Układy zasilania i sterowania stosowane obecnie w rozwiązaniach przemysłowych są coraz bardziej rozbudowane oraz zaawansowane technologicznie. Krok za technologią jednak cały czas podąża optymalizacja rozumiana poprzez cięcie kosztów wytworzenia końcowego produktu. Jak to robią producenci? Między innymi poprzez zmniejszanie gabarytów szaf sterowniczych czy rozdzielnic. Pozwala nam na to dostępna obecnie na rynku aparatura modułowa czy rozdzielcza, dzięki której możemy maksymalnie wykorzystać przestrzeń w obudowach sterowniczo-rozdzielczych nie tracąc przy tym na jakości wykonania finalnego produktu. Na przestrzeni ostatnich dekad łatwo taką optymalizację zauważyć. Wystarczy porównać gabaryty rozdzielnic z lat 80-tych do aktualnie stosowanych o takim samym prądzie znamionowym. W niektórych przypadkach będzie to wymiar mniejszy nawet o połowę.
Optymalizacja
Powszechnie stosowanymi urządzeniami elektrycznymi, które w łatwy sposób pozwolą nam zorganizować przestrzeń w obudowach rozdzielczo-sterowniczych są bloki rozdzielcze (bloki listew rozdzielczych) (rys. 1). Jak sama nazwa wskazuje bloki służą nam do rozdziału energii elektrycznej na różne obwody zasilające.
Rysunek 1 obrazuje nam różne typy bloków rozdzielczych. Podstawowe parametry bloków rozdzielczych to m.in:
- prąd obciążenia znamionowego,
- ilość rzędów (listew przyłączeniowych),
- ilość zacisków przyłączeniowych w obrębie poszczególnych rzędów,
- wielkość zacisków przyłączeniowych oraz odpływowych.
Dzięki blokom rozdzielczym możemy różne obwody, z uwagi na ich obciążalność prądową, podłączyć przewodami o różnym przekroju – co obrazuje nam Rysunek nr 2. Widzimy tutaj podłączony jako zasilanie przewód o przekroju 1x35mm2, na odpływach mamy zaś podłączone przewody o średnicy 1x6mm2.
UWAGA: Rozwiązanie to posiada również minus, jeśli chodzi o dobór zabezpieczeń dla przewodów o różnych przekrojach i niesie ze sobą ryzyko pożaru na skutek nadmiernego obciążenia przewodu np. 6mm2, dla którego zabezpieczenie poprzedzające jest dobrane dla przewodu 35mm2, którym jest zasilony blok rozdzielczy. Należy zawsze przewidzieć zabezpieczenie przed przeciążeniem i zwarciem dla każdego odpływu z bloku rozdzielczego, którego przekrój nie spełnia warunku obciążalności prądowej długotrwałej dla zabezpieczenia głównego zasilającego dany blok.
Kolejnym bardzo istotnym i przydatnym aspektem jest możliwość podłączenia pod zaciski bloków zarówno przewody typu: drut jak i linka (RYS.3). Należy dodać, iż połączenie jest trwałe, estetyczne i zajmuje stosunkowo niedużo miejsca. Budowa bloku rozdzielczego pozwala na podłączenie wielu przewodów jednocześnie.
Rysunek nr 4 pokazuje rozdzielnicę przemysłową zasilająca wycinek hali produkcyjnej. Jak widać, pod jeden zacisk rozłącznika izolacyjnego, który pełni rolę wyłącznika głównego, podłączone są aż trzy przewody typu drut o różnych średnicach. Takie połączenie ani nie jest trwałe, ani bezpieczne, ani estetyczne. Zastosowanie w tym przypadku bloku rozdzielczego poprawiło by diametralnie jakość tych połączeń, a także ich estetykę, bezpieczeństwo i możliwość dostępu do nich.
Praktyczne zastosowanie bloków rozdzielczych
Przykładowe praktyczne zastosowanie bloków rozdzielczych pokażę Wam na przykładzie małej rozdzielnicy sterowniczej (R1), sterującej dwoma silnikami: 3-fazowym o mocy 4kW oraz 1 fazowym o mocy 1,7kW, którą obrazuje RYS.5.
Na początku tak pokrótce zapoznam Was z jakimi elementami mamy do czynienia w naszej rozdzielnicy:
| L.p. | Nazwa elementu | Oznaczenie | Typ | Producent |
| 1. | Rozłącznik izolacyjny | WG1 | AZ200263 | SCHRACK |
| 2. | Blok rozdzielczy | BR1 | KTB-100-7 | KANLUX |
| 3. | Wyłącznik silnikowy | MS1 | GV2ME16 | SCHNEIDER |
| 4. | Wyłącznik silnikowy | MS2 | MS132 | ABB |
| 5. | Wyłącznik nadprądowy | F1 | CLS6-B6 | EATON |
| 6. | Blok rozdzielczy | BR2 | KTB-125-1 | KANLUX |
| 7. | Listwa zaciskowa | X1 | SAK2 | WEIDMULLER |
| 8. | Przekaźnik interfejsowy | PK1 | R4-2014-23-5230-WT | RELPOL |
| 9. | Przekaźnik interfejsowy | PK2 | G2RV-SL500 230VAC | OMRON |
| 10. | Przekaźnik interfejsowy | PK3 | G2RV-SL500 230VAC | OMRON |
| 11. | Stycznik | S1 | 3RT1026 | SIEMENS |
| 12. | Stycznik | S2 | DILEM-10-G | EATON |
Tabela. 1. Zestawienie elementów użytych w rozdzielnicy R1
Opis działania układu
Na przekaźnik PK1 trafia potencjał, który załącza stycznik S1 powodując włączenie silnika 4 kW. W torze zasilania silnika oprócz stycznika mamy wyłącznik silnikowy, który chroni silnik przed skutkami przeciążeń oraz zwarć. Analogicznie odbywa się sterowanie silnikiem 1,7 kW, z tą różnicą, że napięcie sterownicze trafia poprzez przekaźnik PK2 na cewkę stycznika S2. Styki pomocnicze stycznika S2 poprzez przekaźnik PK3 przekazują informację dotyczącą potwierdzenia pracy silnika 1,7kW.
Wykorzystanie bloków rozdzielczych
Nasz przykładowy układ sterowania obrazuje praktyczne wykorzystanie bloków rozdzielczych. Blok BR1 jest blokiem 4 listwowym, co daje nam możliwość podłączenia czterech różnych potencjałów (3f + N) oddzielnie na każdą z listew, po czym rozdzielenia ich na poszczególne obwody w obrębie naszego układu sterowania tj.:
- zasilanie silnika 3-fazowego,
- zasilanie silnika 1-fazowego,
- zasilanie obwodu napięcia sterowniczego 230V.
Analizując na przykładzie naszej rozdzielnicy wykorzystanie bloków, warto zaznaczyć, iż poszczególne tory zasilania silników zostały połączone do bloku BR1 (rys. 6) przewodami o różnych przekrojach, tj.: 2,5mm2 dla silnika 4kW oraz 1,5mm2 dla silnika 1,7kW. Obwód napięcia sterowniczego został połączony za pomocą przewodu 2,5mm2, zasilanie główne bloku przekrojem 6 mm2.
Blok BR2 (rys. 7) natomiast posłużył nam do dystrybucji napięcia sterowniczego na poszczególne elementy używane dla celów sterowania naszymi silnikami. Tutaj również zasilanie bloku rozdzielczego zostało wykonane
przewodem o przekroju 2,5 mm2, natomiast poszczególne odpływy to już przekrój 0,5 mm2.
Blok typu KTB-125-1 jest blokiem jednotorowym, pozwala nam na rozdzielenie tylko jednego potencjału. Zastosowanie 4 takich bloków jednocześnie świetnie się sprawdza do dystrybucji napięcia 3-fazowego + N.
Podsumowanie
Reasumując: zastosowanie bloków rozdzielczych pozwoliło nam w łatwy sposób podłączyć poszczególne obwody, bez konieczności łączenia ze sobą przewodów o różnych średnicach za pomocą tulejek kablowych. Aby Wam to zaprezentować spójrzcie na rys. 8 który obrazuje taką samą rozdzielnicę, ale już bez wykorzystania bloków rozdzielczych. Jak widać na rys. 9 przewody zasilające są podłączone bezpośrednio do zacisków rozłącznika izolacyjnego, przewody neutralne są podłączone za pomocą tulejki kablowej pod zacisk śrubowy, przewody sterownicze podłączone są bezpośrednio pod zacisk wyłącznika nadprądowego. Oczywiście takie rozwiązanie nie spowoduje tego, że układ sterowania nie będzie funkcjonował prawidłowo. Schody zaczynają się wtedy, gdy pojawia się jakiś problem techniczny i sterowanie przestaje działać, wyłącza się nam jakieś zabezpieczenie i wtedy zaczynamy szukać przyczyny powstałej usterki. Aby ją znaleźć, musimy rozłączyć nasze przewody, które są połączone za pomocą tulejek, co będzie dosyć problematyczne. W przypadku zastosowania bloków rozdzielczych możemy odłączać pojedynczo obwody, żeby znaleźć ten, który powoduje nam wyzwolenie zabezpieczenia. Jeżeli mamy mocno rozbudowany układ sterowania, takie punkty rozdziału potencjałów doskonale się sprawdzają, również w przypadku konieczności rozbudowy bądź przebudowy.
Omawiając korzyści stosowania bloków rozdzielczych warto jeszcze wspomnieć o jednym aspekcie. Doświadczony elektryk-praktyk jest w stanie podłączyć dodatkowy obwód zasilania do bloku rozdzielczego bez konieczności wyłączania zasilania. Są to oczywiście skrajne przypadki, kiedy musimy pracować pod napięciem, aczkolwiek się zdarzają. Niekiedy są takie sytuacje, że nie możemy po prostu wyłączyć zasilania – paradoksalnie mówiąc – ze
względów bezpieczeństwa. Szczególnie dotyczy to zaawansowanych układów automatyki czy rozbudowanych rozdzielnic przemysłowych. Prace tego typu to swoista konieczność. Nie są one dozwolone w DTR żadnego
urządzenia i monter działa wbrew zaleceniom i przepisom BHP, jednak przypadki tego typu prac zdarzają się w praktyce dosyć często. Wynikają one z różnych powodów i jeśli już do tego dochodzi, należy zachować szczególną ostrożność i mieć w pobliżu kolegę do asekuracji w razie wypadku.
 Artykuł powstał przy współpracy z firmą Kanlux S.A., która oferuje szeroki wachlarz nowoczesnych rozwiązań oświetleniowych skupionych wokół 6 grup produktowych: opraw architektonicznych, opraw zewnętrznych, opraw domowych, źródeł światła oraz asortymentu uzupełniającego w postaci osprzętu elektroinstalacyjnego oraz aparatury modułowej. Więcej informacji na stronie: www.kanlux.pl |
