Podręcznik

Zgodnie z definicją termin „rozdzielnica” oznacza urządzenia rozdzielcze główne i pomocnicze, zainstalowane w jednym pomieszczeniu, budynku lub wydzielonej przestrzeni zewnętrznej wraz z tym pomieszczeniem, budynkiem lub przestrzenią zewnętrzną. Rozdzielnica jest częścią sieci której zadaniem jest dostarczanie do odbiorników energii elektrycznej o parametrach zapewniających poprawną pracę tych odbiorników. Każdą rozdzielnicę można scharakteryzować za pomocą układu połączeń wewnętrznych oraz sposobu powiązania. Układ rozdzielnicy ma zasadniczy wpływ na wartości użytkowe sieci zasilającej lub instalacji odbiorczej. Przy ustalaniu układu rozdzielnicy należy kierować się następującymi przesłankami [17]:

1. układ rozdzielnicy powinien być każdorazowo dostosowany do współpracujących z nią układów sieci zasilających oraz odbiorczych, tj. do panujących w nich warunków zwarciowych, niezawodnościowych i innych,
2. należy dążyć do uzyskania układu o wysokim stopniu niezawodności przy minimalnych nakładach finansowych,
3. układ rozdzielnicy powinien być możliwie prosty i umożliwiać personelowi obsługującemu bezpieczną pracę podczas eksploatacji,
4. układ rozdzielnicy powinien zapewniać możliwość pracy części odbiorników przy wyłączeniu niektórych obwodów. Przełączanie powinno odbywać się przy możliwie małej liczbie operacji łączeniowych,
5. przy uszkodzeniach w rozdzielnicy obszar dotknięty skutkami uszkodzeń powinien być możliwie najmniejszy,
6. układ rozdzielnicy powinien charakteryzować się możliwością dalszej jej rozbudowy. Podczas projektowania układu rozdzielnicy należy rozważyć możliwość zastosowania sprawdzonego rozwiązania typowego.

A. Układy rozdzielnic niskiego napięcia

W obiektach miejskich i przemysłowych oraz innych o podobnym charakterze stosuje się następujące układy rozdzielnic niskiego napięcia: bezszynowe, z pojedynczym systemem szyn zbiorczych, które dzieli się na [17]:

• niesekcjonowane,
• sekcjonowane odłącznikiem,
• sekcjonowane wyłącznikiem.

Układy niesekcjonowane stosuje się w niewielkich obiektach lub jako podrozdzielnice zainstalowane w rozległym obiekcie.

Połączenia pomiędzy aparatami wykonuje się bezpośrednio pomiędzy zaciskami, przewodami jednożyłowymi izolowanymi.

Układy z pojedynczym niesekcjonowanym systemem szyn zbiorczych stosuje się w większych rozdzielnicach tablicowych, skrzynkowych oraz we wszystkich rozdzielnicach szafowych zasilających wyłącznie odbiorniki III kategorii [17].

Rozdzielnice te mogą być zasilane z dwóch źródeł: podstawowego i rezerwowego (rys. 8.11.).

Rys. 5.11. Układ rozdzielnicy nn z pojedynczym systemem szyn zbiorczych, zasilanej z dwóch niezależnych źródeł [17]

W przypadku zasilania rozdzielnicy odbiorników I lub II kategorii [17], lub gdy rozdzielnica zasilana jest z dwóch niezależnych źródeł energii elektrycznej, stosuje się układy z pojedynczym sekcjonowaniem szyn (rys. 5.12). W przypadku braku układu SZR sekcjonowanie wykonuje się odłącznikami, w przypadku przeciwnym stosuje się wyłączniki. W konfiguracji normalnej łącznik szyn zwykle jest otwarty.

Rys. 5.12. Układ rozdzielnicy nn z pojedynczym sekcjonowanym systemem szyn zbiorczych [17].

W przypadku dużych odbiorów, gdzie wymagane jest zasilanie przez stację trójtransformatorową lub większą, stosuje się układy rozdzielnic niskiego napięcia z pojedynczym wielokrotnym sekcjonowaniem szyn zbiorczych (rys. 5.13).

Rys. 5.13. Układ rozdzielnicy nn z pojedynczym wielokrotnie sekcjonowanym układem szyn zbiorczych [17]

W zależności od przeznaczenia, parametrów znamionowych oraz właściwości technicznych wynikających z rozwiązania konstrukcyjnego, rozdzielnice niskiego napięcia są urządzeniami bardzo zróżnicowanymi i muszą spełniać określone wymagania eksploatacyjne oraz konstrukcyjne.

Do podstawowych wymagań stawianych rozdzielnicom należą:

• łatwy montaż,
• odporność na wpływy środowiskowe,
• możliwość rozbudowy i modernizacji,
• uniwersalność zastosowania,
• bezpieczeństwo obsługi,
• komfort eksploatacji,
• odpowiednie gabaryty,
• niewielkie koszty.

Stosuje się również sieci rozdzielcze niskiego napięcia wykonane przewodami szynowymi (rys. 5.14).

Rys. 5.14. Przykłady sieci rozdzielczej nn wykonanej przewodami szynowymi:

1 – przewód magistralny; 2 – przewody rozdzielcze; 3 – odpływy do odbiorników [17].

B. Podział rozdzielnic niskiego napięcia

Rozdzielnice niskiego napięcia można podzielić i sklasyfikować wg następujących kryteriów:

• miejsca zainstalowania, przeznaczenia i zastosowania,
• rodzaju konstrukcji zewnętrznej,
• sposobu zainstalowania,
• możliwości przemieszczania,
• sposobu wykonania części wsporczych i mocujących oraz osłon części będących pod napięciem,
• funkcji spełnianej w elektroenergetycznej sieci dystrybucyjnej,

oraz innych, takich jak np. rodzaj izolacji głównych torów prądowych lub dostęp do przedziału aparatowego itp.

Ze względu na miejsce zainstalowania rozdzielnice niskiego napięcia dzielimy na wnętrzowe i napowietrzne. W zależności od przeznaczenia i zastosowania można wyróżnić między innymi rozdzielnice energetyczno – dystrybucyjne: przemysłowe, słupowe, budowlane i mieszkaniowe.

Pod względem rozwiązań konstrukcji zewnętrznych wyróżnia się rozdzielnice otwarte, częściowo osłonięte oraz osłonięte. Natomiast ze względu na sposób zainstalowania rozdzielnice można podzielić na naścienne, przyścienne i wolno stojące. Rozdzielnice mogą być wykonane jako stacjonarne i ruchome (przenośne, przesuwne itp.). W zależności od sposobu wykonania części wsporczych i mocujących oraz osłony części będących pod napięciem rozdzielnice niskiego napięcia dzieli się na tablicowe (skrzynkowe, szafowe) oraz kolumny (np. piony rozdzielczo – licznikowe stosowane w budynkach mieszkalnych wielokondygnacyjnych i pulpity sterownicze). Ze względu na funkcję rozdzielnicy spełnianą w sieci dystrybucyjnej można wyróżnić rozdzielnice główne, oddziałowe (stosowane w budownictwie przemysłowym) piętrowe, mieszkaniowe specjalizowane (wydzielone) takie jak: komputerowe, oświetleniowe, zasilające, UPS itp. Poszczególne rodzaje rozdzielnic niskiego napięcia mogą być klasyfikowane bardziej szczegółowo np. rozdzielnice szafowe dzieli się na szkieletowe i bezszkieletowe, jednoczłonowe i dwuczłonowe oraz jednoprzedziałowe i wieloprzedziałowe.

C. Dobór rozdzielnic niskiego napięcia

Rozdzielnice niskiego napięcia powinny być tak projektowane i dobierane, aby zapewnić niezawodny rozdział i dostawę energii elektrycznej, gwarantując przy tym odpowiedni komfort ich eksploatacji oraz bezpieczeństwo obsługi. Wybór rozdzielnicy zależy przede wszystkim od funkcji, jaką ma pełnić w sieci lub instalacji, jej przeznaczenia i zastosowania. Producenci rozdzielnic podają w swoich katalogach lub albumach informacje dotyczące zarówno przeznaczenia, zastosowania oraz funkcji danej rozdzielnicy, jak i wersji jej wykonania. W katalogach producentów rozdzielnic można odnaleźć na przykład następujące rodzaje rozdzielnic niskiego napięcia: mieszkaniowe, budowlane, przemysłowe, słupowe, energetyczno–dystrybucyjne, główne, oddziałowe, piętrowe, manewrowo–stycznikowe, i inne.

Przy wyborze konkretnego typu rozdzielnicy należy ustalić i uwzględnić kilka parametrów, wśród których można wyróżnić: prądy robocze, prądy zwarciowe, rodzaje odbiorników zasilanych z rozdzielnicy, warunki środowiskowe, warunki eksploatacji i wymiary miejsca zainstalowania.

Właściwy dobór wyposażenia rozdzielnicy, parametrów znamionowych aparatów, przekrojów szyn, kabli oraz przewodów zapewnia prawidłową pracę rozdzielnicy w warunkach normalnych, natomiast w warunkach wystąpienia określonych zakłóceń pozwala minimalizować ich skutki. W celu prawidłowego doboru urządzeń, szyn zasilających oraz kabli i przewodów należy określić wartości prądów roboczych oraz zwarciowych, w miejscu sieci lub instalacji, w której ma być zainstalowana rozdzielnica. Przy szacowaniu prądów znamionowych pól i szyn zbiorczych rozdzielnic powinny one być większe od spodziewanych prądów roboczych. Prądy znamionowe szczytowe i n–sekundowe powinny natomiast odpowiadać prądom zwarciowym w miejscu zainstalowania rozdzielnicy. Przykładowo przy doborze wyłącznika mocy, który ma być zainstalowany w rozdzielnicy jego parametry znamionowe powinny być porównywane z obliczonymi wartościami tych parametrów w miejscu sieci lub instalacji, w której ma być zainstalowana rozdzielnica. Do parametrów tych należą między innymi [17]: