Nizkonapetostne distribucijske linije in zahteve za razdeljevanje električne energije na gradbiščih

Nizkonapetostne razdelilne linije so tokokrogi, ki s pomočjo razdelilnega transformatorja znižajo visoko napetost 10 kV na raven 380/220 V, torej nizkonapetostne vode od transformatorske postaje do končnih naprav.

Nizkonapetostne razdelilne linije je treba upoštevati že v fazi načrtovanja ožičenja transformatorskih postaj. V tovarnah za delavnice z relativno visoko porabo moči pogosto namestimo ločene delavniške transformatorske postaje, kjer transformatorji neposredno oskrbujejo različne električne obremenitve. Za delavnice z manjšimi obremenitvami pa se napajanje izvede neposredno iz glavnega razdelilnega transformatorja.

Načrtovanje razporeditve nizkonapetostnih razdelilnih linij temelji na kategoriji obremenitve, velikosti, porazdelitvi in značilnostih obremenitve. Splošno obstajata dve vrsti razdelitvenih metod: radialna in glavna (ali drevesna).

Radialni tokokrogi ponujajo visoko zanesljivost, vendar povzročajo višje stroške investicij. Zato se v sodobnih nizkonapetostnih sistemih zaradi večje fleksibilnosti pogosteje uporablja glavna razdelitev – ko se spremeni proizvodni proces, ni potrebne pomembne spremembe razdelilnega tokokroga. Tako ima glavna metoda nižje stroške in višjo prilagodljivost. Vendar glede zanesljivosti napajanja zaostaja za radialno metodo.

1. Vrste nizkonapetostnih razdelilnih linij

Za nizkonapetostne razdelilne linije obstajata dve metodi namestitve: polaganje kabla in postavljanje nadzemnih vodov.

Kabelske linije so položene pod zemljo, zato jih naravni pogoji, kot so veter ali led, vplivajo minimalno. Poleg tega, ker nad zemljo ni vidnih žic, izboljšujejo urbanski videz in okolje stavb. Vendar pa namestitev kablov pomeni višje stroške investicij in je težje vzdrževati ter popravljati. Nadzemni vodovi imajo nasprotne prednosti in slabosti. Zato se razen v posebnih primerih za nizkonapetostno razdelitev splošno uporabljajo nadzemni vodovi.

Nizkonapetostni nadzemni vodovi običajno uporabljajo lesene ali betonske stebre, pri čemer izolatorji (porcelanaste šobe) pritrjujejo vodnike na prečne nosilce, pritrjene na stebru. Razdalja med dvema stebrama znaša približno 30–40 metrov v notranjosti tovarn, v odprtih prostorih pa lahko doseže 40–50 metrov. Razmik med vodniki je običajno 40–60 centimetrov. Pot vodov naj bo čim krajša in bolj neposredna, hkrati pa omogoča enostavno namestitev in vzdrževanje.

1.1 Razdelitev električne energije na gradbišču

Pogoji električne obremenitve na gradbiščih se razlikujejo od tistih v rednih industrijskih obratih. Velikost in značilnosti obremenitve se spreminjajo skupaj s potekom projekta – na primer, v začetnih fazah gradnje se predvsem uporabljajo transportna in vlečna strojila, pozneje pa morda varilni aparati ipd. Zato mora biti skupna električna potreba gradbišča določena na podlagi maksimalne izračunane obremenitve najbolj intenzivne gradbene faze.

Elektrosnabdevanje na gradbišču je začasno. Vsa električna oprema mora omogočati hitro namestitev in demontažo. Transformatorske postaje na lokaciji naj bodo po možnosti zunanjega tipa, pritrjene na stebru. Za ožičenje se pogosto uporabljajo glavni nadzemni vodovi. Pri postavljanju vodov je treba paziti, da ne ovirajo prometa in da omogočajo enostavno namestitev in odstranitev. Pri podzemnih projektih ali gradnji tunelov, kjer je prostor omejen, višina nadzemnih vodov ne more zadostiti standardnim zahtevam glede razdalje od tal.

V takih primerih morajo osvetlitveni tokokrogi uporabljati varno izredno nizko napetost (SELV) pod 36 V, medtem ko morajo napajalni vodovi 380/220 V za motorne obremenitve uporabljati gibke tri-fazne štiri-žilne kable z dobro izolacijo in odpornostjo proti vlage. Kable je treba polagati glede na napredek gradnje ter odklopiti in odstraniti, kadar niso v uporabi, da se zagotovi varnost.

1.2 Najmanjša razdalja med vodniki in tlemi

Razdelilni vodovi ne smejo prečkati streh iz gorljivih materialov, ne bi smeli prečkati stavb s protipožarnimi strehami; če je to neizogibno, je potrebna uskladitev z ustreznimi organi. Navpična razdalja med vodniki in stavbami pri največjem progibu mora znašati vsaj 3 metre za 1–10 kV vodove in vsaj 2,5 metra za vodove pod 1 kV.

Ko se razdelilni vodovi križajo s telekomunikacijskimi (nizkonapetostnimi) vodi, morajo biti električni vodovi nameščeni nad telekomunikacijskimi vodi. Navpična razdelitev pri največjem progibu mora znašati vsaj 2 metra za 1–10 kV vodove in vsaj 1 meter za vodove pod 1 kV.

2. RAZDELILNE OMARE NA GRADBISČU

Razdelilne omare na gradbišču se lahko razvrstijo v glavne razdelilne omare, fiksne podrazdelilne omare in mobilne podrazdelilne omare.

2.2 Glavna razdelilna omara

Če se uporablja neodvisni transformator, sta transformator in naknadna glavna razdelilna omara nameščena s strani dobavitelja električne energije. Glavna razdelilna omara vsebuje glavni nizkonapetostni stikalo, meritve aktivne in reaktivne energije, voltmetra, ampermetra, preklopnika napetosti in indikatorskih lučk. Vsi odvodi na gradbišču so priključeni na podrazdelilne omare, ki so nameščene nizvodno od te glavne omarе.

Če se uporablja transformator na stebru, sta glavna in podrazdelilna omara pritrjeni na steber, pri čemer je dno ohišja vsaj 1,3 metra nad tlemi. Za večje transformatorje, nameščene na tleh, se lahko uporabljajo zaprte stikalne omare. Podrazdelilne omare običajno uporabljajo nizkonapetostne stikala DZ-serije. 

Glavni preklopnik je izbran glede na imenovani tok transformatorja, medtem ko za odvodne vezije uporabljajo manjše preklopnike, ki so prilagojeni največjemu imenovanemu toku vsakega odvoda. Za vezije z majhnim tokom bi morali biti uporabljeni preklopniki za ostanek toka (RCD) (največja zmogljivost RCD: 200 A). Število preklopnikov za odvodne vezije bi moralo presegati število zasnovanih odvodov za eno ali dve veziji, da služijo kot rezervni veziji. Merilna naprava, kot sta ampermetr in voltmetr, ni nameščena v razdelilnih ploščah na gradbišču.

Če se uporablja obstoječi transformator (ki ni namenjen izključno lokaciji), so funkcije glavnega in podrazdelilnega združeni v eno obličje, s dodanimi merilniki aktivne in reaktivne energije. Od glavne razdelilne plošče naprej sistem uporablja konfiguracijo TN-S s tremi fazami in petimi žicami, in metalna obličja razdelilnih plošč morajo biti povezana s spojnicami za zaščito (PE).

2.3 Fiksna podrazdelilna plošča

Na gradbiščih je položnica kabla večinoma izvedena s posodobitvijo, in oskrbna sistema tipično uporabljajo radialno konfiguracijo. Vsaka fiksna podrazdelilna plošča predstavlja konec svojega odvodnega vezija in je zato običajno postavljena blizu električne opreme, ki jo oskrbuje.

Obličje fiksne podrazdelilne plošče je izdelano iz tankih jeklenih pladnjov, z vrhunskim krovom proti dežju. Dno skrinje je nameščeno na višini večji od 0,6 metrov nad tla, podprto s kotenčnimi nogami. Skrinja ima vrata na obeh straneh. Notranjosti pa so opremljene s izolirno ploščo, ki služi kot baza za montažo električnih komponent. Skrinja je opremljena z glavnim preklopnikom 200–250 A – četveropolnim RCD-om, ki je prilagojen največjemu imenovanemu toku vseh povezane opreme.

Zaradi univerzalnosti mora dizajn omogočiti uporabo običajne opreme na lokaciji, kot so stolpišča ali varilne strojnice. Za glavnim preklopnikom so nameščeni nekaj odvodnih preklopnikov (tudi četveropolnih RCD-ov), z zmogljivostmi, ki so kombinirane glede na tipične ocene aparata - na primer, 200 A glavni RCD z štirimi odvodi: dva po 60 A in dva po 40 A. Pod vsakim odvodnim RCD-om so nameščeni držalniki porcelanskih preplinskih ventila, ki zagotavljajo vidno odcepljenje in služijo kot terminali za opremo. Zgornji terminali preplinskih ventila so povezani s spodnjimi terminali RCD-ov, medtem ko ostanejo spodnji terminali prosti za povezave z opremo. Če je potrebno, so notranjosti skrinje tudi opremljene z enofaznimi preklopniki za oskrbo enofazne opreme.

Kot konec odvodnega vezija mora vsaka fiksna podrazdelilna plošča imeti ponovno zemljenje, da se izboljša zanesljivost povezave z zaščitno zemljo.

Po vstopu vodil v skrinjo je neutralni (delovni ničelni) vodil povezan s terminalno blokom. Fazni vodili so neposredno povezani s zgornjimi terminali RCD. Spojnica za zaščito (PE) je prikrožena na zemljeni vintu na obličju in povezana s ponovno zemljenjem. Vsi PE vodili, ki sledijo temu razdelilnemu obličju, so povezani z istim vintom.

2.4 Premična podrazdelilna plošča

Premična podrazdelilna plošča ima isto notranjo konfiguracijo kot fiksna. Povezana je s gumenim kablem s premičnim plastičnim omantom na fiksno podrazdelilno ploščo in se premika čim bliže opremi, ki jo oskrbuje - na primer, od spodnje ravnine do gradbenega nivoja zgoraj. Skrinja uporablja tudi RCD, vendar z manjšo zmogljivostjo kot fiksne skrinje. Dodani so enofazni preklopniki in vtičnice za oskrbo enofazne opreme z enofaznim tokom. Metalno obličje mora biti povezano s spojnico za zaščito (PE).