировка электрических шин

Нанесение цветовой маркировки на электротехнические шины регламентировано действующими стандартами. Соблюдение их требований является обязательным для каждого производителя. Нанесение маркировки может осуществляться как на этапе производства, так и после его завершения. В первом случае используется цветная изоляция, во втором – цветная изоляционная лента, указывающая на разные фазы проводника.

Цветовое обозначение шин позволяет точно определить их тип и назначение:

• Заземляющий проводник отмечен желтым и зеленым цветами в виде чередующихся продольных полос.
• Нейтральный и рабочий проводник обозначен с помощью синего цвета.
• Соединение проводников подразумевает использование всех трех оттенков в разных вариантах: изоляция с продольными желтыми и зелеными полосами и синей линией на конце либо синяя изоляция с желто-зеленой полосой в местах соединений и на концах проводника.

В сетях трехфазного тока фаза А отмечена желтым цветом, фаза В – зеленым, фаза С – красным.

Согласно требованиям действующих стандартов, одновременно с цветовой маркировкой проводников для сетей переменного тока используется следующее буквенное обозначение проводников:

• в однофазной сети – L;
• в трехфазной сети – L с цифрами от 1 до 3;
• средний – М;
• нейтральный, или нулевой – N;
• заземляющий – PE;
• совмещенный рабочий и нулевой – PEN (сочетание обозначений каждого из использованных проводников).

Модели для сетей постоянного тока маркируются литерой L со знаком + или -, соответственно – положительный или отрицательный проводник.

Нулевая шина

Подключение заземляющих и нейтральных рабочих проводников выполняется с помощью нулевой шины. Ее конструкция состоит из токопроводящей жилы и пластикового основания, которое монтируется на DIN рейку. Жила изготавливается из специальной электротехнической меди или латуни. В конструкции токопроводящего элемента имеются отверстия и зажимные болты. Их наличие позволяет выполнить аккуратную и безопасную разводку кабелей в узлах распределительных устройств. Модели нулевых шин изготавливают разной длины, что позволяет проделать в жиле требуемое количество монтажных отверстий. Основная область их применения – сети переменного или постоянного тока, рассчитанные на рабочее напряжение до 400В.

Благодаря применению нулевой шины удастся:

• повысить эффективность используемых защитных автоматических устройств;
• создать одновременно несколько точек подключения нагрузок к нулевому проводнику;
• аккуратно и безопасно разделить нулевые и рабочие проводники;
• выполнить заземление видимого типа с использованием пластикового устройства с крышкой для защиты клемм;
• смонтировать единую цепь от точки заземления до каждой нагрузки.

Важное условие при выборе нулевой шины – учет ограничений по максимально допустимой площади сечения проводов. Это обеспечит безопасность эксплуатации сети и бесперебойное электроснабжение на объекте. Кроме того, подбор оптимальной модификации проводника осуществляется с учетом предельного количества подключаемых нагрузок.

Монтаж нулевой шины выполняется непосредственно внутри электрического щитка или на металлическую рейку с помощью болтового соединения. Различают открытый и закрытый способы монтажа. Первый вариант предусмотрен для электрических шкафов с закрытой конструкцией, что исключает доступ посторонних лиц к внутреннему содержимому. Монтаж закрытым способом оптимален для сетей, к которым подключается дорогостоящее энергоемкое оборудование – станки и механизмы, электроинструмент и т.д.

Шина электротехническая

Электротехнические шины, определение. Одна из главных связующих ролей в энергосистеме (электроустановке) отводиться соединительным шинам. Эти электротехнические изделия связывают элементы всей электроустановки в одну эквивалентную точку и определяются по ГОСТу Р51321.1–2007 как соединительные проводники с низким значением сопротивления.

Совокупность соединительных токопроводящих шин в электроустановке называется шинопроводом. Он крепиться на опорных изоляторах и помещается в защитный короб или канал, главное требование к нему – высокая устойчивость к ударным токовым, тепловым и динамическим нагрузкам.

Классификация. Электротехнические шины классифицируются исходя из:

Материала изготовления: медные, алюминиевые, сталеалюминевые (состоящие из сердечника, набранного из оцинкованных стальных проводов с повивами из алюминиевых проводов вокруг сердечника и стальные;

Исполнения: гибкие, жесткие (плоские или трубчатые);

Наличии (отсутствии) изоляции: изолированные или неизолированные;

Геометрической формы поперечного сечения: прямоугольная, двух- или трехполосная, коробчатые, трубчатые.

Основные свойства, преимущества и недостатки электротехнических шин. Гибкие шины не должны перекручиваться, иметь высокую степень тяжения, (отдельно взятые провода из шины должны обладать одинаковой степенью тяжения).

Для исключения дополнительных механических нагрузок, кроме собственного веса, веса гололеда, силы ветра и пр., количество ответвительных и соединительных зажимов, должно быть сведено к минимуму.

Жесткие шины оборудуются виброгасителями и гибкими перемычками-компенсаторами температурных натяжений, изменяющих их длину.

Плоские прямоугольного сечения, хорошо отводят тепло. При использовании их на больших токах от 2000 А и выше до 4100 А собирается 2- или 3-полосный шинный пакет.

Недостаток такого рода сборных шин – сложности, связанные с проведением монтажных работ, наличие индуктированного, неравномерно распределенного тока, ухудшенное охлаждение, плохая механическая устойчивость, к токам к. з. При проведении планового технического ремонта необходима протяжка соединений.

Коробчатые и плоские изделия используются в сетях напряжением 10–35 кВ, при выборе их необходимо учитывать возникновение коронного разряда при пробое воздуха, появляющегося при неравномерном распределении токов между полосами. Пример использования коробчатых шин – открытый токопровод для соединения блока турбогенераторов.

Трубчатая форма считается наиболее эффективной: хорошо отводит тепло и отличается высокими характеристиками по прочности. Вокруг трубчатой шины равномерно распределяется электрическое поле, препятствующее появлению коронирования.

Окраска шин. На жесткие электротехнические шины наносятся цвета фазной расцветки, кроме идентификации фаз, окрашивание увеличивает теплоотдачу, это способствует увеличению максимального тока нагрузки. Многопроволочные гибкие не окрашиваются. Окраска шин для трехфазной сети:

Фаза А – желтый; Фаза В – зеленый; Фаза С – красный; Нулевая рабочая – синий; Защитная заземляющая – чередующиеся желто-зеленая окраска или черный цвет.

Выбор шин. Для их выбора используют значения максимального рабочего тока и устойчивость к токам короткого замыкания. Выбирают по способу крепления и размерам.

Алюминиевые шины. Изделия из алюминия и сплавов имеют следующий ряд преимуществ:

– высокую степень электропроводности; – коррозийную стойкость; – сравнительно малый вес; – относительно невысокую стоимость.

Для их производства используют марки алюминия А7Е и А5Е, для гибких шин и кабельной продукции используют технический алюминий АД0 и АД00. Проводники этой марки пластичны, они коррозионностойкие, с хорошей электропроводностью, с минимумом примесей.

Для этих же целей используют алюминиевые низколегированные сплавы AI-Mg-Si, для алюминиевых шин марок: АД31, АД31Е, легирующие элементы, входящие в состав, усиливают прочность и повышают упругость, пластичность, отличаются малой степенью электропроводности.

В России преобладают шины из алюминия АД-31t. При производстве алюминиевых шин их подвергают горячему прессованию, затем частично или полностью закаливают, искусственно или естественно старят или производят без термообработки.

Медные шины. Медные изделия марки М1 содержат в своем составе 99,9% чистой меди, имеют удельное сопротивление 0,01724*106 Ом*м. Для широкого использования применяются марок ШМТ и ШМТВ – для их производства используется бескислородная медь. ШМТ и ШММ аббревиатура означает шины медные (Т) – твердые и (М) – мягкие.

В настоящее время, на российском рынке представлены медные марки МКМ немецкого производства. GD – Франция, VBS – Сербия, с электропроводностью 58,1–58,3 MS/m.

Шведская фирма Luvata производит бескислородные шины с добавками серебра, что повышает температуру размягчения, подходит для всех производственных процессов при, которых необходим легкодеформируемый металл, обладает высокими показателями тепло- и электропроводности.