Sercem każdej instalacji elektrycznej jest rozdzielnica, w której znajdują się zabezpieczenia chroniące użytkowników oraz sprzęt elektryczny. Choć instalacja domowa może wydawać się łatwym zadaniem, warto przypomnieć sobie podstawy, tym bardziej, że na przestrzeni lat wymogi prawne ulegają zmianie.
Układ sieci elektrycznej
Zgodnie z §183 rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozwoju z 2015 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny podlegać budynki i ich usytuowanie, w instalacjach elektrycznych należy stosować oddzielny przewód neutralny i ochronny w obwodach rozdzielnych i odbiorczych. Wobec powyższego, za rozdzielnicą powinien być stosowany układ TN-S, by spełnić wymogi bezpieczeństwa. Pamiętajmy, że układ TN-S może być układem 3-fazowym, 5-przewodowym: trzy przewody fazowe L1, L2, L3, przewód neutralny N oraz ochronny PE. Ewentualnie możliwy jest układ jednofazowy: jeden przewód fazowy L1, przewód neutralny N oraz ochronny PE. Projektowane zabezpieczenia w tym tekście będą na 3-fazowy układ TN-S.
Zapotrzebowanie na moc elektryczną
W przypadku budownictwa mieszkaniowego typowe zapotrzebowanie na moc elektryczną waha się w przedziale 10-15 kW (kilowatów). Ważne jest natomiast określenie, jaki sprzęt elektryczny będzie użytkowany – jeśli planowane jest korzystanie z urządzeń grzewczych typu maty elektryczne lub podgrzewacze wody, zapotrzebowanie może być dwukrotnie wyższe. Od lat 90-tych przeciętny dom posiada więcej urządzeń RTV/AGD, klimatyzatorów czy grzałek, więc przydział mocowy okazuje się niewystarczający. Na potrzeby dalszego doboru przyjęto zapotrzebowanie 15kW, pod które zostanie dobrane odpowiednie zabezpieczenie główne.
Zabezpieczenia wymagane w Polsce
Zgodnie z wymienionym powyżej §183 rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozwoju należy stosować:
- urządzenia ochronne różnicowoprądowe uzupełniające podstawową ochronę przeciwporażeniową i ochronę przed powstaniem pożaru, powodujące w warunkach uszkodzenia samoczynne wyłączenie zasilania,
- wyłączniki nadprądowe w obwodach odbiorczych,
- zasadę selektywności (wybiórczości) zabezpieczeń,
- urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej.
Wobec powyższego, wiadomym jest czemu w części odbiorczej zaleca się stosowanie układu TN-S. Zabezpieczenia te pełnią w instalacji elektrycznej następującą rolę:
- Wyłączniki różnicowoprądowe – zgodnie z normą PN-HD 60364-4-41 pełnią rolę samoczynnego wyłączenia zasilania wespół z wyłącznikami nadprądowymi oraz ochronę uzupełniającą przed porażeniem elektrycznym dla czułości I∆N ≤ 30mA.
- Wyłączniki nadprądowe – zgodnie z normą PN-HD 60354-4-43 pełnią rolę ochrony przed przeciążeniem (zbyt wysoką wartością prądu płynącego w obwodzie) oraz przed skutkami przepływu prądu zwarciowego. Zgodnie z PN-HD 60364-4-41 pełnią również funkcję samoczynnego wyłączenia zasilania w ramach koncepcji ochrony przed porażeniem.
- Ograniczniki przepięć – zgodnie z PN-EN 62305 pełnią rolę ochrony przed skutkami bezpośredniego i pośredniego wpływu prądu piorunowego. W połączeniu z zewnętrzną instalacją odgromową pełnią rolę systemu ochrony, tzw. LPS (z ang. Lightning protection system).
Algorytm doboru zabezpieczeń
- Ochrona przed przepięciami – jeśli budynek znajduje się w zabudowie miejskiej lub podmiejskiej i otoczony jest innymi zabudowaniami, ryzyko bezpośredniego wyładowania odpowiednio maleje. Wtedy zalecane jest stosowanie ogranicznika klasy 1+2 (dawne B+C) warystorowego, np. SPBT12-280/4 EATON. W przypadku gdy budynek posiada zewnętrzną instalację odgromową można zastosować ogranicznik przepięć klasy 2 (dawne C). Do układu TN-S należy zastosować aparat 4-biegunowy lub w układzie 3+1.
- Ochrona przed zwarciem i przeciążeniem – zalecane jest stosowanie wyłączników nadprądowych – 3-fazowych o charakterystyce B jako zabezpieczenie główne dobierane ze względu na moc instalacji oraz do ochrony urządzeń trójfazowych – płyty indukcyjnej czy kuchenki elektrycznej. Gniazda wtyczkowe zaleca się zabezpieczać wyłącznikami jednofazowymi o charakterystyce B i prądzie ciągłym 16A, np. HN-B16/1. Obwody oświetleniowe zaleca się zabezpieczać wyłącznikami jednofazowymi o charakterystyce B i prądzie ciągłym 10A lub 6A, w zależności od mocy oświetlenia.
- Ochrona przed porażeniem – zalecane jest stosowanie wyłączników różnicowoprądowych o czułości 30mA, typ A. Czułość inna niż 30mA nie pełni ochrony uzupełniającej przed porażeniem prądem elektrycznym. Dobrą praktyką jest montaż aparatów typu A, ponieważ prawidłowo reagują na usterki elektronicznego sprzętu, w odróżnieniu od podstawowych wyłączników AC.
Określenie obwodów w instalacji i uproszczony dobór zabezpieczeń
| Rodzaj obwodu | Ilość | Rodzaj zabezpieczenia | Nazwa zabezpieczenia |
| Zabezpieczenie główne przed przepięciami | 1 | Ogranicznik przepięć klasy 1+2 (dawne B+C) 4-biegunowy | SPBT12-280/4 |
| Zabezpieczenie główne przed zwarciem i przeciążeniem | 1 | Wyłącznik nadprądowy 3-fazowy | HN-B25/3 |
| Zabezpieczenie główne przed porażeniem | 1 | Wyłącznik różnicowoprądowy 3-fazowy | HNC-25/4/003-A |
| Zabezpieczenie płyty indukcyjnej | 1 | Wyłącznik nadprądowy 3-fazowy | HN-B16/3 |
| Zabezpieczenia gniazd wtyczkowych | 10 | Wyłącznik nadprądowy 1-fazowy | HN-B16/1 |
| Zabezpieczenia obwodów oświetlenia | 6 | Wyłącznik nadprądowy 1-fazowy | HN-B10/1 |
| Zabezpieczenie przed porażeniem pomieszczeń | 3 | Wyłącznik kombinowany | HNB-B16/1N/003-A |
| Rozłącznik izolacyjny główny | 1 | Rozłącznik izolacyjny | IS-100/3 |
| Lampka kontroli faz | 1 | Lampka sygnalizacyjna | UVA |
Konfiguracja rozdzielnicy w programie EATON SBC (Switchboard Configurator)
Ze względu na estetykę finalnie wybrano rozdzielnicę podtynkową z płaskimi metalowymi drzwiami KLV-48UPS-SF. Proces doboru obudowy wygląda następująco:
- Moduł standardowego wyboru pozwala wybrać ręcznie produkty i ilość. Na tej podstawie program podpowiada najmniejszą możliwą rozdzielnicę, w której zmieścimy wybrane zabezpieczenia.
- Drugi krok to określenie sposobu montażu – wybrano obudowę podtynkową o stopniu ochrony IP30, trzyrzędową. U dołu z możliwych opcji zdecydowano się na opcję model SF z drzwiami super płaskimi.
- Finalny efekt naszej pracy to widok rozdzielnicy – poniżej podgląd w maskownicy i bez. Na końcu program przygotowuje gotowe zestawienie materiałowe pod zamówienie.
Podsumowanie
Zgodnie z polskim prawem w nowej instalacji elektrycznej powinny znajdować się ograniczniki przepięć, wyłączniki różnicowoprądowe oraz wyłączniki nadprądowe, samą cześć odbiorczą należy zrealizować w oparciu o układ TN-S. Eaton poprzez konfigurator SBC ułatwia proces doboru rozdzielnicy automatyzując cały proces. Właściwy projekt elektryczny powinien być sporządzony przez osoby do tego uprawnione i wykwalifikowane.
Autor: Bartłomiej Jaworski, Senior Product Manager, Eaton