Wiele osób po zakupie mieszkania z rynku wtórnego bądź po odziedziczeniu mieszkania po rodzicach czy dziadkach decyduje się na wyremontowanie go. Jednym z elementów remontu może być wymiana instalacji elektrycznej. Możemy wymienić przewody, rozdzielnicę, a w razie potrzeby również kabel zasilający od pionu na klatce schodowej czyli tzw. WLZ. Tak przynajmniej planujemy zrobić. Ale czasem sytuacja wygląda inaczej niż zakładaliśmy. Granica naszej instalacji często znajduje się w miejscu, w którym nowa instalacja mieszkania, którą planujemy zrobić, spotyka się z rozwiązaniami wykonanymi kilkadziesiąt lat temu i trzeba to jakoś ze sobą powiązać. To rodzi wiele pytań i wątpliwości.

Typowy przykład. Do mieszkania dochodzi zasilanie dwużyłowe, np. 2×4 mm². W mieszkaniu chcemy natomiast wykonać nową instalację trzyżyłową, z osobną żyłą ochronną i neutralną, zastosować wyłączniki różnicowoprądowe (RCD) i stopniowo wymieniać kolejne obwody w mieszkaniu.

I tu zaczynają się pierwsze problemy.

 

Zasilanie 2×4 mm² – czy ten przewód 4 mm² jest PEN-em?

Zanim zaczniesz modernizację: nie zakładaj wyłącznie na podstawie liczby żył i kolorów przewodów, że wiesz, z jakim układem sieci masz do czynienia. Należy ustalić sposób zasilania budynku, przebieg WLZ, funkcję poszczególnych przewodów oraz wykonać niezbędne pomiary istniejącej instalacji.

W instalacjach TN-C funkcje przewodu neutralnego i ochronnego są realizowane przez jeden przewód PEN. Problem pojawia się, gdy spojrzymy na wymagania dotyczące jego przekroju. PN-HD 60364-5-54 w punkcie 543.4.1 wskazuje, że przewód PEN w instalacji ułożonej na stałe powinien, ze względów mechanicznych, mieć przekrój co najmniej 10 mm² Cu lub 16 mm² Al. Tymczasem w starszych budynkach bez problemu spotkamy mieszkania zasilane przewodem 2×4 mm², a czasami jeszcze mniejszym.

Powstaje więc interesująca sytuacja. Jedna z żył faktycznie pełni jednocześnie funkcję roboczą i ochronną, ale jej przekrój nie spełnia obecnych wymagań stawianych przewodowi PEN. Nie oznacza to jednak, że podczas remontu mieszkania, widząc 4 mm² możemy od razu powiedzieć właścicielowi: „najpierw trzeba wymienić WLZ”. Oczywiście dobrze byłoby to zrobić, ale nie zawsze jest to możliwe w danym momencie. WLZ i piony są najczęściej częścią instalacji administracyjnej budynku. Właściciel jednego lokalu nie może samodzielnie przebudować całego pionu na własną rękę, a zarządca lub spółdzielnia mogą nie planować jego modernizacji przez kolejnych kilka czy nawet kilkanaście lat.

Pozostaje więc pytanie: co możemy zrobić w samym mieszkaniu?

Czy wykonujemy remont mieszkania pozostawiając instalację dwużyłową?

Gdybyśmy projektowali zupełnie nową instalację, odpowiedź byłaby prosta – nie projektujemy przewodu PEN 4 mm², gdyż jest to niezgodne z normami. Modernizacja starego mieszkania jest jednak sytuacją zastaną. Możemy pozostawić instalację dwużyłową i utrzymać stare rozwiązanie albo od określonego punktu rozdzielić funkcję ochronną i neutralną, a nową część instalacji wykonać już z oddzielnymi PE i N zgodnie z obowiązującymi przepisami i zapisami Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (zwanych dalej: Warunkami Technicznymi).

To drugie rozwiązanie daje bardzo istotną korzyść: po rozdzieleniu funkcji możemy w nowych obwodach zastosować wyłączniki różnicowoprądowe i tym samym znacznie zwiększyć bezpieczeństwo użytkowników instalacji.

 

PN-HD 60364-4-41 w punkcie 411.4.5 wskazuje, że RCD nie powinno być stosowane w układzie TN-C, ale każdy układ TN-C możemy przebudować na TN-C-S rozdzielając przewód ochronno neutralny na osobny PE i N. Jeżeli RCD pracuje w części TN-C-S, przewód PEN nie może być używany za RCD, a połączenie przewodu PE z obwodów instalacji z PEN w rozdzielnicy musi znajdować się przed RCD.

Nie możemy więc zamontować RCD przed dwużyłowym obwodem TN-C. Możemy natomiast rozdzielić funkcje ochronną i neutralną przed RCD, nawet jeśli zasilanie jest wykonane przewodem 2×4 mm2, a dalej w instalacji w mieszkaniu prowadzić oddzielne PE i N.

Co równie ważne, po takim rozdzieleniu nie wolno ponownie łączyć N z PE. Wynika to również z zapisu w punkcie 543.4.3 normy PN-HD 60364-5-54.

Trzeba jednak jasno powiedzieć: taki zabieg nie sprawia, że wcześniejszy odcinek 4 mm² nagle zaczyna spełniać aktualne wymagania dla PEN. Słaby punkt instalacji przed miejscem rozdzielenia nadal pozostaje znaczącym problemem i nie można o nim zapominać. Nawet gdy wymienimy instalację na nową, pozostawiając stare zasilanie, wskazane są częstsze kontrole niż zaleca ustawa prawo budowlane.

Mamy więc kompromis pomiędzy stanem istniejącym, a możliwością zwiększenia bezpieczeństwa modernizowanej części instalacji.

 

A może dodatkowo „uziemić” punkt podziału?

Tutaj pojawia się jeden z najbardziej kontrowersyjnych tematów wielokrotnie poruszany na forach czy grupach dyskusyjnych.

„Punkt podziału PEN trzeba uziemić!”.

Problem w tym, że w mieszkaniu na czwartym czy ósmym piętrze nie mamy uziomu pod rozdzielnicą. Zanim zaczniemy zastanawiać się, jak uziemić instalację w mieszkaniu na ósmym piętrze, wyjaśnijmy jedną rzecz: termin uziom to nie żółto-zielony przewód biegnący do rozdzielnicy. Uziomem jest element przewodzący znajdujący się w ziemi i mający z nią kontakt elektryczny, a przewód uziemiający jedynie łączy uziom w ziemi z instalacją w budynku. Skoro jesteśmy na 8 piętrze bloku, to do ziemi mamy dość daleko. Przychodzą więc do głowy pomysły na podłączenie do rur, grzejników albo innych przypadkowych części przewodzących instalacji obcych. Takich rozwiązań oczywiście nie należy traktować jako sposobu wykonania przewodu ochronnego. Jest to wręcz niedopuszczalne, aby elementy przewodzące instalacji obcych traktować jako przewody ochronne. PN-HD 60364-5-54 w punkcie 543.2.3 określa części metalowe, których nie dopuszcza się do stosowania jako przewodów ochronnych lub ochronnych przewodów wyrównawczych. To, że metalowa rura z wodą czy gazem może być objęta połączeniami wyrównawczymi, nie oznacza, że wolno wykorzystać taką rurę jako dodatkowe połączenie PE albo jako sposób „uziemienia” rozdzielnicy.

Można jednak spotkać rozwiązanie na pozór wyglądające znacznie bardziej profesjonalnie: elektryk prowadzi z rozdzielnicy mieszkania np. przewód LgY 16 mm² przez szacht elektryczny, gazowy, kanalizacyjny, wykorzystując jakieś szczeliny w konstrukcji lub zupełnie inną drogą, bo nie zawsze jest dostęp do jakiegokolwiek szachtu, a w skrajnych przypadkach nawet po zewnętrznej ścianie budynku i łączy punkt podziału PEN w mieszkaniu z główną szyną uziemiającą lub uziomem obiektu. Na pierwszy rzut oka brzmi rozsądnie. Mamy przecież dodatkową ochronę, ale czy na pewno?

 

Co się stanie, gdy PEN w pionie zasilającym zostanie przerwany na poziomie parteru?

Wyobraźmy sobie kilkupiętrowy budynek z pionem pracującym w układzie TN-C. Nasze mieszkanie znajduje się na trzecim piętrze. Z pionu do rozdzielnicy mieszkania dochodzi zasilanie 2×4 mm². Przewód ochronno-neutralny 4 mm² rozdzieliliśmy w rozdzielnicy, a dodatkowo punkt ten połączyliśmy przewodem LgY 16 mm² z GSU budynku, wrzucając ten przewód do szachtu lub prowadząc inną drogą na parter lub do piwnicy, gdzie mamy naszą główną szynę uziemiającą.

Teraz PEN pionu zostaje przerwany poniżej naszego mieszkania, np. pomiędzy parterem, a I piętrem.

Mieszkania znajdujące się powyżej miejsca uszkodzenia nie tracą wzajemnego połączenia z PEN – ich przewody nadal są połączone fragmentem pionu znajdującym się nad przerwą. Jednocześnie ten fragment pionu jest połączony z naszym mieszkaniem, a nasz punkt rozdzielenia został właśnie połączony grubym przewodem z instalacją uziemiającą i wyrównawczą budynku, która z kolei łączy się z PEN poniżej punktu uszkodzenia.

W zależności od topologii całej instalacji i istniejących połączeń tworzymy więc alternatywną drogę dla prądów roboczych mieszkań znajdujących się powyżej uszkodzenia. Co gorsza, fragment tej drogi może stanowić właśnie przewód 4 mm² pomiędzy pionem a rozdzielnicą naszego mieszkania.

 

W normalnych warunkach przewód 4 mm² był obciążony prądem wynikającym z odbiorników zainstalowanych tylko w naszym mieszkaniu. Po awarii ta cieniutka żyła może uczestniczyć w przewodzeniu prądów związanych również z odbiornikami innych mieszkań w budynku.

Co istotne, taki wzrost prądu na tej żyle nie spowoduje zadziałania żadnego zabezpieczenia nadprądowego. Prąd płynie bowiem żyłą pełniącą funkcję ochronno-neutralną, a na jej drodze nie stosuje się bezpiecznika ani wyłącznika nadprądowego, który odłączyłby ją po przekroczeniu dopuszczalnego obciążenia. W efekcie przewód 4 mm² może zostać znacznie przeciążony i nadmiernie się nagrzewać, mimo że zabezpieczenia poszczególnych mieszkań nie wykryją sytuacji wymagającej wyłączenia. Dodatkowo możemy nie zauważyć takiej usterki przez długi czas, a nagle 

Podsumowując, bezmyślnie dokładając „uziemienie punktu podziału” w mieszkaniu, możemy zmienić rozpływ prądów w całej instalacji budynku w przypadku awarii instalacji i w skrajnych przypadkach doprowadzić do pożaru.

Połączenie punktu rozdzielenia przewodem 16 mm² bezpośrednio z GSU budynku może – zależnie od topologii instalacji – stworzyć równoległą metaliczną drogę dla części prądów roboczych. W określonych konfiguracjach część prądu PEN może więc płynąć tą drogą również bez wystąpienia przerwy PEN w pionie.

Dlatego zamiast zasady:

„punkt podziału PEN zawsze trzeba dodatkowo uziemić”

lepiej przyjąć zasadę:

przed wykonaniem takiego połączenia trzeba przeanalizować układ zasilania całego budynku i skutki uszkodzenia PEN w różnych miejscach.

Jest to szczególnie ważne wtedy, gdy samo mieszkanie jest zasilane przewodem, który nie spełnia dzisiejszego wymagania minimalnego przekroju PEN.

 

RCD w mieszkaniu z instalacją mieszaną

Kolejny częsty przypadek wygląda tak:

kuchnia – nowa instalacja trzyżyłowa,

łazienka – nowa instalacja trzyżyłowa,

salon i sypialnia – stara instalacja dwużyłowa.

 

Nowe obwody projektujemy już z oddzielnymi PE i N i możemy objąć je ochroną RCD. Stare obwody pozostają wyraźnie wydzielone do czasu ich modernizacji. Szczególnej uwagi wymagają przewody neutralne. Za RCD przewód N nie może zostać ponownie połączony z PE/PEN. Problemem mogą być więc stare puszki, wspólne przewody neutralne kilku obwodów czy popularne do dzisiaj „pożyczanie zera” z sąsiedniego obwodu.

Dlatego samo zamontowanie nowej rozdzielnicy z kilkoma RCD nie wystarczy. Najpierw trzeba wiedzieć, jak naprawdę wykonana jest istniejąca instalacja. Właściciele mieszkań często nie wymieniają całej instalacji podczas jednego remontu. W jednym roku remontowana jest kuchnia, później łazienka, a pokoje mogą czekać jeszcze kilka kolejnych lat. W takim przypadku nową rozdzielnicę warto od początku zaprojektować pod stan docelowy, a nie tylko pierwszy etap remontu.

Powinniśmy przewidzieć miejsce na zabezpieczenia kolejnych obwodów, właściwy układ szyn PE i N oraz RCD lub RCBO. Stare i nowe obwody powinny być jednoznacznie zidentyfikowane. Granica pomiędzy instalacją starą i nową musi być czytelna. Elektryk, który otworzy rozdzielnicę za kilka lat musi wiedzieć od razu gdzie są stare obwody, a gdzie nowe i jak jest to wszystko podzielone.

Nie należy tworzyć hybryd, w których nowy PE gdzieś w puszce spotyka się ze starym przewodem pełniącym funkcję ochronno-neutralną, a następnie wszystko ponownie rozdziela się w innym miejscu.

Norma PN-HD 60364-6 obejmuje sprawdzeniem odbiorczym również uzupełnienia i zmiany istniejących instalacji. Po wykonaniu kolejnego etapu modernizacji potrzebne są więc oględziny, próby i odpowiednie pomiary. Oczywiście przy modernizacji musimy pomierzyć nową część instalacji, ale jeśli nasze prace wpływają na wyniki pomiarów starej części instalacji, to pomiar powinien objąć całe mieszkanie. W szczególności gdy wymieniamy rozdzielnicę, gdyż bardzo często rolę zabezpieczeń dla starych pozostawionych obwodów przejmują już wyłączniki nadprądowe w miejsce wkładek topikowych, które były wcześniej. Mają one inne charakterystyki zadziałania, więc stare obwody wymagają również pomiaru powykonawczego.

 

Co jeszcze może nas zaskoczyć w starej instalacji?

Przed rozpoczęciem częściowej modernizacji warto zwrócić uwagę na kilka rzeczy.

Pierwszą jest aluminium. Jeżeli istniejąca instalacja jest aluminiowa, a nowe obwody wykonujemy miedzią, trzeba zwrócić uwagę na miejsca połączeń obu materiałów oraz zastosować rozwiązania przeznaczone do takich połączeń, jak chociażby specjalne pasty stykowe, którymi pokrywamy połączenia.

Drugim problemem jest zerowanie gniazd, czyli połączenie styku ochronnego w gnieździe z przewodem pełniącym funkcję ochronno-neutralną, a następnie wykonanie mostka na zacisk N gniazda.

 

Przy modernizacji etapowej trzeba dokładnie ustalić, które obwody pozostają w stanie zastanym, a które pracują już z oddzielnymi przewodami PE i N. Szczególnej uwagi wymagają stare obwody dwużyłowe, w których gniazda nie były wcześniej zerowane. Wykonując modernizację, nie powinniśmy „poprawiać” takiego obwodu przez wykonanie nowego mostka pomiędzy stykiem ochronnym gniazda a zaciskiem neutralnym, ponieważ oznaczałoby to wykonanie nowego rozwiązania według zasad, których obecnie już się nie stosuje. Stan taki należy odnotować w protokole, wskazując, że do czasu modernizacji obwodu mogą być z niego zasilane wyłącznie odbiorniki niewymagające przewodu ochronnego, np. urządzenia w II klasie ochronności czyli nieposiadające styku ochronnego. Nie powinno się przy tym pozostawiać gniazda wyposażonego w styk ochronny, który w rzeczywistości nie jest do niczego podłączony – takie gniazdo należy zastąpić odpowiednim gniazdem bez styku ochronnego. Sam fakt obecności „bolca” może bowiem sugerować użytkownikowi, że ochrona przeciwporażeniowa jest zapewniona, choć w rzeczywistości tak nie jest.

Trzeci problem to wspólne lub pożyczone przewody neutralne. Instalacja może działać w ten sposób przez kilkadziesiąt lat, a problem ujawni się dopiero po zamontowaniu RCD.

I wreszcie – impedancja pętli zwarcia. To, że w starej tablicy znajdowała się wkładka 16 A, nie oznacza automatycznie, że możemy zastąpić ją wyłącznikiem B16 i uznać ochronę za prawidłową. Warunek samoczynnego wyłączenia trzeba zweryfikować pomiarami.

 

Skoro w mieszkaniu nie masz „uziemienia” to SPD jest bez sensu?

Kolejnym częstym nieporozumieniem jest rezygnacja z ogranicznika przepięć (SPD) tylko dlatego, że do mieszkania nie doprowadzono osobnego przewodu uziemiającego. Należy wyjaśnić, że SPD nie musi mieć „własnego uziomu” znajdującego się przy rozdzielnicy mieszkania. Sposób jego przyłączenia zależy przede wszystkim od układu sieci i miejsca zastosowania urządzenia. W instalacji zasilanej w układzie TN ochronę przeciwprzepięciową można realizować również wtedy, gdy do rozdzielnicy dochodzą przewody L i PEN, a nie osobny przewód biegnący bezpośrednio do uziomu.

Oczywiście stan starej instalacji, niewielkie przekroje przewodów zasilających, długość połączeń czy sposób wykonania instalacji budynku mogą ograniczać skuteczność ochrony i powodować, że nie osiągniemy tak dobrych parametrów jak w prawidłowo zaprojektowanej, nowej instalacji. Nie oznacza to jednak, że należy całkowicie rezygnować z SPD. Prawidłowo dobrany i podłączony ogranicznik nadal może ograniczyć wartość przepięcia docierającego do urządzeń i tym samym zmniejszyć ryzyko ich uszkodzenia. Brak idealnych warunków do wykonania ochrony przeciwprzepięciowej nie powinien być automatycznie argumentem za rezygnacją z takiej ochrony.

W praktyce, przy modernizacji samego mieszkania, najczęściej rozsądnym rozwiązaniem będzie zastosowanie SPD typu 2 (T2). Ogranicznik typu 1 (T1) jest przeznaczony do odprowadzania części prądu piorunowego i jego skuteczne zastosowanie wymaga odpowiednio zaprojektowanego układu ochrony, właściwych przekrojów i możliwie krótkich połączeń oraz odpowiedniej koordynacji z instalacją uziemiającą i główną szyną uziemiającą budynku. W mieszkaniu nie jesteśmy w stanie osiągnąć takich warunków. Próba „dołożenia na siłę” T1 wyłącznie w rozdzielnicy mieszkania, nie zastąpi prawidłowo wykonanej ochrony na poziomie całego budynku. T2 może natomiast ograniczać przepięcia docierające do instalacji mieszkania, dlatego brak warunków do prawidłowego zastosowania T1 nie powinien być argumentem za całkowitą rezygnacją z ochrony przeciwprzepięciowej.

  

Ciężko o kompromis

Najlepszym rozwiązaniem oczywiście byłaby kompleksowa modernizacja instalacji budynku i doprowadzenie do mieszkania zasilania odpowiadającego aktualnym wymaganiom oraz wykonanie odpowiedniej ochrony przeciwprzepięciowej na poziomie samego budynku jak i konkretnego mieszkania. W praktyce elektryk remontujący pojedyncze mieszkanie na 8. piętrze często nie ma takiej możliwości, gdyż wiązałoby się to np. z wykuciem bruzdy na klatce schodowej, na co może nie wyrazić zgody administrator budynku.

Pozostawienie całego mieszkania w instalacji dwużyłowej tylko dlatego, że przewód dochodzący z pionu ma mniejszy przekrój niż obecnie wymagany, byłoby nierozsądne, gdyż uniemożliwia wykorzystanie wszystkich środków ochrony dostępnych dla prawidłowo wykonanej instalacji trzyżyłowej, a tym samym poprawienia bezpieczeństwa użytkowników. Rozdzielenie funkcji ochronnej i neutralnej pozwala wykonać nową część instalacji z oddzielnymi PE i N oraz zastosować RCD. Trzeba jednak pamiętać, że takie rozwiązanie nie likwiduje problemów znajdujących się przed punktem podziału.

Wykonując modernizacje starych instalacji, w szczególności w budynkach wielorodzinnych, trzeba spojrzeć szerzej niż na samą rozdzielnicę mieszkania. Każde dodatkowe połączenie może zmienić drogę przepływu prądu – również podczas awarii w instalacji, która fizycznie znajduje się poza remontowanym lokalem.

Dlatego w starej instalacji najważniejsze nie jest bezmyślne odtwarzanie schematu, który stosujemy dla każdego remontowanego mieszkania od lat, ale ustalenie faktów dotyczących instalacji w całym budynku, czyli układu sieci, sposobu wykonania WLZ, stanu istniejących przewodów w częściach administracyjnych i konsekwencji planowanych zmian.

Dopiero wtedy możemy odpowiedzieć na pytanie, co w konkretnym mieszkaniu rzeczywiście zwiększy bezpieczeństwo.