Instalacje elektryczne w praktyce oraz w świetle aktualnie obowiązujących przepisów prawnych Dostałem zlecenie od firmy ubezpieczeniowej na usunięcie awarii instalacji elektrycznej u ich Klienta. Skontaktowałem się z nim telefonicznie w celu ustalenia terminu i zakresu naprawy. Klient poinformował mnie o tym że zgrzała mu się wtyczka przedłużacza do którego była podłączona pralka z gniazdkiem w łazience i podczas jej wyjmowania w gniazdku pozostał bolec od wtyczki. Na pytanie czy w/w gniazdko jest z uziemieniem potwierdził że jest. Po przybyciu do Klienta i odkręceniu wspomnianego gniazdka okazało się że styk ochronny nie jest w ogóle podłączony, natomiast instalacja jest 2-żyłowa (linka 2x1,5). Pytałem Klienta czy ma może umowę z Zakładem Energetycznym żeby sprawdzić jaki jest typ sieci tj. TN-C czy TT jednak okazało się że jej nie ma. W efekcie wymieniłem gniazdko na nowe z uziemieniem (bo takie było i takie miałem) podłączyłem przewody faza i zero oraz wykonałem mostek pomiędzy zaciskiem ochronnym i zerem sprawdziłem podłączenia przewodów oraz ciągłość przewodu zerującego w gniazdku, wymieniłem przepaloną wkładkę bezpiecznikową na taką samą jaka była poprzednio tj 16A, sprawdziłem działanie pralki podłączonej do wymienionego gniazda. Dodam że ku mojej zgrozie w łazience pralka (stosunkowo nowa) stoi przy samej wannie natomiast klient stwierdził że przez 20 lat nic mu się nie stało i tak ma zostać. Często spotyka się w starych instalacjach mostek wykonany przewodem 1,5-2,5 mm 2 łączący styk ochronny ze stykiem neutralnym, jednakże nie wiem czy nadal jest to dozwolona w świetle prawa praktyka. Z tego co wiem rozdziału przewodu PEN na PE i N można dokonywać w przypadku gdy minimalny przekrój przewodu PEN wynosi dla Cu 10 mm 2 natomiast dla Al 16mm 2, więc jak do tego mają się mostki w gniazdkach? Co w w/w sytuacji powinienem zrobić żeby nie narobić sobie problemów nie znając układu sieci. Dodam jeszcze jako ciekawostkę że po wyjęciu puszki podtynkowej która była tylko włożona do otworu w płytce widziałem że oryginalnym przewodem jest prawdopodobnie YADY 2x2,5 (sądząc po jego rozmiarze zewnętrznym i informacji od Klienta że ma przewody aluminiowe) do którego podłączone były 2 przewody typu YLYp 2x1.5 z czego jeden podłączony z w/w gniazdkiem a drugi z oświetleniem przy lustrze. Jeśli nadal można wykonywać mostki w gniazdkach między stykiem N i PE, to czy kolejność podłączenia przewodów instalacyjnych ma znaczenie? Najpierw do styku ochronnego, a dopiero mostkiem do styku neutralnego czy w odwrotnej konfiguracji przewód na N i mostkiem na PE?
Rok 1995 często nazywamy rokiem przełomowym dla instalacji elektrycznych w budynkach, ponieważ w tym roku zaczynają obowiązywać przepisy [5], które w zasadniczy sposób zmieniają instalacje elektryczne. Elektrycy w swoim żargonie używają następujących pojęć przy nazywaniu instalacji elektrycznych w budynkach: stare instalacje elektryczne wykonane do 01.04.1995 roku nowe instalacje elektryczne wykonane po 01.04.1995 roku Podana data jest datą, od której zaczęło obowiązywać Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa [5] dotyczące między innymi instalacji elektrycznych w budynkach, kładąc kres starym instalacjom [1, 2, 3, 4]. W starych instalacjach elektrycznych zgodnie z przepisami należało stosować przewody z żyłami aluminiowymi. Zezwalało się tylko na stosowanie przewodów miedzianych w obwodach wtórnych przekładników, sterowniczych i obiektach narażonych na szkodliwe działanie czynników oraz o przekrojach do 6 mm 2 w obiektach użyteczności publicznej. Obowiązujące przepisy zebrane zostały w dwa tomy: PBUE przepisy budowy urządzeń elektrycznych (tom czerwony), PEUE przepisy eksploatacji urządzeń elektrycznych (tom zielony). Wymienione przepisy i obowiązkowe do stosowania w tym czasie Polskie Normy były przejrzyste, kompleksowe i w pełni wyczerpywały zagadnienia dotyczące instalacji elektrycznych. W budownictwie mieszkaniowym stosowano instalacje elektryczne trójfazowe na napięcie międzyfazowe 380 V (tzw. siłowe) wykonane z przewodów z 4 żyłami aluminiowymi [lub na napięcie fazowe 220 V wykonane z przewodów z 2 żyłami aluminiowymi (faza, zero)]. Przekroje żył dobierane były do obciążalności obwodów. W mieszkaniach były zazwyczaj dwa obwody: oświetleniowy i gniazd wtykowych. Najczęściej stosowane przekroje przewodów aluminiowych w instalacjach elektrycznych w mieszkaniach to 1,5 mm 2 lub 2,5 mm 2. Instalacje te były zasilane z sieci elektrycznej o napięciu 380/220 V z uziemionym punktem zerowym transformatora, które to uziemienie pełniło funkcję uziemienia roboczego i ochronnego sieci. Do uziemionego punktu zerowego transformatora podłączony był przewód koloru niebieskiego, który w sieci i instalacjach pełnił funkcje przewodu roboczego i ochronnego i nosił nazwę przewód zerowy. Pozostałe trzy przewody to tzw. przewody fazowe oznaczane literami R, S, T.
Na rysunku przedstawiono przykładowy układ sieci i podłączenie gniazdka jednofazowego: Do zabezpieczania instalacji od skutków zwarć (problematyczne było zabezpieczenie od skutków przeciążeń) najczęściej stosowano bezpieczniki topikowe o charakterystyce niepełnozakresowej typu BiWts oraz BiWtz. Łączenie przewodów wykonywano w puszkach łączeniowych za pomocą pierścieni, kostek, a nawet na tzw. skrętki. Najbardziej rozpowszechnioną ochroną od porażeń prądem elektrycznym [2, 3, 4] było zerowanie. Najczęściej polegało ono na połączeniu przewodzącej obudowy urządzenia za pomocą przewodu zerującego koloru niebieskiego z przewodem zerowym instalacji elektrycznej. Podczas awarii urządzenie wyłączał najczęściej bezpiecznik topikowy. Do 1990 roku skuteczność zerowania wyznaczano na podstawie impedancji pętli zwarcia i prądu wyłączalnego bezpiecznika określanego na podstawie odpowiednich współczynników, a po 1990 roku na podstawie charakterystyk. Urządzenia do instancji podłączane były: przewodem z dwiema żyłami aluminiowymi (odbiorniki stacjonarne, gniazda wtykowe jednofazowe), przewodem z czterema żyłami aluminiowymi (odbiorniki stacjonarne, gniazda wtykowe trójfazowe).
W latach 60., 70. i 80. ubiegłego wieku nakazując stosowanie kabli i przewodów aluminiowych, używano następujących argumentów: Wyszczególnienie Jednostki Aluminium [Al] Miedź [Cu] Waga atomowa 26,98 63,57 Liczba atomowa 13 29 Masa właściwa przy temperaturze 20 C g/cm 3 2,703 8,89 30,4 Przewodność elektryczna ms/km 33 58 56,9 Współczynnik temperaturowy oporu 1/ C 0,004 0,0043 93,0 Temperatura topnienia C 650 1083 Temperatura wrzenia C 2270 2310 Współczynnik rozszerzalności liniowej od 18 C do 100 C 1/1000 C 0,024 0,017 141,2 Przewodność cieplna kcal/mh C 187,2 340 55,1 Wytrzymałość na rozciąganie średnice od 0,51 do 3,00mm Wytrzymałość na rozciąganie średnice od 3,01 do 6,00mm kg/mm 2 9 23 39,1 kg/mm 2 8,5 20 42,5 Porównanie Al/Cu [%] W tabeli przedstawiono porównanie podstawowych parametrów aluminium i miedzi. Z porównania wynika, że przewodność elektryczna aluminium stawi ok. 70% przewodności elektrycznej miedzi, ale masa żyły przewodzącej wykonanej z aluminium wynosi ok. 30% masy żyły z miedzi, natomiast o tyle żyła aluminiowa będzie miała większą objętość od żyły miedzianej. Dla porównywalnych parametrów prądowych przewody lub kable wykonane z aluminium mają mniejszą masę (łatwiejszy montaż), lecz większą objętość niż te wykonane z miedzi. Cena kabli i przewodów wykonanych z aluminium jest (czy raczej była) od 35% do 25% niższa niż tych wykonanych z miedzi. Trudno jest się nie zgodzić z tymi argumentami, ale w 1995 roku wydano Rozporządzenie Ministra Infrastruktury [5], które wprowadzało bardzo istotne zmiany w instalacjach elektrycznych, i które elektrycy w żargonie nazwali nowe instalacje elektryczne. W rozporządzeniu wprowadzono nowe wymagania, wg których w instalacjach elektrycznych należy stosować: oddzielny przewód ochronny i neutralny, wyłączniki przeciwporażeniowe różnicowoprądowe, żyły przewodów elektrycznych do 10 mm 2 wykonane z miedzi.
Podstawowe pytanie brzmi następująco: dlaczego wprowadzono tak istotne zmiany w instalacji i ochronie przeciwporażeniowej oraz nakazano stosowanie w przewodach elektrycznych żył do 10 mm 2 wykonanych z miedzi? Rozporządzenia te były kilkakrotnie zmieniane. Obecnie instalacje elektryczne i odgromowe należy wykonywać wg Rozporządzeń Ministra Infrastruktury [6, 7] (bardzo duże zmiany), a instalacje telekomunikacyjne wg Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej [6, 8] (nowe przepisy). Najczęściej stosowane układy połączeń sieci elektrycznej: Układ TN-C Nie może być obecnie stosowany w nowych instalacjach parametry instalacji (modernizowanych). i przeróbkach zmieniających Układ TN-S W tym układzie należy wykonywać nowe i modernizowane instalacje elektryczne.
Układ TN-C-S Układ przejściowy Układ IT Sieć izolowana, stosowana w warunkach dużych wymagań dla ochrony przeciwporażeniowej, obecnie szeroko rozpowszechniana. Obecnie 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 spowodowanymi działaniem szkodliwych czynników atmosferycznych oraz ingerencją osób niepowołanych, oddzielny przewód ochronny i neutralny w obwodach rozdzielczych i odbiorczych,
urządzenia ochronne różnicowoprądowe lub odpowiednie do rodzaju i przeznaczenia budynku bądź jego części, inne środki ochrony przeciwporażeniowej, wyłączniki nadprądowe w obwodach odbiorczych, zasadę selektywności (wybiórczości) zabezpieczeń, przeciwpożarowe wyłączniki prądu, połączenia wyrównawcze główne i miejscowe, łączące przewody ochronne z częściami przewodzącymi innych instalacji i konstrukcji budynku, zasadę prowadzenia tras przewodów elektrycznych w liniach prostych, równoległych do krawędzi ścian i stropów, przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi, jeżeli ich przekrój nie przekracza 10 mm 2, urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej. W instalacji elektrycznej w mieszkaniu należy stosować wyodrębnione obwody: oświetlenia, gniazd wtyczkowych ogólnego przeznaczenia, gniazd wtyczkowych w łazience, gniazd wtyczkowych do urządzeń odbiorczych w kuchni, obwody do odbiorników wymagających indywidualnego zabezpieczenia. Instalacje elektryczne i odgromowe należy wykonywać według polskich norm, które są wyszczególnione w załączniku do rozporządzenia (zmiany są duże). Zastosowane w instalacjach elektrycznych urządzenia i materiały powinny być oznakowane za pomocą symbolu CE i posiadać deklarację zgodności WE zgodnie z obowiązującymi przepisami w tym zakresie. Nawet przy bardzo pospiesznym przeczytaniu powyższego tekstu widzimy, że stara i nowa instalacja elektryczna to dwa różne światy. Lata 90. to nie tylko zmiana ustroju, ale również rewolucja techniczna w instalacjach elektrycznych. Połączenie starej i nowej instalacji elektrycznej nie jest łatwe i nastręcza szereg problemów instalatorom, szczególnie w przypadku, gdy instalacja wykonana była na tzw. skrętkę. Najczęściej występujące problemy: połączenie aluminium i miedzi, często o różnych przekrojach połączenie skrętki, pierścieni, kostki i szybkozłącza skoordynowanie ochrony przeciwporażeniowej (zerowanie, wyłączniki różnicowoprądowe, szeregowe połączenie wyłączników różnicowoprądowych) skoordynowanie i wykonanie uziemień roboczych i ochronnych dla normalnej pracy i różnych systemów ochrony przeciwporażeniowych
zapewnienie selektywności działania zabezpieczeń nadprądowych, przeciążeniowych i zwarciowych w różnych układach sieci bezpiecznik wyłącznik nadprądowy szeregowe połączenie wyłączników nadprądowych zastosowanie i skoordynowanie ochrony od przepięć w instalacjach, współpraca z instalacją odgromową czy potrzebny jest projekt i na jaki zakres czy wymagane są deklaracje zgodności WE na podstawie Dyrektyw UE, jakie dokumenty przygotować do odbioru jaki jest zakres odpowiedzialności wykonawcy za wykonane prace i istniejącą instalację Powyższe i inne zagadnienia zostaną omówione na szkoleniu. Literatura: 1. Rozporządzenie Ministrów Energetyki i Energii Atomowej oraz Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska z dnia 9 kwietnia 1977 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać instalacje elektroenergetyczne i urządzenia oświetlenia elektrycznego (Dz. U. 1977.14.58). 2. Zarządzenie Ministra Górnictwa i Energetyki oraz Ministra Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych z dnia 31 grudnia 1968 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinna odpowiadać ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu do 1 kv (D.B. 1969.4.13 zm.). 3. Rozporządzenie Ministra Górnictwa i Energetyki oraz Ministra Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska z dnia 30 stycznia 1976 r. w sprawie niektórych warunków technicznych, jakim powinna odpowiadać ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu do 1 kv (Dz. U. 1976.6.31). 4. Rozporządzenie Ministra Przemysłu z dnia 8 października 1990 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać urządzenia elektroenergetyczne w zakresie ochrony przeciwporażeniowej (Dz. U. 1990.81. 473). 5. Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 14 grudnia 1994 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 1995.10. 46). 6. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2002.75.690 zm.). 7. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 10 grudnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2010.239.1597).
8. Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 6 listopada 2012 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. 2012 poz. 1289). 9. Ustawa Prawo Energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997 r. (Dz. U. 1997.54.348 zm.). 10. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 kwietnia 2003 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (Dz. U. 2003.89.828 zm.). 11. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. prawo budowlane (tekst jednolity) (Dz.U. 2010.243.1623 t zm.). 12. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 sierpnia 1999 r. w sprawie warunków technicznych użytkowania budynków mieszkalnych (Dz. U. 1999.74.836).