Poprawność doboru przewodów instalowanych wewnątrz rozdzielnicy jako warunek minimalizacji zagrożeń pożarowych

Pierwszym krokiem jest ustalenie wartości spodziewanego prądu obciążenia IB obwodu, co stanowi podstawę doboru prądu znamionowego ciągłego aparatów oraz wstępnego doboru obciążalności długotrwałej I_Z przewodów. W obwodzie pojedynczego odbiornika, transformatora lub generatora jest to prąd znamionowy tego urządzenia. W tabeli 1. przedstawione zostały typowe odbiorniki wraz ze wzorami pozwalającymi na wyznaczenie spodziewanego prądu obciążenia źródła zasilającego I_B. W tabeli 2. przedstawiono zalecane krotności prądu znamionowego zasilanego odbiornika przy doborze zabezpieczeń. Dobrą praktyką jest przyjmowanie prądu obciążenia I_B obwodu o wartości większej, zgodnie z zaleceniami określonymi w kolumnie 3. tabeli 2. W tabeli 1. oraz tabeli 2. podano minimalne wymagania, jakie należy spełnić przy wyznaczeniu spodziewanego prądu obciążenia I_B oraz wytyczne w zakresie doboru zabezpieczeń – więcej na ten temat czytelnik znajdzie w rozdziale 6. „Poradnika projektanta elektryka” (J. Wiatr, M. Orzechowski, Grupa Medium, Warszawa 2021, wydanie VI). 

Powyższe czynności powinien wykonać projektant, a uzyskane na podstawie obliczeń wyniki – zamieścić w dokumentacji projektowej. Oczywiście swoje założenie opieramy na fakcie, że z reguły projektant i wytwórca zestawu są to dwie różne osoby (nawet jeśli zatrudnione w tej samej firmie).

Drugim krokiem jest dobór prądu znamionowego i/lub prądu nastawczego zabezpieczeń nadprądowych w taki sposób, aby przetrzymywały one bez zadziałania nie tylko obliczeniowy prąd szczytowy obwodu I_B, ale również wszelkie prądy załączeniowe, będące prądami normalnego użytkowania (prąd rozruchowy silnika, prąd rozświecania źródła światła, prąd załączania kondensatorów itp.). Podobnie, do prądów załączeniowych obwodu dobiera się prąd nastawczy członu zabezpieczeniowego zwarciowego wyłącznika, określony w kolumnie 5. tabeli 2. W obwodach rozdzielczych wymagane prądy znamionowe bądź nastawcze zabezpieczeń, wraz z wymaganą zwłoką ich działania, mogą wymagać zwiększenia ze względu na wybiórczość działania z zabezpieczeniami usytuowanymi na niższych stopniach układu zasilania [6]. Problematyka wybiórczości działania poszczególnych stopni zabezpieczeń została opisana w rozdziale 6. „Poradnika projektanta elektryka” (J. Wiatr, M. Orzechowski, Grupa Medium, Warszawa 2021, wydanie VI).

Ten krok również wykonuje projektant i umieszcza go w dokumentacji projektowej. Należy zwrócić uwagę, że w dokumentacji projektowej poza prądem znamionowym i/lub prądem nastawczym zabezpieczeń nadprądowych powinny się znaleźć m.in. nastawy poszczególnych wyzwalaczy/charakterystyki użytych wkładek topikowych itd. W tym przypadku rolą wytwórcy zestawu (prefabrykatora) jest weryfikacja, czy przyjęte aparaty są dostępne i możliwe do zabudowania w danej rozdzielnicy (chociażby dostępne wymiary, parametry zwarciowe itd.). W przypadku jakichkolwiek niejasności lub braków w dokumentacji projektowej, prefabrykator powinien skontaktować się z projektantem lub zamawiającym (użytkownikiem według [1]) w celu wyjaśnienia nieścisłości. Wszelkie zmiany wprowadzone przez prefabrykatora wymagają akceptacji projektanta. Tak samo przygotowana przez prefabrykatora koncepcja rozdzielnicy (układ rozmieszczenia poszczególnych elementów, dobrane przewody połączeń wewnętrznych oraz wizualizacja dla możliwości porównania wprowadzonych zmian) podlega zatwierdzeniu przez projektanta oraz kierownika robót i inspektora nadzoru inwestorskiego. Na ten element zwracamy szczególną uwagę, gdyż często projektant jest pomijany – prefabrykator wprowadza zmiany bez uzgodnienia z projektantem.

Trzecim krokiem jest dobór przekroju przewodu lub kabla (pomiędzy rozdzielnicą a źródłem zasilania/odbiornikiem) w taki sposób, by spełniał on wszelkie stawiane mu wymagania odnośnie do: wytrzymałości mechanicznej, długotrwałej obciążalności prądowej i przeciążalności, odporności zwarciowej oraz dopuszczalnego spadku napięcia. Szczegóły w tym zakresie zostały opisane rozdziale 6. „Poradnika projektanta elektryka” (J. Wiatr, M. Orzechowski, Grupa Medium, Warszawa 2021, wydanie VI).

Przy doborze przewodów należy ustalić wartość temperatury, przy której będą one eksploatowane, gdyż wraz z jej wzrostem ponad wartość określoną w normie, maleje ich dopuszczalna obciążalność prądowa.

Natomiast zabezpieczenia nadprądowe dobiera się w taki sposób, aby miały – ze względu na czułość zabezpieczenia – prądy i czasy działania jak najmniejsze, ale ze względu na ciągłość zasilania – wystarczająco duże dla zapobieżenia zbędnym zadziałaniom zabezpieczeń z powodu:

• prądów rozruchowych (silników), prądów złączeniowych (źródeł światła, transformatorów, zasilaczy impulsowych) bądź innych zwiększonych prądów normalnego użytkowania,
• braku wybiórczości z zabezpieczeniami usytuowanymi na niższych poziomach zabezpieczeń.

Ponieważ dobór zabezpieczeń został szczegółowo opisany w „Poradniku projektanta elektryka” (J. Wiatr, M. Orzechowski, Grupa Medium, Warszawa 2021, wydanie VI), w artykule problem ten został pominięty. Dlatego niniejszy artykuł został ograniczony do zasad doboru przewodów wewnątrz rozdzielnicy, których niepoprawny dobór ze względu na dopuszczalną obciążalność prądową oraz spodziewane prądy zwarciowe jest najczęstszą przyczyną pożarów rozdzielnic.

Wewnątrz rozdzielnicy najbardziej właściwym sposobem ułożenia przewodów jest:

• sposób „B1”, zdefiniowany w normie [2] – izolowane przewody w rurze instalacyjnej na ścianie drewnianej (fot. 1.). Oczywiście korytko kablowe, w którym będą zamknięte przewody, z reguły będzie przymocowane do metalowej konstrukcji rozdzielnicy, jednak w praktyce to w niewielkim stopniu wpłynie na zwiększenie obciążalności długotrwałej tych przewodów;
• sposób „F”, zdefiniowany w normie [2] – stykające się przewody jednożyłowe w powietrzu (fot. 2.).

Obliczeniowa temperatura otoczenia τ₀ jest to najwyższa temperatura powietrza otaczającego rozważane urządzenie elektryczne, występująca stale lub okresowo, w normalnych warunkach użytkowania.

W normie PN-HD 60364-5-52:2011 [2] podano dopuszczalne wartości długotrwałej obciążalności prądowej właściwe dla klimatu występującego w rejonie Morza Śródziemnego.

Natomiast w normie IEC 60287-3-1/A1:1999 [4] zostały określone wartości temperatur właściwe dla Polski. Zostały one zestawione w tabeli 3. 

Jeśli występują okoliczności uzasadniające przyjęcie wyższej temperatury niż podana w normie (np. pomieszczenie kotłowni, ciasne wnętrze rozdzielnicy), należy to uczynić, gdyż wszelkie przesłanki przemawiające za przyjęciem niższej temperatury mogą być złudne i prowadzić do poważnych uchybień [5].

Dla spodziewanej temperatury otoczenia τ₀, przy której pracowały będą przewody, należy dokonać przeliczenia wartości określonej w normie [2], z wykorzystaniem wzoru (1):

Norma PN-EN IEC 61439-1:2021 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe Część 1: Postanowienia ogólne [1] nie określa w sposób jednoznaczny warunków pracy przewodów, i jednocześnie odsyła do normy PN-HD 60364-5-52:2011 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Oprzewodowanie [2].

W praktyce projektowanie rozdzielnicy kończy się na przedstawieniu jej schematu ideowego, na którym są podane parametry zwarciowe: I^"_k, I_th oraz i_p. Ponadto określone są prądy znamionowe zabezpieczeń, wraz z wymaganą ich odpornością zwarciową eksploatacyjną I_CS. Podstawowy błąd, jaki jest popełniany na tym etapie, to brak określenia wymagań w zakresie spodziewanych temperatur wewnątrz zestawu. Wynika to z błędnego założenia, że rozdzielnica jest traktowana jako gotowe urządzenie (black box). Należy jednak zwrócić uwagę, że w normie PN-EN IEC 61439-1:2021 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe Część 1: Postanowienia ogólne [1] podane są następujące wytyczne w zakresie temperatury zewnętrznej i wewnętrznej, której wartość nie jest bez znaczenia przy doborze oprzewodowania wewnętrznego oraz zewnętrznego:

• Temperatura otoczenia/zewnętrzna rozdzielnicy (fragment załącznika BB normy [1]):

A) dolna granica:

     – wewnątrz pomieszczeń: –5°C;

     – na zewnątrz pomieszczeń: –25°C.

B) górna granica (bez względu na miejsce instalacji): 40°C;

C) najwyższa średnia dzienna (bez względu na miejsce instalacji): 35°C;

• Temperatura wewnątrz rozdzielnicy (zestawu) nie jest określona w sposób jednoznaczny. W punkcie 9.2 normy [1] „Graniczne przyrosty temperatury” są opisane następujące warunki pracy zestawu (rozdzielnicy):

       – jest obciążona prądem znamionowym (obciążenie w 100%);

       – średnia temperatura otoczenia rozdzielnicy nie przekracza 35°C;

       – maks. przyrosty temperatury dla elementów wbudowanych (tzn. typowa aparatura rozdzielcza i sterownicza) – zgodnie z odpowiednimi wymaganiami norm wyrobu dla pojedynczych elementów wyposażenia lub zgodnie z instrukcjami producenta elementu, biorąc pod uwagę temperaturę w ZESTAWIE.

D) maks. przyrosty temperatury dla szyn zbiorczych i przewodów – ograniczony przyrost do m.in.:

   – wytrzymałości mechanicznej materiału przewodzącego;

   – ewentualnego wpływu na sąsiednie wyposażenie;

   – dopuszczalnej temperatury granicznej materiałów izolacyjnych stykających się z przewodem;

   – wpływu temperatury przewodu na przyłączone do niego aparaty.

Na podstawie przedstawionych wartości, należy zakładać, że maksymalna temperatura wewnątrz rozdzielnicy może wynosić (jeśli nie ­zostaną określone inne warunki w zamówieniu):

E) dla aparatów (wyłączniki powietrzne, wyłączniki mocy oraz dla aparatury modułowej): 70°C;

F) dla przewodów i kabli – norma PN-HD 60364-5-52 [17] przewiduje maks. temperaturę otoczenia w zależności od typu izolacji:

• 60°C – dla izolacji z polichlorku winylu (PCV);
• 80°C – dla izolacji z polietylenu usieciowanego (XLPE) lub gumy etylenowo-propylenowej (ERP) i ERP;

Zgodnie z punktami C oraz D, stanowiącymi wyciąg z normy PN-EN IEC 61439-1 [1], maks. temperatura wewnątrz rozdzielnicy może wynosić 60°C (przy zastosowaniu przewodów i kabli z izolacją PCV, które są najczęściej stosowane do połączeń we wnętrzach rozdzielnicy oraz jako przewody do zasilania odbiorników). Oczywiście, jeśli w rozdzielnicy będą zabudowane inne urządzenia o bardziej krytycznych wymaganiach w zakresie temperatury pracy, to podana wcześniej temperatura powinna ulec obniżeniu. Więcej na ten temat czytelnik znajdzie w publikacjach [8] oraz [9].

Osoby zajmujące się prefabrykacją rozdzielnic podczas doboru oprzewodowania pomiędzy punktem rozdziału (blok rozdzielczy, szyny) oraz złączkami szynowymi gwintowanymi (ZUG) a aparatami często pomijają współczynniki progresji uwzględniające układanie przewodów w wiązkach lub w korytkach kablowych. Ponadto błędnie przyjmują wartość temperatury panującej wewnątrz zestawu (rozdzielnicy), przyjmując jej wartość taką samą jak w pomieszczeniu rozdzielni. Należy podkreślić, że temperatura występująca wewnątrz szafy rozdzielnicy jest naturalnie wyższa (straty mocy wynikające z normalnej pracy elementów w niej zainstalowanych, zamieniane na ciepło). Powoduje to, że dobierane przewody mają zbyt małą dopuszczalną długotrwałą obciążalność prądową. Na fotografii 3. przedstawiono przykładową rozdzielnicę wypełnioną w około 50% aparaturą modułową oraz dwoma wyłącznikami kompaktowymi o prądzie znamionowym I_n = 160 A. 

Dla przedstawionej rozdzielnicy wykonano obliczenia temperatury wewnętrznej, przy następujących założeniach:

• temperatura zewnętrzna (otoczenia) rozdzielnicy wynosi 25°C;
• przedstawiona rozdzielnica jest zainstalowana pomiędzy innymi polami i stanowi typowe pole odpływowe;
• nie uwzględniono szyn do rozdziału energii w jej wnętrzu;
• poza aparatami oraz odkładającymi się na nich stratami mocy, uwzględniono straty mocy występujące na przewodach zasilających aparaty oraz oprzewodowaniu od aparatów do ZUG-ów:

        – przewód typu LgY 2,5–60 m – przewody fazowe z pominięciem przewodów neutralnych;

        – przewód typu LgY 70–8 m – przewody fazowe z pominięciem przewodów fazowych.

• przeanalizowano dwa przypadki: rozdzielnica z pełnymi maskownicami oraz systemowymi maskownicami z perforacją (umożliwiającą swobodny przepływ powietrza).

Obliczenia należy przeprowadzić zgodnie z normą IEC 60890 A method of temperature-rise verification of low-voltage switchgear and controlgear assemblies by calculation, która to opisuje sposób wyznaczenia temperatury wewnątrz rozdzielnicy. Aby przyspieszyć obliczenia oraz zobrazować je graficznie, skorzystano z programu ABB e-Design DOC® (fot. 3.).

Jak przedstawiono na powyższym przykładzie, w typowej rozdzielnicy (bez zastosowania elementów poprawiających wentylację) wypełnionej w 50% oraz przy przyjętym współczynniku jednoczesności 0,6, temperatura w górnej części wynosi blisko 50°C. Zastosowanie rozwiązania przyjętego na podstawie przeprowadzonych badań, które zawiera maskownice umożliwiające swobodny przepływ powietrza, pozwala na obniżenie spodziewanej temperatury. Dalsza analiza powyższego przykładu pozwala na wyciągnięcie wniosku, że wykorzystywanie każdej wolnej przestrzeni w rozdzielnicy z punktu widzenia optymalizacji miejsca jest oczywiście zasadne, ale wiąże się ze wzrostem temperatury w jej wnętrzu. W tym miejscu należy podkreślić, że powszechne dążenie do optymalizacji i ograniczania kosztów musi stanowić kompromis pomiędzy nakładami finansowymi a poziomem bezpieczeństwa, które jest najważniejsze. Musi przede wszystkim zapewniać warunki do ograniczenia przyrostów temperatury. Oczywiście takie rozwiązania spełniają wymagania normy PN-EN IEC 61439-1:2021 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne [1] – tzn. wewnątrz zestawu nie są przekroczone maksymalne przyrosty temperatury, co oznacza nieprzekroczenie temperatury 60°C. Takie rozwiązanie może zostać dopuszczone pod warunkiem poprawnego doboru kabli i przewodów połączeń wewnętrznych oraz zewnętrznych. Więcej informacji na ten temat czytelnik znajdzie w [9, 10].

Drugi bardzo poważny problem występujący przy konstruowaniu rozdzielnic stanowią obliczenia prądów zwarciowych i wynikająca z otrzymanych wyników poprawność doboru przewodów i zabezpieczeń. Najwięcej błędów spotyka się przy doborze oprzewodowania wewnętrznego rozdzielnic w zakresie odporności zwarciowej. W środowisku elektryków przyjęło się nieprawdziwe twierdzenie, że na odległość do 3 m przewód może nie być zabezpieczony. Zgodnie z przyjętą definicją zabezpieczenia zwarciowego, jest ono wymagane na początku każdego obwodu instalacji elektrycznej, w miejscu wyprowadzenia go lub odgałęzienia, najdalej 3 m od tego miejsca. Wymagania w tym zakresie precyzuje w pkt. 434.2 norma PN-HD 60364-4-43: 2010 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-43: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa Ochrona przed prądem przetężeniowym [3].

W części przewodu pomiędzy punktem zmniejszenia przekroju przewodu lub innej zmiany a miejscem usytuowania urządzenia zabezpieczającego nie powinno być żadnych obwodów odgałęźnych ani gniazd wtyczkowych, a ta część przewodu powinna:

1. nie przekraczać 3 m długości,
2. być instalowana w taki sposób, aby zredukować do minimum ryzyko powstania zwarcia (ten warunek można uzyskać np. przez wzmocnienie ochrony oprzewodowania przed wpływami zewnętrznymi),
3. nie być umieszczona w pobliżu materiałów łatwopalnych.

Wymienione wyżej warunki należy spełnić jednocześnie.

Należy zwrócić uwagę, że w przypadku rozdzielnicy złagodzenia te mają ograniczone zastosowanie, ze względu na możliwość zapłonu izolacji przewodu o zmniejszonym przekroju, który lawinowo przeniesie się na przewody sąsiednie. Stosowanie tego złagodzenia w praktyce wymaga precyzyjnego przemyślenia, gdyż opisane zjawisko jest bardzo częstą przyczyną pożarów rozdzielnic. W tym miejscu należy zwrócić uwagę na występowanie zjawiska kominowego wewnątrz szaf rozdzielnicy, które znacznie przyspiesza rozwój powstałego pożaru. Zgodnie z rysunkiem 1. urządzenie zabezpieczające przed zwarciem P2 może być przesunięte wzdłuż obwodu odgałęźnego (S2) od początku (O) na długość do 3 m, pod warunkiem że na długości tej nie ma innego połączenia lub gniazda wtyczkowego, a ryzyko powstania zwarcia, pożaru lub niebezpieczeństwa dla ludzi na tej długości zostało ograniczone do minimum.

Zabezpieczenie przeciążeniowe natomiast można dobrać pod warunkiem że przewód jest zabezpieczony od zwarć przez zabezpieczenie poprzedzające (jego przekrój spełnia wymaganie ze względu na dopuszczalną obciążalność zwarciową [7]). Zgodnie z pkt. 8.6.1 normy PN-EN IEC 61439-1:2021 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe Część 1: Postanowienia ogólne: „W ramach jednego segmentu przewody (w tym szyny zbiorcze rozdzielcze) pomiędzy głównymi szynami zbiorczymi a stroną zasilania pól rozdzielnicy – lub w przypadku zestawu jednosegmentowego pomiędzy zaciskami obciążenia urządzenia wejściowego i zaciskami zasilającymi każdego odbiorczego SCPD – jak również elementów wyposażenia tych pól, mogą być dobrane na podstawie obniżonych narażeń zwarciowych, występujących po stronie obciążenia odpowiedniego zabezpieczenia zwarciowego w każdym polu. Zachodzi to pod warunkiem takiego rozmieszczenia przewodów, w którym w normalnych warunkach pracy nie należy się spodziewać zwarcia wewnętrznego między częściami czynnymi i/lub między częściami czynnymi a ziemią”.

Zatem typowe przewody (np. LgY itd.) układane w wiązkach i mocowane do metalowej konstrukcji, co jest zjawiskiem powszechnym wewnątrz rozdzielnicy, nie mogą podlegać temu uproszczeniu.

W takim wypadku należy wszystkie przewody, kable oraz szyny przyłączane pomiędzy głównym mostem rozdzielnicy a poszczególnymi aparatami odpływowymi dobrać pod kątem ich odporności zwarciowej, gdyż jedynym ich zabezpieczeniem zwarciowym jest aparat główny w rozdzielnicy lub w rozdzielnicy/złączu kablowym poprzedzającym. Oczywiście dobór ten pozostaje po stronie wytwórcy zestawu (prefabrykatora), który dokonuje tego na podstawie otrzymanych od projektanta wartości spodziewanych prądów zwarciowych. Dobór ten powinien zostać potwierdzony przez projektanta na etapie zatwierdzania przyjętego rozwiązania w zakresie rozdzielnicy. Jeśli na podstawie przeprowadzonych obliczeń okaże się, że uzyskany minimalny przekrój przewodu, kabla lub szyny uniemożliwia przyłączenie do konkretnego aparatu, wówczas konieczne jest przyjęcie następujących rozwiązań:

• zmiana gabarytu aparatu na taki, który umożliwia przyłączenie przewodu, kabla lub szyny o wymaganym przekroju ze względu na parametry zwarciowe;
• zastosowanie dobezpieczenia, do którego od strony zasilania będzie można dołączyć wymagany przekrój; z kolei od strony zabezpieczeń odpływowych na tyle ograniczy prąd zwarciowy i tym samym zmniejszy wymagane przekroje przewodów, kabli lub szyn, co umożliwi ich przyłączenie;
• stosowanie przewodów o podwyższonym napięciu izolacji, izolowanie konstrukcji itd. – rozwiązanie to jest rzadko stosowane w praktyce.

Każde z powyższych rozwiązań powinno uzyskać akceptację projektanta.

Przykładem sytuacji, gdy powyższe punkty będą miały zastosowanie, są rozdzielnice o wysokich prądach zwarciowych, w których są stosowane zabezpieczenia obwodowe, np.

• małogabarytowe rozłączniki bezpiecznikowe na wkładki typu D0 (np. TYTAN, ILTS, R303 itd.);
• wyłączniki nadprądowe instalowane na szynie TH35 o zwiększonej zdolności zwarciowej itd.

Należy zwrócić uwagę, że każdy z tych aparatów może mieć wymaganą zdolność zwarciową, ale ich zaciski nie są przystosowane do przyłączenia przewodów o przekrojach większych od 35 mm². W takim przypadku należy odbiory zabezpieczane małogabarytowymi rozłącznikami bezpiecznikami (typu TYTAN, ILTS, R303 itd.) posekcjonować i zabezpieczać przejściowym zabezpieczeniem w postaci bezpieczników topikowych o większym prądzie dla zmniejszenia narażeń zwarciowych. Bezpieczniki topikowe o większym prądzie znamionowym niż prądy znamionowe zabezpieczeń zasilanych odbiorników pozwolą na wydzielenie sekcji zasilanych odbiorników o mniejszym narażeniu zwarciowym, ze względu na przepuszczaną całkę Joule’a wyłączenia I²t_w, której wartości przedstawia tabela 4.

Zasadę zmniejszenia narażeń zwarciowych – przy zabezpieczeniu sekcji zabezpieczeń odbiorczych – poprzedzającym bezpiecznikiem topikowym wyjaśnia rysunek 2.

Ponieważ metodyka prowadzenia obliczeń zwarciowych została szczegółowo opisana w rozdziale 5. „Poradnika projektanta elektryka” (J. Wiatr, M. Orzechowski, Grupa Medium, Warszawa 2021, wydanie VI), w artykule ograniczymy się do zastosowań praktycznych.

Przykład 1.

Rozdzielnica główna nn zasilana jest ze stacji dwutransformatorowej, pracującej w układzie rezerwy ukrytej, gdzie każdy transformator posiada moc 2 MVA. Należy obliczyć prąd początkowy zwarcia oraz prąd udarowy i zastępczy prąd zwarciowy cieplny na szynach głównych rozdzielnicy, a następnie dobrać przewody do odbiorów końcowych, o mocach określonych na rysunku 3.

Na podstawie tabeli 10.32 zamieszczonej w publikacji „Dobór przewodów i kabli elektrycznych niskiego napięcia oraz ich zabezpieczeń”, J. Wiatr, Grupa Medium, Warszawa 2024 [6], parametry transformatora o mocy 2 MVA wynoszą:

Prąd znamionowy zabezpieczenia głównego [7]:

Początkowy prąd zwarcia symetrycznego na zaciskach transformatora, wyniesie [7]:

Spodziewany prąd udarowy i_p [6]:

Elektromagnetyczna stała czasowa obwodu zwarciowego T, wyniesie [7]:

Prąd zastępczy cieplny (czas trwania zwarcia T_k = 0,2 s) [7]:

zatem:

Wymagany przekrój przewodu łączącego szyny główne rozdzielnicy z zainstalowanymi rozłącznikami wyposażonymi w bezpieczniki topikowe o prądzie znamionowym 250 A wynosi:

miedź goła: T_max = 200°C; k = 159 A/mm² (tabela 4.4 [6]).

Zabezpieczenie sekcji, poprzedzające zabezpieczenia odbiorników zasilanych przez rozdzielnicę: WTN1gG250 ⇒ I²t_w = 557000 A²s (tabela 4.1 [6]).

Przewody łączące rozłączniki bezpiecznikowe typu TYTAN z rozłącznikiem zawierającym bezpieczniki WTNgG250:

Ponieważ największy prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej, instalowanej w rozłącznikach typu TYTAN, wynosi 63 A, wymagany przekrój przewodów łączących zabezpieczenie WTNgG250 z rozłącznikami musi spełnić następujące wymagania:

Zgodnie z normą PN-HD 660364-5-52:2011 [2], przewód o przekroju 25 mm² w izolacji XLPE, przy sposobie ułożenia B1, po uwzględnieniu współczynnika progresji k_p, uwzględniającego ułożenie przewodów w wiązce, spełni wymagania dopuszczalnej obciążalności prądowej i przeciążalności oraz odporności na prądy zwarciowe [5]:

Połączenia należy wykonać poprzez listwy zaciskowe.

Literatura

1. Norma PN-EN IEC 61439-1:2021 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne.
2. Norma PN-HD 60364-5-52: 2011 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Oprzewodowanie.
3. Norma PN-HD 60364-4-43: 2010 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-43: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed prądem przetężeniowym.
4. Norma IEC 60287-3-1/A1:1999 Electric cables. Calculation of the current rating. Part 3-1: Sections on operating conditions. Reference operating conditions and selection of cable type.
5. E. Musiał, „Obciążalność cieplna oraz zabezpieczenia nadprądowe przewodów i kabli”, www.edwardmusiał.info (dostęp: 1.04.2025).
6. J. Wiatr, Dobór przewodów i kabli elektrycznych niskiego napięcia oraz ich zabezpieczeń”, Grupa Medium Sp. z o. o. Sp. K., Warszawa 2024.
7. J. Wiatr, M. Orzechowski, Poradnik projektanta elektryka, Grupa Medium Sp. z o.o. Sp. K., Warszawa 2021, wydanie VI (dodruk 2023).
8. M. Orzechowski, Rozdzielnice niskich napięć – wpływ temperatury na bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic niskiego napięcia (zagadnienia wybrane) (część 1.), „elektro.info” nr 1–2/2024.
9. M. Orzechowski, Rozdzielnice niskich napięć – wpływ temperatury na bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic niskiego napięcia (zagadnienia wybrane) (część 2.), „elektro.info” nr 3/2024.
10. https://partnerhub.connect.abb.com.