Opublikowano 4.06.2024
Zmieniono 14.03.2025
Instalacje elektryczne w niewielkich budynkach mieszkalnych
Streszczenie
Publikacja dotyczy wybranych, podstawowych aspektów związanych z montażem instalacji elektrycznych w niewielkich budynkach mieszkalnych i jest skierowana do osób, które samodzielnie wykonują prace instalacyjne w budowanych lub remontowanych budynkach. Osoby, które samodzielnie projektują i wykonują instalacje elektryczne powinny pamiętać o wymaganiach formułowanych w przepisach prawa, dotyczących kwalifikacji i stosownych uprawnień. Publikacja ma pomóc uniknąć problemów, które zapowiada znane powiedzenie: "pierwszy dom buduje się dla wroga, drugi dla przyjaciela, a trzeci dla siebie"...
1. Informacje ogólne
Instalacje i urządzenia elektryczne wg rozporządzenia dotyczącego „warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie” [1] powinny być zgodne z przepisami prawa, Polskimi Normami odnoszącymi się do tych instalacji i urządzeń, oraz powinny zapewniać:
a) dostarczanie energii elektrycznej o odpowiednich parametrach technicznych do odbiorników;
b) ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, przepięciami łączeniowymi i atmosferycznymi, powstaniem pożaru, wybuchem i innymi szkodami;
c) ochronę przed emisją drgań i hałasu powyżej dopuszczalnego poziomu, oraz przed szkodliwym oddziaływaniem pola elektromagnetycznego.
W rozporządzeniu [1] zostały sformułowane wymagania, aby budynki były wyposażone w:
a) złącza instalacji elektrycznej budynku, umożliwiające odłączenie od sieci zasilającej i usytuowane w miejscu dostępnym dla dozoru i obsługi oraz zabezpieczone przed uszkodzeniami, wpływami atmosferycznymi, a także ingerencją osób niepowołanych;
b) oddzielny przewód ochronny i neutralny, w obwodach rozdzielczych i odbiorczych;
c) urządzenia ochronne różnicowoprądowe uzupełniające podstawową ochronę przeciwporażeniową i ochronę przed powstaniem pożaru, powodujące w warunkach uszkodzenia samoczynne wyłączenie zasilania;
d) wyłączniki nadprądowe w obwodach odbiorczych;
e) zasadę selektywności (wybiórczości) zabezpieczeń;
f) przeciwpożarowe wyłączniki prądu;
g) połączenia wyrównawcze główne i miejscowe, łączące przewody ochronne z częściami przewodzącymi innych instalacji i konstrukcji budynku;
h) zasadę prowadzenia tras przewodów elektrycznych w liniach prostych, równoległych do krawędzi ścian i stropów;
i) przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi, jeżeli ich przekrój nie przekracza 10 mm2;
j) urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej.
2. Układ sieciowy instalacji
Rozpoczynając projektowanie instalacji, warto sprawdzić układ sieciowy instalacji w wiarygodnym źródle, którym zazwyczaj będzie lokalny Zakład Energetyczny. Jest to szczególnie ważne, jeżeli nie dysponujemy gotowym projektem instalacji i decydujemy się na samodzielne zaprojektowanie i wykonanie instalacji (tę decyzję warto dobrze przemyśleć). W zależności od rodzaju układu sieciowego, instalacja będzie się nieco różnić, te różnice dotyczą zwłaszcza połączenia instalacji z uziomem. Najczęściej spotykanymi układami sieciowymi, w budownictwie jednorodzinnym są układ TN-C-S i układ TT, rzadziej układ TN-S, ale z czasem, te proporcje mogą się zmieniać na korzyść układu TN-S, ponieważ ten układ jest najlepszym rozwiązaniem.
Trzy kolejne rysunki, przedstawiają sposób przyłączenia uziemienia do instalacji rozdzielczej budynku, przy różnych układach sieciowych instalacji.
Rysunek 1. Sposób przyłączenia uziomu w instalacji o układzie sieciowym TN-C-S
U – uziom, GSW – główna szyna wyrównawcza, RCD – wyłącznik różnicowoprądowy,
PE - przewód ochronny, PBE - przewód wyrównawczy ochronny.
W przypadku układu TN-C-S, w instalacji rozdzielczej odbiorcy konieczne jest rozdzielenie przewodu ochronno-neutralnego PEN, na osobne przewody: neutralny N i ochronny PE. Za miejscem rozdzielenia przewody N i PE nie mogą być łączone, a przewód PE powinien być uziemiony. Uziemienie przewodu ochronnego PE, powinno być wykonane w dogodnym miejscu, ale w praktyce prawdopodobnie zakłady energetyczne wymuszają przyłączenie do uziemienia w miejscu rozdzielenia przewodu PEN.
Rysunek 2. Sposób przyłączenia uziomu w instalacji o układzie sieciowym TN-S
U – uziom, GSW – główna szyna wyrównawcza, RCD – wyłącznik różnicowoprądowy,
PE - przewód ochronny, PBE - przewód wyrównawczy ochronny.
Rysunek 3. Sposób przyłączenia uziomu w instalacji o układzie sieciowym TT
U – uziom, GSW – główna szyna wyrównawcza, RCD – wyłącznik różnicowoprądowy,
PE - przewód ochronny, PBE - przewód wyrównawczy ochronny.
W przypadku układu TT, należy zwrócić uwagę na wykonanie instalacji przed zabezpieczeniem różnicowoprądowym, w sposób, który uniemożliwi powstanie zwarcia pomiędzy przewodem fazowym L, a przewodem ochronnym PE, lub uziemionymi częściami przewodzącymi. Takie zwarcie mogłoby zagrażać porażeniem prądem elektrycznym, ze względu na stosunkowo dużą wartość rezystancji uziomu i co za tym idzie, dużą wartość napięć dotykowych na częściach przewodzących. Ze względu na stosunkowo małą wartość prądu zwarciowego, zabezpieczenia zwarciowe nie zadziałają i napięcie dotykowe będzie utrzymywać się długotrwale. Sytuację zagrożenia, spowodowanego zwarciem w instalacji rozdzielczej o układzie sieciowym TT, ilustruje Rysunek 4.
Najlepiej ułożyć przewód ochronny w fizycznym oddzieleniu od przewodów fazowych, do miejsca, w którym zostało zamontowane zabezpieczenie różnicowoprądowe, które powinno zadziałać w przypadku powstania ww. uszkodzenia.
Jeżeli tego nie można wykonać i przewody muszą być umieszczone wspólnie, to wszystkie przewody umieszczone wspólnie, muszą mieć izolację, co najmniej na najwyższe występujące napięcie. Dotyczy to napięcia względem ziemi, czyli napięcia fazowego, ale trzeba pamiętać, że izolacja przewodów fazowych musi być odpowiednia również do napięcia międzyfazowego. Bardzo ważną kwestią jest prawidłowe zabezpieczenie przewodów na obciążalność prądową długotrwałą i sposób montażu przewodu, nadmierna temperatura przewodu i naprężenia mechaniczne mogą spowodować przemieszczenia się żyły wewnątrz izolacji i w konsekwencji doprowadzić do zwarcia. Jeżeli przewody muszą być prowadzone wspólnie, można zastosować przewody o izolacji ETFE, która ma zwiększoną odporność mechaniczną. Napięcie znamionowe izolacji przewodów może być w tym przypadku przewymiarowane, np. 750 V lub 1 kV. Obciążalność prądową długotrwałą przewodów na odcinku wspólnym, można również przewymiarować, tak aby przeciążenie przewodów było nieprawdopodobne.
Rysunek 4. Zagrożenie porażeniem prądem elektrycznym spowodowane zwarciem pomiędzy
przewodem fazowym, a przewodem ochronnym w instalacji o układzie sieciowym TT.
Podobne zagrożenie w instalacji o układzie sieciowym TT, może być spowodowane przez warystorowe ograniczniki przepięć. Jeżeli warystory zostaną przyłączone pomiędzy przewody fazowe, a przewód ochronny, to zwiększona upływność prądu spowodowana efektami starzenia może powodować pojawienie się napięć dotykowych pomiędzy częściami przewodzącymi i w efekcie porażenie prądem elektrycznym.
Rysunek 5. Nieprawidłowy sposób przyłączenia ograniczników przepięć w instalacji o układzie sieciowym TT.
Naturalna upływność prądu ograniczników przepięć, może spowodować porażenie prądem elektrycznym.
Przedstawiony sposób przyłączenia ograniczników przepięć jest prawidłowy w sieci o układzie TN.
Rysunek 6. Poprawny sposób przyłączenia ograniczników przepięć w instalacji o układzie sieciowym TT – układ 3+1,
zwany również układem Y (przewód ochronny PE jest separowany iskiernikiem).
3. Uziomy fundamentowe
W nowo budowanych obiektach budowlanych uziomy powinny być wykonywane wyłącznie jako uziomy fundamentowe. Z tego powodu projekt instalacji uziemiającej powinien być wykonany przed rozpoczęciem wykonania fundamentów budynku.
Poprawnie wykonana instalacja uziemiająca stanowi podstawę bezpieczeństwa instalacji elektrotechnicznych, zapewniając w szczególności:
• ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym;
• ograniczenie zakłóceń w urządzeniach elektronicznych i systemach przesyłu danych;
• ochronę odgromową i przeciwprzepięciową;
• kompatybilność elektromagnetyczną.
Rysunek 7. Uziom fundamentowy zaznaczony barwą czerwoną na tle rysunku fundamentów
1 – uziom fundamentowy, 2 – połączenie uziomu do GSW, 3 – pomieszczenie przyłączowe (jeżeli jest),
4 – miejsce przyłączenia instalacji odgromowej do uziomu fundamentowego (jedno z wielu).
Uziom fundamentowy jest zbudowany z elementów metalowych zalanych w betonie fundamentów, które mają odpowiednią elektryczną styczność z gruntem. Uziomy fundamentowe są preferowane, ponieważ zapewniają wystarczającą w przewidywanym okresie użytkowania budynku styczność elektryczną z gruntem i ułatwiają wyrównanie potencjałów w budynku, co ma pierwszorzędne znaczenia w ochronie przeciwporażeniowej.
Uziomy pogrążone w gruncie wymagają okresowych kontroli polegających na częściowym odkopaniu uziomu i oględzinach, które mają określić stopień korozji uziomu. Takiej kontroli nie przeprowadza się z wiadomych przyczyn w przypadku uziomów fundamentowych, jest to uzasadnione również tym, że beton pokrywający uziom zabezpiecza go przed korozją w wystarczającym stopniu.
W przypadku większych budynków elementy metalowe umieszcza się nie tylko w fundamentach ścian zewnętrznych, ale również w fundamentach ścian wewnętrznych. „Oka”, tak wykonanego fundamentu, nie powinny być większe niż 20 x 20 m. Jeżeli budynek jest wyposażony w instalację odgromową „oka” uziomu fundamentowego, nie powinny być większe niż 10 x 10 m.
Należy mieć na uwadze, że im mniejsze „oka”, tym skuteczniejsza ekwipotencjalizacja i co za tym idzie ochrona przeciwporażeniowa. W przypadku stosowania w budynku urządzeń elektronicznych do szczególnie odpowiedzialnych zastosowań i szczególnie wrażliwych na zakłócenia, „oka” siatki mogą być zmniejszone do wymiaru 5 x 5 m. Skrajne węzły siatki powinny zbiegać się z przewodami odprowadzającymi instalacji odgromowej.
Elementy metalowe zalane w fundamencie ścian wewnętrznych mają większe znaczenie w wyrównywaniu potencjału w budynku, natomiast elementy w fundamentach ścian zewnętrznych mają większe znaczenie w zapewnieniu elektrycznej styczności uziomu z gruntem. Elementy metalowe powinny być tak ułożone, aby pokrywająca je warstwa betonu miała grubość co najmniej 5 cm. Elementy metalowe przeznaczone do zalania betonem mocuje się na wspornikach dystansowych wbijanych w grunt, na głębokość zapewniającą odpowiednie umiejscowienie uziomu w fundamencie. Płaskowniki powinny być ułożone dłuższym bokiem pionowo, ze względu na lepsze przyleganie betonu do uziomu. Dopuszcza się mocowanie poziome, jeżeli płaskownik jest mocowany do zbrojenia fundamentu.
Łączenie elementów uziomu powinno być odpowiednio wytrzymałe mechanicznie i powinno zapewniać małą rezystancję na styku elementów. Najlepiej łączyć elementy przez spawanie łukowe, dopuszcza się złączki skręcane i przeznaczone do stosowania w betonie lub ziemi. Szczególnie ważne są połączenia z przewodem uziemiającym i z przewodami odprowadzającymi instalacji odgromowej.
Przewody przyłączeniowe uziomu, wyprowadzone na zewnątrz fundamentu powinny być chronione przed korozją, np. przez wykonanie ich ze stali ocynkowanej na gorąco.
Przewody powinny być wyprowadzone na zewnątrz (ze ściany lub podłogi) na co najmniej 1,5 m.
Rysunek 8. Ułożenie płaskownika jako uziomu fundamentowego w wykopie przeznaczonym na fundament budynku (przed zalaniem betonem).
1 – płaskownik metalowy, 2 – wspornik dystansowy, 3 – poziom gruntu (dno wykopu).
Połączenia poszczególnych elementów powinny być wykonane atestowanymi zaciskami, a ciągłość elektryczna tych połączeń powinna być sprawdzona przed wykonaniem fundamentu.
| Materiał | Kształt przekroju poprzecznego | Najmniejsze dopuszczalne wymiary poprzeczne | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| wyrobu właściwego | powłoki | |||||
| średnica [mm] | przekrój [mm2] | grubość [mm] | grubość [μm] | masa [g/m2] | ||
| Stal w betonie (goła, ocynkowana na gorąco, nierdzewna) | Drut okrągły | 10 | ||||
| Płaskownik lub taśma | 75 | 3 | ||||
| Stal (ocynkowana na gorąco przez zanurzenie) | Taśma*), taśma profilowana, blacha, blacha lita, blacha perforowana | 90 | 3 | 63 | 500 | |
| Pręt okrągły (uziom pionowy) | 16 | 45 | 350 | |||
| Drut okrągły (uziom poziomy) | 10 | 45 | 350 | |||
| Rura | 25 | 2 | 45 | 350 | ||
| Linka w betonie | 70 | |||||
| Kształtownik (uziom pionowy) | (290) | 3 | ||||
| *) Jako taśma walcowana lub taśma cięta o zaokrąglonych krawędziach | ||||||
Uziom fundamentowy naturalny jest stalowym zbrojeniem fundamentu
Jest to rozwiązanie problematyczne, poszczególne elementy (pręty lub płaskowniki) zbrojenia powinny być połączone ze sobą trwale małooporowo, a więc przez spawanie, lub za pomocą atestowanych zacisków. Oba sposoby są pracochłonne i kosztowne i dlatego preferowanym rozwiązaniem są uziomy fundamentowe sztuczne.
Uziom fundamentowy sztuczny, to zazwyczaj stalowy pręt lub płaskownik celowo umieszczony w fundamencie jako uziom. Pręty lub płaskowniki są montowane w sposób zapewniający odpowiednią rezystancję połączeń.
W przypadku fundamentów niezbrojonych pręty lub płaskowniki mocuje się za pomocą uchwytów dystansowych zapewniających odpowiednie umiejscowienie uziomu w fundamencie (Rysunek 8).
W przypadku fundamentów zbrojonych pręty lub płaskowniki mocuje się za pomocą uchwytów atestowanych do elementów zbrojenia.
Rysunek 9. Ułożenie płaskownika jako uziomu fundamentowego pionowo w fundamencie zbrojonym.
1 – zbrojenie fundamentu, 2 – uziom (płaskownik metalowy), 3 – uchwyt połączeniowy, 4 – przewód uziemiający.
Rysunek 10. Ułożenie płaskownika jako uziomu fundamentowego poziomo w fundamencie zbrojonym.
1 – zbrojenie fundamentu, 2 – uziom (płaskownik metalowy), 3 – uchwyt połączeniowy, 4 – przewód uziemiający.
Rysunek 11. Uziom fundamentowy w ławie fundamentowej niezbrojonej
Rysunek 12. Uziom fundamentowy sztuczny w fundamencie wannowym
W przypadku budynków o pełnej izolacji cieplnej, wykonanie skutecznego uziomu może okazać się wątpliwe bądź niemożliwe, jeżeli wszystkie elementy podziemne budynku mają pełną izolację cieplną. W takim przypadku, można rozważać wykonanie uziomu otokowego [4], który układa się poniżej izolacji cieplnej, w warstwie chudego betonu lub w ziemi. Uziom powinien być wykonany ze stali nierdzewnej i w przypadku małych budynków oka uziomu nie powinny być większe niż 10 x 10 m. W samym fundamencie, izolowanym warstwą izolacji cieplnej wykonuje się otok wyrównawczy (ekwipotencjalizacyjny) o okach nie większych niż 20 x 20 m, połączony w wielu miejscach z uziomem otokowym. Bardzo ważnym elementem są połączenia pomiędzy uziomem, a otokiem oraz przewodami odprowadzającymi instalacji odgromowej (jeżeli istnieje), wykonywane w wielu miejscach.
Rysunek 13. Zastępczy zewnętrzny uziom zaznaczony barwą czerwoną w budynkach o pełnej izolacji cieplnej fundamentu.
Barwą szarą oznaczono wewnętrzny otok przeznaczony do wyrównywania potencjałów wewnątrz budynku (widok z góry).
1 – otok wewnętrzny uziomu, 2 – połączenie uziomu zewnętrznego, otoku wewnętrznego i GSW,
3 – uziom zewnętrzny pod izolacją cieplną fundamentu, 4 – połączenie uziomu zewnętrznego, otoku wewnętrznego i instalacji odgromowej.
4. Trasy przewodów
Przewody montowane w ścianach powinny być, o ile jest to możliwe montowane w określonych strefach instalacyjnych.
SP – strefy instalacyjne pionowe:
SP-d Strefy pionowe przy drzwiach o szerokości 20 cm, zlokalizowane 10 – 30 cm od ościeżnicy.
SP-o Strefy pionowe przy oknach o szerokości 20 cm, zlokalizowane 10 – 30 cm od ościeżnicy.
SP-k Strefy pionowe w kątach pomieszczeń o szerokości 20 cm, zlokalizowane 10 – 30 cm od zbiegu ścian w kącie.
Strefy instalacyjne pionowe rozciągają się od zbiegu ściany z sufitem do zbiegu ściany z podłogą.
Przy drzwiach jednoskrzydłowych strefę pionową wyznacza się wyłącznie po stronie zamka drzwi.
Rysunek 14. Strefy instalacyjne pionowe przeznaczone do montażu urządzeń elektrycznych w ścianach budynku.
SH – strefy instalacyjne poziome:
SH-g Strefa pozioma górna, o szerokości 30 cm, zlokalizowana 15 – 45 cm pod gotową powierzchnią sufitu.
SH-d Strefa pozioma dolna, o szerokości 30 cm, zlokalizowana 15 – 45 cm nad gotową powierzchnią podłogi.
SH-s Strefa pozioma środkowa, o szerokości 30 cm, zlokalizowana 90 – 120 cm nad gotową powierzchnią podłogi.
Powierzchnie instalacyjne środkowe wyznacza się, jeżeli jest to racjonalne ze względu na planowane powierzchnie robocze np. w kuchniach.
Rysunek 15. Strefy instalacyjne poziome przeznaczone do montażu urządzeń elektrycznych w ścianach budynku.
Zalecanymi trasami do prowadzenia przewodów w ścianach, są trasy:
• poziome:
– 30 cm pod gotową powierzchnią sufitu;
– 30 cm nad gotową powierzchnią podłogi;
– 100 cm nad gotową powierzchnią podłogi;
• pionowe:
– 15 cm od ościeżnic lub zbiegu ścian.
Łączniki umieszcza się w strefie pionowej, tak aby środek najwyższego znajdował się 115 cm nad powierzchnią gotowej podłogi.
Gniazda wtyczkowe i łączniki instalowane ponad powierzchnią roboczą, powinny być umieszczone w strefie poziomej na zalecanej wysokości 105 cm nad gotową powierzchnią podłogi.
Gniazda wtyczkowe, łączniki i wypusty przyłączeniowe, które muszą być montowane poza zalecanymi strefami instalacyjnymi powinny być przyłączone przewodami ułożonymi prostopadle do najbliżej położonej strefy instalacyjnej.
5. Połączenia wyrównawcze
Połączenia wyrównawcze ochronne zwiększają skuteczność ochrony przeciwporażeniowej, przez wyrównanie potencjałów pomiędzy różnymi przewodzącymi elementami. To niezwykle prosty i skuteczny sposób na ochronę przeciwporażeniową, a przez swoją prostotę, często niedoceniany lub nierozumiany. Bywa, że połączenia wyrównawcze demontowane w trakcie prac remontowych, nie są przywracane ze względu na niedocenianie ich podstawowej roli w ochronie przeciwporażeniowej.
Połączenia wyrównawcze ochronne mogą służyć wielu celom: ochronie przed porażeniem prądem elektrycznym, ochronie odgromowej, ochronie przeciwprzepięciowej, ochronie przeciwzakłóceniowej, ochronie przeciwpożarowej i ochronie przed elektryzacją statyczną. Mogą również stanowić ochronę przed porażeniem, w przypadku różnych uszkodzeń zagrażających porażeniem prądem elektrycznym, np. zwarcie L-PE w instalacji o układzie sieciowym TT lub utrata ciągłości przewodu PEN w instalacji o układzie sieciowym TN-C.
Rysunek 16. Zagrożenie porażeniowe w przypadku zwarcia pomiędzy instalacją elektryczną, a przewodzącym rurociągiem:
(a) napięcie dotykowe UT ≈ 230 V w przypadku braku połączeń wyrównawczych;
((b) napięcie dotykowe UT ≈ 0 V w przypadku wykonania połączeń wyrównawczych.
Połączenia wyrównawcze główne powinny być wykonane w najniższej kondygnacji budynku i powinny obejmować:
• uziom fundamentowy budynku i inne naturalne lub sztuczne uziomy znajdujące się w obrębie budynku;
• przewód ochronny PE lub PEN linii zasilającej budynek;
• żyły zewnętrzne przewodów współosiowych, metalowe powłoki lub ekrany przewodów telekomunikacyjnych;
• przewody uziemiające lokalnych instalacji antenowych;
• wszelkie wprowadzone do budynku i rozprowadzone w nim metalowe przewody instalacyjne: wodne, gazowe, kanalizacyjne i inne;
• rozległe metalowe części konstrukcyjne budynku, jeżeli są dostępne: stalowe konstrukcje szkieletowe, dźwigary stalowe, prowadnice dźwigów, zbrojenie betonu, metalowe elewacje i metalowe pokrycia dachowe.
Rysunek 17. Przykład montażu wyposażenia w pomieszczeniu, w którym znajdują się złącze instalacji elektrycznej,
główna szyna wyrównawcza i połączenia ochronne.
Objaśnienia do Rysunku 17:
1. uziom fundamentowy;
2. główna szyna wyrównawcza (GSW);
3. kabel zasilający;
4. złącze z bezpiecznikami;
5. wewnętrzna linia zasilająca (WLZ);
6. instalacja teletechniczna;
7. połączenie z urządzeniami teletechnicznymi;
8. instalacja wodociągowa;
9. instalacja gazowa;
10. wstawka izolacyjna;
11. instalacja centralnego ogrzewania;
12. kanalizacja z materiału przewodzącego;
13. połączenie z anteną TV;
14. połączenie z przewodem ochronnym PE;
15. połączenie z uziomem instalacji odgromowej;
16. połączenie z uziomem fundamentowym.
Przekrój poprzeczny przewodów miedzianych na połączenia wyrównawcze główne, nie powinien być mniejszy niż 6 mm2. Jeżeli połączenie wyrównawcze może przewodzić znaczną część prądu piorunowego w budynkach wyposażonych w instalację odgromową, to jego przekrój nie powinien być mniejszy niż 16 mm2 i nie musi być większy niż 25 mm2.
Połączenia wyrównawcze miejscowe, to wszystkie połączenia wyrównawcze ochronne, które nie są połączeniami wyrównawczymi głównymi. Połączenia wyrównawcze miejscowe łączą części przewodzące dostępne i części przewodzące obce. Jest to szczególnie ważne w przypadku części równocześnie dostępnych (l ≤ 2,5 m). Połączenia mogą być wykonane jako bezpośrednie, bez pośrednictwa szyny wyrównawczej lub za pośrednictwem szyny wyrównawczej.
Metalowe wanny, powinny być objęte miejscowymi połączeniami wyrównawczymi, jako części przewodzące obce, jednak trwałe nadanie wannie potencjału ziemi, może paradoksalnie zwiększać zagrożenie porażeniowe. Jest to związane z nieodpowiedzialnym zachowaniem użytkowników urządzeń elektrycznych, polegającym na używaniu w wannie urządzeń, które nie są do tego przeznaczone np. suszarki włosów. Ten dylemat rozwiązuje się w sposób naturalny ze względu na wypieranie wanien metalowych przez wanny z tworzyw sztucznych.
Rysunek 18. Lokalizacja uziemień, przewodów ochronnych i przewodów ochronnych wyrównawczych
Objaśnienia do Rysunku 18:
UF – uziom fundamentowy;
UO – uziom instalacji odgromowej, jeżeli zdecydowano uzupełnić uziom fundamentowy, dla podniesienia skuteczności instalacji odgromowej;
GSW – główna szyna wyrównawcza;
MSW – miejscowa szyna wyrównawcza;
SW – szyna wyrównawcza rozdzielnicy;
E – przewód uziemiający;
PE – przewód ochronny;
PBE1 – przewód ochronny wyrównawczy główny;
PBE2 – przewód ochronny wyrównawczy miejscowy;
LPS – instalacja odgromowa;
M – część przewodząca dostępna urządzenia elektrycznego;
M1 – część przewodząca dostępna urządzenia, które jest
C1 – część przewodząca obca – metalowa rura instalacji gazowej;
C2 – część przewodząca obca – metalowa rura instalacji wodnej;
C3 – część przewodząca obca – metalowa rura instalacji kanalizacyjnej (lub inny metalowy rurociąg);
C4 – część przewodząca obca – metalowa rura instalacji centralnego ogrzewania;
C5 – część przewodząca obca – metalowa rura instalacyjna, która jest równocześnie dostępna z częściami przewodzącymi dostępnymi urządzeń elektrycznych (M1);
WI – wstawka izolacyjna instalacji gazowej;
CO – piec centralnego ogrzewania;
PG – podgrzewacz gazowy.
Rysunek 19. Przekroje poprzeczne przewodów połączeń wyrównawczych miejscowych.
SPBE – przekrój poprzeczny przewodu wyrównawczego ochronnego;
SPE – przewód poprzeczny przewodu ochronnego urządzenia
Szczególnie ważne jest objęcie miejscowymi połączeniami wyrównawczymi, przewodzących elementów urządzeń elektrycznych (zazwyczaj to obudowy) i przewodzących elementów instalacji, konstrukcji, kanałów itp. jeżeli są one częściami równocześnie dostępnymi, czyli znajdują się w odległości nie większej niż 2,5 m. od siebie.
Wkładka izolacyjna montowana w metalowych rurociągach ma za zadanie zapobiegać prądom błądzącym i w konsekwencji przyśpieszonej korozji. Prądy błądzące mogą być spowodowane przyłączeniem metalowego rurociągu do połączeń wyrównawczych. Wkładka izolacyjna powinna być zbocznikowana iskiernikiem, w celu odprowadzenia prądu piorunowego wewnątrz iskiernika i uniknięciu przeskoków iskrowych wewnątrz rurociągu gazowego.
Rysunek 20. Ochrona metalowych rur sieci wodociągowej od korozji spowodowanej sąsiedztwem uziomu fundamentowego
WI - wkładka izolacyjna, Z - zawór, W - wodomierz, 1 - metalowy rurociąg, 2 - ogranicznik diodowy, 3 - połączenie bocznikujące,
4 - połączenie wyrównawcze, GSW - główna szyna wyrównawcza
6. Połączenia ochronne i uziemiające
| Przekrój SL przewodów fazowych instalacji | Najmniejszy dopuszczalny przekrój przewodów ochronnych i uziemiających |
|---|---|
| SL ≤ 16 mm2 SL = 25; 35 mm2 SL ≥ 16 mm2 |
SL 16 mm2 0,5 SL |
| UWAGA 1 Przekroje są podane przy założeniu, że przewody fazowe i ochronne lub uziemiające, są wykonane z tego samego materiału. Jeżeli materiały są różne podane przekroje należ korygować. UWAGA 2 Przewody miedziane, przez które może przepływać znacząca część prądu piorunowego, nie mogą mieć przekroju poprzecznego mniejszego niż 16 mm2, zalecany przekrój to 25 mm2. |
|
7. wyposażenie
7.1 Moc zapotrzebowana
Moc zapotrzebowaną na pojedyncze mieszkanie w podstawowym standardzie, przyjmuje się jako:
• 12,5 kVA, w przypadku mieszkań zaopatrzonych w ciepłą wodę z zewnętrznej sieci grzewczej;
• 30 kVA, w przypadkach mieszkań nie zaopatrzonych w ciepłą wodę z zewnętrznej sieci grzewczej.
W przypadkach wymienionych w normie, dopuszcza się zwiększenie lub zmniejszenie podanej mocy zapotrzebowanej [3].
7.2 WLZ
WLZ wykonuje się przewodami o obciążalności prądowej długotrwałej co najmniej 50 A i o przekroju co najmniej 10 mm2.
7.3 Minimalna dopuszczalna ilość obwodów
Obwód to część instalacji o tym samym, najbliższym zabezpieczeniu nadprądowym.
| Powierzchnia mieszkania A [m2] | Najmniejsza dopuszczalna ilość obwodów |
|---|---|
| A ≤ 50 | 2 |
| 50 < A ≤ 75 | 3 |
| 75 < A ≤ 100 | 4 |
| 100 < A ≤ 125 | 5 |
| A > 125 | 6 |
7.4 Łączniki izolacyjne
Instalacja elektryczna powinna być wyposażona w łącznik izolacyjny, przeznaczony do wykonywania prac przy wyłączonym napięciu (np. prace konserwacyjne i naprawy). Łącznik izolacyjny może odłączać całą instalację lub poszczególne obwody. Jako łączniki izolacyjne stosuje się m.in. rozłączniki i wyłączniki. Do odłączania izolacyjnego, mogą być stosowane, używane jako zabezpieczenia wyłączniki nadprądowe i wyłączniki różnicowoprądowe, jeżeli spełniają wymagania dla łączników izolacyjnych. Łącznik izolacyjny powinien być oznaczony odpowiednim symbolem graficznym i powinien wytrzymywać odpowiednie napięcie udarowe (Uimp), którego wartość jest uzależniona od wartości napięcia znamionowego instalacji (Un) i kategorii przepięć.
Jeżeli instalacja jest zasilana napięciem trójfazowym 230/400 V, to łącznik izolacyjny powinien mieć napięcie udarowe wytrzymywane:
• Uimp = 5 kV w 3 kategorii przepięć;
• Uimp = 8 kV w 4 kategorii przepięć.
Rysunek 21. Symbole graficzne łączników izolacyjnych, które mogą być stosowane w instalacjach budynków mieszkalnych:
rozłącznik (a), wyłącznik (b), rozłącznik konserwacyjny (c).
Funkcja izolowania jest oznaczona w symbolach poziomą kreską (jeżeli symbole są przedstawione w układzie pionowym, jak na rysunku).
Fotografia 1. Rozłącznik izolacyjny o napięciu udarowym wytrzymywanym 8 kV, zamontowany w rozdzielnicy głównej budynku. Rozłącznik, jest łącznikiem trójpozycyjnym i umożliwia przełączanie instalacji na rezerwowe źródło zasilania.
Na czas wykonywania prac remontowo-konserwacyjnych, rozłącznik może być blokowany kłódką, aby zapobiec przypadkowemu (lub zamierzonemu) załączeniu zasilania.
Normy na wyłączniki i rozłączniki [14, 15] wymagają od producentów ustalenia i podania prądu znamionowego załączalnego zwarciowego (Icm), nie podając zastosowania takiego parametru. Wymaganie dotyczy zamknięcia łącznika "na zwarcie", co może spowodować uszkodzenie łącznika. Zdaniem autora ten parametr powinien być uwzględniony przy doborze łącznika izolacyjnego, ze względu na bezpieczeństwo prac przy wyłączonym napięciu. To oznacza, że powinna być spełniona zależność:
Icm ≥ ip (io)
gdzie:
Icm - prąd znamionowy załączalny zwarciowy
ip - prąd zwarciowy szczytowy
io - prąd zwarciowy ograniczony
Jeżeli wartość prądu zwarciowego nie jest zanana i/lub obliczenia wytrzymałości zwarciowej nie są wykonywane, warto przewymiarować parametry stosowanego łącznika lub zastosować inny łącznik.
7.4 Rozdzielnice
Rozdzielnice mieszkaniowe powinny być przystosowane do prądu zwarciowego początkowego 6 kA. Zatem wyposażenie takie jak wyłączniki nadprądowe, powinno mieć zdolność wyłączania 6 kA i klasę ograniczenia cieplnych skutków prądu zwarciowego 3. Tak duże narażenia zwarciowe są w rozdzielnicach budynków mieszkalnych (jednorodzinnych) rzadko spotykane, jednak powszechnie dostępne w handlu zabezpieczenia przeważnie spełniają podane wymagania.
Rysunek 22. Obciążalność zwarciowa (6 kA) i klasa ograniczania prądu
zwarciowego (3) wyłącznika nadprądowego
Rozdzielnice powinny być montowane w miejscach, które nie utrudniają dostępu i obsługi, np. testu wyłączników różnicowoprądowych, który powinien być wykonywany regularnie, zgodnie z zaleceniami producenta, ale nie rzadziej niż co 6 miesięcy.
W wyłącznikach nie otwieranych przez długi czas, dochodzi do adhezyjnego przywarcia styków i przy przepływie prądu rażeniowego przez ciało człowieka, wyłącznik może nie zadziałać (!). Po ręcznym otwarciu i zamknięciu, wyłącznik działa poprawnie – jest sprawny.
Z ww. względów, rozdzielnice nie powinny być montowane nad drzwiami, taka lokalizacja będzie problematyczna również po zadziałaniu zabezpieczenia nadprądowego w obwodzie oświetlenia, jeżeli w pomieszczeniu jest ciemno, zwłaszcza dla osób, które mają ograniczoną możliwość poruszania się.
Rysunek 23. Prawidłowa i nieprawidłowa lokalizacja rozdzielnicy
7.6 Ograniczniki przepięć
Dobór ograniczników przepięć w instalacjach niewielkich budynków mieszkalnych, jest nieco problematyczny. Popularne warystorowe ograniczniki przepięć, wydają się być dobrym i stosunkowo tanim rozwiązaniem, jednak w przypadku przepływu prądu piorunowego o dużej wartości, mogą zostać uszkodzone. Może to w konsekwencji spowodować uszkodzenie chronionych instalacji i urządzeń, a w skrajnym przypadku może dojść do eksplozji ograniczników przepięć.
Iskiernikowe ograniczniki przepięć wytrzymują prądy piorunowe o największych wartościach, jednak takie prądy mogą spowodować zadziałanie bezpieczników i w konsekwencji uszkodzenie chronionych instalacji i urządzeń. W skrajnych przypadkach może dojść do eksplozji bezpieczników poprzedzających ogranicznik przepięć.
Pewnym kompromisem mogą być kombinowane ograniczniki przepięć, w których iskiernik posiada dodatkową elektrodę zapłonową i układ warystorowy przeznaczony do zainicjowania wyładowania łukowego wewnątrz iskiernika. Ograniczniki kombinowane mają napięciowy poziom ochrony pozwalający na stosowanie ich jako ograniczniki przepięć klasy 1 i klasy 2. Wadą ograniczników kombinowanych, może być nadmierne zużycie (wypalenie) iskiernika spowodowane częstymi zadziałaniami związanymi z niską wartością napięciowego poziomu ochrony.
Fotografia 2. Kombinowany ogranicznik przepięć typu 1 i 2, przeznaczony do montażu w pobliżu złącza instalacji elektrycznej budynku.
Ograniczniki przepięć typu 1 powinny być montowane za głównym zabezpieczeniem nadprądowym, w pobliżu miejsca wprowadzenia instalacji do budynku, jednak w praktyce, możliwym miejscem instalacji jest rozdzielnica główna budynku (za układem pomiarowym).
Rysunek 24. Sposób przyłączenia ograniczników przepięć (SPD) typu 1 w zależności od układu sieciowego instalacji elektrycznej.
Budynki wyposażone w instalację odgromową i/lub napowietrzne przyłącze instalacji elektrycznej, są narażone na bezpośrednie wnikanie części prądu piorunowego. Na wnikanie prądu piorunowego, są narażone również budynki sąsiadujące z budynkami wyposażonymi w instalację odgromową i w takich przypadkach stosuje się ograniczniki przepięć typu 1.
Maksymalny prąd udarowy ogranicznika typu 1, powinien być podany dla impulsu 10/350 μs, którego kształt odpowiada kształtowi przebiegu prądu piorunowego. Norma na ograniczniki przepięć PN-EN 61643-11:2013-06 nie podaje kształtu impulsu, który ogranicznik powinien wytrzymać i dlatego producenci, często podają maksymalny prąd udarowy, dla impulsu o kształcie 8/20 μs, który jest zbliżony do kształtu prądu udarowego związanego z przepięciami łączeniowymi.
To powoduje, że ograniczniki warystorowe typu 1 robią „dobre wrażenie”, sugerujące wysoki poziom ochrony przepięciowej, którego faktycznie nie mają.
Rysunek 25. Parametry T1/T2 opisujące kształt impulsu prądu udarowego Iimp (10/350 μs):
T1 – czas trwania czoła (czas do osiągnięcia wartości szczytowej prądu udarowego – 10 μs);
T2 – czas półszczytu (czas do opadnięcia wartości prądu udarowego do połowy wartości szczytowej – 350 μs).
Rysunek 26. Porównanie impulsu 10/350 μs, odwzorowującego udary prądowe związane z przepięciami atmosferycznymi (prąd piorunowy)
i impulsu 8/20 μs odwzorowującego udary prądowe związane z przepięciami łączeniowymi.
Przyłączenie ograniczników przepięć do instalacji powinno być wykonane jak najkrótszymi przewodami, ze względu na spadki napięć, które przy dużych wartościach prądu mogą być znaczące. Długość przewodów nie powinna przekraczać 0,5 m.
Rysunek 27. Sposób przyłączenia ogranicznika przepięć (SPD) – odcinki przewodów oznaczone literami A i B,
nie powinny być dłuższe niż 0,5 m (łącznie 1 m), ze względu na spadki napięcia w czasie przewodzenia prądu udarowego.
E - chronione wyposażenie (instalacje i urządzenia).
Rysunek 28. Sposób przyłączenia ogranicznika przepięć (SPD) – spadki napięcia na przewodach i ograniczniku przepięć sumują się,
powodując narażenie napięciowe urządzeń chronionych, znacznie większe niż napięciowy poziom ochrony ogranicznika przepięć.
E - chronione wyposażenie (instalacje i urządzenia).
Aby zmniejszyć spadki napięcia na przewodach zwiększające narażenie napięciowe chronionych urządzeń, stosuje się połączenie typu V, które zmniejsza lub likwiduje w zależności od wersji (Rysunek 29 i Rysunek 30), dodatkowy spadek napięcia na przewodach w „gałęzi poprzecznej”.
Rysunek 29. Sposób przyłączenia ogranicznika przepięć (SPD) – połączenie typu „V” eliminuje spadek napięcia w przewodzie liniowym,
Spadek napięcia na odcinku przewodu oznaczonego literą C, powinien być ograniczony przez ograniczenie jego długości do 1 m.
E - chronione wyposażenie (instalacje i urządzenia).
Rysunek 30. Sposób przyłączenia ogranicznika przepięć (SPD) – połączenie typu „V” przedstawione na rysunku,
całkowicie eliminuje dodatkowe spadki napięcia na przewodach w „gałęzi poprzecznej”.
E - chronione wyposażenie (instalacje i urządzenia).
Ograniczniki przepięć wymagają dobezpieczenia, jeżeli bezpiecznik poprzedzający ogranicznik przepięć, ma prąd znamionowy większy niż maksymalny prąd znamionowy dopuszczany przez producenta. W przypadku ogranicznika przepięć przedstawionego na Fotografii 2, maksymalny prąd znamionowy udarowy wynosi 160 A i jeżeli bezpiecznik poprzedzający ma większy prąd znamionowy, dodatkowy bezpiecznik umieszcza się w torze prądowym (poprzecznym) ogranicznika przepięć.
Rysunek 31.Dobezpieczenie ogranicznika przepięć (SPD):
F1 – bezpiecznik poprzedzający ogranicznik przepięć;
F2 – bezpiecznik dobezpieczający ogranicznik przepięć;
E – chronione wyposażenie (instalacje i urządzenia).
Jeżeli warystorowe ograniczniki przepięć typu 2, są montowane w pobliżu iskiernikowych ograniczników przepięć typu 1, wymagana jest koordynacja energetyczna pomiędzy nimi. Ograniczniki powinny być montowane w odpowiedniej, podanej przez producenta odległości od siebie lub stosuje się pomiędzy nimi elementy indukcyjne o odpowiednich parametrach. Wynika to z parametrów ograniczników przepięć; iskierniki typu 1, mają poziom ochrony 4 kV, a warystory typu 2, mają poziom ochrony 2,5 kV i aby nie doszło do uszkodzenia warystorów, konieczne jest wprowadzenie dodatkowego spadku napięcia w „gałęzi wzdłużnej”. Napięcie 4 kV znacznie przekracza napięciowy poziom ochrony ograniczników przepięć typu 2 (2,5 kV), a dodatkowym niekorzystnym aspektem, jest czas odpowiedzi obu urządzeń. W przypadku iskierników, czas odpowiedzi to około 100 ns, a w przypadku warystorów 25 ns. Rozwiązaniem problemów z koordynacją, może być zastosowanie kombinowanych ograniczników przepięć (typ 1 + typ 2).
Rysunek 32. Koordynacja iskiernikowego ogranicznika przepięć (SPD1) z warystorowym ogranicznikiem przepięć (SPD2)
– ze względu na niewystarczającą odległość pomiędzy ogranicznikami (długość przewodów), zastosowano indukcyjny element odsprzęgający (L1).
E - chronione wyposażenie (instalacje i urządzenia).
Rysunek 33. Sposób przyłączenia ograniczników przepięć (SPD) typu 2, w zależności od układu sieciowego instalacji elektrycznej.
Połączenie z przewodem ochronnym (z ziemią) można wykonać sposobem A lub B.
Urządzenia elektroniczne szczególnie wrażliwe na działanie przepięć, urządzenia o dużej wartości materialnej lub urządzenia, których działanie jest szczególnie ważne, np. ze względów bezpieczeństwa, mogą być dodatkowo chronione ogranicznikami przepięć typu 3.
Ograniczniki typu 3, powinny być umieszczone w pobliżu chronionych urządzeń i w zależności od rodzaju wykonania, mogą być montowane na szynach montażowych rozdzielnic lub wewnątrz urządzeń elektrycznych, np. wewnątrz puszek instalacyjnych.
Fotografia 3. Ogranicznik przepięć typu 3, przeznaczony do montażu na szynie montażowej
rozdzielnicy, w pobliżu chronionego urządzenia.
Fotografia 4. Ogranicznik przepięć typu 3, przeznaczony do montażu na szynie montażowej
rozdzielnicy, w pobliżu chronionego urządzenia – dane znamionowe
Rysunek 34. Sposób przyłączenia ograniczników przepięć (SPD) typu 3,
niezależnie od układu sieciowego instalacji elektrycznej.
7.7 Wyłączniki różnicowoprądowe
W normie na ochronę przeciwporażeniową [14], sformułowano wymaganie stosowania wyłączników różnicowoprądowych o znamionowym prądzie różnicowym 30 mA, jako ochronę uzupełniającą dla:
• obwodów wyposażonych w gniazda wtyczkowe ogólnego przeznaczenia o prądzie znamionowym nie przekraczającym 32 A, które mogą być stosowane przez osoby postronne;
• urządzeń przenośnych o prądzie znamionowym nie przekraczającym 32 A i przeznaczonym do użytkowania na zewnątrz;
• końcowych obwodów oświetleniowych w obiektach indywidualnych gospodarstw domowych.
Dodatkowe wymagania stosowania wyłączników różnicowoprądowych, dotyczą pomieszczeń specjalnych, np. w łazienkach (Część 7 normy).
Wyłączniki różnicowoprądowe wysokoczułe o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 30 mA, stosowane jako ochrona uzupełniająca, są uznanym środkiem ochronnym, w przypadku uszkodzenia środków ochrony podstawowej i/lub ochrony dodatkowej lub w przypadku nieostrożności użytkowników.
W instalacjach elektrycznych o układzie sieciowym TT, urządzenia różnicowoprądowe mogą być niezbędne do zapewnienia skuteczności ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej, przez samoczynne wyłączenie zasilania.
Wyłączniki różnicowoprądowe dzielą się ze względu na budowę, na:
RCCB – wyłączniki bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego;
RCBO – wyłączniki z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym.
W przypadku zastosowania wyłączników RCBO z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym, w każdym zabezpieczanym obwodzie, będzie znajdował się wyłącznik różnicowoprądowy, oznacza to większą ilość urządzeń i większe koszty. Zaletami takiego rozwiązania są selektywne wyłączenie obwodu w przypadku zadziałania i brak konieczności dobezpieczenia, które może być konieczne dla wyłączników RCCB.
Jeden wyłącznik RCCB może chronić kilka obwodów, ale nie powinien chronić wszystkich, ze względu na selektywność zabezpieczeń – zadziałanie wyłączy wszystkie obwody.
Wyłączniki RCCB mogą wymagać dobezpieczenia do ochrony przed prądami zwarciowymi, szczególnie, jeżeli w miejscu instalacji prąd zwarciowy spodziewany ma znaczne wartości, a zabezpieczeniem poprzedzającym jest wyłącznik nadprądowy. Jeżeli prąd zwarciowy spodziewany w miejscu instalacji nie jest znany i/lub wytrzymałość zwarciowa nie jest weryfikowana, warto przewymiarować prąd znamionowy i wybrać wyłączniki RCCB, o prądzie znamionowym ciągłym, np.: 40 A lub 63 A.
Zgodnie z normą na wyłączniki różnicowoprądowe do użytku domowego i podobnego (PN-EN 61008-1:2007), wyłączniki o znamionowym prądzie zwarciowym umownym 6 kA i o prądzie znamionowym ciągłym 25 A wytrzymują:
• całkę Joule`a nie mniejszą niż 3,7 kA2s,
• prąd szczytowy nie mniejszy niż 1,7 kA,
a wyłączniki o znamionowym prądzie zwarciowym umownym 6 kA i o prądzie znamionowym ciągłym 40 A wytrzymują:
• całkę Joule`a nie mniejszą niż 11,5 kA2s,
• prąd szczytowy nie mniejszy niż 3 kA.
Prąd zwarciowy przepływający przez zamknięty wyłącznik RCCB może spowodować cieplne uszkodzenie – zespawanie styków i w przypadku porażenia prądem użytkownika, może nie zadziałać.
Przedstawiony na Fotografii 5 wyłącznik różnicowoprądowy, ma napięcie znamionowe udarowe wytrzymywane 6 kV i jest oznaczony jako łącznik izolacyjny. To oznacza, że może być stosowany jako łącznik izolacyjny w kategorii przepięć III. Producent deklaruje prąd znamionowy zwarciowy umowny 10 kA, pod warunkiem dobezpieczenia bezpiecznikiem o charakterystyce gG i prądzie znamionowym nie większym niż 80A.
Fotografia 5. Wyłącznik różnicowoprądowy RCCB, czterobiegunowy
Rysunek 35. Przykład wykonania obwodów rozdzielczych i obwodów końcowych w budynku wieloizbowy.
Ponieważ zastosowane łączniki nie spełniają wymagań stawianych łącznikom izolacyjnym, w rozdzielnicy zastosowano rozłącznik izolacyjny (SD)
| Symbol | Oznaczenie | Działanie i przeznaczenie |
|---|---|---|
 |
AC | Wyzwalacz wyłącznika działa przy prądzie różnicowym przemiennym |
 |
A | Wyzwalacz wyłącznika działa przy prądzie różnicowym przemiennym oraz przy prądzie jednokierunkowym pulsującym o składowej stałej nieprzekraczającej 6 mA |
 |
F | Wyzwalacz wyłącznika działa przy prądzie różnicowym przemiennym, przy prądzie jednokierunkowym pulsującym o składowej stałej nieprzekraczającej 10 mA oraz przy prądzie zawierającym harmoniczne |
 |
B | Wyzwalacz wyłącznika działa przy prądzie różnicowym przemiennym, przy prądzie jednokierunkowym pulsującym oraz przy prądzie stałym o pomijalnym tętnieniu. Nowa generacja wyłączników działa dodatkowo przy prądzie przemiennym sinusoidalnym o częstotliwości do 1000 Hz oraz przy prądzie zawierającym harmoniczne (symbol po prawej stronie) |
| Symbol | Oznaczenie | Działanie i przeznaczenie |
|---|---|---|
 |
KV, KVP, HI, VSK | Wyłącznik krótkozwłoczny, odporny na udarowy prąd różnicowy 3 kA o przebiegu 8/20 μs, o najmniejszym czasie przetrzymania 10 ms |
 |
Wyłącznik zwłoczny (selektywny), odporny na udarowy prąd różnicowy 5 kA o przebiegu 8/20 μs, o najmniejszym czasie przetrzymania 50 ms | |
 |
Wyłącznik bezzwłoczny odporny na prąd różnicowy 500 A o przebiegu 8/20 μs | |
 |
Wyłącznik o obciążalności zwarciowej 6 kA, przy dobezpieczeniu bezpiecznikiem In ≤ 63 A klasy gG | |
 |
Wyłącznik o obciążalności zwarciowej 10 kA, przy dobezpieczeniu bezpiecznikiem In ≤ 160 A klasy gG | |
 |
Wyłącznik o obciążalności zwarciowej 10 kA | |
 |
Wyłącznik mrozoodporny | |
| - 5 °C | Wyłącznik w wykonaniu podstawowym przeznaczony do stosowania w pomieszczeniach w temperaturach otoczenia −5°C do +40°C (również w przypadku braku oznaczenia tempeartury) |
Rysunek 36. Przykład wykonania obwodów rozdzielczych i obwodów końcowych w budynku wieloizbowym.
Ze względu na konieczność zastosowania szeregowo połączonych wyłączników różnicowoprądowych w instalacji zasilanej z sieci o układzie TT,
zastosowano wyłącznik selektywny (RCD 3), aby zapewnić selektywność zabezpieczeń
Podstawowym typem wyłączników różnicowoprądowych, ze względu na kształt prądu różnicowego jest typ AC, który jest przeznaczony dla prądów sinusoidalnych nieodkształconych. W przypadku stosowania przekształtników w urządzeniach elektrycznych, prądy różnicowe mogą być odkształcone i w takich przypadkach stosuje się wyłączniki typu: A, F i B.
Przy prądach różnicowych jednokierunkowych, można stosować wyłączniki typu A, F i B, jeżeli stosuje się prostowniki wielofazowe z filtrami napięcia i kształt prądu zbliża się do przebiegu prądu stałego i przy prądach stałych można stosować wyłącznie wyłączniki typu B.
W obwodach zasilanych z pośrednich przemienników częstotliwości, prądy różnicowe mogą mieć przebiegi o różnych częstotliwościach i mogą zmieniać się w szerokim przedziale. W takich obwodach można stosować wyłączniki różnicowoprądowe typu F i B.
Schemat podłączenia wyłączników różnicowoprądowych różnych typów: AC, A, F, B.
Rysunek 37. Przykład wzajemnego umiejscowienia wyłączników różnicowoprądowych różnych typów, związanych z kształtem przewodzonego prądu różnicowego (AC, A, F, B)
7.8 Detektory iskrzenia
W miejscach, w których istnieje zwiększone zagrożenie pożarem lub pożar mógłby spowodować duże straty, instaluje się detektory iskrzenia, które odłączają zasilanie w obwodach dotkniętych uszkodzeniem.
Detektory iskrzenia AFDD (ang. Arc Fault Detection Device) są wyposażone w wyzwalacz, który reaguje na częstotliwości powodowane przez iskrzenie w miejscach uszkodzeń. Detektory nie powinny reagować na iskrzenia typowe dla sprawnych urządzeń elektrycznych (np. iskrzenie silników komutatorowych, zamykanie i otwieranie łączników).
Detektory wyposaża się w przyciski kontrolne do okresowego sprawdzania działania wyzwalacza detektora iskrzenia.
Fotografia 6. Wyłącznik nadprądowy C16 z detektorem iskrzenia (AFDD)
8. Instalacje elektryczne w łazienkach
Pomieszczenia wyposażone w wannę lub prysznic, dzieli się na strefy: 0, 1 i 2, w których obowiązują różne zasady doboru i montażu wyposażenia elektrycznego.
Sposoby wyznaczania poszczególnych stref, zostały przedstawione na rysunkach. Górną granicę stref 1 i 2 wyznacza wysokości 225 cm nad poziomem posadzki, lub wysokość głowicy prysznica lub punktu wypływu, w zależności od tego, która jest większa.
Rysunek 38. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w wannę (widok z boku).
Rysunek 39. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w wannę (widok z góry).
Rysunek 40. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w wannę i ścinkę oddzielającą (widok z góry).
Rysunek 41. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w prysznic i brodzik (widok z boku).
Rysunek 42. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w prysznic bez brodzika (widok z boku).
Rysunek 43. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w prysznic bez brodzika i ściankę oddzielającą (widok z boku).
Rysunek 44. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w prysznic bez brodzika – rozmiar stref jest wyznaczany w stosunku do punktu poboru
wody, który został oznaczony na rysunku (widok z góry).
Rysunek 45. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w prysznic bez brodzika – rozmiar stref jest wyznaczany w stosunku do punktu poboru
wody, który został oznaczony na rysunku (widok z góry).
Rysunek 46. Zasady wyznaczania stref 0, 1 i 2 w pomieszczeniu wyposażonym
w prysznic bez brodzika i ściankę oddzielającą – rozmiar stref jest wyznaczany w stosunku do punktu odpływu kanalizacji,
który został oznaczony na rysunku (widok z góry).
Jako ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym w pomieszczeniach wyposażonych w wannę lub prysznic stosuje się:
• separację elektryczną
• środek ochronny: bardzo niskie napięcie SELV i PELV
• ochronę uzupełniającą: urządzenie różnicowoprądowe (RCD);
• ochronę uzupełniającą: miejscowe połączenie wyrównawcze;
Separacja ochronna może być stosowana wyłącznie do jednego odbiornika lub pojedynczego gniazda wtyczkowego. Separacja ochronna nie może być stosowana w obwodach ogrzewania podłogowego.
Układ PELV i układ SELV stosuje się pod warunkiem, że napięcie nie przekracza:
• 12 V a.c. lub 30 V d.c. w strefie 0
• 25 V a.c. lub 60 V d.c. w strefie 1
Źródła zasilania układu PELV i SELV muszą być umieszczone poza strefami 0 i 1.
Ochrona uzupełniająca – urządzenia ochronne różnicowoprądowe (RCD) o znamionowym prądzie różnicowym ≤ 30 mA stosuje się do wszystkich obwodów z wyjątkiem obwodów, w których zastosowano separację ochronną, lub układ SELV, lub układ PELV.
Ochrona uzupełniająca – miejscowe połączenia wyrównawcze łączące przewody ochronne z częściami przewodzącymi dostępnymi i częściami przewodzącymi obcymi. Miejscowe połączenia wyrównawcze mogą być wykonane na zewnątrz lub wewnątrz pomieszczeń wyposażonych w wannę lub prysznic, najlepiej w pobliżu miejsca wprowadzenia do pomieszczenia części przewodzących. Do miejscowych połączeń wyrównawczych nie przyłącza się metalowej armatury zamontowanej na rurach z tworzyw sztucznych (nieprzewodzących).
Strefa 0
Wyposażenie elektryczne powinno mieć stopień ochrony przed wpływami zewnętrznymi co najmniej IPX7 i powinno być przeznaczone do montażu w tej strefie. Urządzenia muszą być zamontowane i podłączone na stałe.
W strefie 0 nie wolno montować urządzeń rozdzielczych i sterowniczych.
Strefa 1
Wyposażenie elektryczne powinno mieć stopień ochrony przed wpływami zewnętrznymi co najmniej IPX4 i powinno być przeznaczone do montażu w tej strefie. Urządzenia muszą być zamontowane i podłączone na stałe. W strefie 1 mogą być instalowane:
• wirówki wodne,
• pompy prysznica,
• urządzenia w klasie ochronności III (zasilane z układu SELV lub PELV),
• urządzenia wentylacyjne,
• suszarki ręczników,
• urządzenia do podgrzewania wody,
• oprawy oświetleniowe.
W strefie 1 można montować puszki łącznikowe, osprzęt i gniazda wtyczkowe w których zastosowano układ SELV lub PELV.
Strefa 2
Wyposażenie elektryczne powinno mieć stopień ochrony przed wpływami zewnętrznymi co najmniej IPX4 (nie dotyczy maszynek do golenia).
W strefie 2 można montować osprzęt z wyjątkiem gniazd wtyczkowych, osprzęt i gniazda wtyczkowe przeznaczone do obwodów PELV i SELV, oraz maszynki do golenia zgodne z odpowiednią normą wyrobu.
Przewody montowane w ścianach ograniczających miejsca w których wyznaczono strefy, powinny być prowadzone na zewnątrz, albo w ścianie na głębokości co najmniej 5 cm.
Przewody do odbiorników montowanych w strefie 1 powyżej ściany prowadzi się z góry (pionowo) lub z boku (poziomo) poprzez ścinę. Jeżeli te wymagania nie mogą spełnione, należy stosować dodatkowe wymagania podane w normie [2].
Bibliografia:
1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
2. PN-HD 60364-7-701:1010P Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 7-701: Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub prysznic
3. Norma SEP N SEP-E-002. Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych. Podstawy planowania
4. Musiał E.: Uziomy fundamentowe i parafundamentowe (www.edwardmusial.info)
5. Musiał E. Połączenia wyrównawcze ochronne (www.edwardmusial.info)
6. Musiał E. Rozdzielnice w budynkach mieszkalnych (www.edwardmusial.info)
7. Musiał E.: Połączenia wyrównawcze jako ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca (www.edwardmusial.info)
8. Musiał E. Rozdzielnice w budynkach mieszkalnych (www.edwardmusial.info)
9. Jabłoński W. Budowa i badania instalacji elektrycznych niskiego napięcia. Zagadnienia wybrane
10. Serwis internetowy BEZEL
11. Sowa A. Ograniczanie przepięć w instalacji elektrycznej (www.ochrona.net)
12. Musiał E. Dobezpieczanie ograniczników przepięć (www.edwardmusial.info)
13. Klasyfikacja ograniczników przepięć – ograniczniki Typu i ograniczniki kombinowane (www.rst.pl)
14. PN-HD 60364-4-41:2017-09 Instalacje elektryczne niskiego napięcia Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa Ochrona przed porażeniem elektrycznym
15. PN-EN 60947-1:2010 Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa Część 1: Postanowienia ogólne
16. PN-EN 60947-3:2009 Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa Część 3: Rozłączniki, odłączniki, rozłączniki izolacyjne i zestawy łączników z bezpiecznikami topikowymi
17. Czapp S. Dobezpieczenie wyłączników różnicowoprądowych bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego
17. Musiał E., Czapp S. Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe. Powstanie, rozwój, przyszłość (www.edwardmusial.info)
18. Musiał E., Czapp S. Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe. Przegląd i charakterystyka współczesnych konstrukcji (www.edwardmusial.info)
19. Musiał E., Czapp S. Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe. Niezawodność (www.edwardmusial.info)
20. Musiał E. Badania stanu ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach z wyłącznikami różnicowoprądowymi (www.edwardmusial.info)
21. Czapp S. Wybrane problemy instalacyjne przy stosowaniu wyłączników różnicowoprądowych (INPE nr 141)