Jak zabezpieczyć kable w ziemi przed uszkodzeniami mechanicznymi?

Oczywiste jest, że przewody elektryczne wymagają zabezpieczenia. Rodzaj ochrony powinien zostać przyjęty w odniesieniu do rodzaju i lokalizacji przewodów oraz typu potencjalnych warunków eksploatacyjnych. Istotny jest również właściwy dobór zabezpieczenia do przekroju przewodu. Trzeba także wziąć pod uwagę, że niektóre przewody nie wymagają stosowania dodatkowych elementów lub systemów ochronnych. Szczegółowe wyjaśnienie wszystkich wskazanych treści można znaleźć poniżej.

Spis treści:

1. Zabezpieczenie przewodów elektrycznych - dlaczego to ważne i czym może grozić nieodpowiednie zabezpieczenie?
2. Jakie są sposoby zabezpieczania kabli i przewodów przed uszkodzeniem?
3. Zabezpieczenie przewodów z zastosowaniem kanałów podłogowych
4. Sposoby zabezpieczania przewodów zewnętrznych
5. Jak zabezpieczyć przewód elektryczny w ziemi?
6. Jak dobierać osłony do konkretnych kabli?
7. Zabezpieczenia przewodów przez uszkodzeniami mechanicznymi - podsumowanie

Zabezpieczenie przewodów elektrycznych - dlaczego to ważne i czym może grozić nieodpowiednie zabezpieczenie?

Konieczność zabezpieczania kabli i przewodów elektrycznych wynika z zapisów zawartych w Prawie budowlanym i warunkach technicznych dotyczących budynków [1-2]. Zgodnie z nimi instalacja elektryczna powinna być w pełni bezpieczna zarówno na etapie wykonawstwa, jak i eksploatacji. Istnieją także normatywy dotyczące wymagań stawianym systemom ochronnym instalacji elektrycznych [3-4]. Zagadnienie to jest również szeroko omawiane w literaturze branżowej oraz poradnikach technicznych [5-8].

Odpowiednie zabezpieczenie przewodów elektrycznych ma na celu ochronę przed negatywnymi skutkami przepływu prądu, a także uszkodzeniami o charakterze mechanicznym i środowiskowym. W tym artykule skupimy się na tych drugich.

Dokładny rodzaj warunków eksploatacyjnych, w których pracuje instalacja elektryczna, zależy przede wszystkim od jej lokalizacji. Ze względu na zwyczajowy sposób prowadzenia, głównym zagrożeniem dla przewodów, które przebiegają wewnątrz budynku, są usterki wywołane czynnikami uderzeniowymi oraz siłami od nacisku.

Zewnętrzne przewody elektryczne są z kolei narażone na działanie czynników wywołanych warunkami atmosferycznymi. Elementy te mogą być wyeksponowane na wpływ wilgoci i wody i być okresowo poddane zamrażaniu i rozmrażaniu. Zewnętrzna lokalizacja może skutkować kontaktem przewodów z gryzoniami i narażeniem ich na przegryzienie. Możliwy jest także negatywny wpływ roślinności, promieniowania słonecznego i wiatru.

Zaniedbanie kwestii ochrony przewodów może być przyczyną wystąpienia awarii instalacji elektrycznej. Brak zabezpieczenia skutkuje powstawaniem pęknięć, rozdarć oraz innych uszkodzeń o charakterze mechanicznym. Pominięcie środka ochronnego naraża przewody na kontakt z wilgocią i wodą oraz zalanie. Efektem występowania szkodliwych warunków eksploatacyjnych dla instalacji elektrycznej może być zwarcie prowadzące w konsekwencji do pożaru.

Niezastosowanie zabezpieczenia na przewodach może skutkować ich uszkodzeniem podczas prowadzenia robót o charakterze remontowo-naprawczym. Takie działanie często prowadzi również do przegryzienia przez gryzonie. Nieosłonięte przewody są w dużej mierze narażone na przecięcie na skutek kontaktu z ostrą krawędzią oraz przerwanie ciągłości ze względu na zbyt duże wartości sił od nacisku.

Jakie są sposoby zabezpieczania kabli i przewodów przed uszkodzeniem?

W przypadku budownictwa mieszkalnego jednorodzinnego zwyczajowo stosowanym rozwiązaniem jest układanie przewodów elektrycznych pod tynkiem oraz układanie przewodów w posadzce. W odniesieniu do odcinków, prowadzonych podposadzkowo, użyte zabezpieczenie ma na celu przede wszystkim ochronę przed skutkami długotrwałego wywierania nacisku mechanicznego oraz czynnikami uderzeniowymi.

Pierwszy rodzaj warunków eksploatacyjnych jest charakterystyczny przede wszystkim dla etapu użytkowania budynku, drugi najczęściej ma miejsce w trakcie realizacji robót wykończeniowych w obiekcie. Elementy prowadzenia kabli mogą mieć różną formę, poniżej omówienie najbardziej popularnych wykorzystywanych w elektrotechnice.

Rury osłonowe do zabezpieczenia kabli

Jednym z podstawowych sposobów zabezpieczania odcinków instalacji elektrycznej jest użycie osłon kablowych w postaci rurowej. Wyroby tego typu są zróżnicowane m.in. pod względem właściwości oraz materiału, z którego zostały wykonane. Mogą być m.in. z polietylenu, polipropylenu, stali galwanizowanej oraz odmian polietylenu o podwyższonej gęstości przekładającej się na lepsze parametry ognioodporności.

Analizując parametry techniczne dostępnych rodzajów rur osłonowych, można stwierdzić, że elementy tego typu mogą mieć formę sztywną lub elastyczną. W drugim przypadku giętkie rury najczęściej są określane mianem peszli.

Elastyczne osłony mogą zostać dostosowane do kierunków przebiegu instalacji oraz umożliwiają ominięcie występujących na trasie przeszkód. Sztywne elementy z reguły są wykorzystywane do natynkowego prowadzenia instalacji elektrycznej, np. w pomieszczeniach technicznych, a także jako przejścia przez przegrody oddzielenia pożarowego.

Lekkość wszystkich typów osłon rurowych to duża zaleta wykorzystywana podczas transportu. Ich różnorodność sprawia, że osłony mogą zostać ściśle dopasowane do założonych warunków eksploatacyjnych. Poniżej kilka przykładów rur osłonowych dostępnych na rynku:

• rury elektroinstalacyjne karbowane z tworzywa,
• rury elektroinstalacyjne gładkie z tworzywa,
• węże elastyczne metalowe,
• rury osłonowe metalowe,
• rury osłonowe karbowane z tworzywa,
• rury osłonowe gładkie z tworzywa,
• osłony i wężyki osłonowe,

Zabezpieczenie przewodów z zastosowaniem kanałów podłogowych

Kanały podłogowe to zabezpieczenie w formie specjalnych profili ochronnych. Elementy tego typu umożliwiają prowadzenie przewodów oraz zabezpieczanie ich szczelną pokrywą. Montaż kanałów do podłoża przebiega poprzez przyklejenie lub z użyciem łączników mechanicznych. Do ich prowadzenia na trasie wykorzystuje się łączniki kątowe, krzyżowe i proste.

Podobnie jak w przypadku osłon rurowych, kanały podłogowe umożliwiają rozdzielenie przewodów i zabezpieczenie ich przed uszkodzeniami. Ze względu na możliwość zlicowania pokrywy kanału z poziomem podłogi system tego typu z reguły jest stosowany w budynkach użyteczności publicznej.

Wykorzystanie kanałów podłogowych w połączeniu z odpowiednio rozmieszczonymi puszkami umożliwia sterowanie zasilaniem na znacznej powierzchni. Podobne pod kątem parametrów funkcjonalnych są listwy i rynienki kablowe.

Bardzo obszerny materiał na temat peszli znajdziesz na portalu Łączy Nas Napięcie, który szczegółowo opisuje to zagadnienie: Właściwe zabezpieczenie przewodów elektrycznych.

Sposoby zabezpieczania przewodów zewnętrznych

Przewody elektryczne lokalizowane na zewnątrz budynku są narażone na negatywny wpływ warunków atmosferycznych. Oprócz opadów i podmuchów wiatru jednym z bardziej problematycznych czynników jest w takim przypadku promieniowanie słoneczne, którego długotrwały wpływ może doprowadzić do powstania zmian plastycznych obejmujących zarówno elementy ochronne, jak i zasadnicze przewody.

Najczęściej stosowanym sposobem zabezpieczenia przewodów zewnętrznych, podobnie jak w przypadku instalacji znajdujących się w środku budynku, jest użycie osłon. Odpowiednio dobrane rurowe elementy osłonowe zazwyczaj::

• są odporne na działanie promieniowania UV i temperatury,
• chronią przed wilgocią,
• zapewniają stabilność przy wahaniach temperatur (zimą i latem),
• chronią kable i przewody przed przetarciami i przerwaniami.

Jak zabezpieczyć przewód elektryczny w ziemi?

Najczęściej kable prowadzone są w ziemi, także i w tym przypadku z pomocą przychodzą peszle. Ich zadaniem jest ograniczenie nacisku, a także zabezpieczenie przed bezpośrednim kontaktem z gruntem oraz ewentualnymi czynnikami biologicznymi, wilgocią i wodą opadową.

Odpowiednie oznaczenie osłon przewodów zlokalizowanych pod ziemią ułatwia lokalizację potrzebnego fragmentu instalacji, a także zmniejsza ryzyko mechanicznego uszkodzenia podczas prowadzenia robót ziemnych. Jeśli przewody prowadzone pod powierzchnią gruntu przechodzą odcinkowo nad poziom otaczającego terenu, użyte osłony rurowe powinny charakteryzować się podwyższoną odpornością na działanie promieniowania słonecznego.

Odporność na działanie parcia hydrostatycznego i substancji chemicznych umożliwia zastosowanie niektórych rodzajów rur osłonowych nawet w silnie nawodnionych oraz charakteryzujących się agresywnym odczynem gruntach.

Czy typ i przekrój przewodu powinien mieć wpływ na rodzaj zabezpieczenia?

Tak, zarówno typ, jak i przekrój przewodu powinny mieć wpływ na rodzaj zabezpieczenia. Tworząc układ chroniący przewody elektryczne, należy wziąć pod uwagę parametry danego odcinka instalacji oraz specyfikę środowiska, w którym jest on eksploatowany. Dzięki takiemu podejściu można właściwie przyjąć materiał osłony oraz grubość ścianki rurki do warunków użytkowych. Bardzo istotną kwestią jest także dobranie odpowiedniej średnicy rurowej osłony, która wpłynie na wygodę pracy, a jednocześnie zapewni efektywność funkcjonowania instalacji.

Jak dobierać osłony do konkretnych kabli?

Dobór zabezpieczenia do przekroju przewodu powinien uwzględniać liczbę przewodów, które mają zostać umieszczone w danej osłonie. Podczas ustalania wielkości przekroju poprzecznego zabezpieczenia rurowego zazwyczaj bierze się pod uwagę wytyczne zawarte w normie dotyczącej projektowania i wykonywania linii kablowych [9].

Zgodnie z nimi, w przypadku gdy osłona ma zostać użyta do jednego przewodu, jej wewnętrzna średnica musi wynosić 1,5 średnicy zewnętrznej tego przewodu. Jeśli istnieje konieczność ułożenia większej liczby przewodów, wewnętrzna średnica osłony powinna być 3 razy większa od sumy przekrojów przewodów, które mają zostać w niej umieszczone.

Jakich przewodów nie powinniśmy zabezpieczać?

Zabezpieczeniu nie powinny podlegać przewody, które są wykorzystywane jako źródło ciepła. Zastosowanie osłon w takim przypadku wpłynęłoby na pogorszenie efektywności odcinka instalacji. Kwestia tego typu dotyczy przewodów grzejnych stosowanych m.in. na instalacjach wodnych, układach odprowadzających wodę opadową oraz w systemach ogrzewania powierzchniowego.

O czym jeszcze warto pamiętać przy zabezpieczaniu przewodów?

Jak już wspomniano, zabezpieczenia przewodów we wnętrzach budynków mieszkalnych jednorodzinnych z reguły mają formę rurowych osłon. Oczywiście jest to bardzo słuszne podejście. Będąc na etapie wyboru konkretnego rodzaju elementu ochronnego, warto jednak wziąć pod uwagę nie tylko typowe warunki eksploatacyjne, ale także potencjale sytuacje wyjątkowe. Szczególnie istotne w tym przypadku jest uwzględnienie ewentualnych warunków pożarowych.

Kwestia ta jest bardzo ważna w przypadku fragmentów instalacji zlokalizowanych na drewnianych poddaszach lub we wnętrzach systemów suchej zabudowy. W odniesieniu do tychże odcinków należy stosować osłony z materiałów niepalnych oraz niewydzielających szkodliwych substancji w kontakcie z ogniem i wysoką temperaturą.

W dobie rosnącej popularności instalacji fotowoltaicznych nie można zapomnieć o zabezpieczeniu przewodów wchodzących w skład tychże układów wykorzystujących odnawialną energię. Podobnie jak w przypadku innych fragmentów instalacji eksploatowanych w warunkach zewnętrznych, również i w tym jest konieczne zastosowanie osłon odpornych na warunki atmosferyczne, promieniowanie UV oraz czynniki biologiczne. O odnowialnych źródłąch energii, przeczytasz więcej tutaj:

• Okiem eksperta: Jak ochronić instalację fotowoltaiczną przed pożarem?
• Akumulator do fotowoltaiki? Wybierz z nami wydajne i bezpieczne urządzenie

Dobierając osłony, odpowiednie do trudnych warunków eksploatacyjnych nie można zapomnieć, że trwałość układu ochronnego zależy także od użytych elementów łączących. Zadbaj, aby były one kompatybilne, pod względem parametrów użytkowych, z zastosowanymi osłonami.

Zabezpieczenia przewodów przez uszkodzeniami mechanicznymi - podsumowanie

Prawidłowo wykonane mechaniczne zabezpieczenie przewodów elektrycznych poprawia poziom bezpieczeństwa instalacji. Kwestia ta dotyczy zarówno normalnych warunków eksploatacyjnych, jak i zdarzeń wyjątkowych związanych z wystąpieniem ognia i wysokich temperatur.

Będąc na etapie doboru zabezpieczeń, weź pod uwagę przede wszystkim lokalizację kabli. Konieczne jest przeanalizowanie kwestii potencjalnego sposobu obciążania elementów oraz ewentualnego wpływu warunków zewnętrznych, w tym pożarowych.

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane. Dz.U. 1994 nr 89 poz.414 z późniejszymi zmianami.
2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 12 kwietnia 2002 r w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.2022.1225).
3. PN-EN 60229:2008 Kable elektryczne. Badania wytłaczanych osłon zewnętrznych o szczególnych funkcjach ochronnych.
4. PN-EN 61386-22 Systemy rur instalacyjnych do prowadzenia przewodów — Część 22: Wymagania szczegółowe — Systemy rur instalacyjnych giętkich.
5. Praca zbiorowa pod redakcją dr inż. Jana Strzałki, Instalacje elektryczne i teletechniczne – poradnik montera i inżyniera elektryka, Verlag Dashofer, Warszawa 2005.
6. H. Markiewicz, Instalacje elektryczne, WNT 2000.
7. E. Musiał, Prądy zwarciowe w niskonapięciowych instalacjach i urządzeniach prądu przemiennego, INPE Nr 40 lipiec – sierpień 2001.
8. S. Niestępski, J. Pasternakiewicz, M. Parol, T. Wiśniewski, Instalacje elektryczne. Budowa, projektowanie i eksploatacja, OWPW 2001.
9. N SEP -E-004 Elektroenergetyczne i sygnalizacyjne linie kablowe. Projektowanie i budowa.

Autorka: Anna Adamczak-Bugno