Przechodząc przez poszczególne etapy budowy „elektryki” doszliśmy w końcu do finałowego elementu instalacji elektrycznej jakim jest rozdzielnica. Prefabrykacja oraz podłączenie obwodów do rozdzielnicy wymaga już od nas posiadania odpowiedniej wiedzy oraz doświadczenia z zakresu elektryki. W związku z tym już na wstępie artykułu chciałem Wam zasugerować, że jeżeli nie czujecie się na siłach aby połączyć rozdzielnicę bądź macie jakiekolwiek wątpliwości to zlećcie tę czynność osobie kompetentnej/doświadczonej w tej materii. Podłączenie rozdzielnicy może wykonywać osoba posiadająca uprawnienia i doświadczenie. Nieumiejętne wykonanie czynności połączeniowych może skutkować uszkodzeniem podłączonych do rozdzielnicy poprzez poszczególne obwody urządzeń elektrycznych, a w skrajnym wypadku może nawet doprowadzić do pożaru.
Samo połączenie rozdzielnicy to dopiero połowa sukcesu, w zasadzie druga połowa. Pierwsza to dobór odpowiedniego wyposażenia, tj. w głównej mierze zabezpieczeń. Tutaj możemy się odwołać do projektu instalacji elektrycznej, w którym znajdziemy wszystkie informacje odnośnie tego, co powinna zawierać/jak powinna być połączona rozdzielnica. Istotnym parametrem jest również wielkość rozdzielnicy, który określa parametr mówiący o „ilości modułów” (1 moduł = szerokość np. pojedynczego wyłącznika nadmiarowo-prądowego).
Prolog
Rozdzielnica domowa jest zakończeniem naszego ciągu artykułów dotyczącego instalacji elektrycznej na przykładzie domku jednorodzinnego. Każdy artykuł wnosił kolejną rzecz, kolejną definicję, kolejną czynność, które krok po kroku doprowadziły nas do spięcia całej instalacji w działający układ za pomocą właśnie naszej rozdzielnicy. W moim artykule skupię się zatem na ogólnych zasadach dotyczących doboru wyposażenia rozdzielnicy, ilości elementów niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania oraz elementów sygnalizacyjnych.
Definicja
Rozdzielnica elektryczna (inne określenia: skrzynka elektryczna, tablica rozdzielcza) jest elementem instalacji elektrycznej przeznaczonym, jak sama nazwa wskazuje, do rozdziału energii elektrycznej. Składa się z przyrządów rozdzielczych, zabezpieczeniowych, pomiarowych, sterowniczych i sygnalizacyjnych wraz z elementami przewodowymi, izolacyjnymi i wsporczymi, tworzący układ elektryczny zdolny do rozdziału energii elektrycznej. Do rozdzielnicy doprowadzone są jedna lub więcej linii zasilających, a wyprowadzone są linie odpływowe.
Rozdzielnice elektryczne może sklasyfikować pod względem:
- miejsca instalacji (wnętrzowe, napowietrzne)
- sposobu instalacji (naścienne, przyścienne, wolnostojące)
- spełnianej funkcji (np. siłowe, oświetleniowe)
- zasady konstrukcji (np. szafowe, tablicowe)
Nie będę się nad tym zbyt mocno rozpisywał. Zajmiemy się rozdzielnicami tablicowymi, które są projektowane na prądy znamionowe do max 150 A. Stosowane są w obiektach nieprzemysłowych np. mieszkaniach, sklepach, domach itp. W obrębie tej grupy rozdzielnic znajduje się właśnie nasza domowa rozdzielnica na której przede wszystkim się skupimy.
Wyposażenie rozdzielnicy domowej
W skład każdej obecnie prefabrykowanej rozdzielnicy typu domowego według obowiązujących norm oraz zasad tzw. „sztuki inżynierskiej” powinny wchodzić następujące elementy:
– rozłącznik izolacyjny (rys. 2) – pełniący rolę wyłącznika głównego, jest pierwszym elementem rozdzielnicy do którego podłączamy główny kabel zasilający przychodzący ze złącza kablowego. Głównym zadaniem jest rozłączanie całej instalacji domowej od napięcia. Występuje w wersji od 1 (1 faza) do 4-modułowej (3 fazy + N).
– lampki sygnalizacyjne (rys. 3) – jak sama nazwa wskazuje mają za zadanie sygnalizować obecność/brak napięcia w naszej rozdzielnicy. W zależności od rodzaju instalacji mamy do czynienia z lampkami 1-fazowymi bądź 3-fazowymi.
– wyłączniki różnicowoprądowe (rys. 4 i 5) – na temat różnicówki można się rozpisywać bardzo szczegółowo. Chcąc to streścić w paru zdaniach możemy określić, że jest to swego rodzaju „strażnik” naszej instalacji elektrycznej. Wyposażony jest w wewnętrzny układ (przekładnik Ferrantiego) weryfikujący czy w chronionym obwodzie nie wystąpiło zwarcie oraz upływ prądu do przewodu ochronnego lub do ziemi. W przypadku wykrycia takiego stanu następuje natychmiastowe odłączenie zasilania obwodu. Pisząc jeszcze bardziej prościej suma prądów, które wypływają z różnicówki musi być równa sumie prądów, które do niej wpływają. Jeżeli wartość ta nie jest równa i jest większa niż wartość prądu różnicowego następuje zadziałanie wyłącznika.
– ogranicznik przeciwprzepięciowy, odgromnik (rys. 6) – ogranicznik przeciwprzepięciowy ma za zadanie ochronić naszą instalację przed skutkami przepięć wywołanych najczęściej wyładowaniami atmosferycznymi oraz czynnościami łączeniowymi związanymi z awariami sieci elektroenergetycznych. W rozdzielnicach elektrycznych montujemy je na początku instalacji elektrycznej.
– wyłącznik nadmiarowo-prądowy (rys. 7 i 8) – jeden z podstawowych elementów instalacji elektrycznych zabezpieczających obwody elektryczne oraz końcowe odbiorniki przed skutkami przeciążeń i zwarć elektrycznych. Znajdziemy go praktycznie w każdej rozdzielni w naszym domu, mieszkaniu. Sukcesywnie wypierają klasyczne wkładki topikowe.
Dobór ilościowy elementów wchodzących w skład rozdzielnicy
W poprzednim podpunkcie opisałem Wam elementy składowe rozdzielnicy. Teraz przeanalizujemy ile i jakiego typu elementów mamy użyć konkretnie do naszej rozdzielnicy. Może wyda się Wam to już nudne, ale znów to powtórzę: Analizując tematykę dotycząca typu oraz ilości wyposażenia rozdzielnicy znowu pochylę się w kierunku profesjonalnego projektu instalacji elektrycznej, gdzie wszystkie elementy składowe są odpowiednio dobrane, opisane. Podparte jest to odpowiednimi obliczeniami i założeniami. Posiadając taki projekt oraz odpowiednią wiedzę taką rozdzielnicę jesteśmy w stanie w bardzo szybki sposób wykonać. No ale bądźmy realistami. W większości przypadków nie mamy takiego projektu, bo inwestor chce przyoszczędzić i musimy sami przygotować rozdzielnicę. Najłatwiej będzie to omówić na konkretnym przykładzie czyli instalacji elektrycznej w niewielkim domku jednorodzinnym (ok. 130 m2)
Stan początkowy:
- do miejsca instalacji rozdzielnicy mamy doprowadzone opisane kable przychodzące z poszczególnych pomieszczeń w obrębie naszego domku oraz kable zasilające zewnętrzne,
- doprowadzony mamy główny kabel zasilający przychodzący ze złącza kablowego,
- doprowadzoną mamy dodatkową bednarkę spiętą ze zbrojeniem ławy fundamentowej,
- układ sieci TNS, moc przyłączeniowa 15 kW, sieć 3-fazowa.
Ilość obwodów
Ilość poprowadzonych obwodów przedstawia się następująco:
- Obwód gniazd w salonie
- Obwód gniazd w sypialni na parterze
- Obwód gniazd w kotłowni
- Obwód gniazd w wiatrołapie
- Obwód gniazd w garażu
- Obwód zasilania pralki
- Obwód gniazd w łazience
- Obwód gniazd w kuchni
- Obwód zasilania kuchenki indukcyjnej
- Obwód zasilania zmywarki
- Obwód zasilania lodówki
- Obwód zasilania piekarnika
- Obwód zasilania bramy zewnętrznej
- Obwód zasilania centrali alarmowej
- Obwód gniazd sypialnia nr 1 piętro
- Obwód gniazd sypialnia nr 2 piętro
- Obwód gniazd łazienka góra
- Obwód oświetlenia parter
- Obwód oświetlenia piętro
- Obwód oświetlenia zewnętrznego
Obwody oświetleniowe wykonane zostały przewodem YDYp 3×1,5mm2, obwód zasilania kuchenki indukcyjnej – YDYp 5×2,5mm2, obwody zewnętrzne –YKY 3×1,5mm2 do pozostałych obwodów użyty został przewód YDYp 3×2,5mm2.
Założenia projektowe – dobór zabezpieczeń nadmiarowo-prądowych
Tematyka artykułu dotyczy rozdzielnicy, a nie projektu instalacji elektrycznej. W związku z tym nie będę Wam przedstawiał obliczeń dotyczących doboru odpowiednich zabezpieczeń, sprawdzenia obciążalności prądowej kabli czy sprawdzenia dopuszczalnych spadków napięć. Najogólniej możemy przyjąć, że zabezpieczenia zostały dobrane w taki sposób aby zabezpieczyć dany obwód przed skutkami przeciążeń i zwarć elektrycznych Załóżmy zatem, że mamy wszystko obliczone, a nasze wyniki obliczeń przedstawia poniższa tabela:
| L.p. | Nazwa obwodu | Przewód | Typ zabezpieczenia |
| 1. | Obwód gniazd w salonie | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 2. | Obwód gniazd w sypialni na parterze | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 3. | Obwód gniazd w kotłowni | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 4. | Obwód gniazd w wiatrołapie | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 5. | Obwód gniazd w garażu | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 6. | Obwód zasilania pralki | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 7. | Obwód gniazd w łazience | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 8. | Obwód gniazd w kuchni | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 9. | Obwód zasilania kuchenki indukcyjnej | YDYp 5×2,5mm2 | B16/3 |
| 10. | Obwód zasilania zmywarki | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 11. | Obwód zasilania lodówki | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 12. | Obwód zasilania piekarnika | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 13. | Obwód zasilania bramy zewnętrznej | YKY 3×1,5mm2 | B16/1 |
| 14. | Obwód zasilania centrali alarmowej | YDYp 3×1,5mm2 | B6/1 |
| 15. | Obwód gniazd sypialnia nr 1 piętro | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 16. | Obwód gniazd sypialnia nr 2 piętro | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 17. | Obwód gniazd łazienka góra | YDYp 3×2,5mm2 | B16/1 |
| 18. | Obwód oświetlenia parter | YDYp 3×1,5mm2 | B10/1 |
| 19. | Obwód oświetlenia piętro | YDYp 3×1,5mm2 | B10/1 |
| 20. | Obwód oświetlenia zewnętrznego | YKY 3×1,5mm2 | B16/1 |
Tab. 1. Dobór zabezpieczeń dla poszczególnych obwodów
Na podstawie powyższej tabeli można zauważyć, że najbardziej popularne zabezpieczenie to B16/1 czyli wyłącznik nadprądowy, jednopolowy o charakterystyce działania „B” oraz prądzie znamionowym 16A. Jak widzicie tych zabezpieczeń jest niemało. Ktoś może powiedzieć: po co aż tyle? W starszych instalacjach rzeczywiście było o wiele mniej zabezpieczeń. Ale niestety starsze instalacje nie przewidywały takiej ilości urządzeń elektrycznych, które praktycznie ówcześnie są w każdym domu. Separacja zabezpieczeń poszczególnych obwodów poprawia nam zdecydowanie funkcjonalność naszej instalacji poprzez możliwość bezpiecznego podpięcia większej ilości urządzeń do naszej instalacji elektrycznej. Oczywiście podparte jest to również adekwatnymi obliczeniami.
Przy doborze ilości zabezpieczeń warto zapamiętać, że zgodnie z przepisami w jednym obwodzie nie powinno się znajdować więcej niż 10 gniazd jednofazowych lub w przypadku oświetlenia – 20 punktów. Jeżeli chcecie dowiedzieć się więcej na temat zasad zabezpieczania kabli i przewodów zachęcam do zapoznania się z normą PN-IEC 60364 [6] (arkusz 43).
Ilość wyłączników różnicowoprądowych
Zastosowanie już jednego wyłącznika różnicowoprądowego na całą instalację jest zgodne z normą, która mówi że wszystkie gniazda muszą być zabezpieczone właśnie RCD. W praktyce separacja obwodów poprzez zastosowanie większej ilości wyłączników różnicowoprądowych, tak jak w przypadku wyłączników nadmiarowo-prądowych poprawia funkcjonalność naszej instalacji. Według mnie takie minimum to dwie różnicówki. Zdecydowanie ułatwi to nam diagnozę w przypadku awarii, któregoś z obwodów naszej instalacji.
Oczywiście im więcej RCD tym diagnoza będzie łatwiejsza. W praktyce warto zastosować oddzielne wyłączniki na obwody łazienkowe, obwody kuchenne, obwody zewnętrzne. Dlaczego zatem z reguły widzimy w rozdzielnicach tylko jedną główną różnicówkę? Przyczyna jest prosta – decydują aspekty kosztowe. RCD są znacznie droższe niż typowy „ES”. Poza tym wymagają więcej kombinacji z podłączeniem. Nie każdy chce za to w związku z tym płacić dodatkowo.
Pozostałe wyposażenie rozdzielnicy
Jeżeli chodzi o ilości pozostałych elementów typowej rozdzielnicy, które opisywałem wcześniej domowej to:
- Rozłącznik izolacyjny (3-polowy) – 1 sztuka
- Ogranicznik przeciwprzepięciowy B+C (4-polowy) – 1 sztuka
- Lampka sygnalizacyjna 3-fazowa (1-polowa) – 1 sztuka
Rozmiar rozdzielnicy
Aby dobrać rozmiar rozdzielnicy należy przede wszystkim policzyć ilość elementów składowych, które w niej zastosujemy. Przekłada się to na ilość modułów. W przypadku naszej przykładowej rozdzielnicy odnosząc się do tabeli nr 1 widzimy, że mamy 19 zabezpieczeń 1 polowych i 1 zabezpieczenie 3-polowe, co daje nam łącznie 22 moduły. Zakładając, że zastosujemy jeszcze 1 RCD -3 fazowy (4-polowy) + 3 RCD 1-fazowe (2-polowy) musimy dodatkowo dodać 10 modułów. No i oczywiście pozostałe elementy wyposażenia rozdzielnicy, które po zsumowaniu dadzą nam kolejne 8 modułów. Reasumując potrzebujemy 40 modułów. Ale to nie znaczy że nasza rozdzielnica ma mieć tylko 40 modułów. Pamiętajcie o tym aby zostawić jeszcze adekwatną ilość miejsca na ewentualną rozbudowę (ja w zależności od ilości modułów dobieram rozdzielnicę tak aby zostało 20-30% rezerwowego miejsca). Czasami montuje się w rozdzielnicach dodatkowe elementy jak np. zasilacze do domofonów, które też potrzebują miejsca. Większa rozdzielnica z uwagi na przestrzeń ułatwia nam jej połączenie co widać na Rysunku nr 11.
Podsumowanie
W powyższym artykule chciałem Wam pokazać co powinna zawierać typowa rozdzielnica domowa. Oczywiście można się już spotkać z o wiele bardziej zaawansowanym wyposażeniem. Wszystko zależy od tego jaką funkcję ma pełnić rozdzielnica. Przykładowy podział obwodów zasilających, a co za tym idzie – dobór zabezpieczeń, jest również typowy dla takiego rodzaju rozdzielnic.
Wspomnę jeszcze raz o aspekcie bezpieczeństwa. Jeżeli nie czujecie się na siłach aby połączyć rozdzielnicę zlećcie tą czynność osobie kompetentnej. W przypadku tej czynności lepiej/bezpieczniej jest nie uczyć się na swoich błędach.
Sprawdź jak wyglądają rozdzielnice biorące udział w naszym konkursie na Rozdzielnicę Miesiąca. A jeśli sam jesteś instalatorem – dołącz do rywalizacji!
