Elektros instaliacija: planavimas, elektros išvedžiojimas ir automatiniai jungikliai

Elektros instaliacija – svarbiausi faktai

• Elektros instaliacija – tai visa sistema, apimanti elektros skydelį, grupines grandines, kabelius, apsaugos įrenginius (automatinius jungiklius, RCD / nuotėkio apsaugą), įžeminimą ir patikrą.
• Net paprasti sprendimai, kaip grandinių paskirstymas ar automato parinkimas, tiesiogiai lemia sistemos saugumą ir patikimumą.
• Pagal IEC (International Electrotechnical commission) principus, elektros instaliacija turi būti projektuojama atsižvelgiant į apkrovas, aplinkos sąlygas ir naudojimo pobūdį.
• Lietuvoje šie principai taikomi per HD 60364 (CENELEC harmonizuotų dokumentų seriją), kurią rengia CENELEC komitetas CLC/TC 64 ir kuri apibrėžia projektavimo, įrengimo bei verifikavimo reikalavimus.
• Jei kyla klausimų dėl įrangos ar sprendimų, Lemona specialistai teikia konsultacijas ir padeda pasirinkti tinkamus komponentus: kontaktai
• Prieš pradedant darbus patariama įsivertinti ir kainą – elektros instaliacijos kainos struktūra ir pagrindiniai veiksniai aptariami čia: elektros instaliacijos kainą

Kuo skiriasi MCB, RCD ir RCBO

MCB, RCD ir RCBO atlieka skirtingas apsaugos funkcijas: vieni saugo nuo perkrovos ir trumpojo jungimo, kiti – nuo nuotėkio srovės, o kai kurie apjungia abi funkcijas viename įrenginyje. Žemiau lentelėje pateikti pagrindiniai jų skirtumai ir paskirtis.

Nuo ko pradėti elektros instaliacijos planavimą

Elektros instaliacijos planavimas prasideda ne nuo laidų, o nuo aiškaus poreikių ir apkrovų įvertinimo. Toliau pateikti pagrindiniai žingsniai padės suplanuoti saugią ir patikimą sistemą.

• Nustatomas poreikis

Reikia įvertinti, kokie elektros prietaisai ir įrenginiai bus naudojami (pvz., buitinė technika, šilumos siurblys, elektromobilio įkrovimas, saulės elektrinė) ir kokie gali atsirasti ateityje. Pagal tai planuojamos atskiros elektros grandinės.

• Suplanuojamas grandinių (linijų) skaičius

Nustatoma, kiek atskirų elektros linijų reikės skirtingoms patalpoms ir zonoms: virtuvei, vonios kambariui, svetainei, miegamiesiems, garažui ar lauko įrangai. Tai leidžia išvengti perkrovų ir užtikrina patogesnį bei saugesnį sistemos valdymą.

• Parenkami kabeliai pagal apkrovą ir sąlygas

Kabeliai parenkami įvertinus apkrovą, klojimo sąlygas ir įtampos kritimą. Šią logiką apibrėžia IEC 60364-5-52 standartas, reglamentuojantis laidų sistemų parinkimą ir įrengimą. Praktiniai kabelių parinkimo principai plačiau aptariami IET rekomendacijose (BS 7671).

• Parenkami apsaugos įrenginiai (automatai)

Automatiniai jungikliai parenkami įvertinus nominalią srovę (In), atjungimo pajėgumą (Icn/Icu) ir charakteristiką (B/C/D), kurios lemia jų veikimą skirtingomis apkrovos ir įsijungimo srovių sąlygomis. Plačiau apie automatinio jungiklio parinkimą ir tipus skaitykite čia: automatinių jungiklių parinkimą ir tipus

• Atliekama instaliacijos patikra (verifikacija)

Instaliacija turi būti patikrinta prieš jos eksploatavimą. Tai apima ne tik vizualinę apžiūrą, bet ir matavimus, pavyzdžiui, izoliacijos varžą, įžeminimą, kilpos varžos bei apsaugos įrenginių suveikimo patikrą. Pagal IEC 60364-6 standartą, šie patikrinimai yra būtina instaliacijos įrengimo dalis, užtikrinanti saugų ir patikimą veikimą.

Ką būtina žinoti prieš pradedant elektros darbus

Elektros instaliacija yra aukštos rizikos sritis, nes klaidos gali lemti ne tik įrangos gedimus, bet ir gaisro ar sveikatos sutrikdymo pavojų. JAV Nacionalinės priešgaisrinės apsaugos asociacijos (NFPA) duomenimis, 2015–2019 m. laikotarpiu elektros gedimai namuose kasmet vidutiniškai lėmė apie 390 mirčių, 1 330 sužeidimų ir apie 1,5 mlrd. JAV dolerių tiesioginės žalos.

Ši statistika parodo, kad elektros instaliacija turi būti projektuojama ir įrengiama taip, kad apsauga veiktų greitai ir selektyviai, o kabeliai būtų tinkamai suderinti su automatiniais jungikliais. Apsaugos įrenginio nominali srovė turi atitikti tiek apkrovą, tiek kabelio galimybes (Ib ≤ In ≤ Iz), o trumpojo jungimo metu išskiriama energija neturi viršyti kabelio atsparumo (I²t ≤ k²S²).

Teisiniai ir praktiniai ribojimai Lietuvoje

Lietuvoje elektros instaliacijoje išskiriami du aspektai: techninė ir formalioji (pridavimo / prijungimo) dalis. Jei kalbame apie prijungimą prie tinklo ar galios keitimą, ESO informacijoje praktikoje dažnai prašoma dokumentų, patvirtinančių, kad vidaus instaliacija ir įrenginiai yra techniškai tvarkingi.

ESO aiškiai nurodo, kad atestuotas elektrikas patikrina įrengtų elektros įrenginių techninę būklę ir vidaus instaliaciją, o tuomet pateikia Rangovo aktą.

Svarbu: planą, poreikių sąrašą ir taškų išdėstymą galima pasirengti savarankiškai, tačiau dokumentams ir atsakomybei dažniausiai reikalingas kvalifikuotas rangovas. VERT informacijoje (Valstybinė energetikos reguliavimo taryba) taip pat skelbia informaciją apie veiklos atestatus ir jų išdavimą.

Verta žinoti, kad Lietuvoje galioja Elektros įrenginių įrengimo bendrosios taisyklės, patvirtintos Energetikos ministro įsakymu Nr. 1-22 (teisės aktas skelbiamas e-Seime).

Ką verta atlikti savarankiškai, o kada reikalingas specialistas

Ne visus elektronikos instaliavimo darbus rekomenduotina atlikti savarankiškai. Sudėtingesni ar potencialiai pavojingi darbai turėtų būti patikėti specialistams.

Jei kyla abejonių, visada saugiau rinktis specialistų pagalbą – tai padeda išvengti rizikos tiek jūsų saugumui, tiek aplinkai.

Elektros instaliacijos planavimas: nuo apkrovų iki grandinių

Vienas dažniausių klaidų šaltinių – per mažas grandinių skaičius ir nepakankamas rezervas elektros skydelyje. Planavimas turėtų prasidėti nuo apkrovų įvertinimo: patalpa → vartotojai → atskira ar bendra elektros grandinė.

Svarbu atskirti du skirtingus dalykus: vardinę galią ir įsijungimo srovę. Pavyzdžiui, LED maitinimo šaltiniai, varikliai ar transformatoriai gali turėti santykinai mažą galią, tačiau jų įsijungimo momentu srovė trumpam ženkliai padidėja.

Dėl šios priežasties net ir nedidelės galios įrenginiai gali sukelti automatinio jungiklio suveikimą, jei neįvertinama įsijungimo srovė ir parenkama netinkama charakteristika (B, C ar D).

Prieš pradedant montavimo darbus, verta turėti aiškų ir struktūruotą instaliacijos planą:

• kiekvienai patalpai – rozetės, apšvietimas ir stacionarūs prietaisai;
• kiekvienai grandinei – paskirtis, apytikslė apkrova (kW), maksimali srovė (A), kabelio maršrutas (apytikslis ilgis) ir planuojamas automato tipas;
• elektros skydelyje – bent 15–25% laisvos vietos (modulių) būsimoms grandinėms (pvz., saulės elektrinei, elektromobilio įkrovimui ar papildomai įrangai).

Elektros išvedžiojimas

Elektros instaliacijos įrengimas vyksta etapais – nuo planavimo iki montavimo ir patikros. Šį procesą reglamentuoja standartai, tokie kaip IEC 60364-5-52, kurie nustato, kaip turi būti parenkami ir įrengiami laidai.

Pagrindiniai etapai, kuriuos verta dokumentuoti (nuotraukomis ir žymėjimu):

• dėžučių, kabelių trasų ir skydelio vietų sužymėjimas;
• kabelių klojimas, įvertinant klojimo būdą, grupavimą ir aplinkos sąlygas;
• sujungimų įrengimas dėžutėse ir skydelyje;
• grandinių žymėjimas (kiekviena grandinė turi turėti aiškų identifikavimą);
• patikra prieš uždarant konstrukcijas, kad vėliau būtų galima išvengti sudėtingų taisymų.

Jei kabeliai klojami ilgesniais maršrutais (pvz., į garažą ar lauko įrangą), būtina įvertinti įtampos kritimą. Priešingu atveju dalis įtampos prarandama pakeliui – todėl gale esantys įrenginiai gali veikti silpniau, apšvietimas gali būti blankesnis, o galingesnė įranga gali veikti nestabiliai.

Kabelio parinkimas ir įtampos kritimas

Kabelio parinkimas remiasi trimis pagrindiniais kriterijais: apkrovos srove, klojimo sąlygomis ir įtampos kritimu.

Kabelio parinkimo eiga:

• apskaičiuojama apkrovos srovė Ib (pagal galią ir fazę);
• parenkamas kabelis taip, kad jo leistina ilgalaikė srovė Iz (įvertinus pataisos koeficientus) būtų pakankama;
• parenkamas automatinis jungiklis taip, kad jo nominalas In atitiktų kabelį ir apkrovą (Ib ≤ In ≤ Iz);
• patikrinamas įtampos kritimas – praktikoje dažnai laikoma, kad jis neturėtų viršyti apie 4% vardinės įtampos.

Skaičiavimo pavyzdys: apkrovos srovė (1 fazė, 230 V)

Tarkime naudojamas 2,0 kW prietaisas (pvz., šildytuvas). Srovė apskaičiuojama:

Toliau tikrinama, ar pasirinktas kabelis ir automatas atitinka sąlygą Ib ≤ In ≤ Iz.

Skaičiavimo pavyzdys: įtampos kritimas

Tarkime 1 fazės grandinė, 16 A, kabelio ilgis iki taško ~30 m (viena kryptimi), varinis laidininkas 2,5 mm².

Toks rezultatas atitinka praktikoje taikomą ~4% ribą.

Svarbu: realiame projekte skaičiavimams įtakos turi klojimo sąlygos, temperatūra, kabelių grupavimas ir, kai kuriais atvejais, papildomi elektros nuostoliai dėl įrangos veikimo. Todėl galutinis sprendimas visada turi būti tikrinamas pagal konkrečias sąlygas.

Elektros automatų parinkimas

Automatinio jungiklio parinkimas nėra tik amperų pasirinkimas. Tinkamam sprendimui reikia įvertinti kelis svarbius parametrus:

• nominalią srovę (In);
• atjungimo gebą (Icn/Icu), priklausančią nuo numanomos trumpojo jungimo srovės montavimo vietoje;
• charakteristiką (B, C arba D), susijusią su momentinio suveikimo ribomis;
• koordinavimą su kitais apsaugos įrenginiais (selektyvumas);
• aplinkos sąlygas, ypač temperatūrą.

Platesnį automatinių jungiklių ir kitų elektros instaliacijos komponentų pasirinkimą galite rasti čia: elektros automatus

Apsaugos įrenginiai: automatai (MCB) ir nuotėkio relės (RCD)

Elektros instaliacijoje naudojami keli apsaugos įrenginiai, kurie atlieka skirtingas funkcijas. Automatiniai jungikliai (MCB) saugo nuo perkrovų ir trumpųjų jungimų, o nuotėkio relės (RCD, RCCB, RCBO) – nuo pavojingų nuotėkio srovių.

Automato (MCB) parinkimas priklauso nuo apkrovos, kabelio galimybių ir naudojamos įrangos tipo. Svarbu, kad automato srovė atitiktų apkrovą, bet neviršytų kabelio leistinos apkrovos. Taip pat reikia įvertinti įsijungimo sroves – kai kurie įrenginiai (pvz., varikliai ar LED maitinimo šaltiniai) paleidimo metu gali trumpam naudoti didesnę srovę.

Automato charakteristikos nusako jo reakciją į trumpalaikius srovės šuolius:

• B – jautresnė, tinka mažoms įsijungimo srovėms
• C – universaliausia, tinka daugumai buitinių įrenginių
• D – skirta didelėms įsijungimo srovėms (pvz., varikliams)

RCD (nuotėkio relės) tipai dažnai painiojami su automatais, tačiau jie sprendžia kitą problemą – aptinka nuotėkio sroves. RCD tipas nusako, kokio pobūdžio sroves įrenginys gali aptikti:

• AC – aptinka kintamąją nuotėkio srovę
• A – aptinka kintamąją ir pulsuojančią nuolatinę (dažniausiai naudojamas buityje)
• F – skirtas įrenginiams su dažnio keitikliais
• B – aptinka ir nuolatinę (DC) srovę (pvz., saulės elektrinės, EV įkrovimas)

Svarbu: aukštesnio tipo RCD apima žemesnių tipų funkcionalumą.

RCD parinkimas priklauso nuo naudojamos įrangos – šiuolaikinėje buitinėje instaliacijoje dažniausiai pakanka A tipo, o sudėtingesnėms sistemoms gali reikėti B tipo.

Kai kuriais atvejais naudojami RCBO (automatas + nuotėkio relė viename įrenginyje). Jie leidžia kiekvieną grandinę apsaugoti atskirai, todėl gedimo atveju išjungiama tik konkreti linija, o ne visa instaliacija.

Išsamų paaiškinimą apie automatus, RCD tipus, parinkimą ir praktinius pavyzdžius rasite čia: automatinių jungiklių parinkimą ir tipus

Patikra, matavimai ir dokumentacija

Elektros instaliacijos darbai laikomi užbaigtais ne tada, kai sumontuoti laidai ar uždarytos konstrukcijos, o tada, kai atlikta patikra ir parengta aiški dokumentacija.

IEC 60364-6 apibrėžia reikalavimus pradiniam ir periodiniam instaliacijos patikrinimui, kuris apima tiek vizualinę apžiūrą, tiek matavimus.

Dokumentacija taip pat svarbi ir prijungimo prie tinklo procese. Reikalingas Rangovo aktas, patvirtinantis instaliacijos techninę būklę, kurį pateikia atestuotas elektrikas.

Ką verta patikrinti prieš pradedant eksploatavimą

• elektros skydelio schema ir aiškūs grandinių pavadinimai;
• kabelių parinkimo atitikimas (apkrova, klojimo sąlygos, įtampos kritimas);
• tinkamai parinkti RCD tipai pagal naudojamus įrenginius (ypač PV, EV ar dažnio keitiklių atvejais);
• atlikti matavimai ir parengti dokumentai, jei reikalingas Rangovo aktas.

Dažniausios klaidos ir kaip jų išvengti

• Automatas parenkamas tik pagal nominalią srovę (In)
  Neįvertinamos klojimo sąlygos ir įtampos kritimas. Kabelio parinkimą ir apsaugą visada tikrinti pagal apkrovą, aplinkos sąlygas ir įtampos kritimą.
• Netinkamai parenkama automato charakteristika
  Esant didelėms įsijungimo srovėms automatas gali suveikti be realaus gedimo. Įvertinti įsijungimo sroves ir parinkti tinkamą charakteristiką (B: 3–5×In, C: 5–10×In, D: 10–20×In).
• Painiojami RCD tipai ir MCB charakteristikos
  „A tipas“ RCD tipas nėra susijęs su B/C/D automato kreivėmis. Aiškiai atskirti RCD paskirtį (nuotėkio srovės) nuo MCB funkcijos (apsauga nuo viršsrovių).
• Per daug grandinių jungiama prie vieno RCD
  Gedimo atveju gali būti atjungiama didelė dalis instaliacijos. Grupes planuoti taip, kad gedimas paveiktų kuo mažiau vartotojų, o selektyvumas būtų užtikrintas.

DUK apie elektros instaliaciją

Kas yra elektros instaliacija name?

Tai sistema nuo skydelio ar įvadinės dalies iki galinių taškų, apimanti kabelius, sujungimus, apsaugos įrenginius ir patikrą.

Nuo ko pradėti elektros išvedžiojimą naujame name?

Pradėti reikia nuo apkrovų ir grupių plano. Tuomet įvertinami kabelių maršrutai ir ilgiai, nes įtampos kritimas gali turėti įtakos sprendimams.

Ką reiškia Ib, In ir Iz?

Ib – apkrovos srovė, In – automato nominalas, Iz – kabelio leistina ilgalaikė srovė. Turi būti laikomasi sąlygos: Ib ≤ In ≤ Iz.

Kaip pasirinkti automato amperus (In)?

Pirmiausia nustatoma apkrova (Ib), tada parenkamas kabelis (Iz), ir tik tuomet automato nominalas (In), kad jis neviršytų kabelio galimybių.

Kuo skiriasi B, C ir D automatinio jungiklio charakteristikos?

Jos skiriasi momentinio suveikimo ribomis: B – 3–5×In, C – 5–10×In, D – 10–20×In. Tai svarbu vertinant įsijungimo sroves.

Kodėl „muša“ B charakteristikos automatas, nors apkrova maža?

Dažniausia priežastis – didelė įsijungimo srovė, būdinga varikliams, transformatoriams ar kai kuriems maitinimo šaltiniams.

Ar „A tipas“ reiškia automato charakteristiką?

Ne. „A tipas“ yra RCD tipas, o automatinio jungiklio charakteristikos žymimos B, C arba D.

Kuo skiriasi RCD tipai AC ir A?

AC tipas aptinka kintamąją nuotėkio srovę, o A tipas – ir kintamąją, ir pulsuojančią nuolatinę srovę, būdingą šiuolaikinei elektronikai.

Kada reikia B RCD?

Kai naudojami įrenginiai su nuolatine srove ar keitikliais, pavyzdžiui, saulės elektrinės ar elektromobilių įkrovimo stotelės.

Kas yra RCBO ir kodėl jis naudingas name?

RCBO sujungia automatinį jungiklį ir nuotėkio apsaugą viename įrenginyje. Tai leidžia gedimo atveju išjungti tik vieną grandinę.

Kokia įtampos kritimo riba laikoma gera praktika?

Dažniausiai laikoma, kad įtampos kritimas neturėtų viršyti apie 4% vardinės įtampos.

Kokie pagrindiniai kriterijai parenkant automato atjungimo gebą (Icn/Icu)?

Ji turi būti ne mažesnė nei numanoma trumpojo jungimo srovė montavimo vietoje ir suderinta su kitais apsaugos įrenginiais.

Ar galiu pats pasirašyti dokumentus ESO prijungimui?

Dažniausiai ne. Rangovo aktą pateikia atestuotas elektrikas po instaliacijos patikros.

Kada būtina kviesti elektriką?

Kai darbai susiję su skydeliu, naujomis grandinėmis, dokumentais ar matavimais.

Kokie standartai taikomi elektros instaliacijai Europoje?

Pagrindas – IEC 60364 standartų serija ir jos europinė versija HD 60364.