Poszczególne elementy szyn zbiorczych zapewniają dystrybucję energii elektrycznej w rozdzielnicach i szafach sterowniczych. Rozwiązania tego typu stanowią alternatywę dla kabli i przewodów.

W praktyce zastosowanie zazwyczaj znajdują szyny zbiorcze z rozstawem wynoszącym 60, 100 oraz 185 mm, przy grubości 5 i 10 mm oraz szerokości mieszczącej się pomiędzy 20 a 100 mm. Materiał wykonania stanowi miedź lub aluminium powlekane warstwą miedzi. Na typowy system składają się również odpowiednie aparaty i elementy techniki łączeniowej.

Systemy szynowe

Za podstawę niemal każdego systemu szyn zbiorczych można uznać szyny zbiorcze miedziane lub aluminiowe z płaszczem miedzianym. Kluczowe miejsce zajmują odpowiednie uchwyty, w tym, z możliwością zabudowy. Za pomocą specjalnych elementów jest możliwe bezotworowe łączenie szyn zbiorczych. Niejednokrotnie zastosowanie znajduje całościowe zakrycie szyn zbiorczych. Nakrętki samomocujące z wieńcem radełkowych przeznaczone są do otworów w szynach. Ważne są izolatory wsporcze pozwalające na realizowanie systemów z dowolnymi odstępami między osiami. Odpowiednie elementy dystansowe odpowiadają za dystansowanie wsporników. Przydatne rozwiązanie stanowią elementy do wsporników pozwalające na adaptację różnych wymiarów szyn. Należy podkreślić, że systemy szynowe nie muszą bazować na szynach płaskich bowiem na rynku oferowane są również szyny o przekroju dwuteownika.

Mocowanie szyn

System mocowania zazwyczaj bazuje na specjalnych nośnikach. Odpowiednie mocowanie jest dobierane w zależności od ilości zastosowanych szyn a wbudowany element dystansujący umożliwia dostosowanie szerokości szyn. Dzięki zewnętrznej górnej krawędzi mocowanie nie zmienia położenia. Jeżeli trzeba zniwelować różnice grubości szyn to pod nośnikiem wpinany jest odpowiedni element wyrównujący. Całkowitą ochronę przed przypadkowym dotknięciem zapewniają z kolei boczne osłony.

Komponenty bezpiecznikowe

W zakresie komponentów bezpiecznikowych niejednokrotnie zastosowanie znajdują podstawy bezpiecznikowe. Przydatne rozwiązanie stanowią modele podstaw bezpiecznikowych ze zintegrowanym sygnalizatorem migającym i wskaźnikiem stanu. Nie mniej ważna jest pokrywa zabezpieczenia przed dotykiem oraz pokrywa zapewniająca ochronę przed dotknięciem od przodu, z góry i z dołu. Do szynowych podstaw bezpiecznikowych zastosować można również osłony boczne przeznaczone do montażu zatrzaskowego.
Pokrywa zabezpieczenia o wysokim stopniu ochrony przed dotykiem wraz z kanałem kablowym pozwala na boczne rozszerzenie przestrzeni przyłączeniowej.
Jako element wyposażenia systemu szyn zbiorczych zastosowanie znajduje również bezpiecznikowy rozłącznik mocy do zabudowy na płycie montażowej. Niektóre urządzenia tego typu wyposaża się w elektroniczną lub elektromechaniczną kontrolę wkładki bezpiecznikowej. Interesujące rozwiązanie stanowią zaciski ramowe z przyłączem śrubowym oraz zaciski przeznaczone do bezpośredniego przyłączania przewodów okrągłych i sektorowych oraz warstwowych szyn miedzianych. Specjalne pokrywy służą do zabezpieczenia przestrzeni bezpiecznikowej rozłącznika mocy. W razie potrzeby można wydłużyć osłonę zabezpieczającą przed dotykiem przy zastosowaniu końcówek kabli z długą tuleją zaciskową przy możliwości dowolnego szeregowania u góry i na dole.
W ramach akcesoriów do bezpiecznikowych rozłączników mocy uwzględniane są również komory gaśnicze, mikroprzełączniki, a także pryzmaty przyłączenia zacisków obejmowych i adaptery szyn zbiorczych.
Osobną grupę stanowią listwowe rozłączniki bezpiecznikowe, w tym, modele z elektroniczną kontrolą wkładki bezpiecznikowej. Ich uzupełnieniem mogą być przekładniki prądowe przystosowane do pomiaru wejść i wyjść bezpieczników, uchwyty kablowe, zaciski ramowe, blokady przekładnika oraz kątowniki podpory.

Stosowane w systemach szyn zbiorczych rozłączniki do bezpieczników topikowych typu D odpowiadają wymaganiom normy EN-60947-3. Oprócz bezpieczników topikowych o prądzie do 63A można zastosować bezpieczniki cylindryczne o prądzie do 32 A przy napięciu 400VAC. Rozłączniki te typu dają się łatwo montować na szynach zbiorczych. Elementy bezpieczników topikowych D mogą być uzupełniane o system pierścieni zgodnie z DIN 49362 i system tulejek zgodnie według DIN 49523.
W podstawach bezpiecznikowych uwzględnia się standardowe wkładki bezpiecznikowe wg normy DIN 43620. Podstawy bezpiecznikowe mogą być stosowane z górnym lub dolnym odpływem. Kabel jest przyłączany przez zaciski ramkowe, obejmowe i pryzmowe lub za pomocą śrub. Dla zapewnienia ochrony przed przypadkowym dotknięciem zastosowanie znajduje osprzęt osłony obszarów przyłącza i styków wkładek bezpiecznikowych. Pokrywowe rozłączniki bezpiecznikowe spełniają wymagania europejskiej normy EN-60947-3. Oferowane są one również w wersji 3-biegunowej z możliwością zastosowania standardowych wkładek bezpiecznikowych wg normy DIN 43620 z zasilaniem przez bezpośredni styk z szynami. Po stronie odpływów kabel również jest podłączany przez zaciski ramkowe, obejmowe i pryzmowe lub za pomocą śrub.

Technika przyłączeniowa

Kluczowe miejsce zajmują elementy pozwalające na łączenie szyn zbiorczych z pozostałymi fragmentami instalacji elektrycznej. Stąd też z pewnością przydadzą się zaciski przyłączeniowe przewodów przeznaczone do podłączania przewodów okrągłych i warstwowych szyn miedzianych. Oprócz tego zastosowanie znajdują zaciski płytkowe pozwalające na bezotworowe podłączanie szyn miedzianych. Zaciski płytkowe łączą taśmy miedziane z prostokątnymi szynami. Za pomocą specjalnych pokryw jest możliwe zabezpieczanie zacisków. Warto zwrócić uwagę na bloki przyłączeniowe.
Osłony systemu przyłącza zapewniają ochronę przed dotknięciem zacisków przyłącza i zacisków płytkowych. Elementy tego typu są nakładane jednocześnie na trzy szyny, przy czym jest możliwe przesuwanie w bok i dowolne regulowanie szerokości a demontaż wymaga jedynie użycia wkrętaka.
Przy łączeniu szyn zbiorczych zastosowanie znajdują również moduły przyłączeniowe będące elementami doprowadzającymi zasilania i odpływów. Tym sposobem można łatwo przenieść zasilanie na inne obwody szyn zbiorczych. Typowy moduł bazuje na trzech parach zacisków na podstawie, a przednia część jest osłonięta pokrywą. Kable i przewody zarówno płaskie jak i okrągłe doprowadza się przez zacisk ramowy.

Moduły przeciwprzepięciowe

Interesujące rozwiązanie stanowią moduły montowane na szynach zbiorczych wyposażone w zabezpieczenia przeciwprzepięciowe. W urządzeniach tego typu zasilanie odbywa się od tyłu rozdzielnicy przez system szyn z kolei na odejściach uwzględniane są zaciski. Typowy moduł bazuje na dwóch częściach. Jedną z nich stanowi zabezpieczenie wstępne ze specjalnymi bezpiecznikami o określonej charakterystyce i odporności na zwarcie zaś drugim elementem są warystory i iskierniki odpowiedzialne za rozładowanie fali przepięciowej. Należy podkreślić, że moduły tego typu są zgodne z normą EN 61643-II i mogą być stosowane w procesie ochrony przeciwprzepięciowej w stałych instalacjach zwłaszcza w ochronie przed udarowym napięciem III kategorii przeciwprzepięciowej wg DIN VDE 0100-443.
Ważne jest zintegrowanie przełączania (3+0 dla TN-C i 3+1 dla systemów TN-S i TT) przez co wszelkie błędy w okablowaniu są wykluczone. Jest możliwe zdalne sygnalizowanie zadziałania zabezpieczenia.

Szyny zbiorcze w praktyce

W praktyce uwzględnia się dwa rozwiązania układu głównych szyn zbiorczych. Stąd też szyny zbiorcze mogą być umieszczone z tyłu szafy lub w górnej jej części.
Jeżeli zastosowanie znalazły szyny umieszczone z tyłu szafy to główne szyny zbiorcze fazowe oraz główne szyny neutralne N (ochronno-neutralne PEN dla układu 4-przewodowego) umieszcza się w przedziale szynowym z tyłu rozdzielnicy. W zależności od konfiguracji, prowadzone są w jej dolnej albo górnej części. Długość odcinków szyn zbiorczych zawiera się w szerokości pojedynczego pola rozdzielnicy.
Szyny zbiorcze mogą być również umieszczane w górnej części szafy sterowniczej lub rozdzielnicy. Główne szyny zbiorcze fazowe oraz główne szyny neutralne N (ochronno-neutralne PEN dla układu 4-przewodowego) montuje się w przedziale szynowym na górze rozdzielnicy. W przypadku przepływu wyższych wartości prądu górny przedział szynowy może być rozbudowany o nadstawkę z szynami zbiorczymi, przez co zwiększana jest wysokość rozdzielnicy.

Podsumowanie

Jako zalety wynikające ze stosowania szyn zbiorczych należy wymienić przede wszystkim oszczędność miejsca w szafie sterowniczej lub rozdzielnicy, elastyczność w dystrybucji energii, szybki montaż oraz pewność połączeń.
Na etapie wyboru poszczególnych elementów szyn zbiorczych należy wziąć pod uwagę kilka ważnych czynników. W pierwszej kolejności ważne są parametry elektryczne w postaci napięcia znamionowego, prądu znamionowego ciągłego, napięcia roboczego, a także mocy zwarciowej sieci. Kluczowe miejsce zajmuje odpowiednia wytrzymałość mechwaniczna wsporników oraz wytrzymałość na ciepło, które może pochodzić od prądów zwarciowych. Ważny jest dobór odpowiedniej obudowy z uwzględnieniem założonego wymiaru szyn. Można więc powiedzieć, że wybór poszczególnych elementów szyn zbiorczych zakłada dobranie właściwości cieplnych i parametrów elektrycznych.

Damian Żabicki

---