Zanim przejdziemy do „nudnych” zagadnień technicznych, przyjrzyjmy się dwóm scenariuszom, które pokazują, jak bardzo rzeczywistość potrafi odbiegać od oczekiwań klienta.

W budynku jednorodzinnym, w okresie wiosennym, oszacowano dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną na poziomie około 15 kWh. Aby ograniczyć koszty zakupu energii z sieci, właściciel zdecydował się zwiększyć autokonsumpcję. Zainstalowano instalację fotowoltaiczną o mocy 12 kWp, hybrydowy falownik o mocy 10 kW oraz magazyn energii o pojemności 10 kWh.

Na papierze wszystko wygląda dobrze. Ale jak taki system działa w praktyce?

Spójrzmy na dwa typowe scenariusze, które pokazują, gdzie najczęściej pojawiają się rozbieżności między oczekiwaniami klienta a rzeczywistym działaniem instalacji:

1. Piękny, słoneczny dzień. W budynku działa instalacja fotowoltaiczna oraz magazyn energii. Falownik hybrydowy o mocy 10 kW pracuje z pełną wydajnością. Magazyn energii o pojemności 10 kWh jest niemal pusty. Dlaczego więc przyjmuje tylko 5 kW, a pozostała energia jest za grosze oddawana do sieci?
   
2. Noc. W budynku zainstalowano falownik hybrydowy 10 kW i w pełni naładowany magazyn energii o pojemności 10 kWh. Załącza się pompa ciepła o mocy 8 kW. Dlaczego falownik (mimo zapasu energii i mocy) pozwala na pobór maksymalnie 5 kW, a pozostałe 3 kW są pobierane z sieci energetycznej? Przecież magazyn jest pełny, a hybrydowy falownik może przetworzyć nawet 10 kW!

Co stoi za tymi ograniczeniami? W tym artykule przyjrzymy się najczęstszym przyczynom, które sprawiają, że zakupiony magazyn energii i falownik nie działają tak, jak klient się spodziewa.

Krótko omówię zależność pomiędzy pojemnością magazynu energii a maksymalną mocą, z jaką można go ładować i rozładowywać, oraz kilka powiązanych z tym zagadnień.

W dokumentacji technicznej lub podczas spotkań handlowcy i producenci podają mnóstwo parametrów technicznych. Nic dziwnego, że nieświadomy inwestor nie wie, na czym się skupić i o co dopytać. Handlowiec lub instalator… chce sprzedać a w przypadku instalatora również zarobić na montażu, więc prowadzą rozmowę tak, by odpowiadać na pytania klienta, ale jednocześnie doprowadzić do finalizacji transakcji.

Z całego gąszcza danych technicznych, w kontekście omawianego zagadnienia, kluczowe jest oznaczenie np. 0,5C – parametr, który większość czytelników zignoruje, bo w tabeli wygląda jak nic nieznaczący skrót kojarzony również z błędem w „druku” dotyczącym temperatury podanej w ^oC.

Co oznacza „C”?

Parametr C, a właściwie C-rate (Charge/Discharge Rate), określa, z jaką mocą akumulator jest ładowany lub rozładowywany w odniesieniu do jego pojemności nominalnej.

W praktyce, jeśli magazyn energii ma pojemność 10 kWh, to:

• 2C pełne ładowanie lub rozładowanie w 30 minut,
  czyli w naszym przypadku z 10 kWh magazynu możemy go ładować i rozładowywać z mocą 20 kW,
• 1C pełne ładowanie lub rozładowanie w 1 godzinę,
  czyli w naszym przypadku z 10 kWh magazynu możemy go ładować i rozładowywać z mocą 10 kW,
• 0,5C pełne ładowanie lub rozładowanie w 2 godziny,
  czyli w naszym przypadku z 10 kWh magazynu możemy go ładować i rozładowywać z mocą 5 kW,

Większość domowych magazynów energii pracuje właśnie w zakresie 0,3 – 0,6C, z dominującą wartością około 0,5C. Są też modele z wyższym C-rate (nawet 0,7 – 1C), ale… tu często ograniczeniem staje się falownik.

Niestety, podanie konkretnych przykładów jest bardzo pracochłonne, ponieważ dane dotyczące wartości C-rate (czyli prędkości ładowania/rozładowania wyrażanej jako ułamek pojemności baterii na godzinę) dla większości magazynów energii nie są łatwo dostępne w publicznych dokumentacjach. Producenci w publicznie dostępnych dokumentach podają tę informację w różny sposób np. jako moc w kW, wartość prądu, lub samo oznaczenie np. 0,5C, bez bezpośredniego odniesienia do C-rate.

Teraz widzisz, dlaczego parametr oznaczony literą C, np. „0,5C”, jest tak istotny w późniejszej eksploatacji i dlaczego powinieneś o tym porozmawiać na etapie zakupu magazynu energii.

W dalszej części artykułu podpowiem co możesz zrobić, jeśli w swoim budynku już posiadasz magazyn energii i chciałbyś go ładować lub rozładowywać z większą mocą. Ale po kolei.

Jaki parametr C-rate wybrać do domowego lub biurowego użytku?

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że najlepszym rozwiązaniem dla inwestora jest jak najwyższy parametr C. Ale to pułapka, bo zbyt wysoka wartość C-rate może prowadzić do:

• przegrzania ogniw,
• skrócenia żywotności magazynu energii,
• wyłączania wewnętrznego systemu BMS, a w skrajnych przypadkach nawet pożaru.

Z drugiej strony, zbyt niska wartość parametru C również nie jest korzystna, bo może ograniczać funkcjonalność magazynu, np. podnieść koszty rachunków za prąd poprzez zmniejszenie zakładanej wartości autokonsumpcji, lub w przypadku „braku prądu” uniemożliwić awaryjne zasilanie bardziej „prądożernych” odbiorników.

Z punktu widzenia użytkownika, magazyn energii o parametrze 0,5C to złoty środek, bo zapewnia wystarczającą moc i dobrą trwałość w relatywnie korzystnej cenie.

Kilka praktycznych rad

W omawianym przypadku, aby w pełni wykorzystać moc 10 kW falownika hybrydowego, należałoby zastosować magazyn energii o parametrze 0,5C i pojemności 20 kWh. Ale czy to jedyne rozwiązanie?

Studium przypadku

Zagadnienia najlepiej omawiać na konkretnych przykładach, dlatego do studium przypadku wybrałem falownik Sinexcel Isuna 10000T oraz współpracujące z nim magazyny energii Sunwoda SunESS, dostępne w pojemnościach: 5, 10, 15 i 20 kWh. Pamiętaj, że omawiane tu zagadnienia są uniwersalne i na ich przykładzie możesz sprawdzić parametry oraz możliwości zestawu który posiadasz lub który planujesz kupić.

Ponieważ falownik musi współpracować z magazynem energii (może wprowadzać własne ograniczenia), i nie można analizować możliwości samego magazynu w oderwaniu od reszty systemu. Należy sprawdzić:

• możliwości falownika,
• parametry magazynu energii,
• oraz to, jakie możliwości daje cały zestaw: falownik + magazyn energii.

Warto zadać pytanie:

Czy magazyny energii można łączyć równolegle?

To zależy od producenta i konkretnego modelu. Niektóre magazyny można ze sobą łączyć, a inne nie. Spotkałem się z seriami w których producent uzależniał możliwość ich równoległego łączenia od pojemności zestawu („wieży”). Konfiguracje o mniejszej pojemności można było łączyć, natomiast większe zestawy nie były przystosowane do pracy równoległej.

Podkreślam: każdy przypadek należy rozpatrywać indywidualnie.

Omawiane w tym artykule magazyny Sunwoda SunESS można łączyć równolegle, aż do trzech wież magazynowych, co oznacza, że możemy uzyskać maksymalną pojemność 60 kWh.

Ile magazynów energii można podłączyć do hybrydowego falownika?

Wszystko zależy od konkretnego modelu falownika. Omawiane w tym przykładzie hybrydowe falowniki serii Isuna posiadają dwa niezależne wejścia bateryjne, co oznacza, że można do nich podłączyć dwa zestawy magazynów energii.

Uwzględniając, że współpracujące z Isuną magazyny Sunwoda SunESS można łączyć równolegle aż do trzech wież, daje to możliwość podłączenia maksymalnie sześciu wież SunwodaESS o łącznej pojemności 120 kWh.

Czy można równolegle łączyć magazyny energii o różnej pojemności?

Chyba nikogo nie zaskoczy odpowiedź: to zależy. Niektórzy producenci dopuszczają łączenie wyłącznie magazynów o tej samej pojemności, inni pozwalają na dowolne kombinacje w ramach jednej serii produktowej z pewnymi ograniczeniami, a jeszcze inni dają pełną dowolność łączenia w ramach jednej serii.

Omawiane tu magazyny SunwodaESS można łączyć ze sobą dowolnie, bez obawy o przeciążenie mniejszych jednostek, bo nad równomiernym obciążeniem poszczególnych magazynów czuwa system BMS.

Tak szerokie możliwości pozwalają na podłączenie do falowników serii Isuna magazynów energii o łącznej pojemności od 5 do 120 kWh (w krokach co 5 kWh). Co ważne, dzięki tak elastycznej konfiguracji można uzyskać parametr C-rate w zakresie od 2,5 do 60 kW, przy czym ograniczeniem jest maksymalna moc największego falownika serii Isuna 20000T, która ogranicza maksymalną moc ładowania i rozładowania do wartości 20 kW.

W jaki sposób ekonomicznie skonfigurować największą pojemność magazynu energii?

Niezależnie od producenta, magazyn energii składa się z modułu sterującego i modułów bateryjnych. Dodatkowo, magazyny o konstrukcji modułowej (tzw. słupki lub wieże) wymagają jeszcze podstawy.

Załóżmy, że chcemy z magazynu uzyskać moc 10 kW, co przy parametrze 0,5C oznacza pojemność 20 kWh.

Tę pojemność można zrealizować na kilka sposobów:

• 1 magazyn o pojemności 20 kWh: jeden moduł sterujący, jedna podstawa, cztery moduły bateryjne
• 2 magazyny o pojemności 10 kWh: dwa moduły sterujące, dwie podstawy, cztery moduły bateryjne
• 1 magazyn o pojemności 10 kWh + 2 magazyny o pojemności 5 kWh: trzy moduły sterujące, trzy podstawy, cztery moduły bateryjne

Jak widać, liczba modułów bateryjnych odpowiedzialnych za łączną pojemność magazynu pozostaje bez zmian, ale rośnie liczba podstaw i modułów sterujących.

Podsumowując – uwzględniając wytyczne producenta dotyczące miejsca montażu (ze względów bezpieczeństwa wokół magazynu energii musi być zachowana odpowiednia przestrzeń, ale to temat na osobny artykuł) oraz aspekt ekonomiczny, najkorzystniej jest jednorazowo zakupić magazyn o pojemności 20 kWh.

Dlaczego?

Bo w tej konfiguracji potrzebujemy tylko jednego modułu sterującego i jednej podstawy. W każdej innej opcji (przy rozbudowie zestawu) konieczny jest zakup dodatkowych modułów sterujących i podstaw, co podnosi całkowity koszt inwestycji.

Czy magazyny energii mogą współpracować tylko z jednym modelem falownika?

To zależy zarówno od producenta magazynu energii, jak i od producenta falownika. Komunikacja między falownikiem a magazynem odbywa się za pośrednictwem systemu BMS (Battery Management System), który odpowiada za monitorowanie kluczowych parametrów pracy modułów bateryjnych i zapewnienie ich bezpiecznego działania.

Aby system działał poprawnie, falownik i magazyn muszą przesyłać dane w tym samym, zrozumiałym dla obu stron standardzie komunikacji. Jeśli producenci przewidzieli i przetestowali taką współpracę, zazwyczaj podają listę kompatybilnych urządzeń, czyli z jakimi falownikami współpracuje dany magazyn energii i odwrotnie.

Przykładowo, magazyny energii Sunwoda SunESS są kompatybilne z wieloma modelami falowników, m.in.:

• Solis modele: S6-EH3P(5-10)K-H-EU, S6-EH3P(12-20)K-H,
• Deye modele: SUN-5/6/8/10/12/15/20K/25K-SG01HP3-EU-AM2, SUN-30K-SG01HP3-US-BM, SUN-29.9/30/35/40/50K-SG01HP3-EU-BM, SUN-60K-SG01HP3-US-BM,
• SOLINTEG modele: MHS-3-8K-30, MHT-4-12K-25, MHT-10-20K-40,
• YINERGY model: HI-3P(5-12)K-H,
• Hoymiles modele: HYT-(5.0-12.0)HV-EUG1, HYT-(5.0-12.0)HV-AUG1, HAT-(5.0-10.0)HV-EUG1,
• Sinexcel modele: Isuna 5000-20000T, Isuna D5000-12K-SH, Isuna D5000-12K-TH,
• Afore model: AF(3K-30K)TH,
• Luxpower LU POWER model: TRIP 6-20K,
• Hypontech model: HHT-5000/6000/8000/10000/12000/15000

Ale musisz pamiętać, że każdy z wymienionych falowników może mieć własne ograniczenia dotyczące współpracy z magazynami energii. Dlatego w praktyce jedynym stałym punktem odniesienia pozostaje:

• możliwość łączenia magazynów Sunwoda SunESS w ramach jednej instalacji (maksymalnie trzy „wieże” dowolnej pojemności),
• oraz ich parametr C-rate na poziomie 0,5C, który pozostaje niezmienny niezależnie od konfiguracji.

To właśnie te dwa elementy (elastyczność konfiguracji i maksymalna moc ładowania i rozładowywania) są kluczowe w kontekście omawianego w tym artykule zagadnienia.

Na koniec

Od dłuższego czasu, analizując temat magazynów energii, przeglądam Internet, uczestniczę w spotkaniach branżowych i rozmawiam z instalatorami oraz inwestorami. Na tej podstawie wytypowałem 15 najczęściej pojawiających się pytań:

1. Czy inwestycja się zwróci?
2. Ile można zaoszczędzić na rachunkach?
3. Czy magazyn zwiększy autokonsumpcję i niezależność energetyczną?
4. Jaką technologię baterii wybrać – trwałość i bezpieczeństwo różnych rozwiązań?
5. Jakie są koszty zakupu i eksploatacji magazynu?
6. Jaka jest dostępność dotacji i obniżonego VAT-u?
7. Czy magazyn energii kwalifikuje się do programów wsparcia np. „Mój Prąd”?
8. Jakie warunki trzeba spełnić, by skorzystać z niższego VAT-u (np. montaż przez firmę)?
9. Czy istniejąca instalacja PV jest kompatybilna z magazynem energii?
10. Czy montując magazyn energii w istniejącej instalacji trzeba wymieniać falownik?
11. Jakie napięcie i pojemność magazynu dobrać do istniejącej instalacji PV?
12. Czy i jakie są ryzyka pożaru (szczególnie przy akumulatorach litowych)?
13. Czy pomieszczenie z magazynem energii musi mieć wentylację?
14. Jak duże jest zagrożenie wybuchem wodoru przy akumulatorach kwasowych?
15. Czy lepiej wybrać magazyn nisko- czy wysokonapięciowy?

Są to pytania ważne, ale nie jedyne które należy zadać przy tak poważnej inwestycji. Szkoda, że wiele z poniższych pytań pojawia się dopiero po czasie, gdy coś nie działa tak, jak powinno, albo gdy magazyn energii lub falownik ulegnie uszkodzeniu, a producent odmawia naprawy w ramach gwarancji.

Właśnie dlatego w kolejnych artykułach poruszę tematy, które często są pomijane, a mają kluczowe znaczenie dla poprawnego działania instalacji wyposażonej w magazyn energii:

• Wybór miejsca montażu magazynu energii.
• Jak zabezpieczyć magazyn energii?
• Czy magazyn energii i falownik PV podłączyć do Internetu przewodowo (LAN), czy przez Wi-Fi?
• Jak dobrać pojemność magazynu do indywidualnych potrzeb instalacji?
• Jak temperatura otoczenia wpływa na maksymalną moc ładowania i rozładowywania?
• Jakie zabezpieczenia powinno mieć pomieszczenie z magazynem energii?
• Czy magazyn działa jak UPS, czyli czy zapewnia bezprzerwowe zasilanie?
• Czy do magazynu energii potrzebna jest dodatkowa automatyka SZR?
• Czy magazyn energii można doładowywać z agregatu prądotwórczego?
• Jak magazyn energii wpływa na zużycie mocy biernej?

Jeśli jesteś inwestorem i chcesz, by Twoja instalacja działała nie tylko na papierze, ale też w praktyce, lub gdy jesteś instalatorem i chcesz w przyszłości uniknąć błędów w wykonywanych instalacjach – śledź kolejne publikacje. Bo jak pokazuje doświadczenie: diabeł tkwi w szczegółach.

Artykuł Dlaczego magazyn energii nie działa tak, jak oczekuje klient? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Sprawdź, czy to opracowanie jest dla Ciebie 

Materiał powstał z myślą o elektrykach projektantach, instalatorach i technikach utrzymania ruchu – wszystkich, którzy na co dzień odpowiadają za instalacje elektryczne niskiego napięcia. Jeśli szukasz rzetelnych informacji opartych na aktualnych normach (seria IEC 60364 oraz normy dotyczące poszczególnych typów aparatury), to właśnie tutaj je znajdziesz. 

Niezależnie od tego, czy projektujesz nową instalację, modernizujesz istniejącą, czy rozwiązujesz bieżące problemy eksploatacyjne – tutaj dostaniesz konkretne odpowiedzi. 

Co konkretnie zyskasz? 

Dokument szczegółowo omawia trzy podstawowe funkcje aparatury rozdzielczej: zabezpieczenie, izolowanie oraz sterowanie. Każdą z tych funkcji przedstawiono w kontekście wymagań normowych i – co ważniejsze – praktycznych zastosowań. 

W rozdziale o zabezpieczeniach elektrycznych znajdziesz wyczerpujące informacje o ochronie przed prądami przeciążeniowymi i zwarciowymi. Zrozumiesz różnice między zabezpieczeniem elementów instalacji a ochroną odbiorów, takich jak silniki elektryczne. Dowiesz się, kiedy wystarczy sam wyłącznik, a kiedy potrzebujesz dodatkowego przekaźnika termicznego. 

Część poświęcona izolacji to must-have dla każdego, kto dba o bezpieczeństwo personelu. Opracowanie precyzyjnie określa wymagania dotyczące urządzeń izolujących: odstępy między stykami, wytrzymałość przeciwudarową, dopuszczalne prądy upływu. Wszystko to, co musisz sprawdzić, zanim dopuścisz kogokolwiek do pracy przy instalacji. 

Poznasz również charakterystykę kluczowych urządzeń: odłączników, rozłączników, styczników, przekaźników impulsowych i bezpieczników. Dla każdego typu znajdziesz kategorie użytkowania według norm IEC, parametry znamionowe i typowe zastosowania. Szczególnie wartościowe są informacje o bezpiecznikach typu gG, gM i aM – opracowanie jasno wyjaśnia różnice między nimi i wskazuje, kiedy sięgnąć po konkretne rozwiązanie. 

Nie zabrakło też omówienia zespołów aparatów rozdzielczych: kombinacji rozłączników z bezpiecznikami, układów stycznik-przekaźnik termiczny. Zobaczysz, jak prawidłowo komponować urządzenia dla zapewnienia kompleksowej ochrony. 

Dlaczego warto pobrać? 

To nie jest kolejny teoretyczny podręcznik. To praktyczne narzędzie pracy, które realnie zaoszczędzi Twój czas. Znajdziesz tu przejrzyste tabele parametrów, schematy symboliczne aparatury oraz wykresy charakterystyk czasowo-prądowych. Systematyczne uporządkowanie informacji oznacza, że potrzebne dane znajdziesz w kilka sekund – nie w kilka godzin przeszukiwania różnych źródeł. 

Szczególnie pomocne są wyjaśnienia dotyczące konwencjonalnych prądów zadziałania i niezadziałania bezpieczników, ograniczania prądów zwarciowych oraz koordynacji zabezpieczeń. Zrozumiesz wreszcie, dlaczego w określonych przypadkach musisz stosować kable o większej obciążalności lub dlaczego bezpieczniki aM zawsze wymagają dodatkowego przekaźnika przeciążeniowego. 

Opracowanie pomoże Ci również uniknąć typowych błędów – wskazuje na krytyczne aspekty doboru aparatury, takie jak kategorie wytrzymałości udarowej czy wymagania dotyczące przełączania awaryjnego. Lepiej dowiedzieć się o tym teraz niż podczas kontroli czy – co gorsza – awarii. 

Pobierz i zastosuj od razu 

Masz przed sobą kolejny projekt? Zastanawiasz się nad doborem zabezpieczeń do obwodu silnikowego? Planujesz modernizację rozdzielnicy? To opracowanie da Ci pewność, że wybierasz prawidłowe rozwiązania – zgodne z normami i sprawdzone w praktyce. 

Pobierz  rozdział H z “Poradnika Inżyniera Elektryka” i zyskaj dostęp do aktualnej, usystematyzowanej wiedzy. To inwestycja, która zwróci się już przy pierwszym projekcie – oszczędzisz czas na poszukiwaniu informacji, będziesz pewien swoich decyzji i unikniesz kosztownych pomyłek. 

Materiał jest dostępny bezpłatnie na stronie Schneider Electric. 

Pobierz opracowanie w tym miejscu:  

>> Aparatura rozdzielcza niskiego napięcia – jak dobrać, zabezpieczyć i utrzymać?

Artykuł Bezpiecznik, wyłącznik czy rozłącznik – jak dobrać aparaturę w rozdzielnicy niskiego napięcia? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Z pewnością pytanie jest nieco podchwytliwe, gdyż osoba z niedostateczną wiedzą odpowie, że… “można spaść z wysokości”. Nieco bardziej kumata osoba zapewne odpowie, że to praca przy napięciu i to również nie zostanie uznane. Niestety tu się kłania podstawowa wiedza, którą musi znać każda osoba, która chce pracować jako elektryk, niekoniecznie przy fotowoltaice.

Przeciętnej osobie elektryk kojarzy się z tzw. kręcidrutem, który “robi gniazdka w ścianie i kładzie kafelki w toalecie”. Równie dobrze można powiedzieć, że lekarz wypisuje papierki i nie musi mieć żadnej wiedzy, a za to tylko samo doświadczenie. Tak właśnie obecnie myśli większość osób starających zdobyć się uprawnienia, bo zyskali doświadczenie, ale nigdy żadnej książki nie czytali i nie odróżniają prądu stałego od prądu zmiennego oraz prądu od napięcia.

Tu jest właśnie jedna z kluczowych rzeczy w pracy przy fotowoltaice, gdyż przy PV w większości przypadków mamy do czynienia zarówno z prądem stałym oraz zmiennym. Stały pochodzi z paneli fotowoltaicznych, a zmienny z sieci lub nawet z samego tylko falownika (falowniki off-grid).

W internecie często pojawia się mit jakoby prąd stały był bezpieczny – nic bardziej mylnego. Według wielu prac, prąd stały jest około dwa razy mniej niebezpieczny. W skrajnych przypadkach może spowodować jedynie uczucie ciepła i w tym samym czasie elektrolizę tkanek która doprowadzi do znacznej utraty zdrowia lub nawet życia.

Powszechnie stosowane tanie wyłączniki różnicowo-prądowe (potocznie różnicówki) działają tylko na prąd zmienny lub ewentualnie tętniący (RCD typ A).

Obalając kolejny mit… Różnicówki niezależnie od typu, nie wyłączają podczas porażenia ani tym bardziej przed nim (za wyjątkiem upływności L-PE), tylko wskutek pojawienia się tak zwanego prądu różnicowego – czego przykładem jest wbudowany rezystor połączony z przyciskiem “TEST”. Gdy dana osoba, lub zwierzę postanowi równocześnie dotknąć przewodu L i równocześnie N, zarazem będąc odizolowanym od ziemi, to różnicówka nie “zobaczy” prądu różnicowego, lecz żarówkę…

Korzystając na co dzień z instalacji elektrycznych w domu, w pracy i wszędzie indziej można się przyzwyczaić do tego, że nic się nie dzieje. Jak mawiają najlepsi i doświadczeni elektrycy: “najczęściej zabija rutyna”.

Tym bardziej zdradliwy bywa prąd, gdy ktoś zaliczył kilka czy nawet kilkanaście porażeń i nie stosuje zasad bezpiecznej pracy przy lub w pobliżu napięcia. Każdy kolejny raz może być ostatnim.

Przy PV często zachodzi sytuacja, że inne osoby montują panele na dachu, a inne osoby wykonują elektrykę “z dołu” mając wyprowadzone przewody z paneli. Należy pamiętać że to nie moc zabija, tylko prąd. Gdyby ktoś nie wierzył, to niech się zastanowi jak działa paralizator elektryczny posiadający małą bateryjkę. Panele połączone szeregowo i dające napięcie rzędu 1500 VDC, mogą być doskonałą receptą na poparzenia skutkujące amputacją całych kończyn.

Inaczej wygląda sprawa związana z łukiem elektrycznym. W przypadku prądu zmiennego, napięcie wygląda mniej lub bardziej jak na poniższym wykresie:

W czerwonych kółkach widać tak zwane przejście przez zero, które powoduje zgaszenie ewentualnego łuku. Zupełnie inaczej bajka wygląda przy prądzie stałym. Poniższe trzy krótkie filmy są tego doskonałym dowodem:

Oczywiście te filmy pokazują celowo wywołany łuk elektryczny przy zwarciu paneli. Taki sam łuk może powstać wskutek złego zarobienia wtyczki MC4 w instalacji, o czym mowa na kolejnym poniższym filmie:

Po tym doskonale widać, że ewentualne porażenie napięciem z paneli nie jest tak przerażające jak możliwość znacznych oparzeń wskutek zwarcia dokonanego podczas montażu. Rzeczą oczywistą jest, że panele podają napięcie na wyjściu zawsze jak pada na nie światło – także zaraz po wyjęciu ich z auta. Złącza MC4 umożliwiają ich podłączenie niemal w każdej chwili, ale nie po obciążeniem.

Rozładowane kondensatory falownika, są praktycznie zwarciem, dlatego oczywiście stosujemy co najmniej jeden rozłącznik (bezpiecznikowy lub zwykły) zaraz po wejściu do rozdzielnicy, przed ogranicznikami – nawet jeśli falownik posiada wbudowany. Ewentualny łuk zapali się na krótko podczas operowania rozłącznikiem, w jego wnętrzu, a nie w naszych rękach i tuż przed oczami, których raczej nikt z nas nie chciałby stracić.

Artykuł Czy praca przy fotowoltaice jest niebezpieczna? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Większość problemów, z jakimi mierzą się użytkownicy, wynika z niewiedzy o sposobie działania wszelkiego rodzaju przyrządów do lokalizacji uszkodzeń i trasowania instalacji, a co za tym idzie, nieświadomości błędów popełnianych przy doborze przyrządu, metody czy nawet podłączenia takiego przyrządu do badanego obiektu.

W poniższej treści postaram się nieco przybliżyć temat trasowania przewodów i lokalizacji uszkodzeń w budynkach za pomocą przyrządów podręcznych, a także przedstawię jakich przyrządów sam używam i dlaczego.
Dodatkowo pod spodem znajdziesz odsyłacze do stron producenta, który nie prowadzi sprzedaży bezpośredniej, ale znajdziesz tam karty katalogowe wraz z pełną specyfikacją techniczną.

Wiedz też, drogi czytelniku, że poniższa treść nie jest w żaden sposób materiałem sponsorowanym. Jest ona obiektywna i oparta wyłącznie o własne przyrządy i własne doświadczenia, także z ich konkurencyjnymi odpowiednikami, z którymi miałem przyjemność (a czasem żadnej) pracować. Na końcu postaram się też wyjaśnić dlaczego, po latach użytkowania innych przyrządów, mój wybór padł akurat na taki zestaw jakim się obecnie posługuję.

Zestaw do lokalizacji uszkodzeń w instalacjach oraz do ich trasowania

Odmiennie jak robiłem do tej pory, przedstawię cały zestaw przyrządów i ułatwiaczy, które posiadam i którymi posługuje się prawie codziennie.

Jeżeli zajmujesz się takimi zadaniami komercyjnie to zapewniam, że cały zestaw zwróci się po kilku zleceniach w postaci choćby zaoszczędzonego czasu i nerwów.

Adapter MTF230 do gniazd wtykowych będący absolutnym “must have” przy prowadzeniu dowolnych prac pomiarowych w instalacjach. Umożliwia on podłączenie dowolnego urządzenia, wyposażonego we wtyki bananowe, do gniazd wtykowych UNI-Schuko.

Na marginesie: jakiś czas temu zbudowałem na swoje potrzeby odpowiednik, jednak nie ukrywam, że był on o wiele większy i mniej praktyczny, a koszt jego budowy przewyższał koszt zakupu MTF230, o istnieniu którego nie miałem w tamtym czasie pojęcia.

Zestaw adapterów do opraw oświetleniowych LA Kit, w skład którego wchodzą adaptery do opraw oświetleniowych E14, E27 i GU10 umożliwiające podłączenie dowolnego przyrządu pomiarowego za pomocą przewodów z wtykami bananowymi bezpośrednio do gniazda źródła światła.

Zestaw składa się z pięciu adapterów, dwóch przewodów pomiarowych zakończonych wtykami bananowymi i futerałem transportowym.

Swoją drogą, w zestawie LA Kit znajdziesz adaptery do gniazd typu B15 i B22, choć w naszych lokalnych warunkach nie widzę dla nich zastosowania – niemniej w zestawie są.

Powyższe adaptery uważam za niezbędne dla każdego kto prowadzi prace na obiektach czynnych lub uszkodzonych. Znacznie przyspieszają one pracę.

W moim zestawie nie może zabraknąć wskaźnika dwubiegunowego MET1000, który jest wyposażony w funkcję pomiaru rezystancji do 50kΩ i za pomocą którego jestem w stanie określić polaryzację żył badanego przewodu i napięcie pomiędzy nimi.

Więcej o nim możesz przeczytać w materiale o najbardziej przemyślanym wskaźniku jaki miałem. 

Lokalizator zabezpieczeń obwodów pod napięciem MFL205

Jego jedynym zadaniem jest bezzwłoczne wskazanie zabezpieczenia obwodu pod napięciem, do którego jest podłączony nadajnik. I naprawdę, wskazanie jest precyzyjne i bezzwłoczne, a odbiornik natychmiast reaguje na wykryty sygnał. Nie jest to skomplikowany w użyciu przyrząd.

Nadajnik jest bezbateryjny, zasilany bezpośrednio napięciem sieciowym. Jego działanie jest sygnalizowane czerwoną kontrolką na froncie obudowy. Wysyła on odpowiednio zmodulowany sygnał po żyle liniowej, dlatego tak ważne jest określenie polaryzacji w badanym punkcie przyłączenia nadajnika.

Sam odbiornik zasilany jest baterią 9V. 

Mimo, że nie spędza się z nim zbyt wiele czasu, ma on bardzo wygodny uchwyt. Jest wyposażony w jeden przycisk ON/OFF, którego krótkie naciśnięcie powoduje “reset” odbiornika.

Użytkownicy konkurencyjnych przyrządów z pewnością znają problemy z “oswajaniem” się odbiornika z sygnałem, co w ekstremalnych przypadkach skutkowało brakiem wskazań i wymuszało restart poprzez wyłączenie i ponowne uruchomienie. W MFL205 ta niedogodność została wyeliminowana.

Odbiornik jest wyposażony w diodę sygnalizującą stan odbieranego sygnału, która zmienia barwę na zieloną w chwili znalezienia zabezpieczenia obwodu, do którego został wcześniej podłączony nadajnik jednocześnie zwiększając częstotliwość sygnału dźwiękowego. Jest to bardzo wygodne rozwiązanie.

Czy jest Ci on potrzebny? Tak. Wyobraź sobie, że musisz wyłączyć obwód, na którym będziesz prowadził pracę i tylko ten obwód. Na wyłączenie innych nie ma absolutnie zgody, a tym samym nie ma możliwości zastosowania metody prób i błędów.

U zwyczajnego niewymagającego klienta też dostajesz +50 do doświadczenia za to, że przy okazji przesuwania jednego gniazda w pokoju nie wyłączysz całego mieszkania resetując przy tym wszystkie zegary w sprzętach AGD (których to nikt nie umie ustawić bez instrukcji obsługi) oraz modemy i routery, które potrzebują więcej czasu do ponownego połączenia.

Nie wdawajmy się w przepychanki, że obwody powinny być opisane, bo może kiedyś były… albo i nie.

Będąc przy opisach, nie sposób pominąć, że i w tym zakresie znajdzie zastosowanie i bardzo przyspieszy pracę.

Reasumując: jednoznacznie uważam, że MFL205 jest wart swojej ceny, a skuteczność działania jest niepodważalna.

Lokalizator uszkodzeń i tras przewodów oraz kabli MCT105

Jest to przyrząd, który ma właśnie takie przeznaczenie. Ku mojemu zaskoczeniu sprawdza się również przy lokalizacji zabezpieczenia obwodu, do którego podłączony jest nadajnik. 

Nie ukrywam jednak, że nie jest to jego główne zastosowanie, a w związku z tym – w porównaniu do MFL205 – jest zdecydowanie wolniejszy.

Za jego pomocą możesz określić położenie przewodów pod napięciem bez użycia nadajnika, trasować instalację i poszczególne przewody oraz lokalizować uszkodzenia takie jak zwarcia czy przerwy.

W zestawie otrzymasz odbiornik wraz z nadajnikiem, dwa miękkie i elastyczne przewody zakończone wtykami bananowym, dwa dobrej jakości krokodylki, dwie sondy ostrzowe konstrukcyjnie przystosowane do otworów fi 4mm w gniazdach wtykowych oraz dwie markowe baterie 9V do zasilenia odbiornika i nadajnika. Dzięki temu bezpośrednio po odpudełkowaniu możesz rozpocząć pracę bez konieczności biegania po sklepach w poszukiwaniu odpowiedniego źródła zasilania.

Całość jest zapakowana w walizkę wyłożona gąbką, co zabezpiecza przyrząd podczas transportu i ułatwia przechowywanie.

Odbiornik jest lekki i smukły, co bardzo pozytywnie wpływa na obsługę i użytkowanie. Przycisk ON/OFF jest umieszczony w dolnej części przyrządu, z dala od przycisków funkcyjnych, co skutecznie uniemożliwia jego przypadkowe wyłączenie. Będąc przy przyciskach, mamy do czynienia raptem z sześcioma funkcyjnymi:

• Pierwszy – do obsługi dźwięku i podświetlenia,
• Drugi – do przełączania między funkcją pracy z nadajnikiem a funkcją wykrywania przewodów pod napięciem (działa też przy 12V DC),
• Trzeci – odpowiedzialny za działanie latarki,
• Czwarty- do zmiany trybu lokalizacji sygnału z automatycznego na ręczny,
• Po bokach którego znajdują się dwa przyciski odpowiedzialne za zwiększenie lub zmniejszenie dokładności lokalizowanego sygnału.

Podświetlany białym światłem czytelny wyświetlacz, na którym wyświetlane są informacje takie jak moc odbieranego sygnału, zarówno w postaci cyfrowej jak i graficznej, tryb pracy oraz kod i nastawiona moc nadajnika.

Nadajnik jest zdecydowanie prostszą konstrukcją. Mały i lekki dzięki czemu nie trzeba kombinować “konstrukcji wsporczych” w obawie, że gniazdo, do którego zostanie przyłączony, wyrwie się ze ściany lub wypnie się z przewodów pod własnym ciężarem – co w przypadku konkurencyjnych przyrządów właśnie ma miejsce.

Na pokładzie nadajnika mamy raptem dwa przyciski: jeden do włączenia nadajnika i drugi do włączenia podświetlenia przez dłuższe przytrzymanie oraz zmiany mocy nadawanego sygnału. Mamy tu do wyboru 3 ustawienia, co w połączeniu z możliwością zmiany dokładności w odbiorniku daje możliwość dopasowania do panujących w danej sytuacji warunków.

Nadajnik jest wyposażony w czytelny podświetlany ekran, na którym wyświetlane są informacje o kodzie (kanale nadawanego sygnału) nadajnika oraz ustawionej mocy nadawanego sygnału.

Najczęściej popełniane błędy przy lokalizowaniu uszkodzeń oraz trasowaniu instalacji elektrycznej

Najczęściej popełniane błędy:

1. Brak weryfikacji charakteru uszkodzenia,
2. Brak uziemienia żył, w tym drugiego końca uszkodzonej żyły, przy lokalizowaniu przerwy,
3. Brak uziemienia nadajnika,
4. Brak podłączenia 2 przewodów nadajnika do badanych żył zwartych ze sobą,
5. Nieprawidłowy dobór metody do lokalizowania uszkodzenia lub trasowania,
6. Nieprawidłowy dobór przyrządów i ich charakterystyki pracy,
7. Stosowanie metody jednobiegunowej do trasowania obwodów pod napięciem zabezpieczonych RCD,
8. Nieprawidłowe podłączenie nadajnika do żył L-PE przy trasowania obwodów pod napięciem zabezpieczonych RCD,
9. Brak określenia polaryzacji żył obwodu pod napięciem do którego jest podłączony nadajnik,
10. Brak weryfikacji czy uszkodzona jest instalacja czy urządzenie.

Określanie charakteru uszkodzenia

Od tego jest uzależniony dobór przyrządu i metody z jaką zostanie on zastosowany. W celu określenia charakteru uszkodzenia należy przeprowadzić szereg czynności.

W pierwszej kolejności nie zaszkodzi mały wywiad środowiskowy:
– Co się dzieje?
– Kiedy się dzieje?
– Od kiedy się dzieje?
Wszystkie te informacje, które jest w stanie przekazać laik, będą dla Ciebie pomocne przy lokalizowaniu uszkodzenia i zawężą obszar instalacji, na którym będziesz prowadził prace.

Następnie powinieneś odłączyć wszystkie urządzenia podłączone do podejrzanego obwodu w celu eliminacji problemu leżącego po stronie któregokolwiek z nich.

Minimum narzędzi, które powinniśmy mieć pod ręką to wskaźnik dwubiegunowy z funkcją pomiaru rezystancji i ciągłości, taki jak Megger MET1000.

Test ciągłości

Najprostszym sposobem aby tego dokonać, po wyłączeniu zasilania, jest zwarcie wszystkich żył na końcu obwodu np. za pomocą kostki Wago i sprawdzenie ciągłości między nimi w rozdzielnicy. Jest to o tyle wygodne rozwiązanie, że nie wymaga rozciągania niekiedy bardzo długich przewodów pomiarowych.
Ważne jest aby żyły zewrzeć ze sobą na końcu obwodu. w przeciwnym razie test przeprowadzisz między tablicą rozdzielczą a jedynie miejscem obwodu, w którym zwarłeś ze sobą żyły.

Przykładem może być test:
L-N – ciągłość zachowana (powinna być zachowana)
L-PE – brak ciągłości  (powinna być zachowana)
N-PE – brak ciągłości (powinna być zachowana)
Ponieważ między PE a pozostałymi żyłami ciągłość nie jest zachowana, możesz być pewny, że przerwana jest żyła ochronna.

W przypadku układu zasilania TN-C (2 żyły) i TT (3 żyły przy czym żyła ochronna nie jest połączona galwanicznie z żyłą neutralną) sprawa jest o tyle prosta, że praktycznie wystarczy odłączyć zasilanie podejrzanego obwodu i dokonać prób ciągłości pomiędzy żyłami.

W układzie TN-S/TN-CS jest to trochę bardziej utrudnione, ze względu na galwaniczne połączenie żyły ochronnej i żyły neutralnej przez uziom budynku, na którym prowadzisz prace.
Jeżeli obiekt jest wyposażony w wyłącznik różnicowoprądowy, który zabezpiecza uszkodzony obwód, wtedy wystarczy go wyłączyć – nierzadko wyłączając przy okazji pozostałe obwody.
Sytuacja komplikuje się jednak kiedy takim wyłącznikiem uszkodzony obwód zabezpieczony nie jest. W takim przypadku należy wyłączyć całe zasilanie obiektu, najlepiej przez wyłączenie zabezpieczenia przedlicznikowego, a następnie odłączyć przewód neutralny w tablicy obiektu, na którym są prowadzone prace.

Więcej o układach zasilania możesz przeczytać w artykule: https://elektrykapradnietyka.com/21667/tnc-tns-tncs-tt-it/

Test zwarcia

Rozłącz zwarte wcześniej (za pomocą kostki Wago) żyły i dokonaj ponownie testu ciągłości.

Teraz sprawdzasz odwrotność ciągłości a więc szukasz między którymi żyłami będzie zwarcie.

Przykładem może być test:
L-N – brak ciągłości (NIE powinna być zachowana)
L-PE- jest ciągłość (NIE powinna być zachowana)
N-PE – brak ciągłości (NIE powinna być zachowana)
Ponieważ między L-PE ciągłość jest zachowana to możesz być pewny, że zwarte ze sobą są właśnie te żyły.

Oczywiście, istnieją kombinacje tego rodzaju uszkodzeń jak przerwana żyła i przy okazji zwarta do innej inne żyły. Nie ma znaczenia czy zaczniesz od usuwania zwarcia czy przerwy, jednak ja zawsze w pierwszej kolejności lokalizuje i usuwam zwarcia z obwodu.

Trasowanie przewodu bez napięcia – metoda dwubiegunowa (prądowa)

W pierwszej kolejności należy wytrasować przebieg uszkodzonego przewodu. Jest to najlepsza metoda trasowania. Aby tego dokonać podłącz nadajnik MCT105 do żył przewodu których ciągłość jest zachowana. zewrzyj ze sobą te żyły na końcu przewodu, włącz nadajnik i ustaw siłę nadawanego sygnału na poziom II.
W odbiorniku za pomocą przycisku MODE uruchom tryb ręcznej dokładności.
Jest to jedna z najbardziej skutecznych metod ze względu na wymuszenie przepływu prądu w trasowanym przewodzie lokalizowanego obwodu.

Ok, ale co jeżeli przerwane są dwie żyły?

Trasowanie przewodu bez napięcia – metoda jednobiegunowa (napięciowa)

Do przewodu, którego ciągłość jest zachowana, podłącz przewód z czerwonego gniazda nadajnika MCT105, a przewód z gniazda czarnego podłącz do przewodu uziemionego w tablicy rozdzielczej.
Ustaw moc nadawanego sygnału na II poziom, dzięki temu w razie potrzeby będziesz mógł zwiększyć lub zmniejszyć siłę nadawanego sygnału. W celu zwiększenia dokładności (zmniejszenia prezentowanego sygnału naciśnij) naciśnij przycisk MODE na odbiorniku, a następnie sąsiednimi strzałkami zwiększ lub zmniejsz moc prezentowanego sygnału. Podążaj za sygnałem
Ta metoda nie jest tak skuteczna jak metoda dwuprzewodowa, więc spodziewaj się sygnału o mniejszej wskazywanej mocy.

Teraz już posiadasz wszystkie niezbędne informacje do przystąpienia do lokalizacji uszkodzenia.

Lokalizowanie zwarcia

Przed podłączeniem nadajnika warto wcześniej uziemić trzecią (lub pozostałe) żyłę, co zwiększy dokładność odczytów.

Podłącz nadajnik MCT105 do dwóch uszkodzonych, zwartych ze sobą żył (przykładowe L i PE).

Ustaw moc nadawanego sygnału na II poziom, dzięki temu w razie potrzeby będziesz mógł zwiększyć lub zmniejszyć siłę nadawanego sygnału. W celu zwiększenia dokładności (zmniejszenia prezentowanego sygnału naciśnij) naciśnij przycisk MODE na odbiorniku, a następnie sąsiednimi strzałkami zwiększaj lub zmniejszaj moc prezentowanego sygnału.

Sygnał na odbiorniku zacznie zanikać w miejscu gdzie będzie zwarcie.

Co jeżeli uszkodzenie istnieje, ale nie jesteśmy w stanie go określić?
Należy pamiętać o zjawisku przebicia. Używając podręcznego przyrządu może się okazać że na obwodzie na którym problem występuje nie jesteś w stanie jednoznacznie go wykryć. W takiej sytuacji należy posłużyć się miernikiem rezystancji izolacji np. MIT400 mk.2 do określenia między jakimi żyłami dochodzi do przebicia.

Nie wchodząc w szczegóły, muszę jednak przypomnieć że uwzględniając wytyczne normy PN-HD 60364-6 rezystancja między poszczególnymi żyłami w instalacjach odbiorczych musi być większa niż 1MΩ dla napięcia probierczego 500V DC. O uszkodzeniu zatem możesz mówić zawsze jeżeli warunek ten nie zostanie spełniony.

Może zajść też konieczność zastosowania bardziej specjalistycznej metody jak reflektometrycza, np. z użyciem TDR500 mk.3 lub TDR1000 mk.3.

Tym samym, w takiej sytuacji MCT105 posłuży Ci jedynie do wytresowania przebiegu instalacji, a TDR500/3 do określenia odległości, na której występuje uszkodzenie (o badaniach reflektometrycznych może jednak opowiem innym razem ).

Lokalizowanie przerwy

W tablicy rozdzielczej odłącz żyłę uszkodzoną pozostałe żyły zewrzyj ze sobą i uziom poprzez podłączenie ich do uziemionej żyły PEN lub PE.
Na końcu obwodu podłącz przewód z czerwonego gniazda nadajnika MCT105 do uszkodzonej żyły, a przewód z gniazda czarnego do jednej z uziemionych wcześniej żył.
Ustaw moc nadawanego sygnału na II poziom, dzięki temu w razie potrzeby będziesz mógł zwiększyć lub zmniejszyć siłę nadawanego sygnału. W celu zwiększenia dokładności (zmniejszenia prezentowanego sygnału naciśnij) naciśnij przycisk MODE na odbiorniku, a następnie sąsiednimi strzałkami zwiększaj lub zmniejszaj moc prezentowanego sygnału.

Sygnał na odbiorniku zacznie zanikać w miejscu gdzie będzie przerwa.

Po zakończeniu prac związanych z lokalizacją uszkodzeń i ich naprawą pamiętaj aby przywrócić wszystkie połączenia przewodów do stanu pierwotnego.

Metody trasowania pod napięciem

Podłączamy L i N do nadajnika MCT105 zgodnie ze wskazaną na nim polaryzacją.

Jest to najmniej skuteczna metoda trasowania ze względu na to, że pola elektromagnetyczne prowadzonych równolegle względem siebie żył będą się znosić wzajemnie.
Aby poprawić skuteczność tej metody należy podłączyć nadajnik do najbardziej oddalonego punktu trasowanego obwodu.

Nie oznacza to, że metoda ta jest bezużyteczna. Zwyczajnie niesie za sobą pewne ograniczenia.
UWAGA!!! W przypadku obciążonych obwodów należy brać pod uwagę że sygnał może osłabnąć lub wręcz zaniknąć w zależności od zakłóceń panujących w badanym obiekcie

Tryb detekcji bezdotykowej NCV (Not Connected Voltage) – bez użycia nadajnika

Piszę to z całą sympatią do zawodu stolarzy i hydraulików, którzy dzięki swoim umiejętnościom zapewniają mi ciągłość prac w zakresie lokalizacji uszkodzeń. Megger MCT105 znajdzie też zastosowanie zarówno u nich jak i w domowym zestawie narzędzi.
Umożliwia określenie czy pod tynkiem, w miejscu planowanego wiercenia, nie znajdują się przewody pod napięciem. Dzięki temu można uniknąć wielu niepotrzebnych nerwów będących wynikiem przypadkowych uszkodzeń instalacji elektrycznej.
W tym celu w odbiorniku należy uruchomić funkcję przyciskiem NCV.

Jak widzisz, możliwości jest wiele, a dobór metody zależy od warunków w jakich prowadzisz prace i ich charakteru. Metodę powinieneś dobrać do obiektu i na podstawie jej przeznaczenia.

Dlaczego zdecydowałem się na zakup poszczególnych elementów mojego zestawu i dlaczego o tym piszę?
Miałem możliwość porównania 4 najpopularniejszych przyrządów w jednym z obsługiwanych obiektów podłączając pod badany obwód nadajniki każdego z nich w taki sam sposób i stosując takie same metody oraz zapewniając takie same warunki pracy dla każdego z nich.

Zestaw przyrządów Megger bardzo dobrze radzi sobie przy trasowaniu i lokalizowaniu uszkodzeń przewodów w bardzo niekorzystnych warunkach. Począwszy od lokalizacji zabezpieczeń obwodów, w których pracują falowniki, przez przewody ułożone w metalowych i uziemionych korytach kablowych aż po trasowanie instalacji oświetlenia ulicznego, którego kable zostały ułożone około 60-70cm poniżej poziomu nawierzchni na dystansie około 90-100m. Mimo że daje radę, trzeba jednak być świadomym, że nie jest to przyrząd przeznaczony do instalacji podziemnych i w pewnych warunkach może nie być wystarczający.

Wybór takiego zestawu mogę uzasadnić jeszcze kilkoma innymi, dla mnie istotnymi, powodami:

Gabaryty urządzeń, a co za tym idzie, także ich waga -konkurencyjne przyrządy są cięższe nie tylko w transporcie ale także w użyciu , w merytorycznym i fizycznym znaczeniu tego określenia. 

Prostota użytkowania: podłączam i działa, nie muszę doktoryzować się ze znajomości instrukcji obsługi i zastanawiać się jakiego trybu użyć, choć i to nie zawsze pomaga.

Odbiornik i nadajnik zasilane są takimi samymi bateriami (9V) – idąc do sklepu nie zastanawiam się ile i jakie baterie kupić, a konkurencyjne przyrządy prawie zawsze są zasilane różną ilością baterii różnego typu.

Żywotność na jednym komplecie baterii – w jednym z konkurencyjnych przyrządów markowe baterie trzeba było wymienić po 2ch roboczo godzinach.

Podświetlany i czytelny wyświetlacz nadajnika – u znacznie droższej konkurencji podświetlenia nie ma, z czytelnością też bywa różnie, a często pracuję w warunkach bardzo ograniczonego oświetlenia.

Cena całego zestawu: MET1000, MCT105, MFL205, MFT230 i LA kit to około 50% brutto samego lokalizatora droższej konkurencji (porównanie na podstawie cen z internetu w 2024 r.)

Gwarancja – kupując markowy sprzęt otrzymuje normalną gwarancję. W przypadku przyrządów zakupionych na pewnym portalu, z czasem oczekiwania na dostawę około dwa tygodnie, z tą gwarancja to jest tak, że nie chciałbym sprawdzać jej skuteczności.

Wskazania – takie same jak u droższej konkurencji, a w pewnych okolicznościach nawet lepsze.

Możliwość pracy z wieloma nadajnikami – jednak w internecie nie znalazłem możliwości jego zakupu, a sprzedawcy u których dokonywałem zakupów informowali mnie, że nigdy nie mieli w ofercie samych nadajników. Nasuwa się jednak pytanie: czy drugi nadajnik jest niezbędny?

Sprzętografia:

• Dane techniczne dotyczące MTF230:
  https://www.megger.com/pl/produkty/msa1363-and-mtf230
• Dane techniczne dotyczące LAkit: 
  https://www.megger.com/pl/produkty/la-kit
• Dane techniczne dotyczące MFL205: 
  https://www.megger.com/pl/produkty/mfl205
• Dane techniczne dotyczące MCT105:
  https://www.megger.com/pl/products/mct105
• Dane techniczne dotyczące MET1000:
  https://www.megger.com/pl/produkty/met1000
• Miernik rezystancji izolacji MIT400 mk2: 
  https://www.megger.com/pl/produkty/seria-mit400/2
• Dane techniczne dotyczące TDR500 mk3:
  https://www.megger.com/pl/produkty/tdr500/3

Galeria:

Artykuł Lokalizacja uszkodzeń i trasowanie przewodów w instalacjach odbiorczych – zestaw podręcznych narzędzi Megger pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Na początku wspomnę, iż bardzo częstym błędem popełnianym przez amatorów jest prowadzenie “zwykłych” przewodów w ziemi lub w miejscach, gdzie wystawione są na kontakt z promieniami UV, w tym także pochodzącymi ze słońca. Najtańsze przewody YDY do stosowania wewnątrz pomieszczeń posiadają izolację, która ulega uszkodzeniu przy kontakcie z ziemią lub z promieniami UV. Narażenie ich na te czynniki powoduje, że w ciągu kilku-kilkunastu lat izolacja ulega znacznemu uszkodzeniu – na tyle, że ich żyły mogą być całkowicie odsłonięte.

Prowadzenie kabli i przewodów

Nie ma reguł uniwersalnych dla każdego rodzaju okablowania, gdyż to zależy od rodzaju przewodu, na który składa się materiał i typ żyły oraz rodzaje izolacji. Do tego należy wziąć pod uwagę czynniki narażające kable i przewody na uszkodzenia fizyczne i chemiczne, a wśród nich:

• Uderzenie
• Zgniecenie
• Przecięcie
• Ciągnięcie – w tym utrzymywanie własnego lub obcego ciężaru
• Zgięcie pod zbyt małym promieniem
• Wibracje
• Woda, wilgoć, kwasy, zasady, sole oraz glebę
• Siła elektromotoryczna podczas udaru wywołanego zwarciem lub przepięciem

Na marginesie warto tu wspomnieć o tzw. przenośnych urządzeniach elektrycznych, takich jak np. czajnik, żelazko czy nawet komputer stacjonarny. W takich przypadkach według norm należy stosować przewód posiadający żyły typu linka oraz o przekroju nie mniejszym niż 0.75mm2, niezależnie od tego jak mała jest moc obciążenia. Najczęściej są to przewody typu OMY. W przypadku urządzeń narażonych na częste przenoszenie stosuje się przewody OWY lub nawet przewody w izolacji gumowej (RN-F).

W celu ochrony przed zewnętrznymi czynnikami mechanicznymi przewody muszą być osłonięte – może to być tynk, rurka RL, korytko kablowe lub najazd kablowy. W warunkach mieszkaniowych, biurowych czy nawet przemysłowych, wystarczające są trzy pierwsze metody. W przypadkach mniejszego narażenia często stosuje się rurę karbowaną zwaną częściej peszlem.

Instalacja w rurach karbowanych

Peszle mają to do siebie, że wygodnie się je układa w nierównych trasach lub fragmentach tras. Są przy tym bardzo przydatne w miejscach przejściowych, np. gdy wychodzimy z rozdzielnicy lub z puszki, aby docelowo przewód szedł korytkiem. Doświadczone osoby wskażą na sytuacje, gdy trzeba zejść po gwintowanych szpilkach mocujących koryta i izolacja przewodu narażona jest na ścinanie. Naturalnie przewód przymocowany bezpośrednio do szpili będzie pracował pod wpływem zmian temperatury (zwłaszcza wskutek obciążenia), więc w takich wypadkach konieczne jest jego zabezpieczenie.

Istnieją też sytuacje, gdzie na etapie projektowania lub samego już montażu, zakłada się możliwość szybkiej i łatwej wymiany przewodu lub dołożenie innego. Przy stosunkowo krótkim i prostym peszlu dołożenie przewodu można wykonać wsuwając po prostu jego nowy odcinek. W pozostałych przypadkach, aby było to możliwe i nie trwało zbyt długo, poświęca się stary przewód jako pilot, niezależnie od jego stanu. Pilot służy do tego by przymocować do niego przewód lub przewody i móc je przeciągnąć z drugiej strony – w wielometrowych trasach robi się to zazwyczaj w dwie osoby. Nowe peszle zwykle zawierają fabryczny pilot, ostatnimi czasy to zwykle drut miedziany. Naturalnie, po pierwotnym montażu na dłuższej trasie jedyną możliwością jest użycie starego lub starych przewodów.

Na etapie montażu przewodu umieszczonego w peszlu należy pamiętać, że ostre zgięcia i łuki mogą nie tyle utrudnić, co uniemożliwić przeciągnięcie, więc to jest wycieczka w jedną stronę. Przewód przeciąga się jeszcze przed montażem, gdyż po ułożeniu peszla, wystąpi ww. problem uniemożliwiający wciągnięcie jednego czy tym bardziej większej ilości przewodów.

Instalacja w sztywnych rurach typu RL

Rury RL zwykle stosuje się w miejscach widocznych, gdyż peszel niejednokrotnie ugina się pod wpływem ciężaru przewodów, czy też samoistnie – przecież wielometrowe peszle są sprzedawane zwinięte i nie tak łatwo ulegną wyprostowaniu. Można je wydłużyć za pomocą łączenia poprzez rury zakończone kielichami, złączek sztywnych, trójników oraz złączek giętkich umożliwiających zgięcie trasy – również pod kątem prostym. Przy czym trzeba pamiętać, że złączki giętkie to pięta achillesowa, gdyż są najdelikatniejsze i trzeba to mieć na uwadze podczas stosowania sztywnych rurek RL.

Mocowanie przewodów

Rurki i peszle montowane natynkowo lub na innych elementach budynku same trzymać się nie będą. Zarówno rurki jak i peszle mają swoje dedykowane mocowania, a ściślej uchwyty. Najczęściej odbywa się to za pomocą uchwytu oraz kołka lub drewnowkrętu. Coraz częściej jednak stosuje się uchwyty do montażu za pomocą osadzaka, zwanego potocznie gwoździarką. Jest to znacznie szybsze, gdyż nie ma potrzeby wiercenia ani wkręcania. Uchwyt przykłada się do ściany czy nawet stropu, przykłada końcówkę gwoździarki i zostaje wbity mały gwóźdź. Jednak nie jest to technika pozbawiona wad. W twardszych materiałach usunięcie gwoździa bywa niemożliwe, a w słabszych materiałach, gwóźdź wraz z uchwytem mogą wypaść pod wpływem własnego ciężaru, jeszcze przed założeniem rurki czy peszla.

Innym problemem jest pionowe układanie przewodów w rurkach, peszlach lub bez osłony oraz w poziomo w powietrzu między dwoma obiektami. Każdy przewód posiada maksymalną nośność ściśle określoną przez producenta, której nie wolno przekraczać. W przeciwnym razie może dojść do pęknięcia żyły lub izolacji. Chyba nie muszę wspominać jaka sytuacja może się zdarzyć w razie przerwania żyły PE czy tym bardziej PEN. W takich przypadkach stosuje się linkę stalową oraz uchwyty co pewną odległość które przenoszą ciężar przewodu lub np. oprawy na linkę. Pewnym wyjątkiem są przewody samonośne, które z reguły posiadają już linkę wewnątrz i mogą być w ten sposób prowadzone na znacznie większe odległości niż normalnie.

Gdy mowa o mocowaniu nie można pominąć siły elektrodynamicznej. Podczas normalnego obciążenia jest ona na tyle mała, że zwykle nie da się tego zauważyć. Inaczej ma się sprawa podczas zwarcia i podczas udaru prądowego podczas przepięć. W zależności od natężenia płynącego prądu udarowego, jak i jego czasu, w skrajnych wypadkach szynoprzewody mogą spowodować uszkodzenie konstrukcji budynku. Raz z opowieści słyszałem o przypadku gdzie podczas zwarcia w rozdzielni elektrociepłowni metalowe drzwi zostały wyrwane wraz z framugą z taką siłą, że przeleciały do najbliższej ściany wbijając się w nią.

W praktyce niejednokrotnie się zdarzają sytuacje typu, że kołek słabo trzyma i np. rurka z przewodem trzyma się “na słowo honoru”. W warunkach domowych podczas uderzenia pioruna, czy nawet zwarcia, źle mocowane przewody mogą zostać oderwane od ściany i tym samym spowodować uszkodzenie rzeczy i zagrożenie dla ludzi. Aby temu zapobiec, mocowania należy umieszczać możliwie często.

Prowadzenie przewodów w ziemi

Prowadząc kable w ziemi, na głębokości nie mniejszej niż dopuszczają normy, mało prawdopodobne jest wyrwanie się takiego przewodu spod ziemi. Przypomnę tutaj iż kable w ziemi muszą posiadać izolację zewnętrzną, która nie ulega uszkodzenia wskutek działania substancji (w tym chociażby samej wody) zawartych w glebie. Jedyną możliwością prowadzenia innych przewodów pod ziemią, których normalnie nie można tak prowadzić, jest specjalny peszel – mianowicie “arot”.

Arot to karbowana rura dwuścienna, która nie przepuszcza niczego do swojego wnętrza, przy czym trzeba mieć na uwadze, że każde pęknięcie arota będzie tak samo podatne jak i oba jego końce, a umieszczenie końcówki w stronę ziemi nie uniemożliwia dostawania się do niego wody, brudu, a nawet zwierząt – zwłaszcza gdy jego średnica jest duża, rzędu 50mm lub więcej.

Instalacja w korytach stalowych

W przypadku prowadzenia przewodów nad sufitem podwieszanym, na/przy ścianach oraz wewnątrz maszyn, stosuje się korytka stalowe. Te pierwsze częściej można spotkać w mieszkalnictwie niżeli w przemyśle. W obu wypadkach nie należy zapominać o sprawach termicznych oraz o wzajemnym przenoszeniu się zakłóceń między przewodami. Proszę sobie wyobrazić maksymalne obciążenie wszystkich istniejących obwodów, podczas gdy wszystkie przewody są wzajemnie przytulone do siebie zamiast mieć obieg powietrza – to jak myślę, nie wymaga tłumaczenia.

Co innego sprawa zakłóceń. W przypadku przewodów zasilających nie mają one tak dużego znaczenia jak dla innych typów przewodów – sterowniczych i sygnałowych. Dlatego też zawsze należy oddzielać jedne od drugich, lub stosować przesłony ekranujące montowane w korytkach.

Dobrym zwyczajem jest połączenie ochronne (PE) do korytek. Nie jest to kosztowne i nie zajmuje wiele czasu, a niejednokrotnie zapobiegnie tragedii, gdyż podczas montażu i w późniejszej eksploatacji niejednokrotnie zdarzały się sytuacje, że korytko znajdowało się pod niebezpiecznym napięciem. Sam fakt dużej powierzchni przylegających przewodów powoduje iż tworzący się kondensator (żyła przewodu jest jedną okładką, a korytko drugą) ma na tyle dużą pojemność, iż zamknięcie obwodu przez ciało człowieka może mieć skutek śmiertelny.

Podczas montowania korytek bardzo łatwo jest zapomnieć o dwóch innych problemach. Bardzo łatwo i wygodnie robi się kąty proste, ale jaki promień gięcia będą mieć przewody? Jeśli korytko jest wąskie, a przewód ma wiele żył o dużym przekroju, to wynik siłowania się z “upychaniem” przewodu finalnie spowoduje uszkodzenie izolacji. Na własne oczy widziałem jak ktoś w jednym miejscu popełnił taki właśnie błąd, czym spowodował bardzo duże straty materiałowe. Kilkadziesiąt metrów przewodu 5x70mm2 nadawało się jedynie do wymiany, a korytko do poprawienia.

Druga rzecz, o której często można zapomnieć to ostre końce, zwłaszcza po ucięciu korytka. W takim wypadku należy je każdorazowo zeszlifować np. tarczą szlifierską, nawet gdy w danym miejscu planowo ma nie być żadnych przewodów – prędzej czy później ktoś jakieś dołoży, w tym właśnie miejscu. Może też być tak, że sami podczas pracy zahaczymy ubraniem lub gołą skórą o takie miejsce, a wtedy nie trudno o tragedię. Tak samo trzeba mieć na uwadze, że przy wprowadzaniu przewodów można naciąć przewód o miejsca gdzie z pewnością przewodu docelowo nie będzie, ale przez to właśnie miejsce przewód będzie “przepychany”. Przy okazji wspomnę że dość często na etapie projektowania lub samego montażu dość często zapomina się o ciasnocie, która uniemożliwia wprowadzenie przewodu i zarazem w takich sytuacjach nie dziwi fakt jak ktoś wśród ekipy poszukuje kogoś chudego by mógł się zmieścić i zamontować

Na koniec wspomnę jeszcze o trzech sprawach czysto praktycznych:

Przy bruzdowaniu celem układania przewodu w peszlu, warto robić na tyle nierównomierną i wąską bruzdę aby peszel trzymał się tych nierówności. Znacznie ułatwia to dalsze etapy prac oraz ma mniej negatywny wpływ na sam budynek.

Podczas układania na korytkach warto starannie pilnować aby przewody nie plątały się między sobą, lecz szły równo i równolegle – ułatwia to zarówno dokładanie lub ewentualną wymianę przewodu.

Trzecia sprawa jest dość oczywista, choć bardzo łatwo o tym zapomnieć. Zdarza się, że trzeba przeciągnąć przewód lub przewody krzyżując je pod kątem prostym. Podczas gdy te przeciągane szorują po tych będących nieruchomo, co może spowodować uszkodzenie izolacji – bywa, że aż do gołych żył.

Artykuł Prowadzenie i układanie przewodów w praktyce pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Kara za pobór mocy biernej

Moc bierną można podzielić na pojemnościową i indukcyjną onegdaj nazywaną mocą bierną oddaną i pobraną. Wszyscy krajowi operatorzy zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 5 stycznia 2022 r. zmieniającego rozporządzenie w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf oraz rozliczeń w obrocie energią elektryczną nakładają karę za nadmiarowe wprowadzanie mocy biernej pojemnościowej do sieci, niezależnie od współczynnika mocy oraz karę za ponad umowny pobór mocy indukcyjnej przy tgα=0,4, co w przybliżeniu odpowiada wartości współczynnika mocy 0,92.

Dlaczego odbiorcy karani są bardziej za moc pojemnościową względem indukcyjnej? Dzieje się tak dlatego, że moc bierna która pobierana z sieci jest naturalnie wytwarzana przez generator czy niedługie linie WN. Dodatkowo ze względów historycznych sieci skompensowane są w sposób, w którym nie spodziewano się tak dużej generacji mocy biernej pojemnościowej, zatem jest jej dużo więcej niż zakładano. Dodatkowo ten rodzaj mocy może powodować nadmierne miejscowe narastanie napięcia, co jest szczególnie niebezpieczne.

Podsumowując całą „definicję” moc bierna w obwodach prądu przemiennego jest niezbędna, jednak jej nadmierne przepływy niosą za sobą realne zagrożenia. Póki co odbiorcy indywidualni w taryfie G nie muszą się martwić karą za moc bierną.

Współczynnik PF (Power Factor)

W przypadku rozpatrywania odbiorników energii elektrycznej dla odbiorców rozliczanych z mocy biernej ważny będzie współczynnik mocy, tzw. power factor. Jest on ściśle związany z trójkątem mocy. Oczywiście taki trójkąt odnosi się do szczególnego przypadku z czysto sinusoidalnym przebiegiem, co rzecz jasna w życiu zdarza się bardzo rzadko.

Gdzie:
S – moc pozorna
P – moc czynna
Q – moc bierna

Widoczny na rysunku kąt φ to nic innego jak współczynnik mocy.

Analizując powyższy rysunek można się domyślić skąd wzięły się określenia związane z funkcjami trygonometrycznymi. Większość krajowych OSD opiera się o tangens kąta alfa, który związany jest ze współczynnikiem mocy, bardzo często błędnie określanym cosinusem fi. Jednakże zgodnie z nomenklaturą cosinus jest określony z góry dla pewnych warunków znamionowych oraz czysto sinusoidalnego przebiegu. Dlatego dla nas ważniejszy będzie współczynnik mocy, który jest określany dla warunków mierzonych, z angielskiego power factor.

Moc bierna a oświetlenie LED

Skupiając się na problematyce związanej z mocą bierną w instalacjach oświetleniowych, a zwłaszcza na zdobywających popularność oprawach LED, można powiedzieć, że przedział współczynnika mocy jest ogromny. Związane jest to z kiepskimi układami zasilania. Oczywiście oświetlenie tego typu jest „z natury” urządzaniem o charakterze pojemnościowym, to jednak niedopuszczalne powinny być takie oprawy, gdzie zdarza się, że na 100W mocy czynnej moc bierna wynosi 100var. Poniższy przykład przedstawia problem wymiany oświetlenia dla obiektu biurowo-magazynowego na tuby ledowe marki „noname”. Widoczny w kolorze czerwonym pik pobranej mocy czynnej przedstawia uruchomienie oświetlenia w części magazynowej, nagły „spadek” mocy biernej – na rysunku kolor niebieski to tak naprawdę moc bierna pojemnościowa, która poszybowała w dół ze względu na ujemny znak przepływu mocy.

Jest to bardzo skrajny przykład chyba najgorszych źródeł jakie obecnie można dostać na rynku, gdzie moc czynna nie przekracza 1 kW, natomiast moc bierna zmierza do ponad 2 kvar, co daje nam współczynnik mocy na poziomie 0,45. A przypominam: jego wartość nie powinna być poniżej 0,92. W przypadku wymiany oświetlenia dla odbiorców indywidualnych pewnie moc czynna spadłaby 3-krotnie, co nie zmienia faktu, że oświetlenie takie nadal powoduje wcześniej wymienione skutki związane np. z „zapychaniem” przewodów i kabli zasilających, choć nie jest to widoczne na rachunku jak ma to miejsce w rozliczeniu taryf przemysłowych. Być może zdarzało się wam wyzwolenie zabezpieczenia nadmiarowo-prądowego, gdzie teoretycznie przepływa mała moc? Być może właśnie płyną tam duże moce bierne, których nie zmierzymy najprostszym miernikiem.

Bardzo podobna sytuacja ma miejsce na powyższym przykładzie, tutaj po remoncie i wymianie części oświetlenia na LED rachunki także wzrosły pomimo zapewnień wykonawcy o dużych oszczędnościach. O ile w budynku na poprzedniej analizie udało się uratować rachunek samą wymianą oświetlenia na takie które ma określony współczynnik mocy, akurat użyte potem zostały oprawy Philips z serii Ledinaire. Tak w tym wypadku nie obyło się bez kompensacji, ponieważ oprawy zostały zabudowane w suficie podwieszanym i bez kolejnego remontu nie udało by się ich wymienić, to także UPSy generowały stałą ilość mocy biernej pojemnościowej.

Modernizacja oświetlenia na źródła LED mimo wszystko ma sens. Nie mniej jednak nie warto stosować najtańszych opraw, zwłaszcza w obiektach przemysłowych, biurowych itp. niejednokrotnie wymiana oświetlenia w budynkach użyteczności publicznej odbija się czkawką. Niestety w przypadku takich obiektów jedynym wyznacznikiem przetargu jest cena i bardzo rzadko przed przetargiem odbywają się jakieś konsultacje, które pozwoliłyby wyeliminować nieodpowiednie oferty. Kończy się to zazwyczaj wydaniem kolejnych pieniędzy na kompensację mocy biernej lub – jak w opisanym przypadku – ponowną wymianą oświetlenia.

Większość tańszych lamp nie posiada w ogóle określonego w specyfikacji współczynnika mocy. Na szczęście wszyscy lepsi producenci podają takie informacje, dla przykładu lampa typu HighBay produkcji Philips:

Współczynnik na poziomie 0,9 pozwoli na utrzymanie rachunków na sensowym poziomie. Dzięki dużemu spadkowi ilości pobieranej mocy czynnej (i braku kar za moc bierną) taka inwestycja na pewno się zwróci.

Kiepskie układy zasilające oprócz problemów z generowaniem mocy biernej niestety posiadają także wysoki poziom współczynnika zawartości harmonicznych (tzw. THD I odnoszący się do prądu lub THD U odnoszący się do napięcia). O ile w tym przypadku THD U utrzymuje się na w miarę sensowym poziomie tak współczynnik harmonicznych w prądzie jest wręcz dramatyczny. Tym bardziej na pewno odnosi się on do wyżej wymienionych tub ledowych, bo nakreślony jest dokładnie w tym samym okresie czasowym.

Porównanie różnych źródeł światła LED

Na potrzeby tego artykułu dokonałem analizy zasilania trzech źródeł oświetlenia wykonanych w technologii LED. Pierwszym była oprawa Philips z serii Ledinaire o mocy 30W. Kolejną była jedna z opraw najczęściej spotykanych na obiektach przemysłowych czy magazynowych zmodernizowanych w nieodpowiedni sposób. Jest to oprawa na 2 tuby ledowe i początkowo każda z tych tub miała być analizowana osobno, jednak okazało się, że ich współczynnik mocy i ilość mocy były praktycznie identyczne, więc obie trafiły do oprawy. Dzięki temu nawet moc czynna jest porównywalna do lampy ze stajni Philipsa. Ostatnim źródłem jest najtańsza lampa znaleziona na portalu aukcyjnym również o mocy 30W.

Mój test trwał 50 minut, wszystkie pomiary dodatkowo uśredniłem. Jak zapewne większość czytających się domyśla, w przypadku takich odbiorników nie było zbyt dużych zmian, mimo to wyniki są dość ciekawe.

Na pierwszy ogień powędrowała moc czynna pobierana przez lampy. Faza nr 1 to lampa Philips Ledinaire, faza nr 2 to tuby ledowe oraz faza nr 3 to najtańsza lampa z popularnego portalu aukcyjnego. Na poniższym wykresie widać, że lampa Philips pobiera mniej mocy czynnej niż zadeklarował producent. Podobnie jest w przypadku dwóch tub ledowych – można to wytłumaczyć niskim napięciem z sieci, które oscylowało około wartości 224V. Jednak ostatnia lampa, która deklaruje moc na poziomie 30W, w rzeczywistości pobiera 36W.

Nie inaczej było w przypadku pomiaru współczynnika mocy – dużych zmian podczas pomiaru oczywiście nie było. Wyniki:

• Philips Ledinaire: 0,97
• Tuby ledowe „noname”: 0,64
• Lampa z portalu aukcyjnego: 0,63

Wykres powyżej pokazuje to na czym zależy nam najbardziej, czyli ilość mocy biernej. We wszystkich przypadkach mamy do czynienia z mocą bierną pojemnościową. Dlaczego to tak ważne? Bo jak wcześniej wspominałem za moc bierną pojemnościową płacimy już od 1 var za moc bierną indukcyjną możemy się już zmieścić w widełkach zazwyczaj jest to tg kąta alfa na poziomie 0,4. Nie mniej jednak PF na poziomie 0,97 jest już świetnym wynikiem. Poniżej tabelka która zobrazuje koszty jakie poniesiemy w przypadku montażu kiepskich opraw. Najłatwiej będzie to przedstawić na np. 100 oprawach – w końcu karą za moc bierną obarczeni są przedsiębiorcy oraz samorządy.

Problemem jest też współczynnik zawartości harmonicznych prądu. O ile w przypadku Philipsa plasuje się on na poziomie 6% i tak jest naprawdę świetnie, tak tańsze źródła okropnie sieją. Współczynnik ten dla tub ledowych to nawet 107%, nieznacznie lepiej jest w przypadku oprawy z portalu aukcyjnego.

W przypadku harmonicznych tak naprawdę już od piątej rzędu czyli 250 Hz może dochodzić do efektu naskórkowości. Problemem też są nieparzyste np. trzecia oraz siódma, dla których całość prądu płynie tylko przewodem neutralnym. Jeśli chodzi o oprawę marki Philips już druga harmoniczna jest praktycznie wartości zerowej.

Jak widać koszty w przypadku większej ilości oświetlenia mogą nawet sięgać 3000 zł rocznie w przypadku dość prostych obliczeń i ceny na poziomie 0,75 zł za kWh. Tak naprawdę im więcej używamy oświetlenia i więcej znajduje się go w naszym przedsiębiorstwie tym rachunek bardziej działa na korzyść renomowanych źródeł światła.

Podsumowanie i wnioski

Można zauważyć, że problem mocy biernej nowoczesnych technik świetlnych typu LED jest nadal aktualny i nie można go pomijać. Nie dość, że generuje niepotrzebne koszty stałe, to tak naprawdę inwestycja w lepsze oprawy zaowocuje większą niezawodnością oraz łatwiejszym montażem. Początkowo miałem nie poruszać tej sprawy, ale warto zaznaczyć, że o ile montaż lampy Philipsa zajmuje dosłownie kilka chwil, tak z pozostałymi oprawami trzeba się niestety namęczyć. Większość opraw typu świetlówkowego dociera do nas na zasadzie „złóż to sam”, natomiast lampa z portalu jakoś dziwnie odspoiła folię, która miała być mleczną imitacją klosza.

Ale wracając do tematu: oprócz kwestii finansowych, tylko oprawa Ledinaire posiadała współczynnik zawartości harmonicznych na jakimś sensowym poziomie, przy tak dużej THD I jakie posiadają inne oprawy i przy ich dużej ilości mogą powodować problemy związane z nieprawidłowym działaniem prostowników, przetwornic częstotliwości, nadmiernym nagrzewaniem transformatorów czy niepoprawnym działaniem automatyki. Tak wysoka zawartość wyższych harmonicznych ma jednak największy wpływ na elementy typowej infrastruktury sieciowej – aby na takim obiekcie zbudować kompensację mocy biernej niezbędne będą dodatkowe filtry, co znów odbija się finansowo na kolejnej inwestycji, więc jeśli ktoś wnioskował z tego artykułu, że na zakładzie w którym dominują obciążenia indukcyjne w jakiś sposób będzie mógł je skompensować za pomocą kiepskich źródeł światła też jest niestety w błędzie.

Artykuł Moc bierna w instalacjach oświetleniowych LED pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Najpierw jednak trzeba zadać nieco ważniejsze pytanie: czy aby na pewno z licznika wychodzi przewód PEN? W wielu miejscach w Polsce mamy do czynienia z siecią TT, a w takowej nie ma przewodu PEN, tylko N, który w żadnym razie nie może pełnić funkcji ochronnej, gdyż na nim jest – lub w każdej chwili może być – napięcie (mierząc między N a ziemią – np. poprzez rurę wodociągową) niebezpieczne, więc łączenie go z metalową obudową urządzenia (np. pralka lub lodówka) nie jest najlepszym pomysłem.

Wyspa TT w układzie TN-C

Jeszcze większą pułapką, może się okazać wyspa TT. Przykładowo elektryk udaje się do pobliskiego transformatora aby sprawdzić czy jest podany układ, albo do innego istniejącego od jakiegoś czasu budynku, aby spytać mieszkańców o układ sieci. Może się okazać, że na transformatorze napisane jest TN-C, a sąsiad mówi, iż ma TN-C (TN-C-S po podziale PEN), jednak w warunkach przyłączeniowych ZE jest podane TT, co może wprowadzić w zakłopotanie osoby nieposiadające dostatecznej wiedzy (a jakość edukacji w polskich szkołach obecnie jest poniżej krytyki i bardzo się przyczynia nie tyle do niewiedzy, co wręcz do wprowadzania w błąd i do powtarzania mitów lub – jak kto woli – bajek wymyślonych i powtarzanych po milion razy w internecie).

Wyspa TT w normalnej sytuacji jest spowodowana tym, że przewód PEN w sieci (należącej do ZE) nie ma dostatecznie niskiej impedancji i/lub jest słabo uziemiony lub wcale. To powoduje możliwość na tyle dużego spadku napięcia, że to napięcie odkłada się na przewodzie PEN/N, wobec czego napięcie zmierzone między nim a ziemią w każdej chwili może być wyższe niż napięcie dopuszczalne długotrwale (dawniej “napięcie bezpieczne”), więc naturalnie przestaje pełnić funkcję ochronną. To doskonale tłumaczy czemu ZE może nakazać wykonanie układu TT, mimo iż transformator (część wtórna) pracuje w układzie TN-C.

Zdarzają się sytuacje, iż ZE podaje w dokumentacji układ TN-C, więc należy wykonać instalację w układzie TN-C-S, a mimo tego elektromonter wykonuje instalację jako wyspę TT i na pytanie, jaki wykonał układ sieci, odpowiada że TN-S… Jak można się łatwo domyślić, wynika to z braku podstawowej wiedzy, w tym dotyczącej układów sieci. Układ TT w większości wypadków, nie jest rzeczą pożądaną, tylko koniecznością w niektórych rejonach, z braku możliwości technicznych czy nawet ekonomicznych. Na szczęście taki błąd montera jest stosunkowo bardzo łatwo naprawić, gdyż wystarczy połączyć PE instalacji z PEN sieci.

Raz w jednym wypadku spotkałem się z sytuacją, iż monter doprowadził PE obwodów do szyny w rozdzielnicy, ale szyna nie była dalej z niczym połączona – inwestor z niewiedzy poprosił o wykonanie uziemienia, które zostało wykonane oraz ww. listwa została połączona z listwą PEN obok – która uprzednio pełniła jedynie funkcję N. Na szczęście poprzednika, nikogo prąd nie zdążył uszkodzić – w przeciwnym razie instalację oceniałby prokurator oraz biegły, a nie ja.

Dość często zdarza się też, że od samego transformatora układ sieci to TT, a monter wykonuje instalację w układzie TN-C-S lub co gorsza jako TN-C. Nietrudno się domyślić, że w takim przypadku bardzo często będzie dochodzić do porażeń prądem, np. podczas prania, gdy ktoś dotknie obudowy pralki lub innego urządzenia wykonanego w pierwszej klasie ochronności (metalowa obudowa połączona z PE instalacji np. poprzez styk ochronny w gniazdku).

Pomijając powyższe przypadki, wśród osób znających układy sieci i nie popełniających powyższych błędów, pojawia się bardzo szkodliwy mit, wielokrotnie powtarzany w internecie. Jak podobno mawiał pewien polityk: kłamstwo powtórzone milion razy staje się prawdą. Wynika to z błędnej interpretacji normy PN 60364-5-54 dotyczącej przewodu PEN, który to fragment brzmi następująco:

Przewód PEN powinien mieć przekrój nie mniejszy niż 10 mm² dla żył miedzianych 16 mm² dla żył aluminiowych.

Wynika z niego jasno iż przewód PEN powinien mieć przekrój minimum tyle co powyżej. Jednak ktoś zinterpretował to, jako że przewód o mniejszym przekroju nie jest przewodem PEN – definitywnie ten zapis tak nie twierdzi – o ile przeczyta się go uważnie i ze zrozumieniem. Gdyby autor normy miał zamiar dokonać takiego przekazu, to definitywnie napisałby tak wprost w osobnym akapicie.

W takim razie przewód PEN w starej instalacji mający przekrój np. 6 mm² Cu wciąż jest przewodem PEN, tyle że nie spełniający obecnej normy i albo został położony zanim norma została wprowadzona (prawo nie działa wstecz), albo ktoś to dokonał nielegalnie – czy to celowo, czy to z niewiedzy.

W przypadku, gdy ktoś, wskutek tej błędnej interpretacji, nie dokona podziału PEN, czyli do gniazd i urządzeń odbiorczych, poprowadzi przewód PEN (zamiast PE i N) o jeszcze mniejszym przekroju, to przewód PEN najpewniej ulegnie przepaleniu pomiędzy rozdzielnicą o gniazdkiem lub odbiornikiem podłączonym bezpośrednio. W innych moich artykułach wyjaśniałem na jakiej zasadzie przerwa przewodu PEN (np. na wskutek przepalenia) powoduje zagrożenie porażenia prądem, oraz podawałem fragment rozporządzenia który ma wręcz większą moc prawną niż norma. Mianowicie:

Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 17 lipca 2015 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – § 183. punkt 1, podpunkt 2:

W instalacjach elektrycznych należy stosować (…) oddzielny przewód ochronny i neutralny, w obwodach rozdzielczych i odbiorczych.

Wiemy już, że podział PEN należy wykonać zawsze, za wyjątkiem, gdy go po prostu nie ma, bo sieć nie pracuje w układzie TN-C (TN-C-S), tylko w jakimkolwiek innym. Przejdźmy więc do odpowiedzi na pytanie: jak podział PEN wykonać prawidłowo, aby był trwały i bezpieczny.

Prawidłowy podział przewodu PEN

Najważniejsza zasada brzmi: najpierw chronimy, następnie zasilamy. Dotyczy to również przewodu PEN. Mianowicie, prąd płynący przez odbiorniki, a w tym przez N, nie może uszkodzić punktu podziału na tyle aby doszło do przerwy PE. Osiąga się to w bardzo prosty sposób, nawet za pomocą jednej szyny śrubowej, a czasem to i złączki – przy częściowej modernizacji instalacji wykonuje się podział za główną rozdzielnicą (patrz: powyższe wyjaśnienie dot. interpretacji normy).

W przypadku jednej szyny/zuga/etc. PEN z sieci doprowadza się mniej więcej na jej środek, przewody PE odprowadza się z jednej strony, a N analogicznie z drugiej.

W przypadku braku miejsca na przewody wykorzystuje się osobną szynę, którą używa się jako N, ale nie jako PE, gdyż każde łączenie stwarza mniejsze lub większe ryzyko przerwy, a zgodnie z ww. zasadą PE ma być najbardziej trwałe.

Obecnie obowiązkowe są ograniczniki przepięć, skrótowo nazywane SPD (surge protecting device). Spora część z nich posiada wyprowadzone dwa (czasami więcej) złącza PE, które z jednej strony ułatwiają prowadzenie przewodów i połączeń w rozdzielnicy, a z drugiej strony poprawiają praktyczne ograniczanie przepięć ze względu na impedancję przewodów, która normalnie jest znikoma, jednak podczas krótkiego, lecz znacznego przepięcia, można się spodziewać nawet 1kV (1000V) na jeden metr przewodu. Według norm, przewody idące do ogranicznika powinny być jak najkrótsze oraz nie dłuższe niż 50cm.

Podłączenie SPD w układzie V, czyli doprowadzenie i odprowadzenie powoduje, że spadek napięcia podczas jego zadziałania jest wręcz pomijalny. Powracając do dwóch lub więcej złącz PE w obudowie/podstawie ogranicznika, z jednej strony można do niego bezpośrednio doprowadzić PEN z sieci i wyprowadzić na szynę z punktem podziału, lub z drugiej strony doprowadzić tam uziemienie z uziomu i następnie wprowadzić na tą samą szynę. W przeciwnym razie, ogranicznik będzie podłączony osobnym przewodem między szyną a jego złączem PE. Można też wykorzystać to dodatkowe złącze do podłączenia obudowy rozdzielnicy wykonanej w 1 klasie ochronności.

Inny, nieco powiązany z tematem błąd, wynikający z niewiedzy, to ogranicznik cztero- lub dwupolowy, gdzie jedno z pól rzekomo zabezpiecza N zaraz za punktem podziału. Zabezpieczanie N ma jedynie sens, gdy punkt podziału jest odległy, a nie gdy jest wykonany tuż obok, np. w odległości 10cm… W takim przypadku zdecydowanie lepiej zainwestować w lepszy ogranicznik z o jednym polem mniej.

Inny, bardzo niebezpieczny błąd, polega na znacznym zmniejszeniu przekroju przewodu pomiędzy punktem podziału a ogranicznikiem. SPD podczas przepięcia to nie żarówka, lecz niemalże zwora, która bierze na siebie znaczny prąd wyładowczy, czasami nawet przekraczający 100kA w szczycie. Ten krótki ułamek sekundy wystarczy żeby przewód 2.5mm² nie tyle się stopił, co wręcz nawet dosłownie wyparował, gdyż temperatura będzie aż tak duża. Bardziej zainteresowane osoby odsyłam do poszukiwania tematów związanych z całką Joula. W dużym skrócie: temperatura jest zależna od czasu przepływu prądu oraz kwadratu natężenia prądu.

Według norm, minimalny przekrój PE dla ogranicznika T2 to zaledwie 6mm². W praktyce nie zawsze jest to wystarczające i daje się 10 lub 16mm². Zwłaszcza że zwykle nie jest to długi odcinek przewodu. W przypadku T1 oraz norm, nie ma możliwości, aby zastosować mniej niż 16mm². Podobnie sprawa wygląda w przypadku przewodów fazowych do SPD. Przy T2 nie powinno być mniej niż 4-6mm², a przy T1 – 10-16mm².

Artykuł Podział przewodu PEN na PE i N. Jak go wykonać prawidłowo? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

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, instalacja odbiorcza budynku powinna pracować w układzie z wydzielonym przewodem ochronnym i neutralnym by spełnić wymogi bezpieczeństwa. Pamiętajmy, że sieć budynku może być układem 3-fazowym, 5-przewodowym: trzy przewody fazowe L1, L2, L3, przewód neutralny N oraz ochronny PE. Możliwy jest również układ jednofazowy: jeden przewód fazowy L1, przewód neutralny N oraz ochronny PE. Projektowane zabezpieczenia w tym tekście będą na 3-fazowy układ TN-C-S – najczęściej spotykanym w budownictwie rodzinnym.

Zapotrzebowanie na moc elektryczną

W przypadku budownictwa mieszkaniowego typowe zapotrzebowanie na moc elektryczną waha się w przedziale 10-15kW (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:

1. 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,

2. 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,
   
3. 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

1. 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 przepięć klasy 2 (dawne C. W przypadku gdy budynek posiada zewnętrzną instalację odgromową i narażony jest na występowanie przepięć, na przykład z linii napowietrznej, wtedy zalecane jest stosowanie ogranicznika klasy 1+2 (dawne B+C) np. SPBT12-280/4 EATON.
   
2. 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.
   
3. Ochrona przed porażeniem – zalecane jest stosowanie wyłączników różnicowoprądowych o czułości 30mA, typ A. Czułość mniejsza 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

Tabela 1. Dobór zabezpieczeń:

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:

1. moduł standardowego wyboru pozwala wybrać ręcznie produkty i ilość. Na tej podstawie pogram podpowiada najmniejszą możliwą rozdzielnicę, w której zmieścimy wybrane zabezpieczenia,

2. drugi krok to określenie sposobu montażu – wybrano obudowę podtynkową o stopniu ochrony IP30, czterorzędową. U dołu z możliwych opcji zdecydowano się na opcję model SF z drzwiami superpłaskimi,

3. finalny efekt naszej pracy to widok rozdzielnicy – poniżej podgląd w maskownicy i bez. Na końcu program przygotowuje gotowe zestawienie materiałowe pod zamówienie.

Przejdź do konfiguratora

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 trój- lub pięcioprzewodowy z wydzielonym przewodem ochronnym i neutralnym. 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

Przejdź do produktów Eaton

Artykuł Dobór zabezpieczeń w rozdzielnicy domu jednorodzinnego pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Na forach budowlanych oraz elektrycznych często można spotkać podobne pytanie. W odpowiedziach można znaleźć zarówno, że ratują one życie oraz wypowiedzi, że mogą skutecznie go pozbawić. Okazuje się, że jedno i drugie jest prawdą.

Znajdą się również osoby twierdzące, że połączenia wyrównawcze nie są potrzebne, bo dawniej ich nie było i ludzie żyli. Owszem, ale jest tu jedno ale: mianowicie “dawniej” wypadki wskutek porażenia prądem były znacznie częstsze.

Jak wiadomo aby doszło do porażenia prądem, to naturalnie prąd musi płynąć przez ciało człowieka lub zwierzęcia. Żeby prąd płynął to musi być zamknięty obwód, czyli kontakt odbiornika energii (ciała) z dwoma punkami o różnym potencjale elektrycznym. Tak więc sam tylko kontakt z przewodem pod napięciem lub samym tylko uziemieniem nie spowoduje porażenia. Co innego oba równocześnie. Najlepiej demonstrują to ptaki siedzące (o ile można to tak nazwać – nie jestem ornitologiem) na przewodach elektroenergetycznych.

Tak więc można wysnuć wniosek, że skoro instalacja elektryczna znajduje się pod niebezpiecznie wysokim napięciem to lepiej nie wykonywać połączeń wyrównawczych, bo przecież umożliwiamy w ten sposób doprowadzenie do porażenia? Otóż jest w tym trochę racji, ale nie do końca. Wśród elektromonterów niestety mało znaną zasadą ochrony przed porażeniem jest SWZ który należy do tzw. ochrony dodatkowej, czyli w razie uszkodzenia. Jak to wygląda w prostych słowach?

Dla przykładu wyobraźmy sobie wannę, a w jej pobliżu przewód z uszkodzoną izolacją (najlepszym się zdarza), który niechybnie dotknął wanny. Teraz są dwie możliwości. W jednej, wanna znajduje się pod napięciem z uszkodzonego przewodu i osoba korzystająca z kąpieli ulega porażeniu podczas próby odkręcenia wody – instalacja z rur stalowych biegnących w ścianie oraz pod ziemią, więc będących tzw. naturalnym uziemieniem.

W drugim wypadku wanna objęta połączeniem wyrównawczym (uziemiona, mówiąc bardziej potocznie) spowoduje powstanie zwarcia, a zwarcie to bez wdawanie się w szczegóły przepływ dużego prądu. W prawidłowo wykonanej instalacji ten prąd będzie na tyle duży iż spowoduje zadziałanie zabezpieczenia nadprądowego (bezpiecznika dla laika) w bezpiecznie krótkim czasie (SWZ), określonym jako niemal niemożliwy do spowodowania krzywdy – osoba podczas kąpieli w najgorszym razie przez ułamek sekundy jedynie poczuje nieprzyjemne porażenie, jednak w znacznej większości wypadków nie straci ona zdrowia czy życia.

Czyli wykonywać te połączenia wyrównawcze czy ich nie robić?

Oczywiście oszczędny inwestor będzie na siłę szukał przeciwwskazań/wad tego rozwiązania ignorując wszystkie zalety. Tradycyjnie ładne flizy są ważniejsze, bo sąsiad nie będzie podziwiał instalacji, tylko ściany… No chyba, że jego właśnie prąd popieści podczas tych odwiedzin. I wówczas, o ile przeżyje, przypuszczam że nie będzie miał dobrego zdania o inwestorze lub wykonawcy instalacji.

Osobiście nie raz się spotkałem z sytuacją, gdzie coś metalowego nie powinno nigdy być pod napięciem, ale jednak było. W jednym wypadku to był zlew kuchenny z bardzo mokrą podłogą bezpośrednio pod nim. Przyznam, że nie było to zbyt przyjemne. Drugi wypadek to była nieczynna rura. Nie była ona objęta żadnym połączeniem wyrównawczym, ale za to w krótkim fragmencie przechodziła przez strop razem z przewodem pod napięciem. Po bliższym przyjrzeniu się zauważyłem, że przewód był tam wepchany na siłę aż izolacja została uszkodzona. W tym wypadku nie doszło do porażenia, ale za to wskutek tzw. zwarcia łukowego w ciągu ułamka sekundy miedź z przewodu osiągnęła temperaturę rzędu kilku tysięcy stopni i ta stopiona miedź prysnęła mi prosto na twarz. Na szczęście nie straciłem wtedy wzroku i dziś mogę napisać ten artykuł. Gdyby nie, to winę ponosiłby zarówno wykonawca tego “dzieła” jak i inwestor, który przymykał na wszystko oko, żeby mieć jak najtaniej.

W pewnej książce z lat 70- albo 80-tych (niestety nie pamiętam tytułu ani autora) były opisane różne przypadki porażenia prądem i ich przyczyny. Jeden z “ciekawszych” przypadków dotyczył niestety kilkuletniego dziecka i był związany z połączeniami wyrównawczymi, a raczej ich brakiem. Mianowicie przed lub w trakcie jego kąpieli w innym mieszkaniu piętro niżej odbywał się remont, podczas którego jeden z pracowników uszkodził przewód obwodu oświetleniowego, przez co doszło do zwarcia między nim a rurą wodociągową. Instalacja była samym w sobie, tzw. naturalnym uziemieniem, gdyż przechodziła zarówno przez budynek, jak i przez ziemię. Dokładnie tak samo jak instalacja kanalizacyjna (wówczas wykonana z ołowiu) z tym małym ale, że nie było metalicznego połączenia między tymi dwoma instalacjami i wskutek tego pojawiło się napięcie między nimi (różnica potencjałów). Dziecko będąc w wannie połączonej z kanalizacją dotknęło kranu, zapewne aby dolać wody. Przepływający prąd skutkował silnym skurczem mięśni uniemożliwiającym uwolnienie się, a następnie – mówiąc wprost – śmierć.

Jak powinny wyglądać połączenia wyrównawcze w małym domku albo dużym biurowcu czy np. galerii handlowej?

Niektórzy bez zapoznawania się szczegółowo z tematem łączą wszystko z wszystkim po linii najmniejszego oporu, a to najlepsza droga do spowodowania wypadku poprzez porażenie lub eksplozję gazu. Porażenie może wystąpić wskutek dużego spadku napięcia poprzez nieprzemyślane łączenie. Tak samo jak wybuch gazu. Mianowicie wykorzystanie rury z gazem jako uziemienie (np. celem oszczędności na przewodach) powoduje przepływ mniejszego lub większego prądu poprzez instalację gazową. Im większy obiekt, tym więcej urządzeń, większa instalacja i tym samym mniejsza impedancja między fazą/fazami a połączeniami ochronnymi. W razie zwarcia, ostatnie czego chcemy to aby ten prąd płynął przez rurę z gazem.

Dlaczego nie powinno się w takim razie korzystać z instalacji wodociągowej jako PE dla pobliskiego gniazdka?

Z dwóch powodów. Jeden występuje w razie obecności połączenia elektrycznego między instalacją wodociągową a gazową poprzez piec dwuobiegowy, istniejące połączenie wyrównawcze lub w jakikolwiek inny sposób. Naturalnie prąd nie płynie konkretną drogą, którą ktoś by chciał, tylko tam gdzie jest najmniejsza oporność (w dużym skrócie), więc nie przez ściany a po wszystkich rurach. Zakładając, że rezystancja uziemienia instalacji gazowej (rury idące przez budynek i przez ziemię) jest dwa razy większa od wodociągowej, to 1/3 prądu zwarciowego będzie szła właśnie przez nią. W warunkach domowych natężenie prądu podczas zwarcia wynosi około 200-600A, a maksymalne dopuszczalne natężenie prądu na rurze gazowej to zaledwie 0.3A, więc około tysiąc razy mniej. Te 0.3A to minimum aby mogło dojść do zapłonu gazu i eksplozji.

Aby zminimalizować natężenie prądu na rurach (zwłaszcza zawierających gaz) oraz mieć pewne połączenia wyrównawcze, to należy je wykonywać na najniższej kondygnacji – zaraz po wejściu danej instalacji. Jeśli nie wychodzi ona poza budynek, bo np. jest piec CO, to wtedy połączenie należy wykonać tuż przy piecu. W większych budynkach można zauważyć połączenia wyrównawcze na każdej kondygnacji – w takim przypadku mamy do czynienia z miejscowymi połączeniami wyrównawczymi. Mają one największy sens, gdy odległość jest duża, przez co spadek napięcia (np. na rurze) staje się istotny, oraz minimalizują one ryzyko przerwy połączenia elektrycznego. W przypadku części przewodzących obcych nie będącymi instalacją (np. wanna) naturalnie są one niezbędne.

Miejscowe połączenia wyrównawcze wykonuje się za pośrednictwem osobnej szyny. Z dwóch bardzo prostych przyczyn. Prowadzenie osobnych przewodów ochronnych do odległej szyny, zwłaszcza na innej kondygnacji jest dużo bardziej kosztowne. Druga istotniejsza przyczyna to miejscowe wyrównanie potencjału – analogicznie do wspomnianych ptaków siedzących na liniach energetycznych pod napięciem.

Połączenia wyrównawcze wraz z miejscowym, jak ich nazwa wskazuje, poprawiają ekwipotencjalizację, co jest bardzo przydatne w warunkach zakłóceniowych, a ściślej przy ograniczaniu znacznych przepięć. Jak wspominałem, istotą jest różnica potencjałów (inaczej napięcie), a takowa zachodzi nie tylko między żyłami, ale także między żyłą (w tym nawet PE!) a otoczeniem. Swego czasu na forum ktoś opisał przypadek jak po uderzeniu pioruna, przewód zasilający telewizor stopił się w miejscu styku ze stołem, co jest chyba idealnym dowodem.

W przypadkach gdy zachodzi możliwość celowego rozłączenia rur, jak to ma miejsce w przypadku liczników (gazomierze i wodomierze) stosuje się “bocznikowanie”. Co istotne, takowe połączenia według norm nie mogą mieć mniejszego przekroju niż 16mm2 Cu, podczas gdy większość połączeń wyrównawczych wykonujemy przekrojem minimum 6mm2 oraz przewody między szynami wyrównawczymi nie mniej niż 16mm2.

Powracając do początku, gdzie była mowa o nie wykonywaniu połączeń wyrównawczych dla elementów przewodzących obcych jak np. wanna lub zlew. Mianowicie, gdy instalacje są wykonane z materiałów nieprzewodzących (np. PCV) oraz w pobliżu nie znajdują się żadne przewody pod niebezpiecznym napięciem, to w takim przypadku połączenia wyrównawcze są niewskazane.

Artykuł Połączenia wyrównawcze. Konieczność czy głupie przepisy? pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Tak naprawdę możemy wyszczególnić dwie podstawowe funkcje przekaźnika. Pierwsza z nich to galwaniczna separacja pomiędzy obwodem sterowania, a obwodem obciążenia. Natomiast druga to możliwość przełączania obciążeń dużej mocy z wysokim napięciem lub prądem o wysokim natężeniu, przy pomocy sygnałów małej mocy (lub odwrotnie). Przyłożenie napięcia do cewki powoduje wytworzenie siły elektromagnetycznej, a ta z kolei porusza zworę i powoduje przełączenie zestyków. Gdy napięcie wejściowe zanika, styki wracają do pierwotnego położenia, powodując rozwarcie zestyku i rozłączenie obwodu obciążenia.

Ten artykuł poświęciłem przekaźnikowi instalacyjnemu RPI-1Z1-U24A firmy Relpol, o którym możecie również obejrzeć materiał przygotowany przez Amper TV:

Oznaczenie przekaźnika

Oznaczenie RPI-1Z1-U24A na pierwszy rzut oka wydaje się dosyć skomplikowane, jednak wystarczy zajrzeć do karty katalogowej urządzenia, żeby zrozumieć sposób kodowania zaproponowany przez producenta:

Jest to przekaźnik w obudowie modułu instalacyjnego o szerokości 17,5 mm, z jednym stykiem zwiernym w wersji inrush (odporność na prąd udarowy 120A), ze znamionowym napięciem wejścia 24V AC/DC AC 50Hz lub 230V AC 50Hz.

Budowa i zastosowanie przekaźnika instalacyjnego

Ten typ przekaźnika jest przeznaczony dla rozdzielnic aparatury modułowej do bezpośredniego montażu na szynie 35mm według PN-EN 60715. Posiada dwa zaczepy (jeden znajdujący się z góry, drugi – z dołu), pozwalające na stabilny montaż przy dowolnym położeniu pracy urządzenia. W czołowej części urządzenia została umieszczona zielona dioda LED, która sygnalizuje stan pracy (jeżeli świeci ciągle, to oznacza, że zasilanie jest prawidłowe).

W tym konkretnym przypadku mamy do dyspozycji jeden styk zwierny, co oznacza, że w momencie podania napięcia na cewkę styk się zewrze (zamknie). Wybierając sposób zasilania cewki użytkownik ma dosyć duże „pole manewru”, ponieważ producent dał możliwość wykorzystania w tym celu napięcia stałego lub przemiennego – 24V DC lub 24V AC 50Hz lub 230V AC 50Hz. Należy jednak przy tym pamiętać, aby właściwie podłączyć przewody zasilające, 24V AC/DC zaciski A1 i A2, natomiast 230V AC zaciski A1 i A3.

Znamionowa wartość prądu obciążenia zestyku to 16A, jednak istotną cechą wyróżniającą ten przekaźnik jest jego odporność na prąd udarowy o natężeniu 120A w czasie 20 ms, co pozwala na zastosowanie go w miejscach, w których wymagane jest załączanie obwodów o wysokim prądzie początkowym. Przykładem takiej aplikacji jest sterowanie obwodami oświetleniowymi. Producent podaje kilka wartości maksymalnej mocy łączeniowej dla tego typu przekaźnika, ze względu na rodzaj zastosowanego obciążenia. W przypadku lamp jarzeniowych jest to 800W, dla lamp halogenowych 2500W, natomiast dla lamp typu LED 500W. Innym typem obciążenia, z którym „poradzi” sobie ten przekaźnik jest załączanie  silników klatkowych o mocy do 650W.

Maksymalne napięcie zestyków, czyli maksymalne napięcie, jakie możemy podać na styki dla omawianego modelu oraz dla pozostałych przekaźników instalacyjnych oferowanych przez firmę Relpol wynosi 300V AC/DC.

Istotnym parametrem jest również trwałość łączeniowa czyli minimalna liczba cykli, jaką przekaźnik jest zdolny wykonać przy podanym obciążeniu w określonych warunkach, przy czym cykl oznacza pełną operację przełączania od stanu OFF do stanu ON i z powrotem do stanu OFF. W przypadku opisywanego przekaźnika jest to 50 tysięcy przełączeń (przy obciążeniu znamionowym 16A, 250V AC w kategorii AC1 – obciążenia rezystancyjne lub o małej indukcyjności, piece oporowe).

Podsumowując, niewielkich rozmiarów przekaźnik instalacyjny typu RPI – 1ZI – U24A, jest doskonałym rozwiązaniem tam, gdzie istotną kwestią jest oszczędność miejsca, niski pobór mocy oraz możliwość załączania obwodów o wysokim prądzie początkowym. Aktualnie coraz częściej przekaźniki są stosowane w naszych domach – gdzie ułatwiają sterowanie wentylacją oraz ogrzewaniem oraz są bardzo ważnym elementem nowoczesnych systemów typu „smart dom”. Szerokie możliwości zastosowania w połączeniu z wysoką jakością wykonania, bez problemu spełnią wszystkie potrzeby użytkownika, zapewniając przy tym stabilną pracę urządzeń.

Artykuł Przekaźniki instalacyjne: budowa, funkcje i zastosowanie na przykładzie RPI-1Z1-U24A firmy Relpol pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.