Fot 1. *Pierwszy system instalacyjny, bazujący na szynoprzewodach wdrożono w 1930 r. w Stanach Zjednoczonych. Szynoprzewody były odpowiedzią na konieczność rozbudowy i dostosowania instalacji elektrycznych w kontekście gwałtownego rozwoju technologii budowlanych. W latach 50. szynoprzewody były już stosowane w Japonii i Europie.
Od nowoczesnych rozwiązań stosowanych w budownictwie oczekuje się uniwersalności. Weźmy za przykład obiekty handlowe – od sieci zasilającej wymagana jest tu nie tylko skuteczność i bezawaryjność, ale również estetyka i możliwość łatwej rekonfiguracji – zmieniający się najemcy sklepów mogą przecież mieć różne wymagania dotyczące zasilania prądem.
Szynoprzewody pozwalają na zasilanie zarówno urządzeń jedno-, jak i trójfazowych. Przede wszystkim jednak umożliwiają zasilanie wielu odbiorów przy użyciu jednej linii. Zabezpieczenia poszczególnych odbiorów montowane są bezpośrednio na szynoprzewodzie, instalacja z szynoprzewodami nie będzie więc wymagała dużej ilości kabli. System elektryczny bazujący na tradycyjnych przewodach potrzebuje odpowiednich promieni gięcia oraz właściwego rozstawienia kabli. Efektem jest duże „zapotrzebowanie na przestrzeń” – instalacje szynoprzewodowe pozbawione są tej wady. Poza tym, ze względu na tylko jedno przyłącze odpływowe, rozdzielnice niskiego napięcia w takich instalacjach mają mniejsze rozmiary.
Fot. 2. System szynoprzewodów rozdzielczych MS firmy Legrand do dystrybucji energii i zasilania odbiorników średniej mocy (od 63 A do 160 A). Główne cechy: szybkość, łatwość, elastyczność zarówno na etapie projektowania, jak i montażu instalacji, wyjątkowa wytrzymałość mechaniczna, łatwy dostęp do skrzynek odpływowych z miejscem na umieszczenie do 16 modułów DIN, gniazda odpływowe co 1 m po obydwu stronach szynoprzewodu (3+3 wyjścia co 3 m) przeznaczone do podłączenia skrzynek odpływowych.Systemy szynoprzewodowe składają się z prefabrykowanych elementów modułowych. Dzięki temu można je łatwo rozbudować i dostosować do zmiany miejsca ustawienia urządzeń. Montaż szynoprzewodów zajmuje również mniej czasu w porównaniu z modyfikacją czy montażem instalacji tradycyjnej.
Najprostsze modele szynoprzewodów składają się z miedzianych (najczęściej) przewodów w zamkniętej obudowie, która wykonana jest z blachy ocynkowanej lub aluminium. Obudowa to zarówno nośny element konstrukcyjny, jak i ekran elektryczny. Izolację stanowi samogasnące tworzywo sztuczne. Dzięki takiej budowie instalacja jest sztywna, wytrzymała i niemal niepalna. Na podkreślenie zasługuje odpowiednia konstrukcja i dobór materiałów szynoprzewodów, umożliwiająca przepływ prądu w warunkach pożarowych przez 90 minut. Stąd też instalacje tego typu mogą być alternatywą dla przeciwpożarowych systemów kablowych. Poziom bezpieczeństwa można podnieść stosując wewnętrzne bariery ogniowe.
Fot. 3. Systemy szynoprzewodowe składają się z prefabrykowanych elementów modułowych. Dzięki temu można je łatwo rozbudować i dostosować do zmiany miejsca ustawienia odbiorników energii.Na szynie umieszczone są gniazda, w które można wkładać wtyczki oraz podłączać skrzynki odpływowe. Gniazda zabezpieczane są w sposób zapewniający stopień ochrony od IP40 do IP55 (uzależnione jest to od modelu szynoprzewodu, czy też potrzeb użytkowników). Dzięki zastosowaniu systemu specjalnych złączy szynoprzewody można łączyć w sposób prosty i szybki. Bardzo ułatwia to zarówno budowę instalacji elektrycznej, jak i jej modyfikacje. Ciągłość ekranu zapewniona jest dzięki specjalnej śrubie łącznikowej. Ich zasilanie również podłączane jest za pomocą szybkozłączek. Kabel zasilający zabezpieczany jest specjalną obejmą, która chroni go przed wyrwaniem. Z kolei końce szynoprzewodów zabezpieczone są specjalnymi pokrywami.
Fot. 4. Szynoprzewody klasyfikuje się uwzględniając obciążalność prądową. Na rynku dostępne są modele przeznaczone do zasilania oświetlenia, odbiorników małej, średniej oraz dużej mocy lub przesyłania energii na większe odległości.Dostępne na rynku szynoprzewody można sklasyfikować uwzględniając obciążalność prądową, dlatego wyróżnia się modele przeznaczone do zasilania oświetlenia, odbiorników małej, średniej oraz dużej mocy lub przesyłania energii na większe odległości.
Wersje o najmniejszym natężeniu przepływu prądu pozwalają na maksymalną obciążalność wynoszącą 25, 40 i 63 A. Ich przewodniki wykonane są z miedzi elektrolitycznej. W standardowych modelach szynoprzewodów nie przewiduje się wytrzymałości na działanie niekorzystnych czynników zewnętrznych, jednak dostępne są również modele o podwyższonym stopniu ochrony wynoszącym IP55. Modele przeznaczone do zasilania odbiorników małej mocy są w stanie dostarczać energię elektryczną zarówno do odbiorników jedno-, jak i trójfazowych, służą również do zasilania oświetlenia.
Z myślą o zasilaniu odbiorników małej mocy stworzono także szynoprzewody o prądach znamionowych 63, 80, 100 oraz 125 A. W niektórych modelach zastosowano obudowę wykonaną z profili aluminiowych i elementów poliestrowych. Szynoprzewody, dzięki którym możliwy jest przepływ prądu o wartościach znamionowych wynoszących 125, 160, 250, 400, 630 i 800 A, stosowane są przy zasilaniu odbiorników o średnim zapotrzebowaniu na moc.
Szynoprzewody zasilające odbiorniki o dużej mocy mogą być zasilane prądem o wartościach znamionowych sięgających 6300 A. Szyny tego typu dobrze stosowane są również przy przesyłaniu energii elektrycznej na duże odległości. W zależności od modelu oferowane są wersje z przewodnikami aluminiowymi lub wykonanymi z miedzi. Przewodniki aluminiowe pokryte są warstwą cyny, dzięki czemu możliwe jest bezpośrednie połączenie zacisków miedzianych. Ich zaletą jest między innymi dobre odprowadzanie ciepła do otoczenia.
Fot. 5. System szynoprzewodów oświetleniowych i rozdzielczych LB Plus firmy Legrand dla prądów od 25 do 63 A. Sztywna obudowa ze stali galwanizowanej. Przewody izolowane samogasnącym tworzywem sztucznym. Wersje 6- i 8-przewodnikowe z mechaniczną separacją przewodników wewnątrz szynoprzewodu. Uchylne pokrywy gniazd, szczelnie osłaniające gniazda odpływowe. Wtyczki 10 A, 16 A i 32 A w różnych kolorach ułatwiających identyfikację faz, wyposażone w styki sprężynowe. Stopień ochrony szynoprzewodu: IP 55.Producenci oferują również szynoprzewody wykonane w technologii „sandwich”, o niewielkich wartościach impedancji zapewniających małe straty w przesyle prądu na znaczne odległości.
Szynoprzewody do zasilania odbiorników o dużej mocy, dostępne są w konfiguracjach 2-, 3-, 4-, 5- i 6-przewodnikowych, w wersjach z gniazdami i bez gniazd odpływowych. Producenci oferują również obszerną ofertę w zakresie skrzynek odpływowych, wyłączników oraz aparatury modułowej.
Pisząc o elastyczności szynoprzewodów nie miałem na myśli ich „giętkości” (wręcz przeciwnie, ich obudowy są sztywne, przez co wytrzymałe). Elastyczność w tym przypadku oznacza łatwość dostosowania tego rozwiązania do wymaganych warunków. Jest to możliwe dzięki całej gamie akcesoriów.
Cecha ta ujawnia się już przy montażu systemu. Zasilanie instalacji odbywa się za pośrednictwem specjalnych głowic zasilających. Do omijania puszek lub zmiany kierunku przebiegu szynoprzewodów o kąt inny niż prosty służą łączniki elastyczne wyposażone w szybkozłączki. Możliwe jest oczywiście rozgałęzianie instalacji – służą do tego specjalne moduły o charakterze trójnikowym. Przy montażu niezbędne są również pokrywy końcowe, osłony na łączenia czy uchwyty mocujące.
Fot. 6. Ilość odbiorników i ich rozmieszczenie to podstawowe założenia przy doborze poszczególnych elementów szynoprzewodów. Ma to wpływ na typ systemu uzależniony od maksymalnej obciążalności prądowej.Dodatkową ochronę zapewniają zakryte kanały kablowe umieszczane na obudowie szynoprzewodu, montowane na dystansach i uchwytach. Nie zmienia to faktu, że w razie potrzeby możemy użyć systemu o podwyższonym stopniu IP. Tym sposobem uzyskamy odporność na działanie wilgoci, słońca czy też substancji agresywnych. W urządzeniach tego typu istotną rolę odgrywa specjalna konstrukcja izolacji, bazująca na żywicy epoksydowej. Zapewnia ona również ochronę przed promieniami UV.
System szynoprzewodów można wyposażyć w aparaturę modułową – skrzynki odpływowe oraz wtyczki 4- i 6 polowe. Ciekawym i bezpiecznym rozwiązaniem są np. skrzynki odpływowe z systemem izolacji, który zintegrowany jest z pokrywą – otwarcie pokrywy w sposób automatyczny odcina w nich dopływ prądu do wewnętrznych elementów skrzynki.
Fot. 7. System szynoprzewodów rozdzielczych MR firmy Legrand do stosowania w instalacjach średnich i dużych mocy (od 160 do 1000 A). Dostępne wykonania: od 160 do 1000 A z przewodami ze stopów aluminium i od 250 do 1000 A z przewodami wykonanymi z miedzi elektrolitycznej 99,9%. Liczba przewodników: 4 w każdej sekcji (3L + N, obudowa jako przewód ochronny PE) oraz w wersji MRfull 5 przewodów: 3L + N + PE w każdej sekcji. Gniazda odpływowe po obu stronach magistrali rozstawione co 1 m (3 + 3 gniazda na elemencie o długości 3 m) przeznaczone do podłączenia skrzynek odpływowych od 16 do 1000 A, wewnątrz których możliwe jest umieszczenie elementów zabezpieczających, takich jak bezpieczniki czy aparatura modułowa.Dobór poszczególnych elementów szynoprzewodów powinien uwzględniać ilość odbiorników, które będą do nich przyłączone oraz ich rozmieszczenie. Przełoży się to przede wszystkim na typ systemu, uzależniony od maksymalnej obciążalności prądowej. Poza tym położenie i liczba urządzeń determinują ilość i miejsce montowania gniazd. Ważne jest również optymalne zaprojektowanie przebiegu trasy szynoprzewodów. Ustalając ją należy stosować możliwie największą ilość długich elementów prostych. Zminimalizowanie liczby „zakrętów” obniża koszt instalacji i poprawia jej sprawność (każde łączenie to straty energii). Elementy krótkie powinny być używane jedynie do dopasowania przebiegu trasy do wymiarów pomieszczenia. Zmieniając kierunek biegu przewodów, w przypadku obejść przeszkód poziomych lub pionowych, stosuje się łączniki kątowe. Odgrywają one istotną rolę również w przypadku konieczności zmiany wysokości zawieszenia ciągu szynowego. Podczas projektowania instalacji należy pamiętać, że najdłuższy odcinek ułożony pionowo do elementów kątowych, nie powinien przekraczać 3 m.