Instalacje elektryczne
(aktualizacja:31.03.2009 r.)
Spis treści:
-terminologia
-układy sieci
-wymagania przepisów dotyczące instalacji
-elementy instalacji
-wyznaczanie mocy zapotrzebowanej
-dobór i układanie przewodów
-wyznaczanie przekroju przewodów i kabli
-obciążalność prądowa długotrwała
-dopuszczalne spadki napięcia
-cieplne działanie prądów
-wytrzymałość mechaniczna
-przewody ochronne i wyrównawcze
-Uziemienia
-barwy i oznaczenia
1. Wstęp
Instalacja elektryczna stanowi integralną część wyposażenia budynku i w znacznym stopniu warunkuje jego prawidłową i bezpieczną eksploatację. Z tego względu instalacje elektryczne powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby w przewidywanym okresie użytkowania spełniały wymagania dotyczące mocy zapotrzebowanej i pozostawały w pełnej sprawności technicznej, a w odniesieniu do instalacji w budynkach mieszkalnych spełniały również wymagania wynikające z zapewnienia określonego komfortu życia mieszkańców. Podstawowe właściwości techniczne instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych, powinny być co najmniej takie, aby zapewniały:
- określony stopień niezawodności dostawy energii elektrycznej o jakości właściwej dla zasilanych urządzeń,
- nieuciążliwe i bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych, a szczególnie ochronę przed porażeniem
prądem elektrycznym, przetężeniami zagrażającymi nadmiernie szybkiemu zużywaniu się instalacji, pożarem,
przepięciami łączeniowymi i atmosferycznymi oraz innymi zagrożeniami powodowanymi pracą urządzeń
elektrycznych,
- ochronę ludzi i środowiska przed skażeniami i emitowaniem drgań, hałasu, temperatury i pola magnetycznego
o wartościach i natężeniach większych od granicznych dopuszczalnych.
Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych powinny się charakteryzować takimi właściwościami technicznymi, aby ich użytkownicy mogli korzystać bez ograniczeń z posiadanych urządzeń gospodarstwa domowego, sprzętu RTV, teletechnicznego i innego w przewidywanym okresie eksploatacji instalacji, bez konieczności wykonywania znaczącej jej modernizacji. Jako przeciętny przewidywany okres eksploatacji przyjmuje się zwykle 25 - 30 lat.
Instalacje powinny więc tak zwymiarowane i wykonane, aby mogły sprostać nowym wymaganiom wynikającym ze zmian w wyposażeniu mieszkań w urządzenia elektryczne i zmian warunków i stylu życia mieszkańców.
Aktem prawnym określającym warunki techniczne jakim powinny odpowiadać instalacje elektryczne w budynkach jest Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [Dz.U.02.75.690 ogłoszony dnia 15 czerwca 2002 r.
Rozporządzenie to dotyczy wszystkich budynków, nie tylko mieszkalnych, dlatego jego wymagania są określone w sposób dość ogólny, wynikający z szeroko rozumianych warunków bezpieczeństwa. Postanowienia zawarte w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury wymagają niejednokrotnie rozszerzenia bądź komentarza.
Wymagania dotyczące planowania, wymiarowania i wykonania i instalacji elektrycznych w budynkach określone są normie SEP - E - 002 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych. Podstawy planowania.
2. Terminologia
Instalacja elektryczna – zestaw połączonych ze sobą i zharmonizowanych w działaniu urządzeń i aparatów, umożliwiających funkcjonowanie maszyn, urządzeń, systemów i układów zasilanych elektrycznie elementów elektrycznych o skoordynowanych parametrach technicznych, przeznaczony do określonych celów.
Do instalacji elektrycznych zlicza się:
- instalacje elektroenergetyczne niskiego i wysokiego napięcia,
- instalacje i urządzenia teletechniczne,
- instalacje i urządzenia sygnalizacji, sterowania, pomiarów i monitorowania,
- instalacje telefoniczne i komputerowe,
- instalacje elektroniczne alarmowe, przeciwpożarowe i ochrony mienia,
- instalacje uziemiające i przeciwprzepięciowe,
- instalacje wewnętrznej i zewnętrznej ochrony odgromowej.
Instalacje elektroenergetyczne zależnie od rodzaju odbiorników elektrycznych dzieli się na:
- instalacje oświetleniowe, służące do zasilania źródeł światła i gniazd wtyczkowych do przyłączenia odbiorników ruchomych małej mocy,
- instalacje siłowe, zasilające trójfazowe silniki, urządzenia elektrycznego ogrzewania pomieszczeń i inne większej mocy.
W zależności od rodzaju obiektów budowlanych instalacje elektroenergetyczne można podzielić na:
- instalacje w budownictwie mieszkaniowym jedno- i wielorodzinnym,
- instalacje w budownictwie ogólnym: komunalnym, w obiektach biurowych i administracyjnych, w
pomieszczeniach szkolnych, w budynkach użyteczności publicznej (służbie zdrowia, w obiektach handlowych,
bankach, kinach, itp.)
- instalacje w rolnictwie,
- instalacje przemysłowe (w zakładach przemysłowych, wytwórczych i wydobywczych).
Ze względu na przewidywany czas użytkowania instalacje elektroenergetyczne dzieli się na:
- instalacje stałe – w obiektach stałego użytkowania,
- instalacje tymczasowe (prowizoryczne) – w obiektach prowizorycznych i na placach budów.
W ogólnym pojęciu termin instalacja elektroenergetyczna obejmuje współpracujące ze sobą urządzenia związane z wytwarzaniem, przesyłem i rozdziałem oraz użytkowaniem energii elektrycznej.
W celu przejrzystej interpretacji norm i przepisów przyjmuje się, że termin instalacja elektroenergetyczna obejmuje następujące obiekty:
- stacje, stanowiące zamknięty obszar ruchu elektrycznego z aparatura rozdzielczą oraz transformatorami dla sieci przesyłowej lub rozdzielczej. Za instalacje uważa się również transformatory oraz aparaty rozdzielcze usytuowane poza zamkniętym obszarem ruchu elektrycznego,
- elektrownie, lub ich zespoły, zlokalizowane na wspólnym terenie. Instalacja obejmuje jednostki generatorowe i transformatory wraz z przynależną aparaturą rozdzielczą i wszystkimi elektrycznymi układami pomocniczymi. Nie obejmuje połączeń między elektrowniami zlokalizowanymi na różnych terenach,
- układy elektroenergetyczne zakładów i obiektów przemysłowych, rolniczych, handlowych, komunalnych itp. Połączenia pomiędzy zamkniętymi obszarami ruchu elektrycznego (ze stacjami włącznie), zlokalizowane na jednym terenie, uważane za część instalacji, z wyjątkiem przypadku, gdy te połączenia stanowią część sieci przesyłowej lub rozdzielczej.
Instalacja odbiorcza jest to część instalacji znajdująca się za układem pomiarowym służącym do rozliczeń między dostawcą a odbiorcą energii elektrycznej, a w razie braku układu pomiarowego - za wyjściowymi zaciskami pierwszego urządzenia zabezpieczającego instalację od strony zasilania.
Elektroenergetyczna sieć rozdzielcza na napięcie do 1 kV i powyżej 1 kV do 100 kV (zasilająca) – jest to zbiór urządzeń do rozdziału energii elektrycznej zużywanej u odbiorców komunalno - bytowych i przemysłowych.
Elektroenergetyczna sieć rozdzielcza (zasilająca) może być:
- napowietrzną lub kablową siecią o napięciu niższym od 1 kV (sieć n/n),
- napowietrzną lub kablową siecią o napięciu powyżej 1 kV do 110 kV (sieć W/N),
- sekcją szyn zbiorczych w rozdzielni WN.
Przyłącze jest to linia łącząca zasilany obiekt z rozdzielczą siecią zasilającą. Przyłącze może być wykonane jako napowietrzne lub kablowe, wykonane przewodami izolowanymi lub gołymi.
Przyłącze może być:
- napowietrzne ze słupa rozdzielczej sieci n.n.,
- kablowe ze słupa napowietrznej sieci lub z mufy odgałęźnej kablowej sieci rozdzielczej n.n. do złącza n.n.,
- napowietrzne jednoprzęsłowe lub wieloprzęsłowe z sieci rozdzielczej napowietrznej WN do złącza WN,
- kablowe z sieci rozdzielczej kablowej WN do złącza WN.
Złącze jest to urządzenie zwykle rodzaj rozdzielnicy, łączące sieć elektroenergetyczną z instalacją elektryczną w budynku, z którego instalacja ta jest zasilana energią elektryczną. W złączu znajduje się główne zabezpieczenie elektryczne obiektu. Z jednego złącza zasilana może być jedna lub więcej wewnętrznych linii zasilających. Złącze powinno być usytuowane w miejscu ogólnodostępnym, wewnątrz lub zewnątrz obiektu i zabezpieczone przed dostępem osób niepowołanym.
Złącze może być:
- zaciskami przed pomiarem po stronie wysokiego napięcia linii napowietrznej lub kablowej WN,
- zaciskami przewodów doprowadzających z napowietrznej linii n.n. prowadzona do tablicy licznikowej (np. na
stojaku dachowym, czy na izolatorach w szczycie budynku),
- zaciskami na kablowej wlz do licznika energii elektrycznej usytuowanego na granicy posesji lub na zewnątrz
budynku wyprowadzonej z mufy odgałęźnej w kablowej sieci rozdzielczej n.n.
- zaciskami na przelotowo wprowadzonym kablu sieci rozdzielczej n.n. do szafki z bezpiecznikami i licznikiem
usytuowanej na granicy posesji lub na zewnątrz budynku.
3. Układy sieci
3.1. Klasyfikacja typów sieci niskiego napięcia według normy PN-IEC 60364-3:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych-Ustalenie ogólnych charakterystyk.
Ze względu na zastosowany system uziemień, sieci i instalacje niskiego napięcia dzieli się na:
- sieci typu TN : TN-C, TN-S, TN-C-S,
- sieci typu TT,
- sieci typu IT
Użyte w oznaczeniu typu sieci litery mają następujące znaczenia:
1. Pierwsza litera oznacza związek układu sieci z ziemią:
T - bezpośrednie połączenie jednego punktu neutralnego z ziemią,
I - części czynne sieci są izolowane od ziemi; punkt neutralny sieci może być uziemiony przez bezpiecznik
iskiernikowy lub przez element o dużej impedancji.
2. Druga litera określa sposób połączenia dostępnych części przewodzących z uziomem:
N - oznacza bezpośrednie połączenie dostępnych części przewodzących z uziemionym punktem neutralnym,
T - oznacza bezpośrednie połączenie dostępnych części przewodzących z uziomem niezależnym od uziomu
punktu neutralnego sieci.
3. Trzecia i czwarta litera określają oznaczenia związku przewodów N i PE:
C - oznacza, że w całym układzie funkcje przewodu neutralnego N i ochronnego PE pełni jeden przewód ochronno
- neutralny PEN,
S - oznacza, że funkcje przewodu neutralnego N i przewodu ochronnego PE spełniają oddzielne przewody.
3.2. Schematy układów sieciowych:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Rys. 2. Przykłady układów sieci i instalacji niskiego napięcia typu:
a) TN-C, b) TN-S, c) TN-C-S, d) TT, e) IT z izolowanym punktem neutralnym bez przewodu N,
f) IT z uziemionym punktem neutralnym przez impedancję Z i z przewodem N
4. Elementy instalacji elektrycznej
4.1. Złącze elektryczne
Zaleca się, aby złącze budynku było zainstalowane w przewidzianym i odpowiednio przystosowanym do tego celu zamykanym pomieszczeniu. Lokalizacja i podstawowe wymagania dotyczące tego pomieszczenia (np. minimalna wysokość, powierzchnia, przeznaczenie do innych funkcji) powinny być uzgodnione z dostawcą energii i określone odrębnymi przepisami szczegółowymi.
Rys. 3. Złącza kablowe wnętrzowe umożliwiające przyłączenie dwóch kabli zasilających oraz sekcjonowanie sieci kablowej
W przypadku napowietrznego zasilania budynku sposób doprowadzenia przyłącza (np. rodzaj i sposób umocowania masztu bądź wysięgnika) należy uzgodnić z dostawcą energii.
Rys. 4. Zasilanie budynków za pomocą linii napowietrznych,
a) przez zastosowanie stojaka dachowego,
b) przez zamocowanie przewodów do izolatorów ściennych, Z – złącze wewnątrz budynku
4.2. Zasilanie budynku jednorodzinnego
W przypadku budynków jednorodzinnych dostawca energii wymaga zwykle, aby złącze wraz z urządzeniem pomiarowym było zlokalizowane w szafce rozdzielczej zainstalowanej na granicy posesji. W takich przypadkach pomiędzy złączem a pomieszczeniem prowadzona jest krótka linia kablowa zasilająca budynek.
Rys. 7. Schemat zasilania budynku jednorodzinnego
Oznaczenia: RF – rozłącznik bezpiecznikowy; L – przewody fazowe; O – ogranicznik przepięć; kWh – licznik energii elektrycznej; N, PEN, PE – przewody: neutralny, ochronno-neutralny, ochronny;
4.3. Instalacja zasilająca i system przewodów ochronnych połączeń wyrównawczych w budynku
mieszkalnym
W skład każdej instalacji powinna wchodzić:
- instalacja zasilająca: złącze (rozdzielnica główna) - wewnętrzna linia zasilająca,
- główna szyna wyrównawcza (uziemiająca), umieszczona możliwie blisko złącza (rozdzielnicy głównej),
- system połączeń wyrównawczych głównych i dodatkowych,
- uziom budynku, połączony z główną szyną wyrównawczą.
Zaleca się, aby połączenia wyrównawcze główne były przyłączone do głównej szyny wyrównawczej w pomieszczeniu przyłączowym lub w szafie przyłączowej. Pomieszczenie to powinno być zlokalizowane w miejscu wprowadzenia do budynku innych instalacji (wodociągowej, wodno-kanalizacyjnej, ciepłej wody, gazowej).
Rys. 5. Przykład instalacji zasilającej budynek mieszkalny i systemu przewodów
ochronnych połączeń wyrównawczych;
głównych w piwnicy i dodatkowych w pomieszczeniu łazienki
Oznaczenia: 1 – złącze lub rozdzielnica główna budynku, 2 - instalacja kanalizacyjna (rury przewodzące),
3 - instalacja wodociągowa, 4 - instalacja centralnego ogrzewania, 5 - instalacja gazowa, 6 - wstawka izolacyjna, 7 - część przewodząca obca, 8 - wanna, 9 - listwa uziemiająca połączeń wyrównawczych dodatkowych, GSU - główna szyna uziemiająca połączeń wyrównawczych głównych, CC - przewody ochronne połączeń wyrównawczych,
wlz - wewnętrzna linia zasilająca, E - przewód uziemiający łączący GSU z uziomem fundamentowym.
4.4. Wewnętrzna linia zasilająca
(WLZ) – jest to zespół elementów instalacji stanowiący połączenie między złączem instalacji elektrycznej a urządzeniem pomiarowym (urządzeniami pomiarowymi), służący do rozdziału energii elektrycznej na poszczególne instalacje odbiorcze. Wielkość budynku i liczba mieszkań warunkują wielkość i złożoność wewnętrznej linii zasilającej, w skład której mogą wchodzić również rozdzielnice główne budynku.
Wewnętrzna linia zasilająca może być:
- obwodem instalacji elektrycznej od złącza n.n. do tablicy licznikowej,
- obwodem instalacji elektrycznej od tablicy licznikowej do tablic rozdzielczych (np. piętrowych, oddziałowych),
- linia kablową lub napowietrzna W/N od złącza W/N do pola pomiarowego rozdzielni lub stacji transformatorowo – rozdzielczej,
- linią kablową lub napowietrzną W/N od złącza W/N do pola pomiarowego rozdzielni lub stacji transformatorowo –rozdzielczej do oddziałowych rozdzielni stacji transformatorowo - rozdzielczej,
- linią kablową lub napowietrzną W/N od złącza W/N do pola pomiarowego rozdzielni lub stacji transformatorowo - rozdzielczej do rozdzielnic oddziałowych n.n.
- linią kablowa n.n. od złącza kablowego n.n. do punktu pomiarowego usytuowanego na granicy posesji lub
zewnątrz budynku.
Przewody WLZ powinny być prowadzone w pomieszczeniach łatwo dostępnych jak klatki schodowe (z wyjątkiem klatek schodowych o wyłącznym przeznaczeniu ewakuacyjnym) lub korytarze piwnic.
W przypadku przyłącza kablowego i złącza zlokalizowanego w pomieszczeniu przyłączowym w piwnicy, dopuszcza się prowadzenie przewodów WLZ na tynku, począwszy od złącza do przejścia przez sufit piwnicy.
Po przejściu przez sufit piwnicy przewody WLZ należy prowadzić w kanałach instalacyjnych, rurach instalacyjnych bądź jako instalację podtynkową lub wtynkową.
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 w oparciu o dane zawarte w normie SEP - E - 002, jednak na obciążalność długotrwałą nie mniejszą niż 50 A.
W przypadku przewodów miedzianych przekrój ten powinien wynosić co najmniej 10 mm2, co z pewnymi ograniczeniami spełnia wymagania ich ochrony od przeciążeń.
Zabezpieczenia przetężeniowe wewnętrznych linii zasilających oraz obwodów odbiorczych instalacji elektrycznej powinny spełniać warunki skutecznej ochrony przewodów instalacyjnych od cieplnych skutków przeciążeń i zwarć, zgodnie z wymaganiami PN-IEC-60364-4-43:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa.
4.5. Instalacja odbiorcze
Wewnątrz każdego mieszkania należy umieścić tablicę rozdzielczą zlokalizowaną w pobliżu „środka obciążenia” w danym mieszkaniu, 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, zmywarka naczyń, suszarka bielizny, prasowalnica).
Rozdzielnica powinna być umieszczona w miejscu i na wysokości nie utrudniającej nadmiernie dostępu do łączników.
Rozdzielnice, w których przewiduje się zamontowanie styczników, przekaźników lub innych urządzeń sterujących i zabezpieczających, a których działanie wywołuje nawet umiarkowany hałas, nie powinny być instalowane na ścianie pomieszczenia przewidzianego na sypialnię.
W rozdzielnicy mieszkaniowej powinny być zainstalowane wyłączniki instalacyjne nadprądowe i wyłączniki ochronne różnicowoprądowe, jak i inne urządzenia sterujące instalacji odbiorczej. W tablicy rozdzielczej należy przewidzieć kilka miejsc rezerwowych przeznaczonych do ewentualnego zainstalowania dodatkowej aparatury w przyszłości.
Przykładowy schemat instalacji elektrycznej w mieszkaniu budynku wielorodzinnego z zastosowaniem wyłączników instalacyjnych nadprądowych w obwodach odbiorczych, licznika energii elektrycznej, wyłącznika różnicowoprądowego jako ochronę uzupełniająca przed dotykiem bezpośrednim oraz ograniczników przepięć, przedstawia rys. 6.
...
krokodylek66