Электрошкаф для наружной установки: надёжная защита электрооборудования

Когда электрические компоненты устанавливаются на открытом воздухе, корпус становится первой линией защиты.

Дождь, пыль, ультрафиолетовое излучение, перепады температуры, влага, насекомые и агрессивная атмосфера могут стать причиной проблем, если корпус выбран неправильно. Небольшая утечка, некачественное уплотнение или неправильный выбор материала могут привести к коррозии, коротким замыканиям, выходу оборудования из строя или дорогостоящим простоям.

Именно здесь… электрощит для установки на открытом воздухе вступает в дело.

Он предназначен для защиты чувствительных электрических и электронных компонентов в условиях открытого воздуха, независимо от того, используются ли они в системах промышленного управления, солнечных энергетических системах, телекоммуникациях, оборудовании безопасности, наружном освещении или системах зарядки электромобилей.

Однако выбор подходящего корпуса — это не просто подбор коробки, которая выглядит прочной. Необходимо учитывать степень защиты, материал, место установки, кабельные вводы, теплоотвод, коррозионную стойкость и потребности в долгосрочном техническом обслуживании.

В данном руководстве объясняется, как правильно выбрать электрический шкаф для наружной установки, подходящий для ваших задач, чтобы ваше оборудование оставалось защищенным, надежным и проще обслуживалось.

Что такое наружный электрический шкаф?

Электрошкаф для наружной установки — это защитный корпус или шкаф, предназначенный для размещения электрических и электронных компонентов в условиях открытого воздуха. Он обеспечивает защиту внутреннего оборудования от дождя, пыли, влаги, солнечного света, коррозии, ударов и случайного контакта.

Проще говоря, это обеспечивает безопасность электрических компонентов при их установке на улице.

Эти кожухи обычно используются для защиты:

• Электропроводка и клеммные колодки
• Автоматические выключатели и выключатели
• Источники питания
• Панели управления
• ПЛК и реле
• Датчики и устройства мониторинга
• Оборудование для связи и сетей
• Компоненты для солнечных батарей и зарядки электромобилей

В отличие от электрических шкафов для установки в помещениях, шкафы для наружной установки должны быть рассчитаны на более суровые условия эксплуатации. Шкаф, который хорошо работает внутри завода или здания, может не прослужить долго при воздействии дождя, ультрафиолетового излучения, влажности или перепадов температуры.

Именно поэтому электрические шкафы, устанавливаемые на открытом воздухе, обычно должны обладать определённым классом защиты, быть изготовлены из погодостойких материалов, иметь надлежащую герметизацию и оснащены надёжными системами крепления.

Почему так важны электрические шкафы для наружной установки

Электроустановки, расположенные на открытом воздухе, часто подвергаются воздействию непредсказуемых условий. Даже если монтаж выглядит простым, окружающая среда со временем может создавать серьёзные риски.

Например, вода может проникать через отверстия для кабелей, поврежденные уплотнители или некачественно сконструированные крышки. Внутри корпуса может скапливаться пыль и мусор. Под воздействием солнечного света некоторые виды пластмасс могут стать хрупкими. В прибрежных или химически агрессивных средах коррозия может повредить как сам корпус, так и находящиеся внутри него электрические компоненты.

Использование неподходящего корпуса может привести не только к неудобствам. Это может повлечь за собой:

• Короткие замыкания
• Коррозия
• Сбой в электроснабжении
• Время простоя системы
• Более высокие затраты на техническое обслуживание
• Угрозы безопасности
• Сокращение срока службы оборудования

Правильно подобранный электрошкаф для наружной установки помогает предотвратить эти проблемы. Он защищает внутренние компоненты, повышает надёжность системы и снижает необходимость в частых ремонтах или замене.

Во многих случаях использования на открытом воздухе корпус — это не просто аксессуар. Это важнейшая часть всей электрической системы.

Распространенные области применения наружных электрических шкафов

Электрошкафы для установки на открытом воздухе применяются во многих отраслях промышленности. В зависимости от области применения подходящий шкаф может выглядеть по-разному, но цель, как правило, остается одной и той же: защитить электрооборудование от воздействия внешней среды и обеспечить безопасную работу системы.

Промышленные системы управления

В промышленных условиях для размещения панелей управления, ПЛК, реле, устройств управления двигателями, выключателей и компонентов системы распределения электроэнергии часто используются наружные корпуса.

Эти установки могут подвергаться воздействию дождя, пыли, вибрации, промывки или экстремальных температур. По этой причине для промышленных корпусов, устанавливаемых на открытом воздухе, часто требуются прочные материалы, надежные системы запирания и более высокие классы защиты, такие как NEMA 4, NEMA 4X, IP65 или IP66.

Солнечные энергетические системы

Работа солнечных установок в значительной степени зависит от средств защиты электрооборудования, расположенного на открытом воздухе. Корпуса обычно используются для размещения соединительных коробок, разъединительных выключателей, инверторов, устройств мониторинга и соединительных элементов электропроводки.

Поскольку солнечные системы, как правило, в течение длительного времени подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, особую важность приобретают устойчивость к ультрафиолетовому излучению и управление тепловым режимом. Корпус солнечной системы должен защищать внутренние компоненты от влаги и одновременно способствовать снижению риска перегрева.

Телекоммуникации и сети

Для систем связи, устанавливаемых на открытом воздухе, часто требуются корпуса для размещения маршрутизаторов, оптоволоконного оборудования, антенн, источников питания, аккумуляторов и модулей управления.

Эти системы могут устанавливаться на стенах, крышах, столбах, башнях или удаленных открытых площадках. В таких случаях корпус должен обеспечивать защиту от погодных воздействий, упорядоченную прокладку кабелей, а иногда и терморегулирование для поддержания стабильной работы чувствительного электронного оборудования.

Системы безопасности и видеонаблюдения

Камеры видеонаблюдения, устройства контроля доступа, системы сигнализации и наружные датчики — все они нуждаются в надежной защите. Наружные электрические шкафы помогают защитить источники питания, разъемы, платы управления и сетевые устройства, используемые в системах видеонаблюдения.

Для таких областей применения важными критериями выбора зачастую являются компактные размеры, простота монтажа и устойчивость к воздействию погодных условий.

Системы наружного освещения и организации дорожного движения

Системы управления наружным освещением, оборудование светофоров, парковочные системы, дорожные знаки и объекты общественной инфраструктуры — все они требуют надежной защиты электрооборудования.

Эти корпуса часто подвергаются воздействию дождя, пыли, дорожного мусора, вибрации и перепадов температуры. В зависимости от места установки важную роль могут также играть коррозионная стойкость и ударопрочность.

Оборудование для зарядки электромобилей

Зарядные станции для электромобилей содержат электрические и электронные компоненты, которые необходимо защищать от воздействия внешних условий. Корпуса могут использоваться для размещения устройств распределения электроэнергии, модулей управления, оборудования связи, средств защиты цепей и соединений проводки.

При использовании зарядных устройств для электромобилей ключевыми факторами являются устойчивость к погодным условиям, безопасность, долговечность и соответствие требованиям проекта.

Основные факторы, которые следует учитывать при выборе наружного электрического шкафа

Выбор подходящего электрического шкафа для установки на открытом воздухе — это не просто выбор подходящего размера. Шкаф должен соответствовать конкретным условиям установки, находящемуся в нём оборудованию и требуемому уровню защиты.

Ниже приведены наиболее важные факторы, которые следует учесть перед принятием решения.

1. Условия установки

Первый вопрос, который нужно задать, прост: где будет установлен корпус?

Корпус, установленный под крышей, будет подвергаться совершенно иным условиям, чем корпус, смонтированный на открытом столбе в прибрежной зоне. Прежде чем выбрать корпус, необходимо учесть реальные условия окружающей среды, в которых он будет эксплуатироваться.

К важным факторам окружающей среды относятся:

• Дождь и снег
• Вода, движимая ветром
• Пыль и грязь
• Прямые солнечные лучи
• Высокие или низкие температуры
• Влажность
• Соленый воздух
• Химические вещества
• Насекомые
• Удар или вибрация
• Подача воды через шланг или промывка

Для обычного использования на открытом воздухе может хватить погодостойкого корпуса. Однако для суровых промышленных условий, прибрежных зон или зон, подверженных мойке, может потребоваться более высокий класс защиты и материал с повышенной коррозионной стойкостью.

Правильный выбор корпуса всегда зависит от условий эксплуатации.

2. Степень защиты

Степень защиты — один из важнейших факторов при выборе корпуса для установки на открытом воздухе. Она указывает, какой уровень защиты обеспечивает корпус от пыли, воды и других воздействий окружающей среды.

Две наиболее распространённые системы рейтингов — это Классификация по стандарту NEMA и Классы защиты IP.

Классификация NEMA широко используется в Северной Америке, тогда как классификация IP широко применяется во всем мире. Обе системы полезны, но они не совсем одинаковы. Всегда следует проверять конкретные требования к классификации для вашего рынка, проекта или области применения.

Для электрических шкафов, предназначенных для установки на открытом воздухе, обычно используются следующие номинальные характеристики:

Для многих видов применения на открытом воздухе обычно выбирают стандарты NEMA 4, NEMA 4X, IP65 или IP66. Однако оптимальный класс защиты зависит от фактической степени воздействия внешних факторов.

Например, для корпуса, используемого для базовой наружной электропроводки, может не потребоваться такая же степень защиты, как для корпуса, устанавливаемого в зоне, подверженной промывке водой, или вблизи океана.

3. Материал корпуса

Материал влияет на долговечность, коррозионную стойкость, вес, стоимость, изоляционные свойства и эксплуатационные характеристики в долгосрочной перспективе. Не существует единого материала, который был бы оптимальным для всех типов электрических шкафов, устанавливаемых на открытом воздухе. Правильный выбор зависит от конкретных условий эксплуатации.

Пластиковые или поликарбонатные корпуса

Пластиковые и поликарбонатные корпуса широко используются в наружных электротехнических и электронных системах благодаря своей легкости, коррозионной стойкости и простоте монтажа.

Их часто используют для:

• Устройства связи
• Оборудование для обеспечения безопасности
• Солнечные компоненты
• Блоки управления
• Уличные распределительные коробки
• Низковольтные электрические системы

Для использования на открытом воздухе материал должен быть устойчивым к ультрафиолетовому излучению. Без защиты от ультрафиолета некоторые пластиковые корпуса могут стать хрупкими или изменить цвет после длительного воздействия солнечных лучей.

Корпуса из стекловолокна

Корпуса из стекловолокна — отличный выбор для эксплуатации в суровых условиях на открытом воздухе и в коррозионно-агрессивных средах. Они обладают хорошей атмосферостойкостью, коррозионной стойкостью и электроизоляцией.

Они широко используются в:

• Прибрежные районы
• Химические заводы
• Сооружения по очистке сточных вод
• Промышленные объекты
• Приложения общего назначения

Стекловолокно часто выбирают в тех случаях, когда коррозия представляет серьезную проблему, но при этом предпочтительным является неметаллический корпус.

Корпуса из нержавеющей стали

Корпуса из нержавеющей стали обладают высокой прочностью и превосходной долговечностью. Их часто применяют в сложных условиях эксплуатации, где важны коррозионная стойкость, гигиеничность или механическая защита.

К числу распространенных областей применения относятся:

• Пищевая промышленность
• Морские экосистемы
• Химические предприятия
• Промышленные зоны промывки
• Шкафы управления для установки на открытом воздухе

В условиях высокой коррозионной активности нержавеющая сталь марки 316 часто предпочтительнее нержавеющей стали марки 304, поскольку она обладает более высокой стойкостью к воздействию солей и химических веществ.

Алюминиевые корпуса

Алюминиевые корпуса обладают небольшим весом, высокой прочностью и естественной коррозионной стойкостью в различных условиях эксплуатации на открытом воздухе. Кроме того, они обеспечивают более эффективное отведение тепла, чем многие пластиковые материалы.

Их часто используют для:

• Телекоммуникации
• Транспортные системы
• Электроника для использования на открытом воздухе
• Приборостроение
• Управляющее оборудование

Однако в условиях высокой коррозионной активности алюминий может потребовать дополнительного покрытия или обработки поверхности.

Корпуса из углеродистой стали

Корпуса из углеродистой стали отличаются прочностью и экономичностью, однако для эксплуатации на открытом воздухе они требуют надлежащего нанесения защитного покрытия или окраски. В случае повреждения покрытия корпус со временем может заржаветь.

Углеродистая сталь может подходить для некоторых промышленных применений на открытом воздухе, однако, как правило, она не является оптимальным выбором для прибрежных, химических или высоковлажных сред, если только она не имеет надлежащей защиты поверхности.

Классификация NEMA и IP: в чём разница?

При выборе электрического шкафа для установки на открытом воздухе вы часто будете сталкиваться с двумя типами классов защиты: классами защиты по стандарту NEMA и классами защиты по стандарту IP. Оба эти показателя помогают определить, насколько хорошо шкаф защищает находящееся внутри оборудование, однако они не являются тождественными.

В Северной Америке широко используются классификации NEMA. Они характеризуют степень защиты от воздействия внешних факторов, таких как дождь, пыль, струя воды из шланга, коррозия и образование льда снаружи.

Классы защиты IP, также называемые классами защиты от проникновения (Ingress Protection), широко используются во всем мире. Они в основном касаются защиты от твердых предметов, пыли и воды.

Проще говоря, классификация NEMA, как правило, охватывает более широкий спектр факторов защиты от воздействия окружающей среды, тогда как классификация IP в большей степени ориентирована на защиту от проникновения пыли и воды.

Для электрических шкафов, устанавливаемых на открытом воздухе, могут быть полезны обе системы классификации. Главное — выбрать классификацию, соответствующую фактическим условиям установки.

Важно помнить, что между классификациями NEMA и IP нет идеального соотношения «один к одному». Например, корпус класса NEMA 4 может обеспечивать защиту от воды и пыли, аналогичную некоторым корпусам с классификацией IP, однако классификация NEMA может включать дополнительные требования, которые не охватываются классификацией IP.

Поэтому вместо того, чтобы полагаться исключительно на таблицу пересчёта, лучше учитывать реальные условия монтажа и конкретные требования к защите вашего проекта.

Распространенные типы электрических шкафов для наружной установки

Наружные электрические шкафы бывают самых разных форм, размеров и конфигураций. Выбор подходящего типа зависит от того, что необходимо защитить, где будет установлен шкаф, а также от способа доступа к оборудованию и его технического обслуживания.

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных типов, используемых в наружных условиях.

Герметичный электрический шкаф

Погодоустойчивый электрический шкаф предназначен для защиты электрических компонентов от воздействия погодных условий на открытом воздухе, таких как дождь, ветер, пыль и солнечный свет.

Корпуса данного типа обычно используются для:

• Подключение наружной электропроводки
• Системы управления освещением
• Оборудование для обеспечения безопасности
• Небольшие устройства управления
• Низковольтные электрические компоненты

Для общего применения на открытом воздухе часто используются погодостойкие корпуса с такими классами защиты, как NEMA 3R, NEMA 4, IP65 или IP66, в зависимости от требуемого уровня защиты.

Водонепроницаемый электрический корпус

Водонепроницаемый электрический корпус обеспечивает более высокий уровень защиты от воды. Его используют в тех случаях, когда корпус может подвергаться воздействию сильного дождя, струи воды из шланга, брызг или временного погружения в воду.

К числу распространенных областей применения относятся:

• Морское оборудование
• Наружные датчики
• Зоны промывки
• Влажные промышленные условия
• Объекты, подверженные риску затопления

Однако термин “водонепроницаемый” не следует рассматривать как общее обещание. Фактический уровень защиты от воды зависит от класса защиты корпуса по стандарту IP или NEMA. Например, классы IP65, IP66, IP67 и IP68 обеспечивают разные уровни защиты от воды.

Наружная распределительная коробка

Наружная распределительная коробка предназначена для защиты соединений проводов, клемм и сращиваний в условиях открытого воздуха. Обычно она меньше по размеру, чем распределительный шкаф, и часто устанавливается на стенах, столбах, оборудовании или наружных конструкциях.

Уличные распределительные коробки широко применяются в следующих областях:

• Наружное освещение
• Прокладка солнечных кабелей
• Системы безопасности
• Электросистемы для садов и ландшафтных зон
• Соединения в промышленных электромонтажных сетях

При выборе распределительной коробки для наружной установки особое внимание следует уделять кабельным вводам и герметизации. Ненадежно загерметизированные кабельные вводы являются одной из наиболее распространенных причин попадания воды внутрь.

Шкаф управления для установки на открытом воздухе

Шкаф управления для установки на открытом воздухе, как правило, имеет большие размеры, чем распределительная коробка, и предназначен для размещения панелей управления, ПЛК, реле, источников питания, автоматических выключателей и устройств контроля.

Эти шкафы широко распространены в:

• Промышленная автоматизация
• Системы очистки воды
• Энергетические системы
• Транспортное оборудование
• Техника для работы на открытом воздухе

Поскольку в шкафах управления зачастую размещаются чувствительные и дорогостоящие компоненты, для них, как правило, требуются более высокие классы защиты, более эффективная система теплоотвода и более прочные материалы.

Настенный корпус для установки на открытом воздухе

Настенный корпус для установки на открытом воздухе предназначен для монтажа на стене, раме оборудования или любой плоской вертикальной поверхности. Это один из наиболее распространённых типов корпусов, поскольку он прост в установке и подходит для множества областей применения.

Настенные шкафы часто используются для:

• Блоки управления
• Распределение электроэнергии
• Связное оборудование
• Системы безопасности
• Наружные электрические подключения

При выборе настенного корпуса убедитесь, что стена или несущая конструкция способны выдержать вес корпуса, особенно если он изготовлен из металла или содержит тяжелые электрические компоненты.

Напольный корпус для установки на столбе

A уличный корпус на опоре используется в тех случаях, когда необходимо установить оборудование на опоре линии электропередачи, столбе уличного освещения, дорожном столбе или мачте связи.

Данный тип обычно используется в:

• Телекоммуникации
• Системы организации дорожного движения
• Системы видеонаблюдения
• Инфраструктура «умного города»
• Беспроводное оборудование для использования на открытом воздухе

Корпуса, устанавливаемые на столбах, должны иметь надёжные крепежные кронштейны и обладать высокой устойчивостью к воздействию ветра, вибрации и атмосферных воздействий.

Напольный корпус для установки на открытом воздухе

A напольный уличный корпус или отдельно стоящий шкаф используется для более крупных электрических систем, которым требуется больше внутреннего пространства.

Типичные области применения включают:

• Системы распределения электроэнергии
• Промышленные панели управления
• Крупные системы автоматизации
• Коммунальное оборудование
• Инфраструктура зарядки электромобилей

Поскольку эти корпуса имеют большие размеры и вес, их установка, устройство фундамента, прокладка кабелей, организация вентиляции и обеспечение доступа для технического обслуживания требуют тщательного планирования.

Как шаг за шагом выбрать подходящий электрический шкаф для наружной установки

Правильный выбор корпуса должен основываться на условиях окружающей среды, находящемся внутри оборудовании и долгосрочных требованиях к применению. Ниже приведён простой пошаговый алгоритм.

Шаг 1: Определение среды установки

Для начала необходимо определить, где будет установлен корпус.

Задавайте такие вопросы, как:

• Будет ли он подвергаться воздействию прямого дождя?
• Будет ли он подвергаться воздействию ярких солнечных лучей?
• В этом помещении много пыли или грязи?
• Существует ли риск попадания воды из шланга?
• Условия эксплуатации — прибрежные или коррозионные?
• Будет ли корпус подвергаться воздействию химических веществ?
• Наблюдаются ли резкие перепады температуры?
• Существует ли риск удара или вибрации?

Чем суровее условия эксплуатации, тем важнее становятся класс защиты и выбор материала.

Шаг 2: Выберите необходимый класс защиты NEMA или IP

После определения условий окружающей среды выберите категорию, соответствующую уровню воздействия.

Для многих типовых задач, связанных с эксплуатацией на открытом воздухе, может быть достаточно класса защиты IP65 или NEMA 3R. В более суровых условиях эксплуатации может потребоваться класс защиты NEMA 4, NEMA 4X, IP66 или выше.

Не выбирайте номинальную мощность только потому, что она звучит лучше. Выбирайте её потому, что она соответствует реальным условиям.

Шаг 3: Выбор подходящего материала

Далее выберите материал корпуса.

Для общего применения в наружных электроустановках в качестве материалов могут использоваться поликарбонат, алюминий, стекловолокно, сталь с покрытием и нержавеющая сталь.

Для коррозионных сред более подходящими материалами могут оказаться стекловолокно или нержавеющая сталь. Для лёгкой электроники, предназначенной для использования на открытом воздухе, практичным выбором может стать поликарбонат. Для тяжелых промышленных условий эксплуатации предпочтительными материалами могут быть нержавеющая сталь или сталь с покрытием.

Шаг 4: Подтвердите размер и внутреннюю компоновку

Убедитесь, что в корпусе достаточно места для размещения всех компонентов, проводки, принадлежностей и проведения технического обслуживания в будущем.

Рассмотрите:

• Размеры компонентов
• Пространство для монтажной пластины
• Место на DIN-рейке
• Радиус изгиба кабеля
• Рассеивание тепла
• Доступ к услугам
• Будущее расширение

Немного более просторный корпус может обойтись дороже при первоначальной покупке, но он значительно упростит монтаж и техническое обслуживание.

Шаг 5: Планирование мест прокладки кабелей

Конструкция кабельного ввода имеет решающее значение для монтажа на открытом воздухе.

Выберите подходящие кабельные вводы, фитинги для кабелепроводов или соединительные элементы, соответствующие классу защиты корпуса. Убедитесь, что все отверстия надлежащим образом уплотнены и расположены таким образом, чтобы снизить риск попадания воды.

По возможности избегайте размещения кабельных вводов на верхней поверхности корпуса, за исключением случаев, когда эти элементы специально разработаны и герметизированы для этой цели.

Шаг 6: Рассмотрите вопросы теплового управления

Если в корпусе находятся компоненты, выделяющие тепло, или он будет подвергаться воздействию прямых солнечных лучей, необходимо заранее продумать меры по отводу тепла.

В зависимости от области применения это может включать:

• Использование более просторного корпуса
• Установка солнцезащитного козырька
• Оптимизация расстояний между внутренними компонентами
• Установка вентиляции
• Использование вентиляторов или теплообменников
• Установка кондиционера в корпусе

Цель состоит в том, чтобы поддерживать внутреннюю температуру в пределах безопасного рабочего диапазона оборудования.

Шаг 7: Проверьте требования к монтажу и техническому обслуживанию

Наконец, следует продумать, как будет осуществляться монтаж и техническое обслуживание корпуса.

Хороший корпус для установки на открытом воздухе должен быть простым в монтаже, надежным и доступным для осмотра или ремонта. Шарниры, замки, защелки, крепежные кронштейны и внутренние панели должны соответствовать требованиям конкретного применения.

Для удаленных или труднодоступных объектов особенно важны долговечность и низкие затраты на техническое обслуживание.

Рекомендуемые электрические шкафы для установки на открытом воздухе в зависимости от области применения

Различные области применения требуют разных решений по корпусам. Приведенная ниже таблица содержит общие ориентировочные данные.

Данная таблица должна служить лишь общим ориентиром. Окончательный выбор всегда должен зависеть от конкретных условий эксплуатации, оборудования и требований проекта.

Заключение

Выбор подходящего электрического шкафа для установки на открытом воздухе — это не просто поиск корпуса, в который поместятся ваши компоненты. Речь идет о защите вашей электрической системы от воздействия окружающей среды, с которым она будет сталкиваться каждый день.

Дождь, пыль, солнечный свет, влажность, коррозия, перепады температуры и ненадлежащая герметизация — все эти факторы могут повлиять на работоспособность и безопасность электрооборудования, установленного на открытом воздухе. Учитывая условия установки, класс защиты по стандартам NEMA или IP, материал, размеры, кабельные вводы, способ крепления и систему теплоотвода, вы сможете выбрать корпус, обеспечивающий надежную долгосрочную защиту.

Независимо от того, касается ли ваш проект систем промышленного управления, солнечной энергетики, телекоммуникаций, наружного освещения, систем безопасности или зарядного оборудования для электромобилей, правильно подобранный корпус поможет сократить время простоя, повысить безопасность и продлить срок службы оборудования.

Ищете надежный электрический шкаф для установки на открытом воздухе для вашего проекта? Обратитесь к нашей команде, чтобы подобрать вариант погодостойкого шкафа, соответствующий вашим задачам, условиям эксплуатации и требованиям к степени защиты.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ