Jak przystosować instalację elektryczną do odbiorników o dużej mocy?

Czego dowiesz się z artykułu?

W instalacjach elektrycznych domów jednorodzinnych duży pobór mocy generują głównie urządzenia grzewcze w postaci:

Pobór mocy przez te urządzenia może sięgać kilkunastu kilowatów, co w połączeniu z równoczesnym działaniem innych odbiorników prądu doprowadzi do stanu, gdy całkowite obciążenie przyłącza przekroczy dopuszczalną wartość. W rezultacie nastąpi zadziałanie głównego zabezpieczenia instalacji i odłączenie prądu w całym budynku. Decydując się na zakup i montaż "prądożernych" urządzeń, musimy zbilansować dopuszczalne obciążenie przyłącza mocą przyłączeniową i wartością pobieranego prądu.

Orientacyjne moce grzewcze popularnych urządzeń to:

Wyłączniki nadprądowe o nominale 16 A to standardowe zabezpieczenia przeciążeniowe, fot. Eaton.

Konfiguracja zasilania

Budynek może być zasilany z przyłącza jednofazowego, ale korzystniejszym rozwiązaniem będzie układ trójfazowy, co zapewni większą pewność dopływu prądu i pozwoli na większe obciążenie instalacji.

W instalacji jednofazowej moc przyłączeniowa przekłada się w prosty sposób na możliwości obciążenia instalacji odpowiadające iloczynowi napięcia fazowego 230 V i zabezpieczenia głównego, np. 25 A. Taką instalację można obciążyć jedynie do mocy 5750 W, co trzeba brać pod uwagę przy wyborze urządzeń, których moc jednostkowa nie powinna przekraczać 4,5-5,0 kW.

Natomiast przy zasilaniu z sieci trójfazowej i przy takim samym zabezpieczeniu głównym 25 A, możliwe obciążenie będzie nie tylko trzykrotnie większe (3 x 5750 W), ale przy podłączeniu odpowiednio dostosowanych odbiorników znacznie większe. Wynika to z możliwości wykorzystania w instalacji trójfazowej dwóch rodzajów napięcia - fazowego o wartości 230 V występującego między przewodem fazowym a neutralnym i przewodowego o wartości 400 V, które pojawia się między sąsiadującymi przewodami fazowymi. Dzięki temu instalacje można obciążyć niemal sześciokrotnie większą mocą w porównaniu z zasilaniem jednofazowym: 3 x 400 V x 25 A.

Kolejnym ograniczeniem w obciążalności instalacji i poszczególnych obwodów jest przekrój zastosowanych przewodów. Przy podłączeniach odbiorników o dużej mocy ich średnice powinny odpowiadać zaleceniom producenta i nie mogą być mniejsze na całej długości tego obwodu.

Rozprowadzenie i zabezpieczenie obwodu zasilania

Wszystkie odbiorniki o mocy powyżej 3 kW powinny być zasilane z oddzielnego obwodu zabezpieczonego wyłącznikiem nadprądowym o odpowiednio dobranym prądzie nominalnym i charakterystyce opóźnienia zadziałania.

Wartość prądowa zabezpieczenia określa najczęściej instrukcja montażowa lub wyliczymy ją samodzielnie, dzieląc moc obciążenia przez napięcie zasilania, np.:

5 kW : 230 V = 21,7 A (potrzebny wyłącznik 25 A przy zasilaniu z jednej fazy).

Jeżeli elementy grzejne przystosowane są do zasilania napięciem 400 V, prąc nominalny zabezpieczenia wyniesie wtedy:

5 kW : 400 V = 12,5 A (przyjmujemy bezpiecznik 16 A).

Wartość prądu zasilania decyduje też o przekroju przewodów. Orientacyjnie, przy wykorzystaniu przewodów wielożyłowych, dopuszczalny prąd obciążenia długotrwałego nie powinien być większy niż:

Przewody instalacyjne, zależnie od lokalizacji odbiornika, prowadzone są w tynku lub w rurkach po wierzchy ściany i zakończone puszką podłączeniową z zaciskami elektrycznymi. W instalacji trójfazowej układa się przewody pięciożyłowe, a w jednofazowej - trójżyłowe. Można również zainstalować gniazdo wtykowe o odpowiednio dobranym dopuszczalnym obciążeniu - najczęściej jako trójfazowe.

Przeczytaj

Konfiguracja podłączenia

Sposób podłączenia podgrzewacza elektrycznego, kuchenki ceramicznej bądź indukcyjnej, akumulacyjnego grzejnika z rozładowaniem dynamicznym określa instrukcja montażowa modelu urządzenia. Prace powinien przeprowadzić uprawniony elektryk, odnotowując to w karcie gwarancyjnej produktu.

Samodzielne podłączenie jest ryzykowne, nie tylko ze względu na możliwość spowodowania uszkodzeń i narażenia użytkowników na porażenie prądem, ale również utraty gwarancji sprzętu.

Podłączenie urządzeń jednofazowych do zasilania nie sprawia problemów. Nie ma wariantów montażowych i zaciski na urządzeniu, oznakowane najczęściej literą L, łączymy z przewodem fazowym (izolacja czarna lub brązowa); zacisk N z przewodem neutralnym (izolacja niebieska) i uziemienie PE z przewodem żółto-zielonym.

W przypadku zasilania trójfazowego pojawia się wariantowość podłączeń, a możliwy ich układ określa schemat w instrukcji instalacyjnej.

W kuchenkach poszczególne pola grzejne przystosowane są najczęściej do zasilania napięciem 230 V, co pozwala na zasilanie ich również z sieci jednofazowej i z dodatkowego obwodu (gdy przewody instalacji mają zbyt mały przekrój).

W kuchenkach ceramicznych lub indukcyjnych pola grzejne najczęściej wymagają zasilania napięciem 230 V, fot. mhtyl / forum.budujemydom.pl

Zabezpieczenia specjalne

W domach o dużym zapotrzebowaniu na energię elektryczną - np. ogrzewanych prądem - moc przyłączeniowa nie zawsze może wystarczać do równoczesnej pracy kilku energochłonnych urządzeń. W takich przypadkach, aby uniknąć zadziałania wyłączników nadmiarowych, instalowane są ograniczniki poboru prądu. Dzięki nim powstają dwa obwody - priorytetowy i niepriorytetowy, przy czym ten drugi zostanie wyłączony, gdy ogólny pobór prądu przekroczy określoną wartość. Gdy pobierana moc zmniejszy się, ogranicznik samoczynnie przywróci zasilania odłączonych urządzeń.

Przykładowo, jeśli włączymy przepływowy podgrzewacz wody dużej mocy, to na czas jego funkcjonowania odłączony zostanie obwód grzejników elektrycznych, co nie wpłynie na obniżenie komfortu przebywania w pomieszczeniach, gdyż temperatura - dzięki bezwładności cieplnej ścian i wyposażenia - utrzyma się przez dłuższy czas na zadowalającym poziomie.

Autor: Cezary Jankowski

Opracowanie: Martyna Nowak-Ciupa

fot. otwierająca: puhimec / stock.adobe.com