Rozdzielnice niskich napięć – przyczyny pożarów (część 1.)
Zagadnienia wybrane
Rozdzielnice niskich napięć – przyczyny pożarów (część 1.), fot. PSP Międzyrzec Podlaski
Kontynuując cykl poświęcony rozdzielnicom niskiego napięcia (a dokładnie połączeniom wewnętrznym w rozdzielnicach niskich napięć [9], [10], [11], [12] oraz [13]), tym razem zająłem się zagadnieniem przyczyn pożaru, którego źródłem może być rozdzielnica niskiego napięcia. Tę część artykułu kieruję w szczególności do osób zaangażowanych w proces budowlany [1] (kierowników budowy, inspektorów nadzoru, projektantów i inwestorów), ale również wytwórców zestawu (prefabrykatorów).
Celem tego artykułu jest uświadomienie poszczególnym uczestnikom procesu budowlanego ich odpowiedzialności za poszczególne jego etapy. W żadnym jednak wypadku nie jest celem autora tłumaczenie zapisów poszczególnych punktów normy [2, 3, 4, 5 i 6].
Prawo
Zanim przejdę do kwestii technicznych przyczyn pożaru rozdzielnic niskiego napięcia uważam, że należy najpierw wyjaśnić zagadnienia prawne w tym zakresie. Otóż podczas wielu rozmów z uczestnikami procesu budowlanego wielokrotnie słyszałem tezę, że: „rozdzielnica jest to kompletne urządzenie, za które prefabrykator (wytwórca zestawu) ponosi pełną odpowiedzialność. Jak się spali, to on będzie ponosić odpowiedzialność z tego tytułu”. Czy tak jest w istocie?
Sprawa wydaje się oczywista, dopóki rozdzielnica nie ulegnie awarii lub spaleniu. Z mojego doświadczenia wynika, że do takich sytuacji dochodzi od kilku do kilkunastu razy w roku. Czasem mam tylko informację o takim zdarzeniu, ale również co jakiś czas biorę udział w wyjaśnieniu przyczyn uszkodzenia rozdzielnicy na różnym poziomie. W takich właśnie sytuacjach bardzo często ustalenie, co było bezpośrednim powodem awarii, jest trudne, gdyż najczęściej stan rozdzielnicy uniemożliwia wskazanie jednej przyczyny (to będzie w dalszych częściach artykułu). Właśnie w takich sytuacjach strony uczestniczące w ocenie zdarzenia próbują przesuwać pomiędzy sobą odpowiedzialność za powstałe straty. Niestety, często okazuje się, że zaniedbania pojawiły się po obu stronach, straty finansowe są duże (nie tylko chodzi o samo urządzenie), a ustalenie odpowiedzialnej strony jest trudne.
Komentarz: należy podkreślić, że straty to nie tylko spalona rozdzielnica. Prawie zawsze jest to związane z:
a) dłuższą przerwą w dostawie energii do części obiektu, która była zasilana przez tę rozdzielnicę – koszty przestoju, kary umowne, rekompensaty itd.;
b) kosztami wymiany części oprzewodowania od rozdzielnicy do zasilania odbiorników itd.;
c) przywrócenie stanu przed pożarem.
Ponieważ koszty tych działań są najczęściej znaczne, ustalenie winnych jest kwestią kluczową.
W tym miejscu warto przytoczyć obiegową opinię o przyczynach uszkodzenia lub pożaru:
a) jeśli uszkodzenie wystąpiło wewnątrz rozdzielnicy – winne są odbiorniki zasilane z rozdzielnicy, pierwotny wytwórca (dostawca komponentów) lub wytwórca zestawu (potocznie zwany prefabrykatorem);
b) w przypadku uszkodzenia przewodów zasilających/odpływowych – winny jest wykonawca instalacji, projektant lub wytwórca zestawu (prefabrykator),
Niestety, w praktyce nie jest to takie oczywiste. Zostanie to omówione w dalszej części artykułu, gdzie będą wyjaśniane przyczyny uszkodzenia lub pożaru rozdzielnicy.
UWAGA!
Dlatego też warto na początku ustalić, gdzie jest podział odpowiedzialności, zanim dojdzie do kryzysowej sytuacji.
Na wstępie należy wyjaśnić, za co odpowiada producent pierwotny (producent komponentów), a za co wytwórca zestawu. W tym przypadku odpowiedź znajduje się w wieloarkuszowej normie PN-EN 61439 [2,3,4,5 i 6]. Poniżej kilka definicji [2]:
a) rozdzielnica i sterownica niskonapięciowa – ZESTAW – jeden lub wiele łączników niskonapięciowych, wraz ze współpracującym wyposażeniem sterowniczym, pomiarowym, sygnalizującym, zabezpieczającym, regulacyjnym, ze wszystkimi wewnętrznymi połączeniami elektrycznymi i mechanicznymi oraz częściami konstrukcyjnymi;
b) pierwotny wytwórca – organizacja, która wykonała oryginalną konstrukcję i powiązaną weryfikację ZESTAWU, zgodnie z właściwą normą ZESTAWU;
c) wytwórca ZESTAWU – organizacja biorąca odpowiedzialność za kompletny/ukończony ZESTAW;
UWAGA! Wytwórca zestawu może być różny od pierwotnego wytwórcy.
d) użytkownik – strona, która określi, kupi, użyje i/lub będzie obsługiwać ZESTAW, lub osoba działająca w jej imieniu.
Zatem czytając jedynie definicje poszczególnych stron wymienionych w normie PN-EN 61439-1 [2], otrzymujemy potwierdzenie, że to wytwórca zestawu (prefabrykator) odpowiada za kompletny zestaw, jakim jest rozdzielnica (podział odpowiedzialności pomiędzy pierwotnym wytwórcą a wytwórcą zestawu zostanie omówiony w dalszych częściach artykułu). Jednakże, jeśli zapoznamy się z całą normą, okazuje się, kompletny zestaw powstaje na bazie uzgodnień pomiędzy użytkownikiem a wytwórcą zestawu. Jest to również oczywiste, gdyż rozdzielnica powstaje na podstawie dokumentacji projektowej (czyli właśnie UZGODNIENIA). W tym miejscu warto zapoznać się z załącznikiem C [2] „Szablon informacji użytkownika” – opis, jaki znajduje się przed szablonem/tabelą jest dość wymowny [2]:
„Szablon informacji użytkownika Tablica C.1 jest zaplanowany jako szablon do identyfikacji elementów niezbędnych dla producenta zestawu, które powinny zostać dostarczone przez użytkownika…”.
W tabeli 1. zamieściłem wybrane parametry, które powinien uzyskać (według PN-EN 61439 [2-6]) wytwórca zestawu z otrzymanej dokumentacji projektowej lub w wyniku uzgodnień pomiędzy nim a użytkownikiem, tzn. w tym przypadku chodzi o zamówienie, uzgodnienia itd. Jeśli brak jest takich uzgodnień lub są one niepełne (co wbrew pozorom w praktyce występuje bardzo często), to co może się zdarzyć?
Tab. 1. Fragment tablicy C.1 z załącznika C z normy PN-EN 61439-1:2011/2021 [2]
Poniżej przedstawię wybrane parametry, które mogą mieć wpływ na zagrożenie pożarowe zgodnie z tabelą 1 [2] (nie zawsze oczywiste):
- rozdzielnica może zostać przygotowana w I klasie ochronności, pomimo że będzie pracowała w układzie zasilania TT – tę kwestię wyjaśnię w dalszej części artykułu;
- prąd zwarciowy spodziewany na zaciskach zasilania Icp – zgodnie z normą [2] wyrażony w wartości skutecznej. Wytwórcy pierwotni bardzo często w swoich katalogach posługują się wartością prądu udarowego ip jako parametrem służącym do doboru poszczególnych elementów wchodzących w skład rozdzielnicy (wytrzymałość zwarciowa elementów wyposażenia), tym samym może tu dochodzić do dużego błędu. Dlatego istotne jest, aby w dokumentacji projektowej określać nie tylko Ith, I”k3, Ik1min, ale również pozostałe prądy zwarciowe, które mogą wystąpić w miejscu instalacji [9, 11,12];
- prąd zwarciowy spodziewany w przewodzie neutralnym [2] – w przypadku braku tej informacji wytwórca zestawu może przyjąć założenie, że jego wartość nie przekroczy 60% prądu zwarciowego zgodnie z tabelą 1 [2]. Efekt – wyjaśnienie znajduje się w: „Połączenia wewnętrzne w rozdzielnicach niskich napięć – studium przypadków – odporność zwarciowa elementów realizujących rozdział energii”, „elektro.info” 4/2022” M. Orzechowski, M. Mikulski [10]. Zatem brak tej informacji umożliwia wytwórcy zestawu (zgodnie z PN-EN 61439-1 [2]) wykonanie rozdzielnicy, w której zastosuje mniej wsporników do montażu szyny neutralnej a co za tym idzie w pewnych sytuacjach może dojść do zagrożenia pożarowego – wyjaśnienie w kolejnych częściach artykułu;
- ochrona przed wnikaniem obcych ciał stałych i przed wnikaniem wody – efekt: został omówiony w artykule mojego autorstwa pt. „Rozdzielnice niskich napięć – stopień ochrony (kod IP)”, „elektro.info”, 7–8.2023. W tym przypadku bez określenia przez projektanta wymaganego stopnia ochrony, a w praktyce narażenia obudowy na wnikanie obcych ciał stałych oraz wnikania wody/wilgoci – wytwórca zestawu może przyjąć IP2X i jednocześnie spełnić wymagania normy, choć niekoniecznie zapewnić poprawne działanie rozdzielnicy;
- brak informacji o wymaganej temperaturze wewnątrz zestawu – wytwórca zestawu może przyjąć maksymalne przyrosty temperatury przewidziane przez normę [2]. Jeśli przewody odpływowe wprowadzone do rozdzielnicy nie będą miały wymaganej obciążalności długotrwałej, uwzględniającej temperaturę otoczenia i sposób ułożenia, może dojść do ich zapalenia. Szczegółowo zostało to omówione w [14, 15].
Norma PN-EN 61439-1 [2] traktuje rozdzielnicę (jak każda norma produktowa) jako z góry zdefiniowane urządzenie pracujące w określonych warunkach i tym samym definiuje część jej parametrów. Z drugiej strony, ponieważ jest to urządzenie, które podlega indywidualnemu zamówieniu, użytkownik powinien zdefiniować wymagane przez niego parametry.
Właśnie w tym miejscu w mojej ocenie dochodzi do wielu nieporozumień – jeśli użytkownik nie zdefiniuje (brak informacji w projekcie) niektórych parametrów z różnych powodów, to wytwórca zestawu może przyjąć brakujące parametry na podstawie normy (bo inaczej nie wyprodukuje zestawu) – pośrednio stwarzając zagrożenie. W wyniku czego dobrane wewnętrzne elementy mogą nie spełniać wymagań, jakie stawia się dla gotowego wyrobu (rozdzielnicy) w miejscu jego instalacji. W tej sytuacji trudno obarczać winą wytwórcę zestawu (prefabrykatora) za uszkodzenie rozdzielnicy wykonanej zgodnie z zawartą umową.
Z drugiej strony pominięcie lub błędne zinterpretowanie przez wytwórcę zestawu wymagań zawartych w projekcie (co też się zdarza) również może i często jest przyczyną awarii rozdzielnicy. W tej sytuacji odpowiedzialność spadnie na wytwórcę zestawu (prefabrykatora).
Dlatego też uważam, że stwierdzenie o podziale odpowiedzialności pomiędzy pierwotnym wytwórcą (dostawcą komponentów), wytwórcą zestawu (prefabrykatorem) a uczestnikami procesu budowlanego (kierownikiem budowy, inspektorem nadzoru, projektantem i inwestorem) nie jest zawsze oczywiste i zależy od:
- przeprowadzonych UZGODNIEŃ pomiędzy stronami. W szczególności chodzi tu o to, czy wszystkie wymagane parametry dla rozdzielnicy, a w tym dla poszczególnych jej elementów, zostały przekazane przez użytkownika oraz czy wytwórca zestawu potwierdził możliwość ich dotrzymania;
- uzgodnień dotyczących instalacji rozdzielnicy tj. wskazanie strony odpowiedzialnej za jej przechowywanie oraz przyłączenie oprzewodowania zewnętrznego;
- weryfikacji jakości wykonania robót zarówno po stronie wytwórcy zestawu (prefabrykatora), jak i wykonawcy instalacji elektrycznej (oprzewodowania) przyłączanej do rozdzielnicy;
- poprawności eksploatacji rozdzielnicy.
Jeśli którykolwiek z tych punktów został zaniedbany lub nie można udowodnić należytego dopełnienia obowiązków, to tym samym strona, która dopuściła się zaniedbań, może być uznana za winną.
Jak w praktyce wygląda ten podział odpowiedzialności:
- Projektant, kierownik budowy, inspektor nadzoru lub inwestor odpowiada za dostarczenie wszystkich niezbędnych informacji, które posłużą wytwórcy zestawu do jego budowy [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15];
- Wytwórca zestawu powinien opracować dokumentację techniczną dla wykonanej rozdzielnicy. W dokumentacji powinien podać wszystkie parametry, jakie spełnia wykonana rozdzielnica, a następnie uzyskać pisemną akceptację na przedstawione rozwiązanie;
- Wykonaną rozdzielnicę należy poddać wszystkim niezbędnym próbom i sprawdzeniom, zgodnie z wymaganiami normy [2, 3] – co powinno zostać potwierdzone odpowiednim protokołem;
- Po montażu rozdzielnicy na obiekcie powinny zostać ponowione próby i sprawdzenia zarówno przez użytkownika lub jego przedstawiciela oraz wytwórcę zestawu, o ile było to zawarte w umowie – co powinno zostać potwierdzone odpowiednim protokołem.
O ile pierwsze punkty są jednoznaczne, to ostatni punkt zawsze budzi emocję. Mianowicie: czy kierownik robót, inspektor nadzoru oraz wykonawca instalacji elektrycznej powinien weryfikować poprawność wykonania rozdzielnicy, skoro za nią odpowiada wytwórca zestawu wraz z producentem pierwotnym? W mojej ocenie tak. Dlaczego? Powodów jest kilka, a najważniejsze z nich to:
- Za proces budowlany [1] odpowiada projektant, kierownik budowy, inspektor nadzoru lub inwestor (użytkownik [2]). Wytwórca zestawu, producent pierwotny [2] nie są stronami z punktu widzenia Ustawy Prawo budowlane [1] – są tylko dostawcami urządzenia o określonych parametrach;
- Sprawdzenie otrzymanego urządzenia przez użytkownika [2] pozwala na weryfikację, czy otrzymane urządzenie spełnia wymagania stawiane przed nim na obiekcie. Analogicznie jak ma to miejsce dla innych instalacji.
Literatura
- Ustawa Prawo budowlane (Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414, z późniejszymi zmianami – ostatnia tekst jednolity Dz.U. 2019 poz. 1186).
- PN-EN IEC 61439-1:2011/2021-10 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne. (Komentarz: a) norma z 2011 – jest wersja polska (wycofana przez prezesa PKN); b) norma z 2021 – jest wersja polska (zastępuje poprzedniczkę – według PKN). W praktyce jednak jest to norma niezharmonizowana z dyrektywą 2014/35/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 26 lutego 2014 r. w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich odnoszących się do udostępniania na rynku sprzętu elektrycznego przewidzianego do stosowania w określonych granicach napięcia. Tym samym z punktu widzenia prawnego nadal obowiązuje norma z 2011 r. W omawianym zakresie nie ma większych różnic pomiędzy normami. Zostały przywołane obie ze względów formalnych.
- PN-EN IEC 61439-2:2011/2021-10 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 2: Rozdzielnice i sterownice do rozdziału energii elektrycznej. (Komentarz: patrz wyżej).
- PN-EN 61439-3:2012 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 3: Rozdzielnice tablicowe przeznaczone do obsługiwania przez osoby postronne (DBO).
- PN-EN 61439-4:2013-06 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 4: Wymagania dotyczące zestawów przeznaczonych do instalowania na placu budowy (ACS).
- PN-EN 61439-5:2015-02 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 5: Zestawy do dystrybucji mocy w sieciach publicznych.
- IEC 60890 A method of temperature-rise verification of low-voltage switchgear and controlgear assemblies by calculation.
- J. Wiatr, M. Orzechowski, Poradnik projektanta elektryka. Podstawy zasilania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i innych obiektów nieprzemysłowych w energię elektryczną, Grupa Medium, wydanie VI 2021.
- M. Orzechowski, Połączenia wewnętrzne w rozdzielnicach niskich napięć – część 1., „elektro.info” 11/2020.
- M. Orzechowski, M. Mikulski, Połączenia wewnętrzne w rozdzielnicach niskich napięć – studium przypadków – odporność zwarciowa elementów realizujących rozdział energii, „elektro.info” 1-2/2022.
- J. Wiatr, M. Orzechowski, Połączenia wewnętrzne w rozdzielnicach niskich napięć – obliczenia zwarciowe, „elektro.info” 5/2022.
- M. Orzechowski, Połączenia wewnętrzne w rozdzielnicach niskich napięć – przykłady doboru elementów, „elektro.info” 7–8/2022.
- M. Orzechowski, Rozdzielnice niskich napięć – stopień ochrony (kod IP), „elektro.info” 7–8/2023.
- M. Orzechowski, Rozdzielnice niskich napięć – wpływ temperatury na bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic niskiego napięcia (zagadnienia wybrane) (część 1.).
- M. Orzechowski, Rozdzielnice niskich napięć – wpływ temperatury na bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic niskiego napięcia (część 2.). Przykłady praktyczne.
