Okablowanie i aparatura modułowa instalacji elektrycznej

Dodano: poniedziałek, 13 sierpnia 2018 08:48
Okablowanie i aparatura modułowa instalacji elektrycznej

Wewnętrzna instalacja elektryczna tworzy „układ nerwowy” budynku, niezbędny do jego prawidłowego funkcjonowania. Umożliwia korzystanie z oświetlenia i wielu innych odbiorników prądu, ale jednocześnie musi zapewniać wygodne i bezpieczne użytkowanie. Choć projektem instalacji i jej wykonaniem zajmuje się uprawniony elektryk, to jednak inwestor czy użytkownik powinien brać udział w pracach przygotowawczych choćby ze względu na ustalenie lokalizacji gniazd i łączników jak przewidywanego wyposażenia budynku w urządzenia elektryczne.

Układ zasilania

Niewielkie obiekty budowlane np. domy jednorodzinne są zasilane z sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia (nn) poprzez przyłącze kablowe (ziemne) bądź napowietrzne. Kończy się ono zabezpieczeniem głównym i układem pomiarowym (licznikiem) zlokalizowanymi w zewnętrznej skrzynce przyłączeniowej np. w ogrodzeniu lub na budynku.

O możliwościach korzystania sieciowej energii elektrycznej decyduje przede wszystkim rodzaj zasilania - jedno- lub trójfazowy - oraz dopuszczalna moc obciążenia ograniczona zabezpieczeniem głównym instalacji.

Z kolei na wewnętrzną instalacje elektryczna składa się sieć przewodów zasilających, a niekiedy i sterujących, aparatura zabezpieczająca, osprzęt instalacyjny oraz funkcjonalny – estetycznie dopasowane do wystroju pomieszczeń gniazda i łączniki oświetlenia.

Przewody i okablowanie budynku

Podstawową sieć zasilająca tworzą obwody doprowadzone do gniazdek i opraw oświetleniowych w konfiguracji dostosowanej do planowanego ich rozmieszczenia i obciążenia.

Z jednego standardowego obwodu nie powinno zasilać się więcej niż 10 gniazd o łącznej mocy przyłączeniowej do 3,5kW i 20 punktów oświetleniowych o obciążeniu do 2,2 kW. Standardowo w obwodach tych przewody maja przekrój 2,5 mm2 (gniazda) i 1,5 mm2 (światło).

Do urządzeń o mocy powyżej ok. 3,0 kW z reguły doprowadza się niezależny obwód z oddzielnym zabezpieczeniem i odpowiednio dobranym przekrojem przewodu. Również ze względu na pewność zasilania, niektóre odbiorniki (np. chłodziarkę) zasila się z oddzielnego obwodu.

Układanie podtynkowe przewodów instalacji elektrycznej w budynku w stanie surowym, fot. Maciej Stachowski

Układanie podtynkowe przewodów instalacji elektrycznej w budynku w stanie surowym, fot. Maciej Stachowski

Instalacje elektryczne układane są najczęściej jako podtynkowe z wykorzystaniem płaskich przewodów wielożyłowych typu YDYp składających się z trzech (obwody jednofazowe) lub pięciu żył (obwody trójfazowe).

Do oświetlenia wykorzystywane są też przewody 4-żyłowe przy tzw. zasilaniu świecznikowym. Przez pomieszczenia techniczne, garaże, piwnice instalacje często układana jest „na wierzchu” z wykorzystaniem rurek lub korytek, co umożliwia łatwy dostęp do przewodów w dowolnym miejscu np. w celu rozbudowy.

Rozdzielnica modułowa

Montaż aparatury zabezpieczającej i sterującej w poszczególnych obwodach umożliwia centralna rozdzielnica - odpowiednio pojemna skrzynka z wyposażeniem umożliwiającym zamocowanie poszczególnych urządzeń.

Standardowa rozdzielnica modułowa przystosowana do zainstalowania określonej liczby tzw. modułów wymiarowych (odpowiadający szerokości 17,5 mm aparatów elektrycznych) na znormalizowanych szynach TH 35 ustawionych w kilku rzędach.

Rozdzielnica modułowa z oznakowanymi obwodami elektrycznymi, fot. Janusz Werner
Rozdzielnica modułowa z oznakowanymi obwodami elektrycznymi, fot. Janusz Werner

W rozdzielnicy umieszczone są też listwy zaciskowe do podłączenia przewodów ochronnych i neutralnych. Pod względem montażowym skrzynka może być przystosowana do zamocowania na tynku lub we wnęce, wyposażona w dławice, możliwość plombowania. Przy jej doborze warto przewidzieć miejsce na dodatkowe moduły np. ze względu na rozbudowanie instalacji czy zmianę sposobu sterowania, zabezpieczenia.

Podstawowa aparatura modułowa

W każdej rozdzielnicy domowej powinny być zamontowane wyłączniki nadprądowe (tzw. bezpieczniki) , przeciwporażeniowy wyłącznik różnicowo-prądowy oraz ochronnik przeciwprzepięciowy.

Wyłączniki nadprądowe

Wyłączniki nadprądowepełnią rolę podstawowego zabezpieczenia instalacji domowej przed skutkami zwarcia lub przeciążenia w poszczególnych obwodach. Reagują na krótkotrwały znaczący wzrost prądu w chronionym obwodzie jak i na nieznaczne ale długotrwałe przekroczenie parametrów nominalnych.

Wyłącznik nadprądowy S300 TX3,  fot. Legrand
Wyłącznik nadprądowy S300 TX3,  fot. Legrand

W obwodach zasilających urządzenia o dużym prądzie rozruchu np. silniki, charakterystyka czasowo-prądowa (np. typu C) wyłącznika powinna zapewniać nieznaczne opóźnienie w zadziałaniu.

W typowych obwodach montowane są wyłączniki o prądzie nominalnym 16 A (gniazda) i 10 A (oświetlenie) oraz indywidualnie dobrane przy małych lub znacznie większych obciążeniach.

Wyłączniki różnicowo-prądowe

Wyłączniki różnicowo-prądowe zapewniają skuteczną ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, dzięki dużej czułości i szybkości odłączenia niebezpiecznego napięcia. Ich działanie polega na porównaniu wartości prądu „wychodzącego” przewodem fazowym i „wracającego” przewodem neutralnym. Jeśli wartość ta przekracza określoną różnicę - najczęściej 30 mA - to oznacza, że po drodze gdzieś część prądu „zginęła” na skutek przepływu do ziemi np. przez uszkodzoną izolację bądź przez ciało człowieka.

Wyłącznik różnicowo-prądowy P300 TX3 ,  fot. Legrand
Wyłącznik różnicowo-prądowy P300 TX3, fot. Legrand

Wyłącznik ten zapewnia zarówno ochronę bierną (np., uszkodzenie izolacji urządzenia) jak i czynną - przed dotknięciem nieizolowanego przewodu. W instalacji warto umieścić 2-3 takie wyłączniki, co uchroni przed odcięciem zasilania całego obiektu w przypadku wystąpienia trudnej do zlokalizowania usterki.

Ograniczniki przepięć

Ograniczniki przepięć chronią instalację i podłączone do nie urządzenia przed skutkami pojawienia się wysokiego napięcia w wyniku wyładowań atmosferycznych lub awarii w sieci elektroenergetycznej. Elementem czynnym ogranicznika jest warystor – półprzewodnik reagujący skokowym spadkiem rezystancji przy wzroście napięcia.

Ogranicznik przepięć ON300  fot. Legrand
Ogranicznik przepięć ON300  fot. Legrand

W efekcie prąd wywołany przepięciem przepłynie do ziemi nie wyrządzając szkód w instalacji. Ochronniki ze względu na parametry zaliczane są do zabezpieczeń typu 1, 2 lub 3 i wymagają najczęściej wymiany wkładki po zadziałaniu ochronnika, choć jego niesprawność nie wpływa na bieżącą pracę instalacji.

Wyposażenie specjalne rozdzielnicy

Rozbudowana domowa instalacja elektryczna może wymagać uzupełnienia wyposażenia rozdzielnicy o dodatkową aparaturę lub zamontowanie oddzielnej szafki z aparaturą przystosowaną do zasilania wydzielonych obwodów.

Przekaźniki pełnia rolę elementu sterującego pracą innych urządzeń poprzez oddzielenie obwodu zasilania od jego załączania. Często montowanym aparatem jest przekaźnik bistabilny, który pozwala na załączanie i wyłączanie np. oświetlenia z wielu miejsc.

W takim układzie standardowe wyłączniki zastępowane są przez tzw. przyciski dzwonkowe, a każde naciśnięcie dowolnego z nich skutkuje kolejno np. zapaleniem i zgaszeniem światła. Niektóre przekaźniki mogą pracować również jako wyłączniki czasowe, odłączające zasilanie po nastawionym czasie.

Zabezpieczenia silników dużej mocy (trójfazowych) np. pomp wodnych czy szambowych wymaga zamontowania kompaktowego układu chroniącego m.in. przed przeciążeniem, zanikiem lub asymetrycznym obciążeniem faz.

W ograniczonym zakresie zabezpieczenie takie można zestawić z typowej aparatury modułowej z użyciem silnikowego wyłącznika termicznego, wyłącznika nadprądowego oraz przekaźnika kontroli i zaniku faz.

Ograniczniki mocy to urządzenia konieczne do zamontowania w przypadku korzystania z urządzeń o łącznej mocy elektrycznej przekraczającej przydzielony poziom.

Kompletny system wyłączników i rozłączników mocy. fot. Legrand
Kompletny system wyłączników i rozłączników mocy. fot. Legrand

Warunki takie mogą wystąpić w przypadku korzystania z ogrzewania elektrycznego, kuchenki i podgrzewacza przepływowego, gdy jednoczesne włączenie wszystkich urządzeń spowoduje zadziałanie zabezpieczenia głównego instalacji.

W takich przypadkach konieczne będzie wydzielenie tzw. obwody priorytetowego, którego uruchomienie wyłączy (na czas korzystania z priorytetu) pozostałe urządzenia.

Przykładowo, jeśli będzie to obwód z podgrzewaczem, krótkotrwałe jego użycie nie wpłynie na komfort ogrzewania (bezwładność cieplna budynku) jak i na korzystania z kuchenki. Ogranicznik o dużej mocy obciążenia sterowany jest przez wbudowany przekładnik, a załączanie obwodów niepriorytetowych następuje poprzez stycznik.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcie otwierające: Andrzej Papliński

Zdjęcia w tekście: Janusz Werner, Maciej Stachowski, Legrand