2021-12-05 16:34:46 
Układ zasilania budynków
Niewielki obiekty budowlane np. domy jednorodzinne są zasilane z sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia (nn) poprzez przyłącze kablowe (ziemne) bądź napowietrzne. Kończy się ono zabezpieczeniem głównym i układem pomiarowym (licznikiem) zlokalizowanych najczęściej w zewnętrznej skrzynce przyłączeniowej np. w ogrodzeniu lub na budynku.
O możliwościach korzystania sieciowej energii elektrycznej decyduje przede wszystkim rodzaj zasilania - jedno- lub trójfazowy - oraz dopuszczalna moc obciążenia ograniczona zabezpieczeniem głównym instalacji.
Z kolei na wewnętrzną instalację elektryczną tworzy sieć przewodów zasilających, aparatura zabezpieczająco-sterująca, osprzęt instalacyjny umożliwiający podłączenie lub załączanie odbiorników prądu w postaci oraz gniazd i łączników oświetlenia.
Zabezpieczenie instalacji przed skutkami niebezpiecznych zjawisk (przeciążenia, zwarcia przebicia izolacji) chroni odpowiednio dobrana aparatura ochronna umieszczona w modułowej skrzynce nazywanej rozdzielnicą, gdzie swoje miejsce znajdują również inne elementy sterowania i nadzorowania funkcjonowania całej domowej instalacji elektrycznej.
Rodzaj i lokalizacja rozdzielnicy
Wygodny montaż aparatury zabezpieczającej i sterującej w poszczególnych obwodach umożliwia rozdzielnica - odpowiednio pojemna skrzynka instalacyjna z wyposażeniem umożliwiającym zamocowanie poszczególnych rodzajów aparatury.
Rozdzielnica główna, która pełni funkcję centrali sterująco-zabezpieczającej powinna być zlokalizowana w pobliżu wejścia do domu w miejscu łatwo dostępnym. Najczęściej montowana jest wiatrołapie, hollu albo w garażu, jeśli możliwe jest bezpośrednie do niego wejście.
Standardowa rozdzielnica modułowa przystosowana jest do zainstalowania określonej liczby tzw. modułów wymiarowych na znormalizowanych szynach TH 35 ustawionych w kilku rzędach.
Wielkość rozdzielnicy określa liczba modułów aparatury możliwych do zainstalowania w jej wnętrzu, co z kolei zależy od stopnia rozbudowania instalacji domowej. W domach jednorodzinnych rozdzielnica powinna umożliwiać zamontowanie przynajmniej 24 modułów, a także uwzględniać wolne miejsca na ewentualną rozbudowę instalacji.
Szerokość modułu wynosi 17,5 mm, a każda montowana w niej aparatura ma określoną szerokość podawana w wielokrotności modułu jak i odpowiadającej ½ jego wielkości np. 3,5 modułu, a szyny montażowe umożliwiają zaczepowe osadzenie poszczególnych modułów. Standardowo wyposażana jest również w wielozaciskowe listwy do podłączenia przewodów neutralnych i ochronnych.
Pod względem montażowym skrzynka może być przystosowana do zamocowania na tynku lub we wnęce, wyposażona w dławice i zależnie od potrzeb obudowa rozdzielnicy zawiera przezroczyste osłony lub zamykane na kluczyk drzwiczki przystosowane do plombowania.
Przy jej doborze warto przewidzieć miejsce na dodatkowe moduły np. ze względu na rozbudowanie instalacji czy zmianę sposobu sterowania, zabezpieczenia.
Podstawowa aparatura modułowa w skrzynce rozdzielczej
Niezbędne wyposażenie każdej rozdzielnicy powinno zawierać przynajmniej wyłączniki nadmiarowo-prądowe chroniąca każdy wydzielony obwód zasilania przed skutkami zwarciem i przeciążenia, a także aparaty ochrony przeciwporażeniowej w postaci wyłącznika różnicowo-prądowego zamontowanego w obwodzie zasilającym odbiorniki w pomieszczeniu „mokrym” - zwłaszcza w łazience.
Oczywiście w praktyce podstawowy zestaw aparatów modułowych powiększany jest o dodatkowe elementy zabezpieczające jak i pozwalające na sterowanie instalacją, przy czym aparatura ta powinna być dostosowana do systemu zasilania obwodów prądem jedno- lub trójfazowym.
Wyłączniki nadprądowe popularnie nazywane bezpiecznikami lub korkami to z reguły aparaty automatyczne, co umożliwia łatwe resetowanie ich zadziałania i załączenie zasilania. W rozdzielnicy umieszczane jest również zabezpieczenie główne całej instalacji w postaci wyłącznika nadmiarowo-prądowego - najczęściej trójfazowego, którego prąd nominalny (odpowiednio mniejszy) powinien zapewniać selektywne wyłączenia zasilania względem zabezpieczenia przedlicznikowego po stronie sieci zasilającej.
Automatyczne wyłączniki nadprądowe reagują na krótkotrwały, znaczący wzrost prądu w chronionym obwodzie (np. w wyniku zwarcia zadziała wyłącznik elektromagnetyczny) na ale również nieznaczne, ale długotrwałe przekroczenie parametrów nominalnych - wtedy zadziała wyłącznik termiczny.
Niekiedy jednak instalowane są tradycyjne „ korki” przystosowane do wstawienia w modułowe obudowy, np. w przypadku konieczności zapewnienia selektywności wyłączeń.
W obwodach zasilających urządzenia o dużym prądzie rozruchu np. z silnikiem elektrycznym dużej mocy, charakterystyka czasowo-prądowa tego wyłącznika powinna zapewniać nieznaczne opóźnienie w zadziałaniu.
Dlatego zależnie od charakteru obciążenia dobierane są wyłączniki o charakterystyce D lub C reagujące z pewną zwłoką, a standardowe zasilanie zapewniają aparaty z charakterystyką typu B.
W typowych obwodach montowane są wyłączniki o prądzie nominalnym 16 A (gniazda) i 10 A (oświetlenie) oraz indywidualnie dobrane przy małych lub znacznie większych obciążeniach np. przekraczających 3,5 kW .
Wyłączniki różnicowo-prądowe zapewniają skuteczną ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, dzięki dużej czułości i szybkości odłączenia niebezpiecznego napięcia. Ich działanie polega na porównaniu wartości prądu „wychodzącego” przewodem fazowym i „wracającego” przewodem neutralnym.
Jeśli wartość ta przekracza określoną różnicę - najczęściej 30 mA - to oznacza, że po drodze gdzieś część prądu „zginęła” na skutek przepływu do ziemi np. przez uszkodzoną izolację bądź przez ciało człowieka. Wyłącznik ten zapewnia zarówno ochronę bierną (np., uszkodzenie izolacji urządzenia) jak i czynną - przed dotknięciem nieizolowanego przewodu.
W instalacji warto umieścić 2-3 takie wyłączniki, co uchroni przed odcięciem zasilania całego obiektu w przypadku wystąpienia trudnej do zlokalizowania usterki.
Aparatura uzupełniająca w rozdzielnicy
Rozbudowana domowa instalacja elektryczna może wymagać uzupełnienia wyposażenia rozdzielnicy o dodatkową aparaturę lub zamontowanie oddzielnej szafki z aparaturą przystosowaną do zasilania wydzielonych obwodów
Ograniczniki przepięć chronią instalację i podłączone do nie urządzenia przed skutkami pojawienia się wysokiego napięcia w wyniku wyładowań atmosferycznych lub awarii w sieci elektroenergetycznej. Elementem czynnym ogranicznika jest warystor - półprzewodnik reagujący skokowym spadkiem rezystancji przy wzroście napięcia. W efekcie prąd wywołany przepięciem przepłynie do ziemi nie wyrządzając szkód w instalacji.
Ochronniki ze względu na parametry zaliczane są do zabezpieczeń typu 1, 2 lub 3 i wymagają najczęściej wymiany wkładki po zadziałaniu ochronnika, choć nie wpływa to na funkcjonowanie instalacji.
Przekaźniki pełnia rolę elementu sterującego pracą innych urządzeń poprzez oddzielenie obwodu zasilania od jego załączania. Często montowanym aparatem jest przekaźnik bistabilny, który pozwala na załączanie i wyłączanie np. oświetlenia z wielu miejsc. Niektóre przekaźniki mogą pracować również jako wyłączniki czasowe, odłączające zasilanie po nastawionym czasie.
Zabezpieczenia silników dużej mocy (trójfazowych) np. pomp wodnych czy szambowych wymaga zamontowania kompaktowego układu chroniącego m.in. przed przeciążeniem, zanikiem lub asymetrycznym obciążeniem faz.
W ograniczonym zakresie zabezpieczenie takie można zestawić z typowej aparatury modułowej z użyciem silnikowego wyłącznika termicznego, wyłącznika nadprądowego oraz przekaźnika kontroli i zaniku faz.
Ograniczniki mocy to urządzenia konieczne do zamontowania w przypadku korzystania z urządzeń o łącznej mocy elektrycznej przekraczającej przydzielony poziom.
W takich przypadkach konieczne będzie wydzielenie tzw. obwody priorytetowego, którego uruchomienie wyłączy (na czas korzystania z priorytetu) pozostałe urządzenia.
Autor: Cezary Jankowski
Opracowanie: Aleksandr Rembisz
Zdjęcia: Aleksander Rembisz (zdjęcie główne), TV Budujemy Dom dla Grenton, ABB, Legrand
Komentarze