Właściwy wybór rozdzielnicy przemysłowej, która zostanie zaprzęgnięta do pracy w warunkach nieraz bardzo trudnych (oddziaływanie temperatury i innych czynników atmosferycznych, działanie związków chemicznych itp.), wymaga uwzględnienia kilku istotnych wskazówek, a także pewnej wiedzy o samych rozdzielnicach: m.in. typach ich konstrukcji, materiałach, z jakich są wykonane ich obudowy, czy zastosowanych w nich zabezpieczeniach. Nie wolno też zapominać o normach prawnych i przepisach regulujących kwestie związane z wykonaniem i stosowaniem rozdzielnic.

Obudowa: materiały i technologia

Jakość wykonania obudowy rozdzielnicy przemysłowej, w tym materiały użyte do jej wyrobu, to kwestia kluczowa. Ze względu na możliwą pracę w ekstremalnych warunkach wnętrze rozdzielnicy musi być całkowicie odizolowane od często bardzo zmiennych warunków na zewnątrz. Obudowa taka musi być też odporna na wahania temperatur i działanie promieniowania UV.

Najczęściej oferowane na rynku rozdzielnice wyposażone są w obudowy z blachy aluminiowej, materiału termoutwardzalnego lub stali. Blacha aluminiowa nie koroduje (nie utlenia się) i może być lakierowana dowolną barwą, w przypadku obudowy najlepiej jaskrawą. Łączenie następuje tu poprzez spawanie lub nitowanie.

Z kolei materiał termoutwardzalny, czyli duroplast formowany wtryskowo, jest bardzo odporny na działanie czynników atmosferycznych – w tym promieniowanie UV – oraz uszkodzenia mechaniczne. Jego użycie gwarantuje również skuteczną izolację. Coraz częściej spotyka się też obudowy z tzw. fiberglassu, tj. kompozytu poliestrowo-szklanego (włókien szklanych połączonych z żywicą poliestrową).

Obudowy stalowe w praktyce najczęściej zbudowane są z blachy kwasoodpornej (popularnie zwanej kwasówką) lub cynkowanej blachy malowanej proszkowo, łączonej poprzez spawanie, nitowanie bądź połączenia śrubowe. Powinny być jednak od wewnątrz pokryte dodatkową warstwą izolacyjną wykonaną z materiału polimerowego, np. poliestru, dzięki czemu zyskują II klasę ochronności.

Przy stalowych obudowach warto też zwrócić uwagę na to, jaką powłokę ochronną na zewnątrz zastosował producent, np. czy jest to alternatywna względem cynkowania powłoka metaliczna odporna na korozję w środowiskach zawierających agresywne związki chemiczne (chlorki, amoniak). W porównaniu bowiem do zwykłej powłoki cynkowej zwiększa ona wielokrotnie właściwości antykorozyjne, jest co najmniej tak samo skuteczna przy masie własnej powłoki mniejszej o połowę, a przy tym przyjazna dla środowiska. W przypadku obudów z blachy aluminiowej lub stali nierdzewnej można też jako powłokę ochronną zastosować wielowarstwową powłokę antykorozyjną, uzyskiwaną poprzez wstępne cynkowanie ogniowe, następnie nałożenie podkładu epoksydowego, a na koniec pomalowanie farbą poliestrową.

Szczelność i udaroodporność

Jakość wykonania rozdzielnicy przemysłowej to kwestia nie tylko materiałów użytych do jej wyrobu, ale też jej szczelności i odporności na uderzenia. Odporność na działanie mechaniczne, czyli wszelkie uderzenia, upadki i tego typu czynniki, oznaczana jest symbolem IK – zgodnie z normą EN 60208. Bardzo dobrym wynikiem jest współczynnik IK na poziomie 06–08. W przypadku wysokiego ryzyka uszkodzenia obudowy wskutek działań mechanicznych należy stosować rozwiązania o współczynniku IK na poziomie 10, co oznacza odporność na uderzenia o energii 20 J przy upadku z wysokości 40 cm.

Znacznie ważniejszy jest jednak współczynnik IP oznaczający klasę ochrony przed wnikaniem małych ciał obcych i wody. Krótko mówiąc, chodzi o pyłoszczelność i bryzgoszczelność. Współczynnik IP wyrażany jest poprzez kombinacje dwóch cyfr, z których pierwsza mówi o ochronie przed pyłem, druga zaś o ochronie przed wodą. Według norm europejskich już szczelność na poziomie IP44 jest całkowicie akceptowalna dla obudów rozdzielnic przemysłowych, warto jednak kierować uwagę ku produktom o współczynniku IP na poziomie minimum 65, a najlepiej, gdy jest to IP67.

Współczynnik IP44 w zakresie pyłoszczelności zapewnia ochronę zaledwie przed pyłami o średnicy 1 mm i większymi, a w zakresie bryzgoszczelności – przed strugami wody padającymi na obudowę ze wszystkich kierunków, przy czym strugi oznaczają wodę padającą na obudowę swobodnie, nie zaś kierowaną pod ciśnieniem. Widać więc, że szczelność na poziomie IP44 może się szybko okazać niewystarczająca, zwłaszcza gdy rozdzielnica jest urządzeniem pracującym na zewnątrz. Dla porównania – optymalny poziom IP67 to szczelność przed wnikaniem do obudowy pyłków przy podciśnieniu wynoszącym 20 mbarów oraz przed wnikaniem wody po chwilowym całkowitym zanurzeniu w normalnych warunkach ciśnieniowych.

Seria zabezpieczeń

Podstawowym wyposażeniem każdej profesjonalnej rozdzielnicy przemysłowej jest moduł zabezpieczeń, który powinien zawierać zabezpieczenia nadmiarowoprądowe wszystkich obwodów – wewnątrz obudowy lub na jej zewnętrznych ściankach. O wyłączniku głównym nie trzeba nawet wspominać – to oczywistość. Aparatura zabezpieczająca powinna uwzględniać maksymalny prąd wynoszący, zależnie od modelu, od kilkuset do kilku lub nawet kilkudziesięciu tysięcy amperów.

Do pozostałych zabezpieczeń, w jakie powinna być wyposażona rozdzielnica przemysłowa, należy zabezpieczenie przed dostępem osób nieupoważnionych. Uzyskuje się je, stosując nowoczesne zamki różnego rodzaju, np. zamki baskwilowe w niewielkich modelach rozdzielnic (jednoczesne zamknięcie frontu u góry i u dołu), oparte na systemie cięgien z klamką przystosowaną do zamykania za pomocą wkładki bębnowej i dodatkowej kłódki. Wskazane jest, by w przypadku obudowy ze stali lub aluminium drzwi rozdzielnicy miały zawiasy wewnętrzne z zaczepem antywłamaniowym oraz system ryglowania.

Kolejne ważne elementy to zabezpieczenie przed niezamierzonym włączeniem zasilania oraz zabezpieczenie przed równoczesnym włączeniem obwodów podstawowych i uzupełniających systemów dostarczania energii elektrycznej, takich jak choćby zasilanie bezpieczeństwa. Nie można też zapominać o diodach lub lampkach emitujących wyraźnie widoczne światło w celu zasygnalizowania obecności napięcia na linii zasilającej, zerowania i uziemienia, co pozwala błyskawicznie zlokalizować usterkę.

Rozdzielnica powinna być również wyposażona w czytelny schemat połączeń, umieszczony w dobrze widocznym miejscu i zabezpieczony przed jego łatwym usunięciem np. wskutek nieumyślnego wytarcia.

Moduł pomiarowy

Nowoczesne rozdzielnice przemysłowe wyposaża się w elektroniczne urządzenia pomiarowe, które poprzez wyświetlacz ciekłokrystaliczny przekazują informacje o poborze energii, napięciu, mocy czynnej i biernej oraz częstotliwości, zapamiętują też wszelkie istotne zdarzenia oraz cyklicznie zapisują wyniki i poszczególne parametry – a wszystko po to, by umożliwić kontrolę ilości zużywanej energii i sprawdzenie, jakie zdarzenia miały miejsce (np. zaniki napięcia, otwarcie modułu z miernikiem, załączanie konkretnych obwodów itp.). Dzięki takiej kontroli mierniki pozwalają m.in. zoptymalizować koszty zużycia energii elektrycznej.

W dużym uogólnieniu można stwierdzić, że nowoczesne moduły pomiarowe nie powinny ograniczać się do pomiaru zużycia energii, ale winny umożliwiać pomiar wszystkich wartości elektrycznych i analogowych (np. temperatury) w celu weryfikacji poprawności działania urządzeń. Ważne jest też, by monitorowały sieć poprzez dobór odpowiednich sygnałów alarmowych, analizowały jakość energii dzięki dostarczaniu danych na temat wartości granicznych prądu, energii i napięcia, analizowały i dostarczały dane o przeciążeniach i przepięciach w sieci. Kolejne stawiane im zadania to przesyłanie informacji poprzez różne moduły oraz analiza i wizualizacja danych pomiarowych poprzez aplikacje współpracujące z najpopularniejszymi systemami operacyjnymi. Powinny też oferować kilka dodatkowych modułów wyjść i modułów komunikacyjnych.

Warto zdecydować się na rozdzielnicę, w której elektroniczny moduł pomiarowy ma własne awaryjne źródło energii – baterię, która powinna dać się wymienić bez konieczności demontowania plomby legalizacyjnej. Istotny jest też, zasilany tą baterią, zegar czasu rzeczywistego, który pozwala dokonywać rozliczeń w taryfach wielostrefowych. Ponadto nowoczesny miernik zamontowany w rozdzielnicy przemysłowej powinien być wyposażony w kilka systemów komunikacyjnych (np. złącze optyczne).

Gotowy produkt czy indywidualna konfiguracja

Klienci poszukujący solidnej i nowoczesnej rozdzielnicy stają przed jeszcze jednym dylematem. Mogą kupić produkt gotowy – jeden z wielu „uniwersalnych” modeli któregoś ze znanych i sprawdzonych producentów, w mniejszym lub większym stopniu dopasowany do ich wymagań i oczekiwań, nigdy jednak niespełniający ich w pełni. Mogą też zwrócić się do wykonawcy, który zmontuje rozdzielnicę zgodnie z dokładnymi wymaganiami klienta, wyposażając ją w potrzebne mu elementy, dzięki którym rozdzielnica zapewni doskonały rozdział energii w danych warunkach. Opcja pierwsza jest tańsza i często w zupełności wystarcza, zdarza się jednak, że warunki pracy urządzenia wymuszają zakup indywidualnie konfigurowanego sprzętu. Z pewnością jednak to, czego najbardziej potrzebują klienci, to właśnie możliwość wyboru między różnymi opcjami – by znaleźć najlepszą dla siebie.

KOMENTARZE

Łukasz Kozłowski, specjalista ds. produktu w firmie ETI Polam:

Budując rozdzielnicę, szczególną uwagę należy zwrócić na środowisko jej pracy, ponieważ bezpośrednio wiąże się to z dodatkowymi wymaganiami odporności na różne czynniki, np. korozję czy temperaturę. Bardzo często rozdzielnice przemysłowe muszą sprostać trudnym warunkom pracy, zachowując swoje właściwości w całym okresie użytkowania. Wyposażenie rozdzielnic przemysłowych nie zawsze znacząco się różni od tych używanych w klasycznym budownictwie, zazwyczaj jednak w przemysłowych znajduje się więcej wyspecjalizowanej aparatury sterowniczej. Powinny one zapewniać elastyczność konfiguracji oraz umożliwiać łatwe i szybkie serwisowanie zamontowanych wewnątrz urządzeń. Z pewnością większą uwagę należy poświęcić prawidłowej wentylacji, wymaganiom dotyczącym szczelności oraz klasie ochronności obudowy. W przemyśle bardzo często zachodzi potrzeba szczegółowej analizy i weryfikacji parametrów sieci zasilającej. Wyspecjalizowane analizatory są tu już powszechnie stosowane od wielu lat. Analizuje się nie tylko napięcia i prąd, ale też pobór mocy biernej czy zawartość zakłóceń harmonicznych. Coraz częściej stosuje się zdalny pomiar parametrów przy użyciu sieci bezprzewodowych, dzięki którym możliwe jest również sterowanie całymi procesami technologicznymi.

Maciej Szyper, product manager w firmie ZPAS:

Nowoczesne rozdzielnice przemysłowe wykonane są z różnego rodzaju obudów. Na przykład firma ZPAS ma w swojej ofercie szafy chroniące zainstalowany w nich sprzęt, ale też zapewniające bezpieczeństwo osób obsługujących rozdzielnice. Bardzo ważnym parametrem obudów, na podstawie którego określa się ochronę przed dotykiem, stopniem zapylenia oraz dostępem wody, jest stopień ochrony IP. W naszej ofercie klienci mogą znaleźć rozwiązania od IP20 do IP66. Norma PN-EN 62208 dotycząca obudów reguluje także kwestię ochrony przed porażeniem. W firmie dbamy o to, żeby każdy element obudowy rozdzielnicy był odpowiednio uziemiony, co pozwala nam dostarczać w pełni bezpieczne produkty.

Adam Roguski, menadżer ds. kluczowych klientów w firmie ZPUE:

Wymagania, jakie stawia dzisiejszy rynek wobec producentów urządzeń do rozdziału energii, daleko wykraczają poza oczekiwania sprzed dekady, a tworzenie modelu na wzór Predictive Maintenance, szeroko propagowanego w obszarach przemysłowych, staje się normą. Coraz bardziej zaawansowane procesy technologiczne zależne od dostaw energii wymagają jeszcze większej niezawodności, modułowej budowy oraz zachowania maksymalnego poziomu bezpieczeństwa obsługi. Kierując się lekarską maksymą „lepiej zapobiegać niż leczyć”, z sukcesem wdrażamy zarządzanie rozdzielnicami przez detekcję obszarów zagrożonych awarią oraz analizę potencjalnych zagrożeń. Dziś należy współtworzyć systemy zasilania – a to coś znacznie więcej niż tylko produkcja. Dlatego w ZPUE konsekwentnie zmieniamy konstrukcję pytań z „czy można coś zrobić?” na „w jaki sposób to zrobić?”. Wyznajemy zasadę, że ograniczenia istnieją wyłącznie w naszych głowach. Przełamujemy standardy, odchodzimy od schematów, pracujemy nad nowatorskimi rozwiązaniami. Dziś należy implementować innowacyjne rozwiązania daleko wykraczające poza kanony klasycznego rozdziału energii. Dzięki temu nasi klienci czują się bezpiecznie, mają kontrolę nad procesem, mogą odpowiednio wcześnie reagować na awarie i zapobiegać ich niepożądanym skutkom.