Rozdzielnica nn. Rodzaje rozdzielnic nn i zastosowanie

Rozdzielnica nn, czyli rozdzielnica niskiego napięcia, odznacza się dużą różnorodność rozwiązań konstrukcyjnych oraz sposobu wykonania osłon części będących pod napięciem. Z tego też powodu rozdzielnicę nn można zaklasyfikować do różnych grup urządzeń.

W artykule:

• Rozdzielnice nn - rodzaje urządzeń
• Rozdzielnice nn tablicowe
• Rozdzielnice nn skrzynkowe
• Rozdzielnice nn szafowe
• Rozdzielnice nn - kryteria doboru
• Rozdzielnice nn - normy

Rozdzielnice nn - rodzaje urządzeń

Biorąc pod uwagę przeznaczenie i miejsce stosowania rozdzielnic nn wyróżniamy:

• rozdzielnice nn energetyczno-dystrybucyjne,
• rozdzielnice nn przemysłowe,
• rozdzielnice mieszkaniowe,
• rozdzielniece budowlane i słupowe.

W zależności od funkcji pełnionej w sieci dystrybucyjnej rozdzielnice niskiego napięcia dzielą się na:

• główne,
• oddziałowe
• manewrowo-stycznikowe.

Z punktu widzenia zasady konstrukcji wyróżnia się natomiast modele:

• tablicowe,
• skrzynkowe,
• szafowe.

Obecnie na rynku krajowym dostępnych jest bardzo wiele typów rozdzielnic niskiego napięcia, opartych na rozwiązaniach krajowych lub stanowiących wersje licencyjne urządzeń produkowanych przez największe koncerny z branży elektrotechnicznej.

Rozdzielnice nn tablicowe

Rozdzielnice tablicowe są budowane na niewielkie prądy, nieprzekraczające wartości 100 A. Powszechnie stosuje się je w obiektach nieprzemysłowych, takich jak budynki mieszkalne, szkoły, sklepy i inne, dla stosunkowo niewielkiej liczby odbiorów. W tej wersji wszystkie aparaty (liczniki, wyłączniki instalacyjne, wyłączniki różnicowoprądowe, bezpieczniki itp.) są montowane na tablicy izolowanej, z wyprowadzeniem zacisków aparatów na listwy zaciskowe, a wzajemne połączenia są wykonywane przewodami o żyłach co najmniej 2,5 mm². Tablica powinna być zakotwiona w ścianie i w miarę możliwości umieszczona w skrzynce lub we wnęce z zamykanymi drzwiczkami, aby ograniczyć dostęp do części będących pod napięciem. W nowoczesnych konstrukcjach rozdzielnic nn tablicowych, w celu zwiększenia bezpieczeństwa porażeniowego i niezawodności, stosuje się obudowy szafek z materiału nieprzewodzącego, systemy osłon zacisków oraz wyłączniki instalacyjne zamiast bezpieczników.

Rozdzielnice nn skrzynkowe

Rozdzielnice skrzynkowe są budowane na większe wartości prądów niż rozwiązania tablicowe. Powszechnie stosuje się je w układach niskiego napięcia prądu przemiennego, zwłaszcza w obiektach przemysłowych i stacjach elektroenergetycznych. Powszechność wykorzystania tego typu rozdzielnic wynika z ich zalet: prostej konstrukcji, zwiększonego bezpieczeństwa obsługi, niewielkich wymiarów, łatwości montażu i ewentualnej rozbudowy, dużej odporności na uszkodzenia mechaniczne czy środowiskowe oraz możliwości stosowania w pomieszczeniach ogólnodostępnych.

Patrz też: Rozdzielnice elektryczne w budynkach mieszkalnych

W rozdzielnicach skrzynkowych aparatura elektryczna jest montowana w skrzynkach o znormalizowanych wymiarach, które następnie łączone są między sobą za pomocą śrub lub klinów i mocowane na ramie metalowej – zakotwionej w ścianie pomieszczenia na stałe lub stanowiącej konstrukcję ruchomą. Skrzynki mogą być wykonane z blachy lub tworzyw sztucznych. Producenci rozdzielnic skrzynkowych oferują skrzynki puste, przystosowane do zabudowy różnych aparatów, lub kompletne z zabudowaną aparaturą elektryczną (np. skrzynki bezpiecznikowe, wyłącznikowe, stycznikowe, szynowe i inne) oraz osprzęt potrzebny do skompletowania rozdzielnicy (mufy kablowe, dławice, pokrywy, wsporniki itd.). Wykorzystanie skrzynek z wyposażeniem upraszcza w pewnym stopniu projektowanie rozdzielnicy.W najpopularniejszych rozwiązaniach skrzynki są wykonywane z izolacyjnych, wysoko udarowych i niepalnych termoplastycznych tworzyw sztucznych. W rozdzielnicach tych istnieje możliwość zastosowania na zawiasach uchylnych, przeźroczystych pokryw. Ułatwia to kontrolę i obsługę aparatury elektrycznej znajdującej się w skrzynkach.Rozdzielnice z tworzyw sztucznych mogą mieć bardzo wysoki poziom ochrony (IP65), uzyskany dzięki zastosowaniu specjalnych maskownic, tj. osłon izolacyjnych zacisków elektrycznych aparatów. Możliwość wyposażenia skrzynek w różnorodną aparaturę i o rozmaitych prądach znamionowych pozwala na budowę rozdzielnic o pożądanych właściwościach i przeznaczeniu.W Polsce modele skrzynkowe są produkowane przez różne specjalistyczne przedsiębiorstwa, które oferują własne rozwiązania lub wytwarzają urządzenia na licencji renomowanych koncernów działających w sektorze elektroenergetyki.

Patrz też: Jakość dostawy energii elektrycznej. Od czego zależy jakość energii elektrycznej?

Rozdzielnice nn szafowe

Rozdzielnice szafowe stosuje się na największe prądy obciążenia – od kilkuset do kilku tysięcy amperów, gdy niemożliwe jest wykorzystanie rozdzielnic skrzynkowych. W modelach tych aparatura elektryczna jest montowana w pojedynczej szafie lub zestawach szaf, ustawionych obok siebie i połączonych wspólnym torem szynowym. W zależności od konstrukcji szaf wyróżnia się rozdzielnice szkieletowe i bezszkieletowe.Ponadto, analogicznie jak w przypadku rozdzielnic SN, występują wersje jedno- i dwuczłonowe oraz jedno- i wieloprzedziałowe. W rozdzielnicach szkieletowych konstrukcja wsporcza opiera się na szkielecie z kątowników stalowych osłoniętych blachami. Urządzenia bezszkieletowe to takie, w których szafa stanowi podstawę montażu aparatury. Szafa rozdzielnicy jest wykonana z odpowiednio ukształtowanych, skręcanych śrubami blach, które są osłonami zarówno między aparatami, jak i między poszczególnymi szafami. Jest to rozwiązanie spotykane w mniejszych modelach, wyposażonych w stosunkowo lekkie aparaty.

W rozdzielnicach jednoczłonowych aparatura rozdzielczo-zabezpieczeniowa zamontowana jest na stałe, w wersjach dwuczłonowych natomiast niektóre łączniki są mocowane na wysuwanych wózkach, w szufladach lub jako łączniki wtykowe. W urządzeniach wieloprzedziałowych aparatura rozdzielcza, zabezpieczeniowa i pomiarowa są montowane w oddzielnych przedziałach szafy.Rozdzielnice szafowe wolno stojące są osłonięte ze wszystkich stron, co umożliwia dostęp jedno- i dwustronny. Modele przyścienne natomiast często są wykonane jako otwarte od strony ściany, co pozwala tylko na ich obsługę jednostronną.

Obecnie konstrukcje rozdzielnic szafowych niskiego napięcia są produkowane przeważnie jako tzw. rozdzielnice modułowe, w których pole rozdzielnicy stanowi wydzieloną część funkcjonalną i konstrukcyjną, o określonych, znormalizowanych wymiarach i standardowym wyposażeniu.Na rynku krajowym dostępnych jest wiele modeli szafowych niskiego napięcia, o różnorodnych cechach konstrukcyjnych, wyposażeniu, przeznaczeniu i właściwościach eksploatacyjnych. Obejmują one rozmaite typy rozdzielnic systemowych, opartych na rozwiązaniach krajowych, zagranicznych lub stanowiących wersje licencyjne produkowane przez największe koncerny z branży. Najczęściej są to urządzenia kompletne, dostarczane przez jednego dostawcę, wyposażone w jego aparaturę łączeniowo zabezpieczającą i mające pełne badania typu zgodnie z normą.

Przykładowo, wśród wielu rozwiązań rozdzielnic systemowych niskiego napięcia do 4000 A w obiektach stosuje się m.in. wnętrzowe, modułowe rozdzielnice szafowe o budowie szkieletowej. Są one produkowane jako jedno- lub wieloszafowe i przeznaczone do stosowania w pomieszczeniach zamkniętych. Szafy mogą być wykonane w wersji wolno stojącej lub przyściennej. Rozdzielnice te składają się ze standardowych  modułów, które można dobierać odpowiednio do potrzeb i tworzyć wiele różnych konfiguracji. Dzięki temu możliwe jest optymalne dopasowanie konstrukcji urządzeń do zróżnicowanych wymagań systemu zasilania w obiektach. Szkielet takich rozdzielnic jest wykonany w formie ramy, składającej się ze wsporników pionowych i poziomych oraz części dodatkowych. Systemy głównych szyn zbiorczych po odpowiednim zwymiarowaniu umożliwiają przepływ prądu do 4000 A i realizację sieci w konfiguracjach: TN-C, TN-C-S,TN-S i IT. Pola tego typu rozdzielnic składają się z małej liczby komponentów. Można w nich montować aparaturę łączeniową i zabezpieczającą różnych typów oraz dodatkowe urządzenia. Jako wyłączniki główne często wykorzystuje się aparaty w izolacji powietrznej, natomiast jako zabezpieczenia na odpływie – wyłączniki kompaktowe, silnikowe, instalacyjne i rozłączniki bezpiecznikowe.

Aparatura w rozdzielnicach jest montowana w postaci modułów stacjonarnych lub wysuwnych o określonych wymiarach, przy czym w jednej szafie możliwe jest zastosowanie zarówno jednych, jak i drugich elementów. Najlepsze parametry funkcjonalne rozdzielnice osiągają przy wykorzystaniu modułów wysuwnych, dzięki czemu możliwa jest m.in.:

• wymiana modułów pod napięciem,
• ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym bez potrzeby dodatkowych systemów blokad i osłon,
• ochrona przeciwłukowa,
• trwała mechaniczna blokada pozycji łącznika, uniemożliwiająca błędne operacje,
• testowanie układów sterowania.

Obudowy rozdzielnic szafowych występują w kilku wariantach szczelności, od najniższego stopnia IP30 do najwyższego IP55. Urządzenia te oferują duże możliwości w kwestii form wygrodzeń wewnątrz, co pozwala chronić zarówno personel, jak i samą rozdzielnicę przy pracach w jej polach, jeżeli ze względów eksploatacyjnych nie może być wyłączone napięcie.W ofercie producentów znajduje się zazwyczaj oprogramowanie wspomagające projektowanie rozdzielnicy, które umożliwia jej skonfigurowanie i wycenę komponentów, potrzebnych do zmontowania całości.

Rozdzielnice nn - kryteria doboru

Przy wyborze konkretnej rozdzielnicy, zarówno średniego, jak i niskiego napięcia, projektant oraz inwestor kierują się wieloma czynnikami. Należą do nich m.in. bezpieczeństwo i komfort obsługi, funkcjonalność, cena, jakość konstrukcji i zastosowanej aparatury, odporność na czynniki zewnętrzne, możliwość rozbudowy i modernizacji, prosty montaż, gabaryty, łatwość projektowania czy pomoc techniczna.Rozdzielnica w obiekcie powinna stanowić optymalne rozwiązanie dostosowane do parametrów sieci lub instalacji, warunków, w których jest zamontowana i eksploatowana, oraz oczekiwań inwestora. Dobrze, jeśli charakteryzuje się najwyższymi możliwościami technicznymi, niezawodnością działania, prostotą i łatwością wprowadzania różnorodnych modyfikacji. Ponadto musi uwzględniać specyfikę obiektów, w których jest zainstalowana, co związane jest m.in. z dużą złożonością systemów zasilania, specjalistycznymi układami zabezpieczeń poszczególnych odbiorów, zmianami w procesie technologicznym (dla obiektu przemysłowego).Prawidłowa praca rozdzielnicy systemowej w obiekcie w warunkach normalnych i minimalizacja skutków zakłóceń w stanach awaryjnych wymaga właściwego doboru parametrów urządzenia, jego konfiguracji i wyposażenia, a także parametrów aparatów w nim zainstalowanych oraz przekrojów szyn, kabli czy przewodów.W obiektach energetyki zawodowej, przemysłowych i użyteczności publicznej dużą wagę przykłada się obecnie do kwestii jakości, niezawodności i bezpieczeństwa stosowanych tam rozdzielnic. Dlatego niezwykle istotnym elementem oceny rozdzielnic są badania typu w pełnym zakresie.

Rozdzielnice nn - normy

Rozdzielnice niskiego napięcia muszą spełniać wymagania norm: [1], [2] i [3]. Normy [2] i [3] określają: warunki eksploatacji, wymagania konstrukcyjne, cechy techniczne oraz zakres i rodzaj badań dotyczących rozdzielnic i sterownic niskiego napięcia. Przewidują m.in. podział odpowiedzialności między producentem i wykonawcą rozdzielnicy, nowe sposoby weryfikacji zgodności z normami oraz uwzględnienie wymagań stawianych przez użytkowników. W normie [2] wprowadzono całą gamę nowych rozwiązań w stosunku do starego standardu [1]. Usunięto m.in. badania typu w pełnym (TTA) i częściowym zakresie (PTTA), zastępując je przez weryfikację projektu i wyrobu. Pierwszy rodzaj weryfikacji zaproponowano zamiast badania typu w pełnym zakresie, a także określono odpowiedzialność tzw. oryginalnego producenta. Przewidziano trzy możliwe metody weryfikacji projektu: przez badania (wg normy [1] badania typu w pełnym zakresie TTA), kalkulację (wg starych i nowych metod kalkulacji) i na podstawie zasad projektowania. Weryfikacja wyrobu, która w normie [1] obejmowała tylko badania wyrobu, wprowadza m.in. odpowiedzialność wykonawcy/zakładu montażu rozdzielnic i większą listę punktów do weryfikacji.

Artykuł ukazał się w publikacji „Sektor Elektroenergetyczny”Zobacz e-wydanie