Sieci elektryczne


Z czego składa się instalacja elektryczna

 

Instalacja elektryczna pozwala na korzystanie ze źródeł zasilania energii, dzięki której możemy użytkować nasze urządzenia, maszyny i inne odbiorniki elektryczne w naszym domu czy w pracy.
 Instalacje elektryczne powinny być zaprojektowane i wykonane zgodnie z obowiązującymi wymaganiami bezpieczeństwa i to musi być przestrzegana w każdej przestrzeni naszego życia. 

Podstawowe elementy składowe instalacji elektrycznej typowego budynku to przede wszystkim przyłącza, złącza, linie zasilające wewnętrzne, instalacje znajdujące się w pomieszczeniach ogólnego przeznaczenia (wspólne: klatki schodowe, korytarze, korytarze piwniczne), a także instalacje odbiorcze czyli instalacje w poszczególnych mieszkaniach.

Instalacja elektryczna w domu składa się z kilku lub kilkunastu obwodów, które przeważnie są osobno zabezpieczone na wypadek zwarcia – wszystkie z nich są kontrolowane różnymi przełącznikami w rozdzielnicy - skrzynce z bezpiecznikami.

 

Przyłącze

Element wyjściowy dla instalacji elektrycznej stanowi jej przyłącze. Jest ono odcinkiem linii elektrycznej łączącym zewnętrzną sieć zasilającą ze złączem znajdującym się w budynku. Przyłącze może być wykonane w dwojaki sposób, jako kablowe lub napowietrzne. Wszystko zależy od rodzaju sieci elektroenergetycznej. Jeśli sieć i samo przyłącze są kablowe, wówczas stosuje się tzw. układ magistralny. Kabel zostaje wprowadzony do budynku, a potem przechodzi dalej, do kolejnego. Taka właśnie metoda umożliwia wygodny podział sieci. Natomiast w przypadku sieci napowietrznej trzeba dokonać wyboru odpowiedniego rodzaju przewodów, zdecydować na jakiej wysokości będą one umieszczone oraz w którym miejscu zostaną wprowadzone do budynku

 

Złącze

Złącze jest tym elementem, który łączy instalację w budynku z przyłączem linii energetycznej. Zawiera ono główne zabezpieczenie instalacji danego budynku lub lokalu. Najlepiej, gdy jest umiejscowione w ogólnodostępnym punkcie. Złącze umieszczone w skrzynkach wnękowych przystosowane do zakładania plomby i powinno być zamykane na klucz. Poza tym powinno się zapewnić możliwość wykonania połączenia złącza z główną uziemiającą szyną budynku, w którym założono instalację.

Złącze umieszcza się na zewnętrznej ścianie budynku we wnęce lub w skrzynce przyściennej. Dolne krawędzie wnęki lub skrzynki powinny znajdować się przynajmniej 30 cm nad powierzchnią ziemi. Przewody przyłącza do właściwego złącza prowadzi się w rurze osłonowej.

 

Rozdzielnica główna

W domach jednorodzinnych energia jest doprowadzana bezpośrednio ze złącza przez tablicę licznikową do instalacji odbiorczej. Z kolei w obiektach większych jest stosowana rozdzielnica główna, z której zasilane są wewnętrzne linie zasilające i odbiory administracyjne. Rozdzielnice są wykonywane w postaci szafek przyściennych lub jako tablice umieszczone we wnękach. Rozdzielnica taka jest wyposażona w drzwiczki zamykane na klucz lub kłódkę i powinna być zainstalowana jak najbliżej złącza.  

 

Wyłączniki przeciwpożarowe

Wyłączniki ppoż to urządzenia przeciwpożarowe, które służą do natychmiastowego wyłączenia prądu w instalacjach znajdujących się w budynku, w trakcie zagrożenia (np. pożaru). Stosowanie urządzeń tj. przeciwpożarowe wyłączniki prądu mają za zadanie minimalizację rozprzestrzenienia się i powstania kolejnego zagrożenia w obrębie pozostałych linii energetycznych pod napięciem.

Przeciwpożarowe wyłączniki prądu mają zabezpieczyć osoby znajdujące się w budynku oraz sam obiekt podczas akcji ratowniczo-gaśniczej, z uwagi na fakt iż głównym środkiem gaśniczym jest woda, która bardzo dobrze przewodzi prąd. Woda, jako środek gaśniczy połączona z przewodami może stanowić duże niebezpieczeństwo.

Ręczny przycisk ma zadanie uruchomić mechanizm, który odłączy zasilanie budynku od źródła energii za wyjątkiem obwodów zasilających instalację i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, między innymi takie jak np.:

·        klap dymowych,

·        czujek pożarowych,

·        dźwiękowych ostrzegaczy,

·        pomp pożarowych,

·        oświetlenia awaryjnego,

·        wind ewakuacyjnych,

·        wentylacji pożarowej.

Wewnętrzna linia zasilająca

 Ostatnim opisywanym elementem instalacji jest wewnętrzna linia zasilająca. Wraz z odgałęzieniami stanowi ona układ zasilający w energię poszczególne lokale. W przypadku budynków wielokondygnacyjnych przewiduje się zwykle osobną linię wewnętrzną, zasilającą każdą klatkę schodową. Na kolejnych kondygnacjach znajduje się z reguły rozdzielnica piętrowa z zabezpieczeniami obwodów zasilających kolejne mieszkania. Linie wewnętrzne są prowadzone z głównej rozdzielnicy do kolejnych rozdzielnic piętrowych.

 

Rozdzielnica lokatorska mieszkaniowa - domowa

W chwili obecnej rozdzielnicę tworzą zespół zestawiony z typowych szafek prefabrykowanych. Szafki te mogą być wyposażone w  ograniczniki przepięć, wyłączniki nadprądowe, wyłączniki różnicowo-prądowe. Szafki te są wykonane z blachy lub tworzyw sztucznych.

Wyłączniki nadprądowe pospolicie nazywane bezpiecznikami czy S-ami, inaczej nadmiarowo-prądowe są pomocne w momencie zwarcia lub nadmiernego obciążenia zabezpieczonego obwodu instalacji elektrycznej. Montuje się je dla konkretnego obwodu, czyli gdy funkcjonują cztery obwody, to dla każdego z nich montowany jest oddzielny wyłącznik nadprądowy.

Wyłączniki różnicowo-prądowe odcinają zasilanie, gdy rozpoznają rozbieżność między prądem płynącym w przewodach fazowym i neutralnym. Tego typu wyłącznikami możemy zabezpieczać kilka obwodów zabezpieczonych wyłącznikami nadprądowymi.

Pamiętajmy, że znajdujące się wewnątrz rozdzielnicy urządzenia powinny być czytelnie opisane, tak by łatwo dało się zidentyfikować poszczególne obwody.

 

Instalacje wewnętrzne mieszkaniowa - przewody elektryczne

Domki jednorodzinne i mieszkania są wyposażone w większości jednofazowe obwody jak i obwody trójfazowe do odbiorników większej mocy. Instalacje te układa się pod tynkiem z zastosowaniem przewodów płaskich, dlatego też w budynkach jednorodzinnych stosuje się przewody o średnicy 1,5 lub 2.5 mm. Wyjątkiem są sytuacje, kiedy instaluje się okablowanie uwzględniające odbiorniki o zwiększonej mocy ( np.: blaty elektryczne, kotły grzewcze elektryczne).

W mieszkaniu należy wyodrębnić obwody elektryczne oświetlenia, gniazd wtyczkowych ogólnego przeznaczenia, gniazd wtyczkowych w łazience, gniazd wtyczkowych do urządzeń w kuchni oraz urządzeń, które wymagają indywidualnego zabezpieczenia.

 

Osprzęt elektryczny

Osprzęt elektryczny wykorzystywany w budownictwie mieszkaniowym i przemysłowym można podzielić na dwie kategorie.

Pierwsza kategoria to elementy wykorzystywane podczas kładzenia instalacji są to miedzy innymi puszki instalacyjne, korytka i kanały kablowe, listwy elektroinstalacyjne.

Druga kategoria to łączniki i gniazdka. Pierwsze z wymienionych służą do sterowania np.: oświetleniem, sterowanie roletami. Zadaniem gniazdek jest bezpieczne podłączanie do instalacji odbiorników energii.

Osprzęt elektryczny ze względu na sposób montażu dzielimy na nad tynkowy montowany na wierzchu tynku - ściany  i podtynkowy montowany w puszkach instalacyjnych osadzonych w ścianach.

Elementy składowe rozdzielni

Rozłącznik izolacyjny to element aparatury modułowej, który ma dwie funkcje do spełnienia. Przede wszystkim przewodzi on prąd w warunkach znamionowych, a także podczas przeciążeń, zwarć czy innych awarii. Jednak może to robić tylko przez określony czas. Ponadto rozłącza obwód on w warunkach znamionowych oraz przeciążeniowych. Kolejnym jego zadaniem jest izolowanie obwodu, a więc zapewnienie bezpiecznej pracy podczas obsługi urządzeń i sieci.

Ogranicznik przepięć to urządzenie, którego zadaniem jest ochrona przed przejściowymi przepięciami. Wzrost napięcia ponad maksymalną wartość instalacji elektrycznej. Do najczęstszych przyczyn wystąpienia tego zjawiska zalicza się zwarcia lub uderzenie pioruna. Przepięcia mogą doprowadzić do zniszczenia sieci oraz urządzeń do niej podłączonych. W instalacjach domowych przeważnie stosowane są ograniczniki przepięć klasy B i C.

Klasy ograniczników przepięć

Ogranicznik przepięć klasy A używa się do chronienia linii napowietrznych w tych sieciach i kablach, gdzie występuje niskie napięcie. Ich budowa zapewnia bezpieczny montaż na zewnątrz budynku. Urządzenie stanowi zabezpieczenie przeciwprzepięciowe wtórnych transformatorów lub tam, gdzie linia napowietrzna staje się linią kablową. Ograniczniki przepięć klasy A powinny być montowane nie dalej od siebie niż 300 m.

Ogranicznik przepięć klasy B umożliwia przepływ prądu o wartości 100 kA dwa razy bez uszkodzenia urządzenia. Stosuje się je w budynkach zasilanych z linii napowietrznej lub z instalacją odgromową. Odgromniki należy montować blisko miejsca wprowadzenia elektryczności do pomieszczenia.

Ogranicznik przepięciowy klasy C ma ograniczone przepięcie do 1,5 kV. Jest to bezpieczniejsza wersja klasy klasy B, ponieważ prąd w tym urządzeniu może przepłynąć nawet 20 razy. Ten rodzaj ochronnika stosuje się w pomieszczeniach zasilanych z linii napowietrznej lub z instalacją odgromową.

Ochronnik klasy D odpowiada za zabezpieczenie pojedynczych urządzeń elektrycznych pod koniec linii zasilającej sieć. Głównym celem odgromnika jest ograniczenie energii przepuszczanej przez odgromnik B i C.

 

Wyłącznik nadmiarowo-prądowy zabezpiecza instalację elektryczną przed skutkami przepływu prądu o natężeniu większym od dopuszczalnego (In), oraz przed skutkami zwarć w instalacji. Wyłącznik nadprądowy, zapobiega porażeniom prądem elektrycznym w przypadku uszkodzenia instalacji, poprzez samoczynne wyłączenie zasilania. Niekiedy się zdarza, że ta jego ochrona może być niewystarczająca, dlatego w instalacjach stosujemy uzupełniające zabezpieczenia takie jak wyłączniki różnicowoprądowe.

Producenci oferują  kilka rodzajów wyłączników nadmiarowo-prądowych, przeznaczonych do zastosowań w instalacjach domowych dominują dwa podstawowe. Wyłącznik 1 - torowy nazywany  równie 1 - biegunowy oznaczany jako 1P, oraz 3 - torowy nazywany  3 - biegunowy do stosowania w obwodach 3-fazowych (siłowych) z oznaczeniem 3P.

Wewnątrz każdego wyłącznika znajdują się dwa wyzwalacze jeden to elektromagnetyczny – odpowiada za zadziałanie wyłącznika w przypadku wykrycia zwarcia w obwodzie elektrycznym. Jest to wyzwalacz bezzwłoczny czyli natychmiastowy. Natomiast drugi to termiczny – odpowiada za zadziałanie wyłącznika w przypadku długotrwałego przekroczenia prądu znamionowego wyłącznika

Wyłączniki nadmiarowo-prądowe dzielimy wg ich charakterystyki na A, B, C, D i stosujemy je w zabezpieczeniu instalacji wg poniższego podziału.

      próg niezadziałania – 2x prąd znamionowy wyłącznika (In)
      próg zadziałania – 3x prąd znamionowy wyłącznika (In)

      próg niezadziałania – 3x prąd znamionowy wyłącznika (In)
      próg zadziałania – 5x prąd znamionowy wyłącznika (In)

     próg niezadziałania – 5x prąd znamionowy wyłącznika (In)
      próg zadziałania – 10x prąd znamionowy wyłącznika (In)

      próg niezadziałania – 10x prąd znamionowy wyłącznika (In)
      próg zadziałania – 20x prąd znamionowy wyłącznika (In)

 

Wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) to element zabezpieczający instalację elektryczną, który chroni. przed porażeniem podczas pośredniego lub bezpośredniego kontaktu z prądem. Obecnie stosowanie wyłączników różnicowoprądowych jest obowiązkiem i znajdziemy je w każdej domowej rozdzielnicy. Osprzęt ten skutecznie chroni nie tylko przed porażeniem prądem, ale też minimalizuje ryzyko wystąpienia pożaru spowodowanego awarią sieci elektrycznej. Wyłączenie – zadziałanie wyłącznika różnicowoprądowego następuję po wykryciu, że prąd elektryczny, który z niego wypływa nie jest równy prądowi wpływającemu.

Wyłączniki różnicowoprądowe możemy podzielić ze względu na:

czułość (prąd zadziałania IΔn):

·        wysokoczułe – IΔn nie większy od 30 mA

·        średnioczułe – IΔn pomiędzy 30 a 500 mA

·        niskoczułe – IΔn powyżej 500 mA

wykrywane rodzaje prądów upływu:

·        AC – prąd przemienny sinusoidalny (wyłącznik reaguje tylko na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie)

·        A – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy (wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne sinusoidalnie, na prądy pulsujące jednopołówkowe ze składową stałą, do 6 mA)

·        B – prąd przemienny sinusoidalny, prąd sinusoidalny wyprostowany jednopołówkowo i impulsowy, prąd stały (wyłącznik reaguje na prądy jak wyżej, i na prądy wyprostowane (uniwersalny)

 

wbudowane zabezpieczenie nadprądowe:

·        RCCB – wyłącznik różnicowoprądowy bez wbudowanego zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego

·        RCBO – wyłącznik różnicowoprądowy z wbudowanym zabezpieczeniem nadmiarowo-prądowym

 

Styczniki to łączniki mechaniczne. Ich głównymi elementami są cewka i dwie pary styków. Główne styki odpowiadają za uruchomienie urządzenia, z kolei styki pomocnicze wykorzystywane są do przekazywania informacji. Aby stycznik mógł zostać uruchomiony, potrzebuje prądu o właściwym napięciu. Oddziałuje od na cewkę, co skutkuje zamknięciem styków głównych. To z kolei przekłada się na uruchomienie odpowiedniego urządzenia. Styczniki elektryczne składają się jeszcze z kilku innych elementów. Są to: sprężyny stykowe, rdzeń, a także komora, w której dochodzi do gaszenia łuku elektrycznego.

Wyróżniamy następujące rodzaje styczników mocy:

·        Styczniki AC, które znalazły zastosowanie w domach jednorodzinnych, zakładach pracy i budynkach użytku publicznego. Odpowiadają za sterowanie pracą silników i urządzeń elektrycznych

·        Styczniki DC wykorzystywane w urządzaniach dźwignicowych, dźwigach i trakcjach elektrycznych. Pozwalają na ciężki rozruch oraz bezpieczne hamowanie przeciwprądem

·        Styczniki modułowe sprawdzają się wszędzie tam, gdzie wymagana jest duża wytrzymałość mechaniczna tego urządzenia. Z tego powodu styczniki modułowe są stosowane w przemyśle, a dokładnie przy zaawansowanych urządzeniach modułowych i maszynach budowlanych

·        Styczniki pomocnicze, jak sama nazwa wskazuje, pełnią funkcję pomocniczą. Przeznaczone są do układów sterowania. Odpowiadają za regulację pracy takich urządzeń, jak zawory, urządzenia grzewcze i silniki

Wskaźniki zasilania są to urządzenia, które dostarczają nam informacji dotyczących obecności napięcia w poszczególnych fazach sieci trójfazowej. Sygnalizują to w różny sposób, w zależności od rodzaju urządzenia. Najczęściej jednak mamy do czynienia ze wskaźnikiem napięcia LED. Obecność napięcia jest sygnalizowana poprzez zaświecenie się lampki. Lampki takie mogą mieć różny kształt i kolor, lecz zasada działania jest taka sama.

Klasa szczelności to wskaźnik bardzo często wykorzystywany nie tylko w oświetleniu, ale w wielu sprzętach elektronicznych. Zapewne podczas zakupów wiele osób zastanawia się, co właściwie oznacza klasa szczelności czy wodoodporności. Wbrew pozorom sprawa jest prosta, wystarczy poznać kilka wartości, by być doskonale przygotowanym do zakupu odpowiedniego osprzętu czy lamp.

Czym jest i co oznacza klasa szczelności IP?

Klasa szczelności lub inaczej ochronności IP (ang. International Protection Rating) to wskaźnik, który pokazuje czy dane urządzenie jest zabezpieczone przed dostawaniem się do środka niepożądanych ciał obcych, a także wilgoci. Inaczej mówiąc, czy urządzenie jest szczelne, a jeśli tak, to w jakim stopniu.

Dobór odpowiedniej klasy szczelności jest ważny przede wszystkim podczas zakupu lampy do łazienki, a także oświetlenia na zewnątrz domu. To te muszą być odporne na czynniki zewnętrzne.

Klasa IP – co oznaczają cyfry?

Wskaźnik składa się z oznaczenia IP, a następnie dwóch wartości. Co oznaczają te liczby?

Pierwsza liczba to wskazanie czy urządzenie jest zabezpieczone przed wnikaniem ciał stałych. Wskaźnik działa też w drugą stronę – pokazuje czy niebezpieczne części ze środka są zabezpieczone i bezpieczne dla użytkowników. Pierwsza cyfra wskaźnika występuje w zakresie od 0 do 6.

0 – brak ochrony
1 – ochrona przed elementami stałymi (średnica 50mm i większe)
2 – ochrona przed elementami stałymi (średnica 12,5mm i większe)
3 – ochrona przed elementami stałymi (średnica 2,5mm i większe)
4 – ochrona przed elementami stałymi (średnica 1mm i większe)
5 – ochrona przed pyłem
6 – pyłoszczelność

Druga cyfra oznacza zabezpieczenie urządzenia przed wodą i wilgocią. W praktyce wskazuje to zazwyczaj na to, czy produkt został zabezpieczony specjalnymi uszczelkami. Druga cyfra wskaźnika występuje w zakresie 0 do 9.

0 – brak ochrony
1 – ochrona przed kroplami wody
2 – ochrona przed kroplami wody przy wychyleniu o dowolny kąt do 15° od pionu w każdą stronę
3 – ochrona przed tryskającą wodą pod dowolnym kątem do 60° od pionu z każdej strony
4 – ochrona przed bryzgającą wodą z każdego kierunku
5 – ochrona przed strugami wody (12,5l/min) padającymi z każdego kierunku
6 – ochrona przed strugami wody (100l/min) padającymi z każdego kierunku
7 – możliwe zanurzenie  krótkotrwałe (30 min na głębokość 0,15 m powyżej wierzchu obudowy lub 1 m powyżej spodu dla obudów niższych niż 0,85 m)
8 – możliwe ciągłe zanurzenie (w warunkach uzgodnionych między producentem i użytkownikiem, przekraczających wskaźnik 7)
9 – możliwe zalanie wodą pod ciśnieniem (80-100 bar i temp. +80°C)