Введение в шкафы для электрической, электромеханической, электронной и радиоэлектронной аппаратуры

В этом материале речь пойдет только о шкафах на базе листового металлопроката, по сути, универсальных в сравнении с конструкциями из пластиков, композитов или сплавами цветных металлов по применению в разных условиях эксплуатации и поэтому используемых для размещения, в том числе модульного электрической, электромеханической, электронной и радиоэлектронной аппаратуры. Вместе с тем, прежде всего следует обратить внимание на факты того, что:

определение шкафа, как независимо монтируемой несущей конструкции наиболее просто и понятно изложено в действующем ГОСТ 28601.2 -90, а все другие названия являются аналогами, в том числе:
- «пустая оболочка» по ГОСТ IEC 62208-2013, обозначающая «ящики, шкафы, щиты и стойки» для НКУ (низковольтных комплектных устройств);
- базовая несущая конструкция третьего уровня (БНК3) закрытого типа (при не модульном исполнении – НК3 по ГОСТ Р 70125-2022), обозначающая шкаф (РЭС – радиоэлектронных средств) или корпус шкафа РЭС по ГОСТ Р 52003-2003 и ГОСТ Р 51676-2000 (соответственно) в соответствии с иерархией (разукрупнением) структуры РЭС.

Справка:

ГОСТ Р 70125-2022 в БНК3 помимо шкафов включает стойки и стеллажи, пульты оператора и тумбы, приборные столы и монтажные рамы, а также моноблоки, а в ГОСТ Р 52420-2020 по системам и источникам вторичного электропитания на основе БНК введено определение стандартного электронного модуля третьего уровня (аббревиатура СЭМЗ, в ГОСТ Р 52003-2003 – ЗМ3 или электронный модуль 3 уровня), de facto – того же шкафа, но целевого и имеющего свой размерный ряд (на рис. ниже размерный ряд по прогрессивной метрической системе семейства стандартов IEC 60917, который дает больше типоразмеров СЭМ3 в сравнении с 19-ти дюймовой системой семейства IEC 60297);

Рис. Шкаф СЭМЗ по ГОСТ Р 52420-2020.

- корпуса несущих конструкций (НК) 4 уровня разукрупнения (шкафы, стойки, пульты) по ГОСТ Р МЭК 60917-1-2011 (и IEC-60297-3-100, заменившим IEC-60297-2), где наглядно проиллюстрированы конструктивные особенности шкафов, стоек, кожухов (стол, стенд, корпус), поворотных рам, блочных каркасов, шасси, вставных блоков, пультов, направляющих (вставных блоков, телескопических, в виде угольников), монтажных рам и монтажных плат, монтажных секций и т.д. (см. следующий раздел материала).

Важно:

в России по делению на уровни разукрупнения действует только ГОСТ Р 52003-2003, т.е. корпуса несущих конструкций (НК) 4 уровня (шкафы, стойки, пульты) ГОСТ Р МЭК 60917-1-2011 и IEC-60297-3-100 (заменил IEC 297-2, использовавшийся вместо IEC 60297-2) следует относить к БНК3 и, следовательно, для шкафов правомерно использовать маркировку согласно ГОСТ Р 59631-2021 по БНК3 стационарных РЭС (рис. ниже), а при проектировании – размерный ряд и характеристики таблицы А.1 обязательного приложения А стандарта (унифицированные типоразмеры стационарных наземных БНК31 для стоек и БНК32 для шкафов – см. в разделе по размерам шкафов).

Рис. маркировка БНК3 стационарных наземных РЭС.

Справка:

в действительности сам принцип построения иерархии и отнесения конструкций и элементов к тому или иному уровню разукрупнения у стандартов одинаковый – просто ГОСТ Р 52003-2003 начинает иерархическую структуру с нулевого, а ГОСТ Р МЭК 60917-1-2011 и IEC-60297-3-100 – с первого уровня.

Рис. Структура разукрупнения по ГОСТ Р 52003-2003 и ГОСТ Р МЭК 60917-1-2011 (IEC-60297-3-100).

- корпуса наружной установки по ГОСТ Р МЭК 61969-1-2013 с размещением на зданиях, конструкциях, столбах или непосредственно на земле, а по факту те же шкафы (или НК, БНК) модульной конструкции по семействам ГОСТ Р МЭК 60917 и ГОСТ Р МЭК 60297 с конструктивными изменениями и более жесткими испытаниями, обусловленными условиями эксплуатации.

Рис. корпуса наружной установки (шкафы) по ГОСТ Р МЭК 61969-1-2013;

Кроме того, типовой размерный ряд производителю целесообразно выпускать серийно, а значит можно гарантировать проведение пакета испытаний на соответствие требованиям стандартов и качество реализуемого продукта.

Вид основных конструктивных компонентов и решений электрических, электромеханических, электронных и радиоэлектронных средств.

Базовыми компонентами и конструкциями электрических, электромеханических, электронных и радиоэлектронных средств являются:

• стойки (незакрепленные или закрепленные) для размещения БНК2 (иногда БНК1);
  
• шкафы с боковыми панелями, дверями, в том числе с поворотной рамой (справа на рис. ниже) для размещения БНК2 (иногда БНК1);
  
• кожухи (по ГОСТ Р МЭК 60917-1-2011 - стол, стенд, корпус, по факту – компактные шкафы или распределительные щитки) для размещения электрических и/или электронных компонентов уровня БНК1;
  
• пульты – напольные, настольные, используемые для размещения коммутационной, электронной аппаратуры контроля, управления уровней БНК2 и БНК1;
  
• блочные каркасы (слева сверху на рис. ниже), шасси (справа сверху на рис. ниже), вставные блоки для размещения электрических и/или электронных компонентов уровня БНК1;
  
• монтажные секции, в основном монтируемые в шкафы;
  
• направляющие вставных блоков, шасси, блочных каркасов в виде угольников и телескопические (соответственно слева направо на рис. ниже);
  
• монтажные рамы и монтажные платы (соответственно слева и справа на рис. ниже) для размещения электрических и/или электронных компонентов.
  

Базовые размерные ряды шкафов для электрической, электромеханической, электронной и радиоэлектронной аппаратуры.

На текущий момент современные шкафы для электрической, электромеханической, электронной и радиоэлектронной аппаратуры выпускаются по двум основным системам (семействам) стандартов – дюймовой (19 дюймов или 482.6 мм) согласно семейству ГОСТ Р МЭК 60297 и метрической по ГОСТ Р МЭК 60917. Дюймовой системе уже полвека, метрическая существует с 80-х годов прошлого столетия и создавалась для замены 19-ти дюймовой, хотя ряд аналитических исследований подтвердил, что по коэффициенту заполнения объема шкафов монтажными платами обе системы практически аналогичны.

Вместе с тем, переход на метрическую систему в ближайшей перспективе подтверждает пакет регламентов ETS 300 119 (EUROPEAN TELECOMMUNICATION STANDARD), а также те факты, что отечественные стандарты последних лет регламентируют адаптацию БНК2 и БНК1, созданных по дюймовой системе к БНК3 метрической, которая имеет более 1016 вариантов компоновки в шкафах и стойках по сравнению с 7.38х108 в дюймовой.

ГОСТ Р 59631-2021 приводит размеры шкафов типов А и Б для легких и тяжелых условий эксплуатации (соответственно варианты 1 и 2), причем отличия шкафов Б от типа А заключается в том, что выступающие части конструкции (крышки, дверцы, петли, рукоятки) не должны выходить за рамки установленных допусков.

Базовый размерный ряд и деление шкафов на типы (А и Б) и варианты по условиям эксплуатации в ГОСТ Р МЭК 60917-2-1-2011 полностью аналогично ГОСТ Р 59631-2021.

Однако по ГОСТ Р МЭК 60917-2-2011 типовой размерный ряд больше, что позволяет проектировать шкафы (и стойки) более широкой номенклатуры.

Примечания к таблицам размерных рядов ГОСТ Р МЭК 60917-2-2011: размеры высоты могут быть увеличены до значений, кратных 25 мм, размеры ширины и глубины – кратных 5 мм.