Instalację elektryczną definiuje się jako zespół połączonych ze sobą urządzeń elektrycznych o skoordynowanych parametrach technicznych, przeznaczonych do określonych funkcji, o napięciu znamionowym do 1000 V prądu przemiennego i 1500 V prądu stałego, przeznaczonych do doprowadzenia energii elektrycznej z sieci rozdzielczej do odbiorników.
Czym są instalacje elektryczne?
W skład instalacji elektrycznej wchodzą zespoły urządzeń, aparatów i osprzętu elektrotechnicznego niskiego napięcia, zapewniające odbiorcom dostawę energii elektrycznej o odpowiedniej jakości, w sposób niezawodny i całkowicie bezpieczny. Do instalacji elektrycznych zalicza się linie elektroenergetyczne z przyłączami, złączami elektrycznymi i rozdzielnicami, obwody rozdzielcze i odbiorcze, łączniki, zabezpieczenia, urządzenia ochrony przed porażeniem elektrycznym i przepięciami.
Instalacje elektryczne w budownictwie mieszkaniowym stanowią integralną część wyposażenia budynku i w znacznym stopniu warunkują jego prawidłową i bezpieczną eksploatację. Z tego względu instalacje powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby w przewidywanym okresie użytkowania pozostawały w pełnej sprawności technicznej, spełniały wymagania dotyczące mocy zapotrzebowanej, a także zapewniały określony komfort życia mieszkańców.
Powinny również charakteryzować się takimi właściwościami technicznymi, aby ich użytkownicy mogli korzystać bez ograniczeń z posiadanych urządzeń gospodarstwa domowego, sprzętu RTV, urządzeń teletechnicznych i innych w przewidywanym okresie eksploatacji instalacji, bez konieczności wykonywania jej modernizacji.
Klasyfikacja instalacji elektrycznych
Klasyfikacja instalacji elektrycznych opiera się na różnych kryteriach, najczęściej ze względu na rodzaj zasilanych odbiorników i miejsca występowania oraz przewidywanego okresu użytkowania.
W zależności od rodzaju zasilanych odbiorników elektrycznych instalacje elektryczne dzieli się na:
- instalacje oświetleniowe – zasilające elektryczne źródła światła, obwody gniazd wtyczkowych w mieszkaniach oraz urządzenia grzejne i podgrzewacze wody o niewielkich mocach w gospodarstwach domowych i budynkach mieszkalnych,
- instalacje siłowe – zasilające silniki, przemysłowe urządzenia grzejne o znacznych mocach oraz inne odbiorniki o charakterze przemysłowym.
W zależności od rodzaju zasilanych odbiorców i miejsca występowania, instalacje elektryczne dzieli się na:
- instalacje przemysłowe – w zakładach przemysłowych wytwórczych i wydobywczych, np. w górnictwie, hutnictwie itp.,
- instalacje nieprzemysłowe, zwane również w budownictwie ogólnym (w budownictwie ogólnym; w budynkach użyteczności publicznej i budownictwie mieszkaniowym, jedno- i wielorodzinnym),
- instalacje w rolnictwie i w obiektach ogrodniczych i hodowlanych.
W zależności od przewidywanego czasu użytkowania, instalacje elektryczne dzieli się na:
- instalacje stałe,
- instalacje tymczasowe (prowizoryczne).
W zależności od wpływów zewnętrznych na warunki i stopień szkodliwości oddziaływania na elementy instalacji, rozróżnia się urządzenia i instalacje elektryczne przeznaczone do użytkowania:
- w pomieszczeniach zwykłych (warunki środowiskowe normalne), w których nie występuje oddziaływanie wpływów zewnętrznych,
- w pomieszczeniach szczególnych (warunki środowiskowe szczególne), w których występuje oddziaływanie różnych czynników szkodliwych,
- poza budynkami – na terenie zewnętrznym.
Z instalacjami elektrycznymi w obiektach budowlanych bezpośrednio związane są instalacje:
- ochrony przed porażeniem elektrycznym,
- ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej.
W obiektach budynkach mogą być również użytkowane instalacje:
- telekomunikacyjne,
- domofonowe i alarmowe,
- antenowe,
- odgromowe.
Parametry techniczne instalacji elektrycznych
Instalację elektryczną i elektroenergetyczną określają między innymi następujące właściwości:
- znamionowe napięcie instalacji,
- moc pobierana za jej pośrednictwem,
- częstotliwość znamionowa,
- rodzaj prądu (stały, zmienny),
- ilość faz,
- zastosowane układy sieciowe,
- pewność zasilania.
Instalacja elektryczna aby pracować niezawodnie i bezpiecznie musi spełnić szereg wymagań. Wymagane jest zapewnienie zgodności z normami określonych jej parametrów technicznych. Do parametrów takich należą między innymi:
- impedancja przewodów, zapewniająca bezpieczny przesył prądu o natężeniu wynikającym z mocy zainstalowanych odbiorników oraz bezpieczne ich użytkowanie w sytuacjach awaryjnych (przeciążenia, zwarcia). Na impedancję przewodów ma wpływ ich pole przekroju i długość,
- rezystancja izolacji przewodów pozwalająca uzyskać odpowiednią ochronę przeciwporażeniową przy napięciach znamionowych instalacji,
- parametry zastosowanego uziomu, w tym rezystancja samego uziomu oraz otaczającego go gruntu,
- prądy znamionowe zastosowanych zabezpieczeń nadprądowych i przeciążeniowych, pozwalające na dostatecznie szybkie wyłączenie prądów zwarciowych lub przeciążeniowych w stanach awaryjnych, a jednocześnie nie powodujące przypadkowych wyłączeń (np. podczas rozruchów odbiorników),
- zastosowanie selektywnych zabezpieczeń, pozwalających na odłączanie jedynie odbiorów ulegających awarii,
- parametry zastosowanych urządzeń różnicowo-prądowych, zapewniające odpowiednią ochronę przeciwporażeniowa i dla prądów 300 mA ochronę przeciwpożarową,
- parametry zastosowanych urządzeń łączeniowych (wyłączniki, styczniki, rozłączniki), zapewniające możliwość bezawaryjnego łączenia prądów roboczych zasilających odbiory o zainstalowanej mocy,
- sposób wykonania instalacji elektrycznej (np. w pomieszczeniach, podtynkowa, w tynkowa, natynkowa, w rurach, w kanałach kablowych, napowietrzna, itp.),
- właściwości instalacji ze względu na warunki, w jakich pracuje (normalne, wilgotne, zagrożenie wybuchem, zagrożenie substancjami chemicznymi itp.).
Instalacje (sieci) napowietrzne i kablowe
Przesyłowe instalacje elektroenergetyczne możemy podzielić na napowietrzne i kablowe. Zastosowanie określonego rodzaju linii zasilającej w danym miejscu jest uwarunkowane wieloma czynnikami. O rodzaju zastosowanej sieci decyduje między innymi:
- koszt,
- dostępność terenu,
- względy bezpieczeństwa,
- estetyka.
Linie napowietrzne charakteryzuje między innymi:
– pozytywnie:
- relatywnie niski koszt,
- możliwość stosowania w pełnym przedziale od niskich do najwyższych napięć,
- łatwość wykrywania i usuwania awarii,
- nieznaczna ilość zajętego terenu.
– negatywnie:
- podatność na awarie wynikające z oddziaływania wiatru i oblodzenia,
- niska estetyka,
- problemy z prowadzeniem w gęstej zabudowie,
- problemy z prowadzeniem w obiektach przemysłowych,
- konieczność ograniczania wykorzystania terenu pod linią przesyłową,
- problemy ze skrzyżowaniem lub zbliżeniem do dróg, torów i obiektów budowlanych.
Linie kablowe charakteryzuje między innymi:
– pozytywnie:
- ukrycie kabli pod ziemią, względy estetyczne,
- względy bezpieczeństwa wynikające z ukrycia kabli,
- brak kolizji z drogami komunikacyjnymi i obiektami napowietrznymi,
- mniejsze uniezależnienie awaryjności od warunków atmosferycznych.
– negatywnie:
- wysoka cena,
- konieczność uciążliwych prac ziemnych podczas ich kładzenia oraz naprawy,
- możliwość przypadkowego uszkodzenia podczas prac ziemnych prowadzonych przez inne służby,
- utrudnienia w lokalizacji i usuwaniu awarii,
- powszechne zastosowanie głównie w zakresie niskich i średnich napięć.
Instalacja napowietrzna
Instalacja napowietrzna służy do przesyłania energii elektrycznej poza budynkami. Buduje się ją w ten sposób, że przewody gołe lub izolowane zawieszane są na izolatorach mocowanych do słupów lub innych wsporników. Wraz ze wzrostem napięcia linii rosną rozmiary izolatorów oraz wysokości słupów. Izolację pomiędzy przewodami gołymi zapewnia odpowiednia odległość między nimi, a więc jest to izolacja powietrzna. tam, gdzie nie można zapewnić odpowiednich odległości, stosuje się przewody izolowane.
W niektórych wyjątkowych przypadkach stosuje się podwieszane kable. Obciążalność linii zależy od materiału i przekroju zastosowanych przewodów. Przesyłana energia (moc) jest zależna od dopuszczalnego natężenia prądu dla danego przekroju przewodu oraz zastosowanego napięcia. W Polsce buduje się następujące linie napowietrzne:
- 230/400V o długości kilkuset metrów; bezpośrednio zasilają budynki mieszkalne,
- 15 i 20 kV o długości do kilkudziesięciu kilometrów; sieci rozdzielcze dużych miast, zakładów przemysłowych, zasilanie małych miast i wsi,
- 110kV o długości do kilkudziesięciu kilometrów; przesył energii do większych miast i zakładów przemysłowych,
- 220 i 400 kV o długości kilkuset kilometrów; linie przesyłowe, tworzą sieć przesyłową systemu elektroenergetycznego w skali kraju.
Instalacja kablowa
Stosowana zamiast linii napowietrznej w uzasadnionych przypadkach, jeśli niedopuszczalne jest zastosowanie sieci napowietrznej. Stosowana na terenach dużych miast i zakładów przemysłowych przy napięciach od 6 do 30 kV. Wyższe napięcia stosowane są sporadycznie, np. do zasilania bardzo dużych zakładów przemysłowych lub jako podmorskie kable prądu stałego.
Instalacje teletechniczne
Instalacjami teletechnicznymi nazywamy systemy, które przesyłają sygnały niskoprądowe. W ramach instalacji teletechnicznych obsługiwane są telewizje, kontrola dostępu, radiofonia, systemy i sygnalizacja alarmowa.
Obecnie coraz częściej instalacje teletechniczne przejmują zadania instalacji elektrycznych. Przykładem są tu instalacje domofonowe i wideodomofonowe. Instalacje te oferują ogrom możliwości i jako instalacje niskoprądowe mogą być wykorzystywane do realizacji różnorodnych działań.
Do najpopularniejszych instalacji teletechnicznych zaliczamy instalacje sieci komputerowych oraz instalacje alarmowe. Instalacje alarmowe są jednymi z liczniej występujących w Polsce. Umożliwiają bowiem skuteczną ochronę włamań oraz włamań, napadów czy wandalizmu. Wraz z instalacjami alarmowymi możemy wymienić instalacje kontroli dostępu, wykrywania, sygnalizacji pożaru, telewizji, monitoringu CCV oraz systemy rejestracji czasu pracy. Kolejną popularną grupą instalacji teletechnicznych są instalacje komputerowe, w skład których wchodzą systemy zarządzania budynkiem, instalacje telefoniczne, okablowanie strukturalne oraz sieci LAN.
Instalacje teletechniczne (instalacje niskoprądowe) służą przede wszystkim transmisji danych i ochronie budynku. W odróżnieniu od instalacji tzw. elektrycznych, działają na niskich napięciach prądu (np. 12 V lub 24 V). Medium transmisyjnym są tu zwykle kable miedziane (rzadziej przewody światłowodowe lub fale radiowe).
Systemy posiadające różne funkcjonalności mogą ze sobą współpracować na wiele sposobów np. system sygnalizacji pożaru w razie alarmu otwiera drzwi kontroli dostępu, wyzwala oddymianie elektryczne i podaje sygnał alarmowy do systemu telewizji dozorowej. Możliwe jest także zintegrowanie wielu instalacji bezpieczeństwa na jednej platformie informatycznej (wizualizacji) w celu sprawnego zarządzania bezpieczeństwem obiektu z jednego miejsca.
W branży budowlanej pojęcie instalacje teletechniczne oznacza pewien wydzielony zakres instalacji, do którego zalicza się przede wszystkim:
- system sygnalizacji pożaru (oraz dźwiękowy system ostrzegawczy DSO),
- telewizję przemysłową / dozorową (CCTV),
- system sygnalizacji włamania i napadu,
- system kontroli dostępu i rejestracji czasu pracy,
- sieci (okablowanie) strukturalne,
- oddymianie elektryczne.
Wykonanie instalacji teletechnicznych (niskoprądowych) przebiega etapowo. Etapy mogą się na siebie nakładać lub przebiegać symultanicznie. W uproszczeniu, planowanie i realizacja instalacji przebiega w następującej kolejności:
- uzgodnienia potrzeb (obowiązków) inwestora,
- projekty instalacji teletechnicznych,
- budowa infrastruktury na potrzeby instalacji (koryta, szachty, szafy, kanalizacja teletechniczna / podłoga teletechniczna, słupy kablowe itp.),
- ułożenie okablowania,
- instalacja urządzeń (czujników, przycisków, modułów, central itp.),
- programowanie i testy rozruchowe,
- dokumentacja powykonawcza,
- odbiór instalacji.
Odpowiednie zaprojektowanie, dobór urządzeń oraz fachowe wykonanie instalacji teletechnicznych są niezbędne dla zapewnienia niezawodności działania oraz zgodności formalno-prawnej.