Wymagania dla rozdzielnic nn przemysłowych i budowlanych

Rodzaje rozdzielnic 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, przemysłowe, słupowe, budowlane i mieszkaniowe [1].

Rozdzielnice budowlane służą do bezpośredniego lub pośredniego zasilania urządzeń, narzędzi i oświetlenia placu budowy oraz do kontrolnego pomiaru energii elektrycznej. Jest to najczęściej ruchoma (przesuwna) rozdzielnica tablicowa umieszczona w metalowej szafie lub w obudowie termoutwardzalnej z tworzywa sztucznego. Rozdzielnice tego typu wykonywane są zazwyczaj z dowolnym wyposażeniem i gabarytami, w zależności od oczekiwań zamawiającego.

W nowoczesnych konstrukcjach rozdzielnic tablicowych w celu zwiększenia bezpieczeństwa przeciwporażeniowego i niezawodności stosuje sie obudowy z materiału nieprzewodzącego, systemy osłon zacisków oraz zastępuje bezpieczniki topikowe wyłącznikami instalacyjnymi. Rozdzielnice mogą posiadać wysoki poziom ochrony obudowy określony przez kod IP (nawet IP65). Spełnienie wymagań uzyskuje się przez zastosowanie specjalnych uszczelnień obudów i maskownic, tj. osłon izolacyjnych zacisków elektrycznych aparatów. Zwiększa się przez to bezpieczeństwo przeciwporażeniowe [1].

Rozdzielnice wnętrzowe stosowane w obiektach przemysłowych to główne szafy rozdziału energii na poszczególne obwody. Rozdzielnice te wyposażane są w aparaturę zabezpieczającą. Mogą być wykonane w wersji przyściennej lub wolno stojącej, z możliwością wykonania konkretnego wymiaru obudowy, dostosowanej do pomieszczenia, w którym będzie znajdować się rozdzielnica. Obudowy przeznaczone dla tych szaf wykonywane są najczęściej z blachy stalowej lub aluminiowej na cokole. Rozdzielnice przemysłowe, najczęściej wykonane w postaci szaf, projektuje się na prądy obciążenia od kilkuset do kilku tysięcy amperów. W rozdzielnicach tych aparatura elektryczna montowana jest w pojedynczej szafie lub zestawach szaf, ustawionych obok siebie i połączonych wspólnym torem szynowym [1, 3].

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 i pulpity sterownicze [1, 2]. Ze względu na funkcję rozdzielnicy spełnianą w sieci rozdzielczej można wyróżnić rozdzielnice główne, oddziałowe (stosowane w budownictwie przemysłowym), piętrowe, mieszkaniowe oraz specjalizowane stosowane do zasilania: komputerów, oświetlenia, zasilaczy UPS itp.

Zgodnie z normą IEC/EN 61439-1 konstrukcja zestawów aparatury rozdzielczej niskiego napięcia może być przedzielona przegrodami lub osłonami na poszczególne przedziały, lub chronione przestrzenie. Tworzenie oddzielnych przedziałów lub chronionych przestrzeni mających określone przeznaczenie funkcjonalne ma na celu [3]:

• 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 ciał obcych z jednego bloku funkcjonalnego do sąsiedniego (wymagany stopień ochrony IP2X).

Kod IP obudowy

Obudowa urządzenia elektrycznego chroni obsługę przed dotknięciem zarówno części będących pod napięciem, jak i części ruchomych znajdujących się we wnętrzu maszyny lub urządzenia. Chroni również urządzenie przed przedostaniem się do jego wnętrza ciał obcych i wody. Zgodnie z normą PN-EN 60529:2003P Stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy (Kod IP) oraz PN-EN 60034-5:2004/A1:2009P Maszyny elektryczne wirujące. Część 5: Stopnie ochrony zapewniane przez rozwiązania konstrukcyjne maszyn elektrycznych wirujących (kod IP). Klasyfikacja rozróżnia się stopnie ochrony obudowy, których zastosowania praktyczne przedstawiono w tabeli 1.

Inne stopnie ochrony i klasy

Poszczególne rozwiązania rozdzielnic różnią się pomiędzy sobą parametrami technicznymi, szczegółami konstrukcyjnymi oraz zastosowanych w nich rodzajami i typami aparatów. Dodatkowo obudowy umieszczane w pobliżu ciągów komunikacyjnych powinny mięć odpowiednią odporność przed uderzeniami lub działaniem wandali. Norma PN-EN 50102:2001 określa stopnie ochrony przed zewnętrznymi uderzeniami mechanicznymi dla obudów urządzeń elektrycznych (tab. 3.).

W pomieszczeniach zagrożonych udarem, który może uszkodzić aparaty, takich jak na przykład korytarze, producenci zalecają zastosowanie rozdzielnic oznaczonych kodem IK08. Natomiast w miejscach, gdzie jest bardzo duże ryzyko uszkodzenia rozdzielnicy, czego przykładem mogą być zakłady przemysłowe, zaleca się stosowanie rozdzielnic oznaczonych kodem IK10.

Należy także podkreślić, że wybór środka ochrony przeciwporażeniowej dla urządzeń niskonapięciowych może zależeć od cech konstrukcyjnych urządzenia elektrycznego. Cechy te określa się jako klasy ochronności urządzeń elektrycznych. Klasy ochronności podaje się dla urządzeń elektrycznych i elektronicznych prądu przemiennego o napięciu międzyprzewodowym nieprzekraczającym 440 V i napięciu między fazą a ziemią nie wyższym niż 250 V. Oznaczenie klasą ochronności wskazuje, że zastosowany środek ochrony zapewni wymaganą ochronę przeciwporażeniową. Urządzenia elektryczne, ze względu na zastosowany środek ochrony przeciwporażeniowej, dzieli się na cztery klasy ochronności: 0, I, II i III, których opis znajduje się w tabeli 4.

Normalizacja

W ostatnich latach znacznie wzrosły wymagania dotyczące rozdzielnic niskonapięciowych w zakresie odprowadzania ciepła, większej gęstości mocy, obsługiwania dużych prądów zwarciowych oraz odporności izolacji. Prądy znamionowe rzędu 6300 A i duża wytrzymałość zwarciowa z krótkotrwałymi prądami znamionowymi do 100 kA nie są już rzadkością. Kompaktowa konstrukcja i integracja komponentów elektronicznych oraz sieci energetycznej nasyconej harmonicznymi wymagają precyzyjnej konfiguracji i kontroli rozdzielnic. Bezpieczna eksploatacja rozdzielnic niskiego napięcia będzie zapewniona jedynie wtedy, jeśli producent spełni obowiązujące normy (tab. 5., www.elektro.info.pl) dla rozdzielnic nn oraz udokumentuje ich spełnienie poprzez odpowiednie badania [3].

Obowiązującymi normami dotyczącymi pełnych badań typu rozdzielnic i sterownic niskiego napięcia są: IEC/EN 61439-1:2011, PN‑EN 61439-1:2011E. Powyższe normy mają taką samą treść. Wskazują one możliwość produkowania rozdzielnic nn z pełnym badaniem typu (TTA) [3].

Podsumowanie

Artykuł jest tylko wprowadzeniem do zagadnienia dotyczącego rozdzielnic nn i zwraca uwagę na kilka istotnych aspektów. Akty prawne często stwierdzają, że instalacje powinny być wykonane zgodnie z wiedzą techniczną. Ustawy i rozporządzenia powołują normy przedmiotowe, które są właśnie nią. Rzeczywistość jednak pokazuje często powtarzające się błędy i uchybienia, które powinny być eliminowane przy odbiorze przez uprawnioną osobę.

Bardzo często zachowanie odpowiednich kolorów przewodów nastręcza wykonawcy bardzo wiele problemów, czego przykładem jest fotografia 1. Obecnie jest już dostępna w języku polskim norma PN-HD 60364-5-51:2011P, w której jednoznacznie wskazano kolory przewodów zarezerwowane dla przewodów fazowych, neutralnego oraz ochronnego. W przypadku kabli jednożyłowych w powłoce oraz przewodów w izolacji powinny być stosowane niżej podane kolory izolacji:

• § kombinacja kolorów zielonego i żółtego dla oznaczania przewodu ochronnego oraz kolor niebieski dla oznaczania przewodu neutralnego,
• § kolory brązowy, czarny i szary dla oznaczania przewodów fazowych.

Spotkać można również przewody o zbyt małych przekrojach użyte do łączenia obwodów. W tym miejscu należy podkreślić, że tabele doboru przekrojów przewodów do ciągłego obciążenia prądowego są szeroko dostępne [1]. Następstwem oszczędności i zastosowania zbyt małego przekroju może być zbytnie nagrzewanie się przewodu powodujące degradację izolacji lub nawet jego upalenie.

Literatura

1. J. Wiatr, M. Orzechowski, Poradnik projektanta elektryka, DW MEDIUM, Warszawa 2012.
2. K. Kuczyński, Wymagania a rzeczywiste konfiguracje rozdzielnic nn, „elektro.info” nr 1–2/2012.
3. K. Kuczyński, Rozdzielnice nn i ich wyposażenie – wprowadzenie do układów zestykowych, „elektro.info” nr 1–2/2013.
4. www.bezel.com.pl
5. www.pkn.pl

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!