Poradnik projektanta elektryka tom 1 i tom 2, wydanie VI 
Podstawy zasilania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i innych obiektów nieprzemysłowych w energię elektryczną

rok wydania: 2021, wydanie szóste uaktualnione i rozszerzone, dodruk 2023

ISBN: 978-83-64094-68-2 (tom 1) 978-83-64094-69-9 (tom 2), komplet 978-83-64094-70-5

Podobnie jak w poprzednich wydaniach, zamieściliśmy w nim podstawową wiedzę niezbędną do opracowania projektu zasilania osiedla mieszkaniowego, budynków jednorodzinnych, budynków użyteczności publicznej, tymczasowego zasilania imprezy masowej, terenu budowy oraz zasilania gwarantowanego. Naszym celem było stworzenie podręcznego poradnika, w którym zostałyby zamieszczone zasady projektowania zasilania obiektów mieszkalnych i użyteczności publicznej – zarówno z sieci elektroenergetycznej niskiego napięcia, jak i z zespołu prądotwórczego i innych dostępnych na rynku źródeł zasilania. Mamy nadzieję, że szóste wydanie książki okaże się równie interesujące jak wydania poprzednie. W tym wydaniu oprócz uaktualnienia treści, zamieściliśmy szereg wymagań w zakresie ochrony przeciwpożarowej, która stanowi jeden z najważniejszych elementów każdego budynku lub obiektu budowlanego.

W książce świadomie pominięto zagadnienia związane z technologią BIM (ang. Building Information Modeling) z uwagi na fakt, iż autorzy skupiają się na zagadnieniach fizycznych, prawnych i uniwersalnych rozwiązaniach stosowanych przy projektowaniu. Z punktu widzenia procesu projektowania technologia BIM (jak i inne) wspomaga ten proces, natomiast go nie zastępuje. Nadal to na projektancie spoczywa wykonanie wszystkich niezbędnych obliczeń oraz zaplanowanie instalacji w oparciu o wymagania opisane w niniejszym poradniku.

Rozwój budownictwa jednorodzinnego spowodował wiele zmian w podejściu do projektowania zasilania budynków mieszkalnych. Na terenach nowo powstających osiedli mieszkaniowych często projektuje się obiekty użyteczności publicznej, takie jak: banki, przychodnie lekarskie i inne. Większość z nich wymaga, poza zasilaniem podstawowym, zasilania rezerwowego, a niektóre – również zasilania awaryjnego (często zasilania gwarantowanego).

Egzamin kwalifikacyjny - Grupa 1 Urządzenia, instalacje i sieci elektroenergetyczne. Kurs przygotowawczy, wyd. XI, stan prawny kwiecień 2023

Egzamin kwalifikacyjny”. Pozycja ta wypełnia lukę na rynku księgarskim, ponieważ jest pierwszym podręcznikiem, który zawiera w przystępnej formie wszystkie niezbędne informacje dotyczące eksploatacji urządzeń elektrycznych o napięciu znamionowym do 1 kV, zasady ochrony przeciwporażeniowej powyżej 1 kV, a także omawia zagadnienia wchodzące w zakres egzaminu kwalifikacyjnego.
Powinny z niej skorzystać osoby ubiegające się o dodatkowe kwalifikacje w zakresie eksploatacji i dozoru wymagane przy obsłudze, montażu, konserwacji oraz pomiarach ochronnych.

Wbrew mylnemu przekonaniu (rozpowszechnianemu przez niektóre organizacje naukowo‐techniczne) przy eksploatacji urządzeń elektrycznych o napięciu do 1 kV mogą być zatrudnione osoby nieposiadające wykształcenia elektrycznego, od których wymaga się złożenia egzaminu przed komisją kwalifikacyjną w takim samym zakresie, jaki obejmuje elektryków. Pozycja ta ma ułatwić przyswojenie określonej wiedzy w zakresie eksploatacji urządzeń elektrycznych o napięciu do 1 kV. Forma, w jakiej została napisana, nie pozwala tylko na wyuczenie się pytań i odpowiedzi, ponieważ komisja może zadać pytanie w zupełnie innej formie i poruszające kilka zagadnień. Książka ma dużą wartość dydaktyczną, ponieważ prezentowane odpowiedzi poruszają szersze problemy niż pytania, a czytelnik zmuszony jest do opanowania znacznej ilości materiału, pozwalającej uporządkować posiadaną wiedzę. Należy jednak pamiętać, że jest to rodzaj podręcznika dla samouków i nie może być traktowany jak zestaw testów dający gwarancję zdania egzaminu.
Znaczna część materiału została zilustrowana rysunkami ułatwiającymi zrozumienie istoty ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym oraz zasad poprawnego wykonania pomiarów ochronnych i oceny stanu bezpieczeństwa urządzenia lub instalacji. Książkę opracowano na podstawie norm i przepisów przeredagowanych przez autora do formy zrozumiałej dla Czytelników, a co najważniejsze – zgromadzonych w jednej publikacji.
Mam nadzieję, że spełni ona oczekiwania Czytelników, pozwalając na szybkie i przyjemne opanowanie trudnej sztuki bezpiecznej eksploatacji urządzeń elektrycznych.

mgr inż. Julian Wiatr

Od autorów

Spis treści
Część I  Ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia
1. Ważniejsze określenia 
2. Działanie prądu elektrycznego na ciało ludzkie
3. Warunki środowiskowe
3.1. Klasyfikacja warunków środowiskowych
3.2. Dobór środków ochrony przed porażeniem w zależności od warunków środowiskowych
4. Klasy ochronności urządzeń elektrycznych
5. Stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy urządzeń elektrycznych
6. Napięcia
7. Układy sieci
8. Uziomy
9. Przewody uziemiające
10. Główna szyna uziemiająca
11. Przewody ochronne
12. Główne i dodatkowe połączenia wyrównawcze ochronne
13. Ogólne zasady ochrony przeciwporażeniowej
14. Samoczynne wyłączenie zasilania
14.1. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci TN
14.2. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci TT
14.3. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci IT
15. Izolacja podstawowa części czynnych
16. Izolacja podwójna lub izolacja wzmocniona
17. Przegrody lub obudowy
18. Separacja elektryczna
19. Bardzo niskie napięcie SELV lub PELV
20. Bardzo niskie napięcie funkcjonalne FELV
21. Przeszkody
22. Umieszczenie poza zasięgiem ręki
23. Izolowanie stanowiska
24. Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe
25. Ochrona uzupełniająca
26. Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych
27. Warunki stosowania urządzeń elektrycznych, w tym opraw oświetleniowych o określonych klasach ochronności, zapewniające ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym 
28. Instalacje elektryczne w warunkach zwiększonego zagrożenia porażeniem prądem elektrycznym
28.1. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub prysznic
28.2. Baseny pływackie i inne
28.3. Tereny budowy i rozbiórki
28.4. Gospodarstwa rolne i ogrodnicze
28.5. Przestrzenie ograniczone powierzchniami przewodzącymi
28.6. Urządzenia przetwarzania danych
28.7. Kempingi i pojazdy wypoczynkowe
28.8. Pomieszczenia i kabiny zawierające ogrzewacze sauny
28.9. Instalacje oświetleniowe o bardzo niskim napięciu
28.10. Instalacje oświetlenia zewnętrznego
28.11. Wystawy, pokazy i stoiska
28.12. Ochrona przeciwporażeniowa w obiektach szpitalnych
29. Ochrona przeciwporażeniowa w mieszkaniach i budynkach mieszkalnych
30. Modernizacja instalacji elektrycznych w budynku mieszkalnym
31. Badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
31.1. Próba ciągłości elektrycznej przewodów
31.2. Pomiar rezystancji izolacji instalacji elektrycznej
31.3. Sprawdzenie ochrony za pomocą SELV, PELV, separacji elektrycznej lub nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych
31.4. Pomiar rezystancji/impedancji izolacji podłóg i ścian
31.5. Sprawdzenie skuteczności ochrony przy uszkodzeniu za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania
31.5.1. Układ sieci TN
31.5.2. Układ sieci TT
31.5.3. Układ sieci IT
31.6. Pomiar rezystancji uziomu
31.7. Sprawdzenie działania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych
32. Ochrona przeciwporażeniowa przy zasilaniu z zespołów prądotwórczych (ZP) i UPS oraz zasady oceny jej skuteczności
32.1.  Zasady projektowania ochrony przeciwporażeniowej1
32.2. Projektowanie i badanie ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne 
wyłączenie zasilania w obwodach o układzie zasilania TN, zasilanych przez UPS-y
32.3. Ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania w instalacjach zasilanych przez zespół prądotwórczy

Część II  Dobór przewodów i ich zabezpieczeń
1. Zwarcia
1.1. Obliczanie zwarć. Początkowy prąd zwarciowy
1.2. Parametry elementów obwodu zwarciowego
1.2.1. Parametry zwarciowe systemu elektroenergetycznego
1.2.2. Parametry zwarciowe pozostałych elementów obwodu zwarciowego
1.3. Obliczanie prądów zwarciowych
1.3.1. Prąd zwarciowy udarowy
1.3.2. Prąd zwarciowy wyłączeniowy
1.3.3. Prąd zwarciowy zastępczy cieplny
1.3.4. Udział silników w prądzie zwarciowym
2. Dobór przewodów w instalacjach elektrycznych
2.1. Nagrzewanie kabli i przewodów
2.2. Zasady doboru przewodów i kabli w instalacjach elektrycznych
2.3. Dobór przewodów na długotrwałą obciążalność i przeciążalność prądową
2.4. Sprawdzenie dobranych przewodów lub kabli na warunki zwarciowe
2.5. Sprawdzenie dobranych kabli lub przewodów na warunek spadku napięcia
2.5.1. Sprawdzenie dobranych przewodów na spadek napięcia przy rozruchu silników
2.6. Sprawdzenie dobranych przewodów z warunku samoczynnego wyłączenia zasilania
2.7. Wyznaczanie przekroju przewodu neutralnego w obwodach zasilających odbiorniki nieliniowe
3. Dobór zabezpieczeń kabli i przewodów elektrycznych
3.1. Zasady zabezpieczania przetężeniowego
3.2. Zabezpieczenia przewodów
3.3. Wymagania zwarciowe stawiane zabezpieczeniom
3.4. Selektywność (wybiórczość) zadziałania zabezpieczeń
3.4.1. Selektywność (wybiórczość) działania przy kaskadowym połączeniu bezpieczników topikowych
3.4.2. Selektywność (wybiórczość) działania przy kaskadowym połączeniu bezpiecznika topikowego z wyłącznikiem nadprądowym
3.4.3. Selektywność (wybiórczość) działania przy kaskadowym połączeniu dwóch wyłączników nadprądowych
3.4.4. Selektywność przy kaskadowym połączeniu dwóch wyłączników różnicowoprądowych3
3.5. Zabezpieczanie silników
3.5.1. Zabezpieczenie zwarciowe
3.5.2. Zabezpieczenie bezpiecznikiem topikowym
3.5.3. Zabezpieczenie przeciążeniowe
3.5.4. Zabezpieczenie zanikowe

Część III  Dodatki
1. Zasady instalowania  przeciwpożarowego wyłącznika prądu
2. Instalacje elektryczne funkcjonujące w czasie pożaru oraz ich ochrona
1. Pożary w pomieszczeniach i krzywe symulujące pożary
2. Bezpieczeństwo pożarowe
2.1. Rozwiązania techniczno-budowlane

Wstęp:

 Cechą charakterystyczną współczesnych urządzeń elektrycznych i elektronicznych jest ich stosunkowo niewielka odporność udarowa. Dotyczy to zarówno odporności na bezpośrednie oddziaływa...

W publikacji zostały opisane podstawowe wymagania w zakresie jakości energii, niezawodności zasilania, funkcjonowania zasilaczy UPS, doboru i eksploatacji baterii akumulatorów oraz wymagania w zakresie wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń przeznaczonych do instalowania źródeł zasilania gwarantowanego. SPIS TREŚCI: Wstęp 7 1. Jakość energii elektrycznej 9 1.1. Parametry oceny jakości elektrycznej wg PN-EN 50160 i innych dokumentów 9 1.2. Parametry jakościowe energii elektrycznej wg rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [DzU Nr 93/2007 poz. 623] 14 1.3. Wpływ wahania napięcia na pracę niektórych odbiorników 18 1.4. Harmoniczne i ich wpływ na pracę urządzeń oraz instalacji 21 1.5. Interharmoniczne i subharmoniczne 34 1.6. Skutki wahania napięcia dla innych urządzeń elektrycznych 36 1.7. Zabezpieczenia odbiorników energii elektrycznej od skutków złej jakości energii elektrycznej 37 1.7.1. Zabezpieczenia wewnętrzne 37 1.7.2. Zabezpieczenia scentralizowane 38 2. Niezawodność zasilania 39 3. Koncepcja zasilania 47 4. Zasilacze bezprzerwowe (UPS) 49 4.1. Wymagania stawiane zasilaczom UPS 49 4.1.1. Wykaz danych technicznych UPS deklarowanych przez producenta 51 4.2. Podstawowe typy zasilaczy UPS 56 4.3. Układy redundantne UPS 59 4.4. Przykłady układów zasilania gwarantowanego o zwiększonej niezawodności 63 4.5. Nowoczesne technologie stosowane w zasilaczach UPS 67 4.5.1. HotSync™ – system pracy równoległej UPS Powerware 67 4.5.2. Technologia HotSync™ – zasada działania 69 4.5.3. ABM™ (Advanced Battery Management) system nieciągłego ładowania baterii 70 4.6. Zasady doboru zasilaczy UPS 72 4.6.1. Algorytm doboru zasilaczy UPS 72 4.6.2. Dobór mocy zasilacza UPS 78 4.6.2.1. Zasady obliczania wymaganej mocy dysponowanej 78 4.6.2.2. Zakres dopuszczalnego współczynnika mocy na wyjściu zasilacza UPS 81 4.6.3. Podstawy funkcjonalne zasilaczy UPS marki Powerware 83 4.6.3.1. Funkcje elektryczne 83 4.6.3.2. Opis pracy UPS w technologii beztransformatorowej 89 4.7. Zasilacze DC – siłownie telekomunikacyjne (STK) 101 5. Baterie stacjonarne – akumulatory 104 5.1. Baterie kwasowo-ołowiowe 106 5.1.1. Budowa akumulatora bezobsługowego VRLA 107 5.2. Porównanie baterii klasycznych VLA i baterii z regulowanym zaworem VRLA 108 5.2.1. Porównanie baterii VRLA w wykonaniu AGM i żelowych 109 5.2.2. Zastosowania akumulatorów VRLA 110 5.2.3. Ładowanie baterii 111 5.2.4. Rozładowanie baterii 111 5.2.5. Warunki pracy akumulatorów VRLA 113 5.2.6. Procesy cieplne w akumulatorach VRLA 113 5.2.7. Problemy występujące przy eksploatacji akumulatorów VRLA 114 5.2.8. Składowanie 114 5.3. Dobór baterii akumulatorów do zasilacza UPS 115 5.3.1. Elementy wpływające na dobór baterii akumulatorów 115 5.4. Wymagania techniczne wyboru baterii akumulatorów (diagram) 119 5.5. Dobór baterii do systemu UPS 120 5.6. Dobór wentylacji pomieszczenia systemu baterii VRLA 125 5.6.1. Lista kontrolna systemu wentylacji baterii VLRA 125 5.6.2. Obliczenia wentylacji pomieszczenia baterii VRLA 127 5.6.3. Wyznaczenie bezpiecznej odległości od źródeł inicjacji wybuchu 129 5.7. Pomiary i monitorowanie baterii akumulatorów 129 5.7.1. Pomiary akumulatorów AGM 131 5.7.2. Detekcja upływności doziemnej obwodów bateryjnych DC w zasilaczach UPS 132 5.7.3. Diagnostyka pomiędzy testami pojemności (monitoring) akumulatorów AGM 132 5.7.4. Kontrola okresowa akumulatorów AGM 133 5.7.5. Instalacja i przekazanie do ekspolatacji 133 5.7.6. Instrukcja obsługi baterii kwasowo-ołowiowych 134 5.8. Alternatywne magazyny energii 137 5.8.1. Ogniwa paliwowe 137 5.9. Ważniejsze definicje dotyczące baterii akumulatorów i zasobników energii 140 5.10. Akty prawne i regulacje dotyczące baterii akumulatorów 141 5.11. Badanie i pomiary baterii akumulatorów 142 5.11.1. Pomiar napięcia ogniw i monobloków akumulatorów 142 5.11.2. Pomiar rezystancji połączeń wewnątrz baterii akumulatorów 142 5.11.3. Pomiar pojemności baterii akumulatorów 142 5.11.4. Pomiar rezystancji izolacji baterii akumulatorów w stosunku do ziemi 142 Dodatki: Dodatek 1.: Projektowanie i badanie ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych przez samoczynne wyłączenie zasilania o układzie TN, zasilanych przez UPS 145 Dodatek 2.: Ochrona przepięciowa w instalacjach napięcia awaryjnego i gwarantowanego 150 Dodatek 3.: Zasady instalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu oraz uzgadniania projektu budowlanego pod względem przeciwpożarowym 155 Dodatek 4.: Zagrożenie wybuchowe od wodoru wydzielanego podczas ładowania akumulatorów 161 Dodatek 5.: Dobór mocy zespołu prądotwórczego 167 Dodatek 6.: Rodzaje mocy zespołu prądotwórczego 175 Dodatek 7.: Obliczanie mocy zapotrzebowanej przez sprzęt komputerowy 178 Dodatek 8.: Konfiguracje układów zasilania lokalnych sieci komputerowych (LAN) 182 Dodatek 9.: Zmiany dotyczące wymagań w zakresie instalacji elektrycznych wynikające z projektu rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 9.05.2008, zmieniającego rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie 185 Literatura 188 Projekt: Układ zasilania gwarantowanego ciągu technologicznego w zakładzie produkcyjnym 191

Spis treści
OD AUTORÓW / 6
1. PODSTAWY TEORII POŻARU / 8
1.1. Opis środowiska pożarowego / 8
1.2. Krzywe symulujące przebieg pożaru / 12
1.3. Właściwości palne materiałów i ich wpływ na dynamikę rozwoju pożaru / 20
1.4. Szybkość rozwoju pożaru i spodziewana moc pożaru / 22
2. ZASILANIE URZĄDZEŃ PRZECIWPOŻAROWYCH, KTÓRE MUSZĄ FUNKCJONOWAĆ W CZASIE POŻARU / 26
3. TEMPERATURA POŻARU A PARAMETRY DOSTARCZANEJ ENERGII ELEKTRYCZNEJ. STAN BEZPIECZEŃSTWA INSTALACJI I URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH FUNKCJONUJĄCYCH W CZASIE AKCJI RATOWNICZO GAŚNICZEJ / 36
4. ZASADY INSTALOWANIA PPOŻ. WYŁĄCZNIKA PRĄDU / 44
5. CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH URZĄDZEŃ PRZECIWPOŻAROWYCH / 55
6. PARAMETRY JAKOŚCIOWE NAPIĘCIA I JEGO WPŁYW NA PRACĘ WYBRANYCH URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH / 75
7. KABLE I PRZEWODY STOSOWANE DO ZASILANIA URZĄDZEŃ PRZECIWPOŻAROWYCH, KTÓRYCH FUNKCJONOWANIE JEST NIEZBĘDNE W CZASIE POŻARU / 90
8. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH, KTÓRYCH FUNKCJONOWANIE JEST NIEZBĘDNE W CZASIE POŻARU (ZAGADNIENIA WYBRANE) / 99
8.1. Działanie prądów na organizmy żywe / 99
8.2. Ochrona podstawowa / 107
8.3. Ochrona przy uszkodzeniu / 108
8.4. Wyłącznik różnicowoprądowy – urządzenie nieprzydatne w instalacjach zasilających urządzenia przeciwpożarowe / 113
8.5. Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu przez obniżenie napięcia dotykowego / 114
8.6. Połączenia wyrównawcze / 115
Literatura / 119
DODATEK 1 Dobór mocy zespołu prądotwórczego i wymagania dotyczące jego uziemienia / 123
DODATEK 2 Definicje i wymagania dla stref pożarowych w budynku / 135
DODATEK 3 Elektryczne instalacje tymczasowe rozwijane przez jednostki ochrony przeciwpożarowej 
w czasie akcji ratowniczo-gaśniczej / 154
Przykładowy projekt zestawu tymczasowej instalacji elektrycznej rozwijanej przez jednostki ochrony przeciwpożarowej w czasie akcji ratowniczo-gaśniczej / 169
DODATEK 4 Podstawy projektowania przydomowych systemów fotowoltaicznych / 174

Płyta CD
1. Program symulacyjny – stanowisko laboratoryjne do badania zmienności spadku napięcia przewodów w funkcji temperatury U = f(T)
2. Projekt przydomowej elektrowni fotowoltaicznej

OD AUTORÓW
Bezpieczeństwo pożarowe jest jednym z najważniejszych wymagań stawianych współczesnym budynkom. Wiąże się z nim szereg wymagań technicznych, które należy spełnić na etapie projektowania. Ponieważ najważniejszym elementem działań ratowniczo-gaśniczych jest ewakuacja ludzi z budynku objętego pożarem, stawia się określone wymagania dla konstrukcji budynku oraz instalowanych w nim urządzeń elektrycznych i instalacji zasilającej te urządzenia. Sprawność przebiegu ewakuacji zależy od wielu czynników, począwszy od zagwarantowanych przez właściciela, zarządcę lub użytkownika obiektu warunków technicznych do jej przeprowadzenia (drogi ewakuacyjne, wydzielenie stref pożarowych, elementy wykończenia wnętrz, oświetlenie awaryjne, znaki bezpieczeństwa), a skończywszy na urządzeniach przeciwpożarowych (dźwiękowe systemy ostrzegawcze, systemy sygnalizacji pożaru, wentylacji pożarowej, stałe urządzenia gaśnicze, tryskacze itp.). Całość rozwiązań ma m.in. za zadanie utrzymać w budynku objętym pożarem, przez założony czas, parametry środowiska (temperaturę, promieniowanie cieplne, zasięg widzialności, stężenie tlenu oraz toksyczność środowiska) umożliwiające bezpieczną ewakuację.

Prawidłowość funkcjonowania kluczowych urządzeń przeciwpożarowych zależy nie tylko od właściwego ich doboru, montażu, ale także od jakości dostarczanej energii elektrycznej, gdyż zapewnienie niezawodnego zasilania urządzeń przeciwpożarowych jest warunkiem koniecznym dla sprawnego prowadzenia akcji ratowniczo-gaśniczej.
Przewody tych instalacji narażone są na działanie wysokiej temperatury, dlatego muszą one zapewnić ciągłość dostaw energii elektrycznej o wymaganych parametrach przez czas niezbędny do funkcjonowania zasilanych urządzeń.

Towarzysząca pożarowi temperatura powoduje zmniejszenie przewodności elektrycznej przewodów, co skutkuje pogorszeniem jakości dostarczanej energii elektrycznej objawiającej się nadmiernym spadkiem napięcia oraz pogorszeniem warunków ochrony przeciwporażeniowej tych urządzeń.

Zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2005 roku, poz. 1422), do zasilania urządzeń ppoż., które muszą funkcjonować w czasie pożaru, należy stosować „zespoły kablowe” zapewniające dostawę energii elektrycznej przez czas niezbędny do ich funkcjonowania. Czas ten wynika bezpośrednio z dokumentu określanego jako scenariusz zdarzeń pożarowych, który, zgodnie z wymaganiem Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 2 grudnia 2015 roku w sprawie uzgadniania projektu budowlanego pod względem ochrony przeciwpożarowej (DzU z 2015 roku, poz. 2117), jest opracowywany dla każdego budynku, w którym instalowany jest system sygnalizacji pożaru. Wymienione wcześniej rozporządzenie Ministra Infrastruktury określa tylko wymagania w zakresie ciągłości dostaw energii pomijając wymagania w zakresie jej jakości.

Podczas pożaru wskutek wysterowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu urządzenia elektryczne powszechnego użytku zostają wyłączone spod napięcia. W budynku, w którym zostały zainstalowane urządzenia ppoż., niedopuszczalne jest ich wyłączenie w czasie pożaru. Urządzenia te należy zasilać sprzed przeciwpożarowego wyłącznika prądu oraz zadbać o wysoką niezawodność dostaw energii elektrycznej do ich zasilania.
W odniesieniu do obwodów zasilających urządzenia elektryczne funkcjonujące w czasie pożaru proces ich nagrzewania przebiega znacznie szybciej niż podczas normalnej eksploatacji i jest spowodowany głównie działaniem wysokiej temperatury powstającej w czasie pożaru.

Dobierane przewody lub kable o wymaganej odporności ogniowej, gwarantującej dostawę energii elektrycznej przez czas określony w scenariuszu rozwoju zdarzeń pożarowych, muszą spełniać wymagania norm i przepisów techniczno-prawnych określających zasady doboru przekroju przewodów z uwzględnieniem wymagań określonych w normie N SEP-E 005 Dobór przewodów elektrycznych do zasilania urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.
W czasie pożaru następuje znaczny wzrost temperatury otoczenia, który skutkuje wzrostem rezystancji przewodów zasilających. Wzrost rezystancji przewodów skutkuje natomiast zwiększonymi spadkami napięć oraz zakłóceniem skutecznej ochrony przeciwporażeniowej. Zawarte w niniejszym opracowaniu informacje wymagają od czytelnika znajomości zagadnień doboru przewodów i kabli elektrycznych oraz ich zabezpieczeń. Konieczna jest również znajomość zagadnień ochrony przeciwporażeniowej, dlatego też autorzy pominęli problematykę zagadnień powszechnie znanych i skupili się na zagadnieniach pomijanych w innych publikacjach z tego zakresu.

Dobór przewodów i kabli elektrycznych niskiego napięcia. Wybrane zagadnienia. Niezbędnik elektryka 2024

Aktualne wydanie uwzględnia zmiany wynikłe z wycofania bez zastąpienia w dniu 10 maja 2017 r. przez prezesa PKN normy PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów.

Zawarte w publikacji tabele dopuszczalnej obciążalności prądowej przewodów są zgodne z wymaganiami normy PN-HD 60364-5-52:2011 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Oprzewodowanie.

W książce przedstawiono metodykę prowadzenia obliczeń zwarciowych w sieciach oraz instalacjach elektrycznych niskiego napięcia, rozszerzoną o obliczanie zwarć w sieciach elektroenergetycznych średniego napięcia. Opisano wpływ silników na prądy zwarciowe, które mogą przyczyniać się do wzrostu prądu zwarciowego. Zjawisko te należy uwzględnić przy doborze odporności zwarciowej dobieranych aparatów i urządzeń elektrycznych. Pominięcie silników w obliczeniach prądów zwarciowych może skutkować doborem aparatów lub urządzeń o zbyt małej odporności zwarciowej. Uzupełnieniem publikacji jest opis metody składowych symetrycznych zawierający szczegółowe wytyczne zastosowania rachunku macierzowego będącego elementem algebry liniowej wykorzystywanej przy obliczaniu zwarć. Zawarte w książce liczne przykłady rachunkowe pozwalają na łatwe zrozumienie treści teoretycznych i stosowanie ich w praktyce projektowej.

Zasilanie budynków użyteczności publicznej oraz budynków mieszkalnych w energię elektryczną. Zasilacze UPS i baterie akumulatorów oraz sposoby ich doboru, układy pomiarowe zużytej energii. Niezbędnik elektryka 2024

W wielu obiektach budowlanych konieczne jest projektowanie układów zasilających o zwiększonej pewności dostaw energii elektrycznej. Do obiektów takich należy zaliczyć banki, centra przetwarzania informacji, szpitale, komendy policji, straż pożarną, obiekty łączności, kompleksy wojskowe itp.

Niejednokrotnie zastosowanie zasilania dwustronnego z sieci elektroenergetycznej jest niewystarczające i należy instalować dodatkowe źródło energii w postaci zespołu prądotwórczego.

Rozwiązanie takie jest poprawne pod warunkiem spełnienia podstawowych zasad współpracy zespołu prądotwórczego z siecią elektroenergetyczną oraz zachowania ochrony przeciwporażeniowej w zasilanych odbiornikach energii elektrycznej, przy zasilaniu z sieci elektroenergetycznej oraz zespołu prądotwórczego (ZP). Doświadczenie wyniesione przez autora z prowadzonych kontroli w różnych obiektach wojskowych podczas pracy w Wojskowej Inspekcji Gospodarki Energetycznej pozwala wyciągnąć wniosek, że właściciele

Spis treści
1. Nagrzewanie się kabli i przewodów / 5
2. Zasady doboru przewodów i kabli / 6
3. Dobór przewodów i kabli na długotrwałą obciążalność prądową i przeciążalność / 7
4. Sprawdzanie dobranych przewodów i kabli na warunki zwarciowe oraz wymagania zwarciowe stawiane zabezpieczeniom / 20
5. Sprawdzanie dobranych kabli lub przewodów na warunek spadku napięcia / 31
6. Sprawdzanie dobranych przewodów i kabli z warunku samoczynnego wyłączenia / 37
7. Wyznaczanie przekroju przewodu neutralnego w obwodach zasilających odbiorniki nieliniowe / 45
8. Dobór przewodów do zasilania urządzeń elektrycznych, które muszą funkcjonować w czasie pożaru / 47
9. Dobór przewodów połączonych równolegle / 56
10. Tabele doboru i oznaczenia przewodów / 65
11. Dobór przewodów szynowych / 97
12. Wymagania dla kabli i przewodów wynikające z Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej nr 305/2011 z 9 marca 2011 r. / 99
13. Instalacje fotowoltaiczne. Dobór falownika, przewodów oraz ich zabezpieczeń. Neutralizacja zagrożeń od instalacji PV w czasie pożaru / 108
14. Literatura

Od Autorów
Przewody elektryczne stanowią podstawowy element każdej instalacji elektrycznej stanowiącej wyposażenie budynku. Od ich poprawnego doboru zależy również bezpieczeństwo osób użytkujących instalację oraz bezpieczeństwo pożarowe budynku. Zasady doboru przewodów są jednoznacznie określone w normach przedmiotowych, z których jednak projektanci elektrycy nie zawsze korzystają, co w konsekwencji powoduje, że projektowana instalacja może mieć wiele błędów.

Bardzo istotne jest dobranie właściwych zabezpieczeń przewodów i kabli. Problematyka doboru zabezpieczeń przeciążeniowych oraz zabezpieczeń zwarciowych przewodów i kabli niskiego napięcia jest związana z ich roboczą i zwarciową obciążalnością prądową. Pierwszym krokiem jest ustalenie wartości spodziewanego prądu obciążenia IB, który stanowi podstawę doboru prądu znamionowego zabezpieczenia In oraz wstępnego doboru obciążalności długotrwałej Iz przewodu. Drugim krokiem jest dobór prądu znamionowego i/lub nastawczego zabezpieczenia nadprądowego w taki sposób, aby wytrzymały prąd IB spodziewanego obciążenia oraz prądy załączeniowe, będące prądami normalnego użytkowania. Trzecim krokiem jest dobór przekroju przewodu w taki sposób, aby spełniał on wymagania w zakresie wytrzymałości mechanicznej, obciążalności cieplnej długotrwałej i zwarciowej, dopuszczalnego spadku napięcia oraz warunki ochrony przeciwporażeniowej zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.

Osobnym problemem jest dobór przewodów do zasilania urządzeń ppoż., które muszą funkcjonować w czasie pożaru, kiedy występuje wysoka temperatura powodująca znaczny wzrost rezystancji przewodów zasilających. Zagadnienia te nie zostały dotychczas objęte normalizacją, w związku z czym często projektanci nieświadomie popełniają podczas projektowania instalacji wiele błędów, mimo że pozornie dobór przewodów został wykonany zgodnie z obowiązującymi przepisami i normami.

Generalnie w obwodach bezpieczeństwa, do których należy zaliczyć urządzenia ppoż., takie jak np. oświetlenie awaryjne, pompy pożarowe, pompy tryskaczowe, DSO oraz dźwigi dla ekip ratowniczych, a także obwody bezpieczeństwa w ruchu lotniczym, kolejowym, drogowym i wodnym oraz w obwodach kontroli dostępu, nie należy stosować wyłączników różnicowoprądowych oraz zabezpieczeń przeciążeniowych. W obwodach tych w celu wyeliminowania przypadkowych zadziałań, prądy znamionowe lub nastawcze zabezpieczeń zwarciowych należy zawyżyć o jeden lub dwa stopnie w porównaniu z zwartością wynikającą ze zwykłych zasad ich doboru. Przy doborze zabezpieczeń należy również pamiętać o zachowaniu wybiórczości ich działania z zabezpieczeniami usytuowanymi na niższych stopniach zabezpieczeń.

Niniejsze opracowanie w zamierzeniu autorów ma być podręczną „ściągą” dla projektantów i wykonawców, z której będą mogli zawsze skorzystać w warunkach budowy. Czytelników, którzy chcieliby pogłębić swoją wiedzę w zakresie doboru przewodów i kabli nn oraz ich zabezpieczania, zachęcamy do lektury książki pt. „Ochrona przeciwporażeniowa oraz dobór przewodów i ich zabezpieczeń w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia”, naszego autorstwa, wydanej w ramach serii wydawniczej „Zeszyty dla elektryków”.

Aktualne wydanie uwzględnia zmiany wynikłe z wycofania bez zastąpienia w dniu 10 maja 2017 r. przez prezesa PKN normy PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów.

Zawarte w publikacji tabele dopuszczalnej obciążalności prądowej przewodów są zgodne z wymaganiami normy PN-HD 60364-5-52:2011 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-52: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Oprzewodowanie.

Julian Wiatr
Marcin Orzechowski

Zgodnie z definicją, pożar stanowi szybkie spalanie materiałów palnych o niekontrolowanym rozprzestrzenianiu się w czasiei przestrzeni. Przyczyny wybuchu pożarów oraz porażenia prądem elektrycznym są bardzo różne, często zawinione przezludzi wskutek nieprzestrzegania podstawowych zasad ochrony przeciwpożarowej. Szczególną grupę stanowią pożary wzniecane przez niesprawne instalacje elektryczne. Stanowią one ponad 22% wszystkich pożarów występujących w ciągu roku w budynkach. Zdarzają się również pożary spowodowane przez przeciążenia prądowe w instalacjach pozornie sprawnych. Bezpieczeństwo eksploatowanych instalacji elektrycznych w dużej mierze zależy od poprawnego ich zaprojektowania. Do największych zagrożeń występujących w instalacjach elektrycznych należy zaliczyć zagrożenie porażenia prądem elektrycznym oraz zgorzenie pożarowe. Jako podstawę poprawnie zaprojektowanej instalacji elektrycznej należy przyjąć poprawny dobór przewodów i ich zabezpieczeń. Przewód elektryczny zabezpieczony urządzeniem przeciążeniowym o prądzie znamionowym nieskorelowanym z prądem przewodu dopuszczalnym długotrwale grozi przeciążeniem, które w przypadku długiego czasu trwania może spowodować zapalenie się izolacji. Niepoprawnie dobrane zabezpieczenia mogą z kolei skutkować porażeniem prądem elektrycznym w przypadku uszkodzenia izolacji zasilanych urządzeń. Często jako przyczynę pożaru podaje się zwarcie instalacji elektrycznej. W przypadku zwarcia w instalacji poprawnie zaprojektowanej i właściwie eksploatowanej, zabezpieczenia powinny w krótkim czasie przerwać przepływ prądu powodując neutralizację zjawiska. Jednak zabezpieczenia, jakie spotykamy na co dzień w instalacjach, posiadają znacznie większą wartość niż zabezpieczane przewody, co w eksploatacji skutkuje przeciążeniami doprowadzającymi do zapalenia się izolacji.

Duży wpływ na bezpieczeństwo pożarowe mają wyższe harmoniczne, które w dobie eksploatacji odbiorników nieliniowych występują w każdej instalacji elektrycznej. Powodują one przeciążenia przewodów oraz silne zakłócenia różnych urządzeń. Prowadzą do przedwczesnego wyeksploatowania łożysk w maszynach wirujących, co skutkuje ich nadmiernym nagrzewaniem, a w konsekwencji wskutek zwiększonych oporów powoduje grzanie się izolacji uzwojeń.

Wysoka temperatura pożarowa powoduje znaczny wzrost rezystancji przewodu, skutkujący zwiększonymi spadkami napięć, które mogą być przyczyną niewłaściwej pracy tych urządzeń oraz nieskutecznej ochrony przeciwporażeniowej realizowanej przez samoczynne wyłączenie.
Poprawny dobór przewodów do zasilania tych urządzeń wymaga uwzględnienia przewidywanego wzrostu rezystancji powodowanego działaniem wysokiej temperatury pożarowej.

W niniejszym miniporadniku prezentujemy zbiór opracowań wielu autorów, który stanowi próbę przybliżenia rozległej tematyki, jaką jest ochrona przeciwpożarowa oraz ściśle z nią związana ochrona przeciwporażeniowa. Należy zwrócić uwagę na przypadki śmiertelnego rażenia prądem elektrycznym podczas akcji ratowniczo-gaśniczej, której często przyczyną jest błędnie zaprojektowana instalacja elektryczna, w której nie uwzględniono specyficznych warunków występujących podczas pożaru. Zawarte w treści zagadnienia nie wyczerpują tej tematyki. Stanowią one podstawowe wskazania dla projektantów, wykonawców oraz inwestorów i mogą znacznie ułatwić pracę inspektorów ochrony ppoż. oraz strażaków biorących udział w akcji ratowniczo-gaśniczej.