Ile maksymalnie żył idzie wepchać w zacisk różnicówki? Tutaj “tylko” 7, ale jest miejsce na rozbudowę

Artykuł Wielodrut N w zacisku różnicówki pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Przedłużacz zwisający z sufitu, Wrocław Główny pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Podłączenie zacisku N do różnicówki pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

Artykuł Skrętka zaciskowa neutralna pochodzi z serwisu Elektryka Prąd Nie Tyka - instalacje elektryczne w praktyce.

W bardzo starych domach wciąż można spotkać przyłącze jednofazowe zabezpieczone dwoma topikami – po jednym na żyłę. Mało kto dziś już pamięta, że początki elektryfikacji Polski to nie było TN, TT, tylko IT jak cały kraj długi i szeroki.

Niestety praktycznie od zawsze roiło się od domorosłych elektryków robiących na zasadzie “skoro działa to jest dobrze”! Doziemienia (połączenie jednego lub więcej biegunów z uziomem, ziemią lub otoczeniem) były bardzo częste – nie tyle wskutek awarii, co majstrowania przez ww. domorosłych kręcidrutów. Tym sposobem w znaczącej większości miejsc w miejsce IT, pojawiło się “zerowanie” zwane również jako TN-C.

W przypadku gdy uziemienie punktu neutralnego transformatora było zbyt “słabe” (zbyt wysoka rezystancja), układ sieci zwał się TT. Nie gwarantuje on niskiego napięcia (ziemia vs N) jakie, przynajmniej w teorii, jest bezpieczne dla człowieka. W takim przypadku nie ma innej opcji, trzeba posiadać własne lokalne uziemienie spełniające warunek SWZ… Niniejszy artykuł jest o zerowaniu, a nie o układzie TT, więc dalej o tym nie będzie. Niemniej jednak, w bardzo wielu miejscach w Polsce można spotkać się z układem TT i należy mieć to zawsze na uwadze. Pomylenie układu sieci TT z TN niesie ze sobą katastrofalne skutki.

Zerowanie i PEN w polskich przepisach

Nie od wczoraj wiadomo, że przepisy i tak samo normy, nie zawsze są zbyt dobrze przemyślane i nie da się wszystkiego przewidzieć. Kiedyś gniazda z bolcem (stykiem ochronnym mówiąc bardziej prawidłowo) były wymagane tylko w pomieszczeniach wilgotnych i mokrych – czyli w kuchni i w łazience. Wszak w innych pomieszczeniach człowiek jest nieśmiertelny

Gniazdo jednofazowe, trzy styki i tylko dwa przewody. Po co prowadzić trzy przewody, skoro jeden może pełnić podwójną funkcję? Taka piękna oszczędność, ale czy na pewno?

Ten wspólny przewód, aż do 1996 roku nazywał się “zero” – obecnie to tzw. przewód ochronno-neutralny (PEN). Oczywiście teraz mamy jeszcze neutralny (N) i ochronny (PE, czasami zdarza się też E w celach technicznych). Niestety wciąż można spotkać niedouczonych elektryków, którzy tego nie rozumieją i mówią “zero” na wszystkie powyższe, a często nie da im się wytłumaczyć, że to ma jednak jakieś znaczenie. Tak samo jak kiedyś można było produkować samochody z jednym tylko hamulcem, bo co złego może się stać?

Bardzo szybko okazało się, że coś co ma chronić przed utratą życia, mogło samo w sobie pozbawić życia w drastyczny sposób, czyli przez długotrwałe porażenie. Warto tu przypomnieć, że podczas porażenia bardzo często dochodzi do bardzo silnego i mimowolnego skurczu naszych własnych mięśni, co uniemożliwia uwolnienie się. Wybitnie nieprzyjemny sposób na własny koniec.

A jak może do tego dojść? Chyba nikt mnie nie wyzwie od głupców, gdy powiem, że przewody i łączenia nie są niezniszczalne i nie są bezawaryjne. Korozja, naprężenia mechaniczne, ciągłe wkładanie i wyciąganie wtyczki – co może pójść nie tak?

Przykład z życia. Pewien Kowalski pichcił sobie i dzieciom ciasto w piekarniku elektrycznym. Piekarnik w pierwszej klasie ochronności i obudowa porządnie połączona ze stykiem ochronnym. Równocześnie z pieczeniem ciasta, w puszce łączeniowej też się piekło i pech chciał, że najbardziej na “zerze” (obecnie PEN). W końcu to łączenie poszło w p… i ciągłość poszła się… wiadomo co.

No, ale przewód fazowy wciąż ma zachowaną ciągłość. Napięcie z tego przewodu fazowego “sobie idzie” poprzez grzałkę i chciało by “wrócić” do gniazdka, w którym “szczęśliwie” jest zerowanie, tak bardzo znane z PRL-u.

Tym samym, niebieski przewód od piekarnika ma napięcie względem ziemi (otoczenia, mówiąc bardziej precyzyjnie), no i przez zerowanie (mostek), to napięcie sobie śmiga naokoło do bolca i stamtąd do obudowy.

Pech chciał, że pan Kowalski jedną ręką trzymał obudowę tego wspaniałego urządzenia, a drugą ręką trzymał uziemioną rurę. Zdecydowanie nie chciałbym być w jego skórze, a wiele osób mogłoby o tym opowiedzieć, gdyby tylko wciąż żyli. Prąd nie wybiera kiedy, gdzie i nie daje żadnych ostrzeżeń.

Dnia 1 kwietnia 1996 roku, czyli prawie trzy dekady temu, zerowanie zostało prawnie zabronione – zarówno poprzez rozporządzenie, jak i normy. Wiele na to wskazuje, że do niektórych “elektryków” ta informacja jeszcze nie dotarła

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.

Oczywiście prawo nie działa wstecz i przy wymianie gniazda nie ma obowiązku wymiany obwodu, więc wtedy i tylko wtedy ponownie wykonujemy zerowanie.

Co kiedy pomieszczenie mamy zasilone dwoma żyłami tzn. w układzie TN-C i równocześnie chcemy wydłużyć ten obwód, dołożyć przewód albo po prostu wymienić instalację tylko w tym pomieszczeniu?

Prawda jest taka, że ile osób, tyle interpretacji norm i przepisów. Wielokrotnie można usłyszeć bzdury w stylu, że niby nie wolno dokonywać podziału w puszce łączeniowej albo że niby każdy podział należy uziemić.

Osobiście oczami wyobraźni widzę, jak w blokach z każdego jednego mieszkania wychodzi po dwadzieścia przewodów 16 mm^2, które idą po ścianie do ogródka pod blokiem i jeszcze każdy idzie do osobnej szpili (uziomu pionowego). Jak długo żyje, to czegoś takiego nigdy na oczy nie widziałem.

Uziemienie w układach TN, tzn. TN-C, TN-C-S oraz TN-S jest zalecane. Słowo zalecane nie jest synonimem słowa wymagane. Jedno głupie słowo, ale wielu pseudo-elektryków czyta normy tak jakby chcieli aby były napisane, a nie tak jak są. Jeszcze gorzej jak ktoś opowiada jakąś bzdurę tego rodzaju, a reszta robi głuchy telefon. W zupełności wystarczy samemu przeczytać normy, na spokojnie, pamiętając o tym, że nikt z nas nie jest nieomylny i bardzo bardzo łatwo o nadinterpretację.

Przewód PEN w układzie TN-C

Mówiąc o nadinterpretacjach norm: chyba najbardziej częstym przypadkiem jest przewód PEN czyli ochronno-neutralny w układzie TN-C.

Ten kluczowy fragment normy to “Przewód PEN powinien mieć przekrój poprzeczny minimum…”. Powinien mieć czyli mieć powinien. Proste jak drut. Jednak jakiś misiek z internetu (może nawet po środkach odurzających) zinterpretował to trochę odwrotnie – czyli że jeśli przewód PEN ma mniejszy przekrój niż w tej normie, to nie jest on PEN-em. Zaraz zaraz, gdzie i w której normie jest tak napisane, że PEN to nie jest PEN? Może jeszcze pójdziemy o krok dalej i powiemy, że nie jest to wtedy przewód? Widocznie dzisiejsze normy nie są dostatecznie idiotoodporne.

To dla jasności jeszcze raz: Powinien mieć, czyli powinien mieć. Układ sieci to układ połączeń, a nie przekrój przewodów. To że normy się nie zmieniły, to nie znaczy, że jakiś przewód nagle magicznie przestał pełnić funkcję, którą pełnił przez dekady… Najzwyczajniej w świecie ten PEN nadal jest PEN-em, z tą tylko różnicą iż jego przekrój nie spełnia obecnej normy.

Równie dobrze mogłyby się zmienić normy dotyczące np. rozmiarów schodów w taki sposób iż schody powinny mieć 1 mm więcej. Czy wtedy schody Kowalskiego zbyt wąskie o 1 mm wciąż są schodami, czy już nie? Na tej samej zasadzie niektórzy wesoło twierdzą, że PEN nie jest PEN-em kiedy ma przekrój 6 mm^2 Cu. Niestety nie mają racji, bo wciąż to jest PEN, tylko że niespełniający ww. wymogu minimalnego przekroju. I to nawet jak został położony po opublikowaniu tej normy.

Podsumowując:

• Zerowanie wykonujemy tylko przy wymianie osprzętu i tylko gdy uprzednio było ono tam wykonane. Jeśli to tylko możliwe, to wymieniamy obwód, dokonując podziału PEN możliwie jak najwcześniej.
• Wymieniając lub kładąc przewód, prowadzimy osobny N i osobny PE. Jeśli początek tego przewodu znajduje się w puszce łączeniowej, to podział dokonujemy wewnątrz niej.
• Uziemienie punktu podziału (TN-C-S) jest zalecane. Nawet bardzo zalecane, ale nie jest ono obowiązkowe. W razie awarii PEN na sieci i braku tego uziemienia, szkody zwykle są znacznie większe niż materiał i koszt wykonania uziomu.
• PE (przewód lub styk ochronny) zapewniamy zawsze, niezależnie czy PEN jest cienki jak włos, czy gruby jak beczka na wino.

I jeszcze ciekawostka przyrodnicza. Często w budownictwie mieszkaniowym elektromonter z cząstkową wiedzą dokonuje podziału w rozdzielnicy i tuż za punktem podziału montuje SPD – i w tym SPD przewód N zaraz za podziałem jest wprowadzony na jeden z torów ogranicznika. Zakładając 10 cm przewodu i opracowania uwzględniające skrajne przypadki spadku napięcia 1 kV na 1m przewodu podczas przepięcia i zadziałania SPD, to wychodzi maksymalnie 100 V. W tym wypadku ograniczenie przepięcia jest praktycznie zerowe. Rezystancja warystora nie spadnie wystarczająco aby był jakikolwiek pożytek, a iskiernik nie zrobi kompletnie nic. Ten jeden tor to niepotrzebny koszt oraz niepotrzebne dodatkowe łączenie na torze N…

Sprawdź poprzedni artykuł o podziale przewodu PEN:

Artykuł Zerowanie gniazd – dawniej i obecnie 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.