Nowoczesne rozdzielnice nn

Ze względu na miejsce zainstalowania rozdzielnice niskiego napięcia dzielimy na wnętrzowe i napowietrzne. W zależności od przeznaczenia i zastosowania można wyróżnić między innymi rozdzielnice energetyczno-dystrybucyjne (fot. 1.), przemysłowe, słupowe, budowlane i mieszkaniowe.

podział rozdzielnic nn

Pod względem rozwiązań konstrukcji zewnętrznych wyróżnia się rozdzielnice otwarte, częściowo osłonięte oraz osłonięte. Natomiast ze względu na sposób zainstalowania rozdzielnice można podzielić na naścienne, przyścienne i wolno stojące. Rozdzielnice mogą być wykonane jako stacjonarne i przenośne. W zależności od sposobu wykonania części wsporczych i mocujących oraz osłony części będących pod napięciem, rozdzielnice niskiego napięcia dzieli się na tablicowe, skrzynkowe, szafowe stosowane w budynkach mieszkalnych wielokondygnacyjnych (fot. 2.) i pulpity sterownicze [1]. Ze względu na funkcję rozdzielnicy spełnianą w sieci rozdzielczej, można wyróżnić rozdzielnice główne, oddziałowe (stosowane w budownictwie przemysłowym), piętrowe, mieszkaniowe specjalizowane stosowane do zasilania: komputerów, oświetlenia, zasilaczy UPS itp. [1].

Zgodnie z normą IEC/EN 60439-1 konstrukcja zestawów aparatury rozdzielczej niskiego napięcia może być przedzielona przegrodami lub osłonami na poszczególne przedziały lub chronione przestrzenie, mających określone przeznaczenie funkcjonalne [2], m.in.:

• ochronę przed dotykiem części czynnych w sąsiednim bloku funkcjonalnym (wymagany stopień ochrony IP2X lub IPXX B),
• ograniczenie możliwości powstawania łuku elektrycznego,
• ochronę przed przedostaniem się stałych ciał obcych z jednego bloku funkcjonalnego do sąsiedniego (wymagany stopień ochrony IP2X).

Poszczególne rozwiązania rozdzielnic różnią się pomiędzy sobą parametrami technicznymi, szczegółami konstrukcyjnymi oraz rodzajami i typami aparatów w nich zastosowanych.

konfiguracja rozdzielnic niskiego napięcia

Przy konfiguracji rozdzielnic nn pod kątem wytrzymałości zwarciowej należy zasadniczo porównywać znamionowe parametry zwarciowe aparatury z prądami zwarciowymi sieci zasilającej. Rozdzielnice nn muszą być dostosowane do warunków zwarciowych, jakie mogą wystąpić. Szyny główne muszą wytrzymywać obciążenia termiczne i dynamiczne wywoływane przez prądy zwarciowe. Mogą być one ograniczane w czasie poprzez wyłącznik po stronie zasilania. Właściwy dobór wyposażenia rozdzielnicy, parametrów znamionowych aparatów, przekrojów szyn, kabli oraz przewodów zapewnia prawidłową pracę rozdzielnicy w warunkach normalnych, natomiast w warunkach wystąpienia określonych zakłóceń pozwala minimalizować ich skutki [1]. W celu prawidłowego doboru urządzeń, szyn zasilających oraz kabli i przewodów należy określić wartości prądów roboczych oraz zwarciowych, w miejscu sieci lub instalacji, w której ma być zainstalowana rozdzielnica. Przy szacowaniu prądów znamionowych pól i szyn zbiorczych rozdzielnic powinny one być większe od spodziewanych prądów roboczych. Prądy znamionowe szczytowe i n-sekundowe powinny natomiast odpowiadać prądom zwarciowym w miejscu zainstalowania rozdzielnicy. Przykładowo, przy doborze wyłącznika mocy, który ma być zainstalowany w rozdzielnicy, jego parametry znamionowe powinny być porównywane z obliczonymi wartościami tych parametrów w miejscu sieci lub instalacji, w której ma być zainstalowana rozdzielnica [1].

obowiązujące normy

W ostatnich latach znacznie wzrosły wymagania dotyczące rozdzielnic niskonapięciowych w zakresie odprowadzania ciepła, większej gęstości upakowania, obsługiwania dużych prądów zwarciowych oraz odporności izolacyjnej. Prądy znamionowe do 6000 A i duża wytrzymałość zwarciowa z krótkotrwałymi prądami znamionowymi do 100 kA nie są już rzadkością. Kompaktowa konstrukcja i integracja komponentów elektronicznych oraz sieci silnie nasycone harmonicznymi wymagają precyzyjnej konfiguracji i kontroli rozdzielnic. Bezpieczna eksploatacja rozdzielnic niskiego napięcia będzie zapewniona jedynie wtedy, jeśli producent spełni obowiązujące normy dla rozdzielnic nn oraz udokumentuje ich spełnienie [2].

Obowiązującymi normami dotyczącymi sprawdzania rozdzielnic i sterownic niskiego napięcia są: IEC/EN 60439-1, VDE 0660, część 500, PN-EN 60439-1. Normy te mają taką samą treść. Wskazują one dwie możliwości produkowania rozdzielnic nn: z pełnym badaniem typu (TTA) i z częściowym badaniem typu (PTTA) [2].

O rozdzielnicach nn z pełnym badaniem typu (TTA) mówimy wtedy, gdy wszystkie komponenty są badane według typu, zarówno pojedynczo, jak i w układzie funkcjonalnym wraz ze wszystkimi połączeniami elektrycznymi i mechanicznymi. W przypadku tego rodzaju rozdzielnic, wszystkie komponenty są badane według typu, zarówno pojedynczo, jak i w układzie funkcjonalnym wraz ze wszystkimi połączeniami elektrycznymi i mechanicznymi [2]. W rozdzielnicach nn z częściowym badaniem typu (PTTA) instalowane są komponenty badane oraz niebadane według typu. Komponenty bez badań typu muszą być pochodnymi komponentów z badaniami.

W przypadku rozdzielnic z pełnym badaniem typu wszystkie sprawdzenia muszą być wynikiem prowadzonej kontroli. W przypadku rozdzielnic z częściowym badaniem typu istnieją dwa wyjątki: gdy spełnione są wymogi w zakresie temperatury granicznej oraz w przypadku rozdzielnic o prądzie szyn głównych do maks. 3150 A. Dowód spełnienia wymogów może również być przeprowadzony za pomocą badań eksploatacyjnych lub symulacji komputerowych. Sprawdzenie spełnienia wymogów w zakresie wytrzymałości zwarciowej nie jest konieczne w przypadku rozdzielnic chronionych za pomocą członu ochronnego ograniczającego prąd zwarciowy do wartości 15 kA [2].

Dopiero po jednoznacznym uzyskaniu wszystkich wymagań mamy do czynienia z rozdzielnicą z pełnym (TTA) lub z częściowym (PTTA) badaniem typu. Rozdzielnice spełniają tym samym obowiązujące przepisy w zakresie bezpieczeństwa.

literatura

1. J. Wiatr, M. Orzechowski, Poradnik projektanta elektryka. Podstawy zasilania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i innych obiektów nieprzemysłowych w energię elektryczną, DW MEDIUM, Warszawa 2007.
2. Materiały firmy Schrack Technik.
3. Materiały firmy Elektromontaż-Export.
4. Materiały firmy Petro Eltech.