Elementy instalacji


Spis treści

1. Elementy instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym

     W skład instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych wchodzą: rozdzielnice (tablice rozdzielcze), przewody, sprzęt elektrotechniczny oraz urządzenia automatyki i sterowania.
     W instalacjach elektrycznych (głównie w budynkach mieszkalnych) rozróżnia się, w zależności od pełnionych funkcji, następujące elementy:

a) Przyłącze – linia elektroenergetyczna łącząca złącze elektryczne budynku z rozdzielczą siecią zasilającą;
b) Złącze elektryczne – urządzenie służące do połączenia elektroenergetycznej sieci rozdzielczej
z instalacją odbiorczą budynku, bezpośrednio lub za pomocą wewnętrznej linii zasilającej.
c) Rozdzielnica główna – element instalacji elektrycznej stosowany w budynkach o większej liczbie wewnętrznych linii zasilających;
d) Wewnętrzna linia zasilająca – obwód zasilający tablice rozdzielcze (piętrowe) usytuowane na każdej kondygnacji i rozdzielnice mieszkaniowe;
e) Instalacja odbiorcza – część instalacji znajdująca się za układem pomiarowym, a w razie braku układu pomiarowego – za wyjściowymi zaciskami pierwszego urządzenia zabezpieczającego.

     Elementy funkcjonalne instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym wielorodzinnym przedstawia rysunek 1.


Rys. 1. Uproszczony schemat  instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym wielorodzinnym

1.1. Przyłącze
     Przyłącze jest elementem elektroenergetycznej sieci rozdzielczej, służącym do połączenia tej sieci ze złączem elektrycznym budynku, z którego zasilana jest wewnętrzna linia zasilająca odbiorców energii elektrycznej.

1.2. Złącze instalacji elektrycznej
     Złącze instalacji elektrycznej jest urządzeniem łączącym przyłącze kablowe lub napowietrzne elektroenergetycznej sieci rozdzielczej niskiego napięcia z instalacją odbiorczą budynku bezpośrednio lub za pomocą wewnętrznych linii zasilających. W złączu powinno się w zasadzie znajdować główne zabezpieczenie zasilania obiektu (Rys. 2).
     Zgodnie z rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.2015, poz. 1422), w instalacjach elektrycznych należy stosować złącza instalacji elektrycznej budynku, umożliwiające odłączenie od sieci zasilającej, usytuowane w miejscu dostępnym dla dozoru i obsługi oraz zabezpieczone przed uszkodzeniami, wpływami atmosferycznymi, a także ingerencją osób postronnych.
     Według wskazań normy N-SEP-E-002:2003 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Instalacje elektryczne w obiektach mieszkalnych. Podstawy planowania, złącze elektryczne budynku powinno być zainstalowane w przewidzianym i odpowiednio przystosowanym miejscu. Lokalizacja i podstawowe wymagania dotyczące instalowania złącza elektrycznego powinny być uzgodnione z dostawcą energii elektrycznej.
Wyróżnia się dwa rodzaje złączy elektrycznych stosowanych na zasilaniu budynków mieszkalnych:

 1) złącze kablowe –  instaluje się przeważnie na zewnątrz budynku, w miejscu i w sposób najbardziej dogodny dla obsługi, w skrzynkach metalowych lub w ochronnych osłonach izolacyjnych, z drzwiczkami przystosowanymi do zamykania na klucz, we wnękach usytuowanych w zewnętrznych ścianach budynków lub na specjalnych wolnostojących stanowiskach chroniących złącze przed wpływami atmosferycznymi;
 2) złącze od linii napowietrznej – instaluje się najczęściej wewnątrz budynku, możliwie blisko miejsca wprowadzenia linii zasilającej. Odcinek instalacji od izolatorów zainstalowanych na ścianie budynku lub stojaku dachowym do złącza, należy wykonać przewodami izolowanymi w rurze ochronnej. Złącze powinno być wyposażone w zabezpieczenia wewnętrznych linii zasilających przed skutkami przeciążeń i zwarć.

     Zaleca się, aby instalacja elektryczna każdego obiektu budowlanego była zasilana z oddzielnego złącza. Jeżeli złącze zasila więcej niż jedną wewnętrzną linię zasilającą (WLZ), to za złączem powinna być zainstalowana rozdzielnica główna z zabezpieczeniami poszczególnych WLZ i obwodu administracyjnego (Rys. 1). Dopuszcza się stosowanie jednego złącza w budynkach bliźniaczych lub szeregowych i sąsiadujących ze sobą działkach.
     Rodzaje złączy kablowych wnętrzowych przystosowanych do przyłączenia jednego lub dwóch kabli zasilających, umożliwiających sekcjonowanie sieci kablowej oraz przyłączenie do złącza jednej lub więcej wewnętrznych linii zasilających, przedstawia rysunek 2.


Rys. 2. Wybrane konstrukcje złączy kablowych wnętrzowych

     Dla budynków jednorodzinnych dostawca energii, w warunkach technicznych zasilania wymaga zwykle, aby złącze elektryczne było usytuowane na granicy posesji. Obok złącza powinna być zainstalowana szafka pomiarowa, która ze względów funkcjonalnych i bezpieczeństwa elektrycznego powinna być przystosowana do zainstalowania licznika energii elektrycznej, przyłączenia uziemienia o rezystancji co najmniej 10 Ω, urządzenia do ochrony przed przepięciami, a także do rozdzielenia przewodu ochronno-neutralnego (PEN) na przewody: neutralny (N) i ochronny (PE).
     Szafka pomiarowa powinna być połączona z rozdzielnicą mieszkaniową w budynku wewnętrzną linią zasilającą (Rys. 3).


Rys. 3. Uproszczony schemat zasilania budynku jednorodzinnego
Oznaczenia: SPD – ogranicznik przepięć; kWh – licznik energii elektrycznej,
GSW – główna szyna wyrównawcza.

1.3. Rozdzielnica główna budynku
     Rozdzielnica główna jest elementem instalacji elektrycznej budynku stosowanym w przypadku, gdy w budynku jest więcej niż jedna wewnętrzna linia zasilająca. W rozdzielnicy głównej usytuowane są zabezpieczenia poszczególnych wewnętrznych linii zasilających i obwodu administracyjnego. Rozdzielnicę główną umieszcza się zwykle w pobliżu złącza.

1.4. Uziom budynku
      Każdy budynek powinien być wyposażony w odpowiedni układ uziemiający, zapewniający wymaganą wartość rezystancji uziemienia dla potrzeb ochrony przed porażeniem elektrycznym, odgromowej i przeciwprzepięciowej.
      Zgodnie z § 184. 1. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.2015, poz. 1422) – jako uziomy instalacji elektrycznej należy wykorzystywać metalowe konstrukcje budynków, zbrojenia fundamentów oraz inne metalowe elementy umieszczone w niezbrojonych fundamentach stanowiące sztuczny uziom fundamentowy. Dopuszcza się wykorzystywanie jako uziomy instalacji elektrycznej metalowych przewodów sieci wodociągowej, pod warunkiem zachowania wymagań Polskiej Normy dotyczącej uziemień i przewodów ochronnych oraz uzyskania zgody jednostki eksploatującej tę sieć (…).
     Według normy HD 60364-5-54 w nowych obiektach budowlanych zaleca się stosowanie uziomów fundamentowych sztucznych lub równoważnych. Uziom fundamentowy sztuczny, wykorzystywany również do celów ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej obiektów budowlanych, powinien dodatkowo spełniać wymagania normy PN-EN 62305-1:2011 wersja polska. Ochrona odgromowa – Część 1: Zasady ogólne.

1.5. Główna szyna wyrównawcza.
      W wielu normach wskazuje się na celowość wprowadzania do wyznaczonego pomieszczenia w budynku, wszystkich instalacji (np. wodociągowej, gazowej, wodno-kanalizacyjnej, ciepłej wody, centralnego ogrzewania) po to, by umożliwić przyłączenie części przewodzących do usytuowanej w tym pomieszczeniu (zwanym umownie pomieszczeniem przyłączowym) głównej szyny wyrównawczej (w celu wyrównywania potencjału). W mniejszych budynkach funkcje pomieszczenia przyłączowego spełnia rozdzielnica główna, usytuowana najczęściej w korytarzu przy wejściu do budynku.
      Do głównej szyny wyrównawczej (GSW) powinny być przyłączone:

– przewody ochronne (PE, PEN, wyrównawcze, uziemiające),
– metalowe elementy instalacji wprowadzonych do budynku,
– metalowe elementy konstrukcji budynku,
– uziom budynku,
– metalowe elementy kabli elektroenergetycznych (powłoki, pancerze).

     Każdy z tych metalowych elementów powinien być przyłączony do głównej szyny wyrównawczej (GSW) w sposób niezawodny, umożliwiający jego odłączenie przy użyciu narzędzia. Elementy do rozłączania mogą być powiązane z główną szyną wyrównawczą w sposób umożliwiający pomiar rezystancji uziemienia.
     Przykład pomieszczenia przyłączowego z zainstalowaną główną szyną wyrównawczą (GSW) przedstawia rysunek 4.


Rys. 4. Przykład pomieszczenia przyłączowego z główną szyną wyrównawczą
Oznaczenia: 1 – złącze elektryczne, 2 – instalacja kanalizacyjna, 3 – instalacja wodociągowa, 4 – instalacjacentralnego ogrzewania, 5 – instalacja gazowa, 6 – wstawka izolacyjna, 7 – część przewodząca obca, 8 -wanna, 9 – listwa zaciskowa do przyłączenia przewodów wyrównawczych miejscowych, 10 – uziom urządzenia piorunochronnego, 11 – przewód odprowadzający urządzenia piorunochronnego, GSW – główna szyna wyrównawcza, PB – przewody wyrównawcze,
WLZ – wewnętrzna linia zasilająca, LPS – urządzenie piorunochronne

1.6. Wewnętrzna linia zasilająca w budynku mieszkalnym
     Wewnętrzna linia zasilająca (WLZ) jest elementem instalacji elektrycznej w budynku łączącym złącze z licznikami energii elektrycznej u odbiorców. Objętość budynku i liczba mieszkań warunkują wielkość i złożoność wewnętrznej linii zasilającej. W skład wewnętrznych linii zasilających w budynkach wielorodzinnych, łączących odległe nieraz od złącza instalacje odbiorcze, mogą wchodzić również rozdzielnice główne.
     Wewnętrzna linia zasilająca w budynku mieszkalnym może być:

a) obwodem instalacji elektrycznej od złącza nn do liczników energii elektrycznej u odbiorców,
b) linią kablową nn od szafki pomiarowej usytuowanej na granicy posesji do rozdzielnicy mieszkaniowej.

     Wymagania instalacyjne wewnętrznych linii zasilających

1) Przewody wewnętrznych linii zasilających należy prowadzić wewnątrz budynków, w miejscach łatwo dostępnych, takich jak klatki schodowe (z wyjątkiem ewakuacyjnych) lub korytarze piwnic. W budynkach, w których występuje duża liczba mieszkań lub lokali użytkowych, przewody linii WLZ prowadzi się jako główne ciągi pionowe instalacji poza lokalami mieszkalnymi i użytkowymi, w wydzielonych kanałach lub szybach instalacyjnych;
2) W budynkach do pięciu kondygnacji wykonuje się jedną wlz na każdej klatce schodowej,
natomiast w budynkach wyższych – liczba wlz może być odpowiednio większa;
3) Odgałęzienia od wewnętrznej linii zasilającej powinny zasilać tablice piętrowe na każdym piętrze, z których zasilane są poszczególne rozdzielnice mieszkaniowe;
4) W przypadku złącza kablowego zlokalizowanego w pomieszczeniu piwnicznym dopuszcza się układanie przewodów wlz na tynku, począwszy od złącza do przejścia przez sufit piwnicy, w sposób chroniący od uszkodzeń mechanicznych. Po przejściu przez sufit piwnicy przewody wlz zaleca się prowadzić w kanałach lub rurach instalacyjnych bądź jako instalację podtynkową;
5) Wewnętrzne linie zasilające należy prowadzić jako linie trójfazowe o układzie TN-S lub TN-C-S, a w przypadkach uzasadnionych również TT lub IT. Przekroje przewodów WLZ należy wymiarować na obciążalność długotrwałą nie mniejszą niż 50 A. Wymaganie ochrony od przeciążeń w tym przypadku spełnia przybliżeniu przewód miedziany o przekroju co najmniej 10 mm2;
6) Zabezpieczenia przetężeniowe wewnętrznych linii zasilających oraz obwodów odbiorczych instalacji elektrycznej powinny zapewnić warunki skutecznej ochrony przed porażeniem elektrycznym, a w szczególności powinny one spełniać warunki skutecznej ochrony przewodów instalacyjnych od cieplnych skutków przeciążeń i zwarć.

▲ do góry

1.7. instalacje odbiorcze
     Instalacja odbiorcza jest to część instalacji znajdująca się za układem pomiarowym energii elektrycznej, a w razie braku układu pomiarowego – za wyjściowymi zaciskami pierwszego urządzenia zabezpieczającego instalację odbiorczą od strony zasilania. Instalacje odbiorcze powinny spełniać następujące warunki techniczne:

a) Przewody łączące wlz z zabezpieczeniem przedlicznikowym, licznikiem i rozdzielnicą mieszkaniową powinny być przystosowane do zabezpieczenia przetężeniowego 50 A, co w przybliżeniu spełnia przewód o przekroju 10 mm2 Cu;
b) Obwody odbiorcze instalacji elektrycznej w budynku należy prowadzić w obrębie każdego mieszkania lub lokalu użytkowego;
c) Wewnątrz każdego mieszkania należy umieścić rozdzielnicę mieszkaniową usytuowaną w pobliżu „środka obciążenia” mieszkania, zwykle w przedpokoju lub w korytarzu na jednej z mniej eksponowanych ścian, możliwie blisko kuchni, łazienki lub pomieszczenia gospodarczego, które grupują odbiorniki o większych mocach znamionowych (kuchenka, pralka, lodówka, zmywarka naczyń, suszarka bielizny, prasowalnica i inne);
d) Rozdzielnica mieszkaniowa powinna być umieszczona na wysokości umożliwiającej swobodny dostęp do łączników (zwykle 1,10 – 1,80 m). Rozdzielnica, w której zamontowane styczniki, przekaźniki, urządzenia sterujące i zabezpieczające, które mogą wywoływać nawet umiarkowany hałas, nie powinna być instalowana na ścianie sypialni;
e) W standardowej rozdzielnicy mieszkaniowej przygotowane są listwy przystosowane do zainstalowania, według potrzeb, wyłączników instalacyjnych nadprądowych, wyłączników różnicowoprądowych, ochronników przeciwprzepięciowych, urządzeń sterujących instalacji odbiorczej. Rozdzielnica mieszkaniowa powinna być tak dobrana, aby były zachowane miejsca rezerwowe przeznaczone do ewentualnego zainstalowania dodatkowej aparatury w przyszłości.

     Uproszczony schemat instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym wielorodzinnym przedstawia rysunek 5.


Rys. 5. Uproszczony schemat instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym wielorodzinnym
Oznaczenia: ZK – złącze elektryczne, RG – rozdzielnica główna, L1; L2; L3 – przewody liniowe WLZ;
N – przewód neutralny; Rgi – rozłącznik izolacyjny, PE – przewód ochronny; PEN – przewód ochronno-neutralny, WLZ – wewnętrzna linia zasilająca, WI – wyłączniki instalacyjne nadprądowe o charakterystyce „B”, RCD – wyłącznik różnicowoprądowy, KWh – licznik energii elektrycznej,
SPD – ograniczniki przepięć, Ra – tablica rozdzielcza administracyjna, Rm – rozdzielnica mieszkaniowa

     Ochrona uzupełniająca ochronę podstawową (ochronę przed dotykiem bezpośrednim) w mieszkaniu o powierzchni do ok. 70 m2 i przy zwykle stosowanych odbiornikach, których łączny prąd roboczy upływowy nie przekracza wartości 10 mA, polega na zastosowaniu wysokoczułego wyłącznika różnicowoprądowego (RCD) o I∆n= 30 mA (rys. 5).
     Znamionowy różnicowy prąd zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego I∆n powinien być co najmniej 2 ÷ 3 – krotnie większy od maksymalnego roboczego prądu upływowego występującego w chronionej instalacji.
     Wysokoczułe wyłączniki różnicowoprądowe są wymagane w obwodach, w których konieczne jest wspomaganie ochrony podstawowej, ze względu na trudne warunki środowiskowe użytkowania urządzeń, albo w obwodach narażonych na przerwanie ciągłości elektrycznej lub uszkodzenie izolacji przewodu ochronnego.
     W instalacji rozbudowanej, w której łączny prąd upływowy przekracza 10 mA, instalacja powinna być podzielona na odrębne grupy obwodów  tak, aby w każdej grupie prąd upływowy nie przekraczał 10 mA. Poszczególne grupy obwodów powinny być chronione przez oddzielne wysokoczułe wyłączniki różnicowoprądowe (rys. 5).

▲ do góry

 2. Elementy i rozwiązania techniczne jakie należy zapewnić w instalacjach elektrycznych w budynkach

     Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r., w instalacjach elektrycznych w budynkach należy zapewnić:

1) Złącza elektryczne umożliwiające odłączenie instalacji od sieci zasilającej, usytuowane w miejscu dostępnym dla dozoru i obsługi, zabezpieczone przed uszkodzeniami, wpływami atmosferycznymi, a  także ingerencją osób postronnych;
2) Oddzielny przewód ochronny i neutralny, w obwodach rozdzielczych i odbiorczych;
3) Urządzenia ochronne różnicowoprądowe uzupełniające ochronę podstawową i ochronę przed powstaniem pożaru, powodujące w warunkach uszkodzenia samoczynne wyłączenie zasilania;
4) Wyłączniki nadprądowe w obwodach odbiorczych;
5) Zasadę selektywności (wybiórczości) zabezpieczeń;
6) Przeciwpożarowe wyłączniki prądu;
7) Połączenia wyrównawcze główne i miejscowe, łączące przewody ochronne z częściami przewodzącymi innych instalacji i konstrukcji budynku;
8) Przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi, jeżeli ich przekrój nie przekracza 10 mm2;
9) Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej.

▲ do góry

 3. Elementy instalacji elektrycznej w zakładzie przemysłowym

     Elektroenergetyka przemysłowa wynika przede wszystkim z potrzeby dostosowania metod badań, rozwiązań konstrukcyjnych oraz typu urządzeń i instalacji do różnych technologii. Duża różnorodność odbiorników ściśle związanych z urządzeniami produkcyjnymi i technologią produkcji, wymaga zapewnienia właściwych parametrów jakościowych energii elektrycznej, a także dużej pewności zasilania.
     O sposobie zasilania zakładu przemysłowego decydują takie czynniki, jak:

– moc zapotrzebowana,
– wymagana pewność zasilania oraz
– zapotrzebowanie na energie cieplną.

     Przyjęte w zakładach przemysłowych rozwiązania sieci elektroenergetycznych wysokiego, średniego i niskiego napięcia zależą przede wszystkim od:

– wielkości zakładu,
– rodzaju produkcji i stosowanych technologii,
– rodzaju zastosowanych urządzeń elektrycznych,
– rodzaju wytwarzanych wyrobów i wynikających stąd technologii,
– jakości dostarczanej energii elektrycznej.

3.1. Zasilanie zakładu przemysłowego
     Zakłady przemysłowe mogą być zasilane:

– z sieci elektroenergetycznej wysokiego lub średniego napięcia (Rys. 6 i 7),
– z sieci miejskiej niskiego napięcia,
– z dodatkowych źródeł energii elektrycznej lub
– z elektrowni własnej,

     Duże lub niekiedy średnie zakłady przemysłowe zasilane są najczęściej z elektroenergetycznej sieci rozdzielczej napowietrznej lub kablowej wysokiego napięcia (Rys. 6). Małe zakłady przemysłowe, o mocy zapotrzebowanej od 200 ÷ 300 kW, mogą być zasilane z sieci lokalnej niskiego napięcia (230/400 V).
Przykład zasilania zakładu przemysłowego z sieci elektroenergetycznej o napięciu znamionowym 15 kV przedstawia rysunek 6.


Rys. 6. Uproszczony schemat instalacji elektrycznej w zakładzie przemysłowym
Oznaczenia: Tr – transformator 15/04 kV, RG – rozdzielnica główna, RO – rozdzielnice oddziałowe

3.2. Instalacje w zakładzie przemysłowym
     W instalacji elektrycznej zakładu przemysłowego wyróżnia się następujące elementy:

– układy zasilania podstawowego,
– rozdzielnica główna (RG),
– rozdzielnice oddziałowe (RO),
– obwody rozdzielcze i odbiorcze,
– odbiorniki energii elektrycznej,
– układy zasilania dodatkowego,
– kompensacja mocy biernej,
– układy sterowania i automatyki,
– elektrotechniczny sprzęt instalacyjny,
– przewody i kable elektroenergetyczne.

3.3. Obwody rozdzielcze i odbiorcze
     W instalacji przemysłowej niskiego napięcia wyróżnia się:
  Obwody rozdzielcze przyłączone do rozdzielnicy głównej zasilają rozdzielnice pośrednie i rozdzielnice odbiorcze. Głównymi elementami obwodu rozdzielczego i odbiorczego instalacji przemysłowej są tory prądowe umożliwiające przesyłanie energii elektrycznej, łączniki manewrowe umożliwiające włączanie i wyłączanie obwodu oraz zabezpieczenia chroniące elementy obwodu przed skutkami zakłóceń, jakie mogą wystąpić w instalacji lub w odbiornikach. W instalacjach przemysłowych istotną rolę odgrywają również urządzenia automatyki i sterowania;
Obwody odbiorcze przyłączone do rozdzielnic oddziałowych zasilają rozdzielnice pośrednie lub bezpośrednio odbiorniki energii elektrycznej oraz obwody gniazd wtykowych i oświetleniowe. W obiektach o charakterze przemysłowym instalacje odbiorcze wykonuje się najczęściej w układzie promieniowym otwartym, w którym z poszczególnych obwodów zasilane są inne obwody i odbiorniki.

3.4. Odbiorniki energii elektrycznej
     Odbiorniki energii elektrycznej służą do przetwarzania energii elektrycznej w inną pożądaną formę energii. Odbiorniki stosowane w przemyśle można ogólnie podzielić na oświetleniowe i siłowe.
Grupa odbiorników siłowych obejmuje między innymi:

a) silniki elektryczne,
b) urządzenia elektrotermiczne,
c) urządzenia spawalnicze,
d) urządzenia prostownikowe oraz
e) urządzenia energoelektroniczne.

W zależności od rodzaju prądu zasilającego, wyróżnia się:

a) odbiorniki prądu przemiennego i
b) odbiorniki prądu stałego.

Ze względu na charakter pracy:

a) odbiorniki o obciążeniu praktycznie stałym,
b) odbiorniki o obciążeniu zmiennym i
c) odbiorniki o obciążeniu szybkozmiennym (udarowym).

     Pod względem niezawodności zasilania odbiorniki przemysłowe dzieli się na trzy kategorie, zależne od skutków przerwy w dostawie energii elektrycznej.

1) Do kategorii I zalicza się odbiorniki, dla których:

a) przerwa w zasilaniu energią elektryczną może spowodować zagrożenie dla życia ludzkiego
oraz uszkodzenie budowli lub urządzeń technologicznych,
b) przerwa w pracy powoduje zaburzenie procesu technologicznego w takim stopniu,
że w produkcji będzie trwała dłużej niż jedną zmianę;

2) Do kategorii II zalicza się odbiorniki, dla których przerwa w zasilaniu może spowodować straty produkcyjne;
3) Do kategorii III zalicza sie odbiorniki nie należące do kategorii I i II.

▲ do góry