Modernizacje istniejących rozdzielnic — jakie prace wymagane, jak podnieść klasę bezpieczeństwa, poprawić niezawodność i zgodność z aktualnymi normami.

Rozdzielnice elektryczne eksploatowane w zakładach przemysłowych, budynkach użyteczności publicznej czy budynkach mieszkalnych w Polsce to niejednokrotnie rozwiązania niespełniające współczesnych standardów bezpieczeństwa bądź wprost przestarzałe. Zaprojektowane i wykonane kilkanaście lat temu lub dawniej, rozdzielnice te dziś nie odpowiadają aktualnym wymogom nie tylko pod względem technicznym, ale również prawnym. Nie zawsze jednak konieczna jest wymiana rozdzielnicy na nową - w wielu przypadkach możliwe jest przystosowanie istniejących urządzeń do współczesnych standardów technicznych poprzez modernizację, co znacząco obniża koszty inwestycji i skraca czas wykonania prac.

Modernizacja rozdzielnicy - na czym polega i kiedy jest konieczna?

Modernizacja rozdzielnicy elektrycznej nie jest tym samym, co remont rozdzielnicy czy jej naprawa. Określenia te bywają stosowane zamiennie, dlatego poniżej wyjaśniamy, na czym polega zasadnicza różnica między nimi:

naprawa rozdzielnicy elektrycznej - wymiana uszkodzonych, niedziałających elementów (aparatura, okablowanie itp.) na sprawne o takich samych parametrach pracy;
remont rozdzielnicy elektrycznej - przywrócenie rozdzielnicy do jej pierwotnego stanu technicznego poprzez wymianę elementów zużytych i wyeksploatowanych (ale wciąż działających) na ich nowe odpowiedniki;
modernizacja rozdzielnicy elektrycznej - wymiana części bądź nawet całości wyposażenia rozdzielnicy (czasem też samej rozdzielnicy) na elementy nowe w celu rozszerzenia funkcjonalności, poprawy bezpieczeństwa oraz dostosowania do obowiązujących standardów, przepisów i norm.

Co ważne, decyzja o modernizacji nigdy nie powinna opierać się wyłącznie na wieku urządzenia, ponieważ zazwyczaj istnieje także szereg konkretnych, mierzalnych przesłanek formalnych i technicznych przemawiających za koniecznością wykonania prac modernizacyjnych. Oto najważniejsze z nich:

zużycie mechaniczne aparatury - wszystkie aparaty mechaniczne wewnątrz rozdzielnicy są przewidziane na ograniczoną liczbę cykli łączeniowych. Starzenie się materiałów izolacyjnych, korozja styków czy zużycie mechaniczne może doprowadzić do różnych nieprawidłowości w pracy aparatury sterującej, skutkując awariami, nieplanowanymi przestojami, a w skrajnych przypadkach nawet pożarem;
brak części zamiennych - wiele typów aparatów stosowanych w starszych rozdzielnicach nie jest już produkowanych (np. styczniki olejowe), co utrudnia bądź nawet uniemożliwia wykonanie prac konserwacyjnych i serwisowych;
wzrost obciążeń i zmiana warunków eksploatacji - wzrost zapotrzebowania na moc, wynikający np. z rozbudowy zakładu, instalacji nowych maszyn czy wdrożenia nowej technologii, może doprowadzić do przekroczenia pierwotnie przewidzianej obciążalności prądowej torów prądowych oraz zdolności zwarciowej aparatury, co grozi jej zniszczeniem i awarią sterowanych z rozdzielnicy urządzeń;
zmiany obowiązujących przepisów - normy i przepisy prawa stale ulegają modyfikacji, zwłaszcza w zakresie bezpieczeństwa, dlatego rozdzielnice projektowane kilkanaście czy kilkadziesiąt lat temu nie spełniają współczesnych, rygorystycznych wymogów normatywnych i prawnych;
brak odpowiednich zabezpieczeń - starsze rozdzielnice często nie posiadają żadnych zabezpieczeń przed skutkami wystąpienia łuku elektrycznego, co stanowi śmiertelne zagrożenie dla obsługującego rozdzielnicę personelu.

Warto w tym kontekście dodać, że w niektórych zakładach przemysłowych eksploatuje się rozdzielnice, których oryginalna dokumentacja techniczna zaginęła lub jest niekompletna. Już sam ten fakt jest wystarczającym uzasadnieniem dla przeprowadzenia audytu i modernizacji takiej rozdzielnicy, ponieważ brak schematów połączeń czy informacji o podstawowych parametrach pracy w praktyce uniemożliwia nawet podstawową ocenę bezpieczeństwa jej użytkowania.

Modernizacja rozdzielnicy elektrycznej - przebieg procesu

Modernizacja rozdzielnicy elektrycznej (niezależnie od jej typu czy wielkości) to proces, który wymaga odpowiedniego zaplanowania oraz przeprowadzenia zgodnie z najlepszymi praktykami branżowymi. Prace związane z przystosowaniem istniejącej rozdzielnicy do współczesnych standardów można podzielić na kilka etapów, które opisujemy poniżej.

1. Analiza bieżącego stanu technicznego rozdzielnicy

Pierwszym krokiem powinna być rzetelna, obiektywna ocena stanu technicznego istniejącej rozdzielnicy, obejmująca m.in. następujące działania:

oględziny (weryfikacja wizualna);
inwentaryzacja aparatury;
weryfikacja kompletności i aktualności dokumentacji technicznej;
porównanie rzeczywistego okablowania z dokumentacją techniczną (jeśli istnieje);
pomiary diagnostyczne;
badania termograficzne;
ocena ilości dostępnej przestrzeni montażowej pod kątem możliwości rozbudowy adekwatnie do bieżących potrzeb.

Wyniki wykonanego audytu bezpośrednio określają zakres prac modernizacyjnych.

2. Opracowanie projektu modernizacji

W oparciu o wyniki przeprowadzonego audytu rozdzielnicy należy jasno określić zakres i cele wymaganych prac modernizacyjnych (częściowy retrofit, większa modernizacja obejmująca np. wymianę całych pól, całkowita przebudowa i wymiana rozdzielnicy na nową). Na tym etapie konieczne jest wykonanie niezbędnych obliczeń zwarciowych lub ich aktualizacja, a także analiza selektywności zabezpieczeń oraz bilansu mocy. Dobór nowej aparatury pod kątem znamionowych parametrów pracy powinien być oparty na aktualnych obliczeniach, z uwzględnieniem funkcjonalności i bezpieczeństwa eksploatacji rozdzielnicy po modernizacji. Jeśli przygotowywany projekt dotyczy zakładu produkcyjnego, warto zaplanować przeprowadzenie prac w taki sposób, by w możliwie jak najmniejszym stopniu negatywnie wpływały one na funkcjonowanie przedsiębiorstwa.

3. Wykonanie prac modernizacyjnych w wymaganym zakresie

Zakres prac jest ściśle uzależniony od zdiagnozowanych problemów i założonych celów, jednak w praktyce najczęściej ma miejsce przede wszystkim:

wymiana przestarzałej aparatury łączeniowej na rozwiązania nowoczesne, spełniające aktualne standardy bezpieczeństwa i normy branżowe. Dzięki temu do minimum ogranicza się czas wyłączeń i redukuje koszty inwestycji;
modernizacja układów zabezpieczających i zastąpienie starych bądź wyeksploatowanych przekaźników elektromechanicznych lub analogowych precyzyjnymi rozwiązaniami cyfrowymi. Pozwala to na integrację zabezpieczeń z nadrzędnymi systemami przy użyciu komunikacji cyfrowej, ułatwia osiągnięcie pełnej selektywności i umożliwia implementację zaawansowanych algorytmów zabezpieczeniowych;
dostosowanie szyn zbiorczych i układów zasilania do nowych parametrów pracy (w tym do przewidywanych prądów zwarciowych);
wdrożenie systemów monitoringu i sterowania (SCADA), dzięki czemu możliwy jest zdalny monitoring stanu urządzeń, a także optymalizacja sterowania, automatyczna detekcja anomalii i szybkie reagowanie na wykryte problemy.

4. Testy odbiorcze i regularne przeglądy

Po zakończeniu prac montażowych niezbędne jest wykonanie pomiarów pomontażowych oraz testów odbiorczych w celu sprawdzenia, czy rozdzielnica po modernizacji pracuje prawidłowo i zgodnie z przyjętymi założeniami projektowymi. Testy powinny obejmować przede wszystkim:

pomiar rezystancji izolacji obwodów głównych i pomocniczych;
sprawdzenie ciągłości obwodów ochronnych;
testy funkcjonalne zabezpieczeń;
działanie zaimplementowanych blokad mechanicznych i elektrycznych;
poprawność działania układów sterowania, sygnalizacji i pomiarów.

Wymagane jest również stworzenie i przekazanie inwestorowi kompletnej, aktualnej dokumentacji powykonawczej, obejmującej:

zaktualizowane schematy elektryczne;
instrukcje obsługi i konserwacji zmodernizowanej rozdzielnicy;
protokoły z przeprowadzonych pomiarów i testów;
deklarację zgodności CE wystawioną przez wykonawcę modernizacji;
karty gwarancyjne na zainstalowane urządzenia.

Podniesienie klasy bezpieczeństwa a modernizacja rozdzielnicy - najważniejsze informacje

Zwiększenie klasy ochronności rozdzielnicy może być konieczne z wielu względów - może na przykład wynikać ze zmiany obowiązujących regulacji normatywnych czy przepisów branżowych albo chęci zwiększenia bezpieczeństwa osób przebywających w pobliżu rozdzielnicy. Warto podkreślić, że w przypadku modernizacji starej rozdzielnicy elektrycznej (co dość często polega na wymianie istniejącego urządzenia na nowe), klasa ochronności ulega zwiększeniu automatycznie. Wynika to stąd, że nowa rozdzielnica spełnia aktualne wymogi i jest zgodna z obowiązującymi standardami bezpieczeństwa.

Niezależnie od tego, modernizacja rozdzielnicy zwykle oznacza również zwiększenie się stopnia ochrony obudowy przed wnikaniem ciał stałych i wody (IP) oraz odporności na udary mechaniczne (IK). Jest to wynik wymiany drzwi, osłon oraz uszczelek w celu zapewnienia wymaganego stopnia ochrony zgodnie z obowiązującymi przepisami.

Co w tym kontekście niezwykle ważne, każda ingerencja w istniejącą rozdzielnicę musi być przeprowadzona zgodnie z obowiązującymi przepisami. Są to przede wszystkim:

Norma PN-EN IEC 62271-200:2022-02 „Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza. Część 200: Rozdzielnice prądu przemiennego w osłonach metalowych na napięcie znamionowe powyżej 1 kV do 52 kV włącznie”;
Norma PN-EN 61439-1 "Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne";
Norma PN-EN 61439-2 "Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 2: Rozdzielnice i sterownice do rozdziału energii elektrycznej".

Należy pamiętać, że podmiot wykonujący modernizację, zgodnie z obowiązującymi przepisami, staje się "producentem pierwotnym" i przejmuje pełną odpowiedzialność za zgodność zmodernizowanej rozdzielnicy z daną normą.

Zwiększenie klasy ochronności - rozdzielnica nn

W przypadku rozdzielnic niskiego napięcia zazwyczaj stosowanym standardem zarówno w instalacjach przemysłowych, jak i obiektach użyteczności publicznej czy budynkach mieszkalnych, jest rozdzielnica elektryczna I klasy ochronności. Taka rozdzielnica jest wyposażona w przewód ochronny PE (uziemiający), dzięki czemu chroni przed dotykiem bezpośrednim i umożliwia wyłączenie zasilania, jeśli izolacja ulegnie uszkodzeniu.

Zwiększenie klasy ochronności do II w przypadku rozdzielnicy nn oznacza wdrożenie rozwiązań zapewniających ochronę przed porażeniem prądem nawet w sytuacji, gdy zabezpieczenie główne nie zadziała. W praktyce osiąga się to przez zastosowanie wzmocnionej lub podwójnej izolacji, dzięki czemu zapewniana jest ochrona zarówno przed dotykiem bezpośrednim, jak i pośrednim.

Podniesienie klasy bezpieczeństwa - rozdzielnica SN

W przypadku modernizacji rozdzielnic SN do aktualnych standardów bezpieczeństwa, radykalnie powinien zwiększyć się poziom ochrony przed wyładowaniami łukowymi powstałymi w wyniku zwarcia wewnętrznego (ochrona przed łukiem elektrycznym). Zgodnie z normą PN-EN IEC 62271-200:2022-02 „Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza. Część 200: Rozdzielnice prądu przemiennego w osłonach metalowych na napięcie znamionowe powyżej 1 kV do 52 kV włącznie”, możliwe jest zastosowanie w tym celu m.in. następujących rozwiązań:

wzmocnienie konstrukcji mechanicznej rozdzielnicy,
zastosowanie odpowiednich przegród międzyprzedziałowych,
montaż kanałów dekompresyjnych,
wdrożenie systemów blokad mechanicznych i elektrycznych,
aktywne systemy ochrony przeciwłukowej.

Podsumowanie

Profesjonalnie zaplanowana i wykonana modernizacja rozdzielnic elektrycznych to proces złożony, ale przynoszący wymierne, długofalowe korzyści, ponieważ inwestycja w bezpieczeństwo, niezawodność oraz zgodność z obowiązującymi przepisami zawsze się opłaca.

Osprzęt do modernizacji rozdzielnic elektrycznych znajdziesz w naszym sklepie pod adresem: sklep.elektrospark.pl