Hierarchia zabezpieczeń

Hierarchia zabezpieczeń to zbiór relacji „nadrzędny → podrzędny” między urządzeniami w twojej rozdzielnicy. Określa, które urządzenie zabezpiecza który obwód, i stanowi podstawę automatycznej walidacji selektywności.

---

Koncepcja#

W rzeczywistej rozdzielnicy urządzenia są połączone szeregowo: energia wchodzi przez złącze główne, przechodzi przez rozłącznik lub wyłącznik nadprądowy wejściowy, następnie przez wyłącznik różnicowoprądowy, a dalej do wyłączników nadprądowych grupowych zasilających obwody odbiorcze.

ElectroBoard modeluje tę strukturę za pomocą pola „Źródło” na każdym urządzeniu — urządzenia, z którego jest ono zasilane (urządzenia nadrzędnego). Gdy ustawisz źródło, przewody między nimi są automatycznie rysowane na schemacie.

Typowa hierarchia jednofazowa:

Rozłącznik (63 A)
└── RCD (40 A, 30 mA)
    ├── MCB „Oświetlenie” (10 A, charakterystyka B)
    ├── MCB „Gniazda pokój” (16 A, charakterystyka C)
    ├── MCB „Gniazda kuchnia” (16 A, charakterystyka C)
    ├── MCB „Podgrzewacz wody” (16 A, charakterystyka C)
    └── MCB „Pralnia” (16 A, charakterystyka C)

Typowa hierarchia trójfazowa:

Wyłącznik nadprądowy wejściowy (40 A, 3P)
├── RCD L1 (40 A) — faza L1
│   ├── MCB „Oświetlenie, piętro 1” (10 A)
│   ├── MCB „Gniazda salon” (16 A)
│   └── MCB „Podgrzewacz wody” (16 A)
├── RCD L2 (40 A) — faza L2
│   ├── MCB „Oświetlenie, piętro 2” (10 A)
│   ├── MCB „Gniazda kuchnia” (16 A)
│   └── MCB „Pralnia” (16 A)
└── RCD L3 (40 A) — faza L3
    ├── MCB „Gniazda sypialnia” (16 A)
    ├── MCB „Piekarnik” (20 A)
    └── MCB „Oświetlenie zewnętrzne” (10 A)

Ustawianie urządzenia nadrzędnego#

1. Wybierz urządzenie, któremu chcesz przypisać urządzenie nadrzędne
2. W panelu właściwości, w sekcji „Źródło”, kliknij pole źródła — otworzy się wybierak „Zmień źródło zasilania” z wyszukiwaniem
3. Wybierz z listy — urządzenia, szyny fazowe, szyny N i grzebienie są pogrupowane osobno. Opcje, które nie pasują, pozostają na liście, ale są niedostępne, z wyjaśnieniem dlaczego (na przykład „Nie podaje wymaganej fazy”, „Wszystkie zaciski zajęte” lub „Zasilany z tej szyny — utworzy pętlę”)

Przewody od urządzenia nadrzędnego do podrzędnego pojawiają się natychmiast na schemacie.

⚠️ Uwaga: Gdy zmienisz urządzenie nadrzędne, wyłącznik jest automatycznie usuwany z szyny grzebieniowej, do której należał. Jest to wymagane, ponieważ szyna grzebieniowa potrzebuje wspólnego urządzenia nadrzędnego dla wszystkich swoich elementów. Wyświetlane jest powiadomienie typu toast o usunięciu.

Kto może być urządzeniem nadrzędnym lub podrzędnym#

Nie każde urządzenie może mieć urządzenia podrzędne lub nadrzędne:

Urządzenie	Może być nadrzędne	Może być podrzędne
MCB	✓	✓
RCD	✓	✓
RCBO	✗	✓
Rozłącznik	✓	✓
Stycznik	✓	✓
ATS	✓	✓
Przełącznik 1-0-2	✓	✓
Wybierak faz (FK)	✓	✓
Przycisk sterowania stycznikiem	✗	✓

Na przykład rozłącznik często znajduje się na wejściu (urządzenie nadrzędne bez własnego urządzenia nadrzędnego), ale może być również rozłącznikiem pośrednim w podrozdzielnicy. MCB zwykle kończy obwód, ale może również zasilać inne urządzenie poniżej (np. MCB w podrozdzielnicy).

💡 Wyjątek techniczny: RCBO, AFDD i bezpiecznik są oznaczone w tabeli jako „nie nadrzędne” — to ich typowa rola jako urządzeń końcowych, więc nie oczekują urządzeń podrzędnych (i nie są oznaczane ostrzeżeniem „brak podłączonych urządzeń”). Fizycznie mają jednak zacisk wyjściowy po stronie obciążenia i mogą zasilać urządzenie poniżej — dlatego są dostępne na liście wyboru urządzenia nadrzędnego. Natomiast SPD (ogranicznik przepięć – warystor) oraz gniazdo/licznik nie mają wyjścia obciążenia i nigdy nie mogą być urządzeniem nadrzędnym.

Wybierak faz — aktualizacja kaskadowa#

Wybierak faz (FK) ma unikalne zachowanie: przyjmuje wejście trójfazowe (L1+L2+L3), ale wyprowadza tylko jedną wybraną fazę. Gdy zmieni się parametr „Faza wyjściowa” (L1/L2/L3), wszystkie jednofazowe urządzenia podrzędne automatycznie przechodzą na nową fazę. Urządzenia podrzędne nie mogą samodzielnie wybrać fazy — jest ona ustalana przez nadrzędny wybierak faz.

Propagacja fazy#

Ta sama logika kaskadowa dotyczy szyn grzebieniowych i urządzeń podrzędnych 1P/1P+N pod nadrzędnym urządzeniem trójfazowym. Gdy zmieni się faza urządzenia nadrzędnego 1P/1P+N, system automatycznie aktualizuje:

• odpowiednią szynę grzebieniową jednofazową
• wszystkie jednofazowe urządzenia podrzędne tej szyny
• jednofazowe urządzenia podrzędne dalej w poddrzewie

Warunki: urządzenia nadrzędne trójfazowe (3P/3P+N) nie propagują — każde urządzenie podrzędne wybiera swoją fazę niezależnie; urządzenia podrzędne 2P pozostają nietknięte.

ATS i przełącznik 1-0-2 — podwójne przyłącze#

ATS (Automatyczny Przełącznik Źródeł) i przełącznik 1-0-2 mają dwa źródła zasilania: podstawowe i rezerwowe. Dlatego w sekcji „Źródło” mają dwa wiersze:

• Główne — źródło podstawowe (np. wyłącznik nadprądowy wejściowy z sieci)
• Rezerwa (wejście 2) — źródło rezerwowe (np. wyłącznik nadprądowy z generatora lub drugiego zasilania)

Oba wiersze ustawia się w panelu właściwości w sekcji „Źródło”. Przewód z każdego źródła pojawia się automatycznie na schemacie.

Typowy schemat:

Wyłącznik nadprądowy wejściowy (sieć) ──────┐
                                           ATS / QC (63 A) ──── obciążenie
Wyłącznik nadprądowy wejściowy (generator) ──┘

Różnica między ATS a przełącznikiem 1-0-2:

• ATS — automatyczne przełączenie po zaniku napięcia. Czas przełączania ustawia się w parametrach (domyślnie 5 s). Obsługuje również tryb ręczny (1-0-2)
• Przełącznik 1-0-2 — tylko przełączanie ręczne. Trzy pozycje: źródło 1 / wyłączone / źródło 2. Brak automatycznego monitorowania napięcia

💡 Kable wejściowe: każde wejście ATS/przełącznika ma własne pole kabla — podstawowe (z sieci) i rezerwowe (z generatora/UPS). Oba pola są dostępne w sekcji „Kable wejściowe” panelu właściwości i są uwzględnione w zestawieniu materiałowym (BOM). Walidacja sprawdza każdy kabel niezależnie zgodnie z IEC 60947-6-1.

Role źródeł zasilania#

Dla urządzeń wejściowych (korzeń bez urządzenia nadrzędnego lub drugie urządzenie nadrzędne ATS/przełącznika) rola źródła jest ustawiana bezpośrednio w sekcji „Źródło” panelu właściwości — typ, nazwa i opcje są zebrane w jednym miejscu. Pozwala to klasyfikować wejścia dla łatwej nawigacji po rozdzielnicy z rezerwą.

Obsługiwane role:

• 🔌 Sieć (grid) — scentralizowane zasilanie z zakładu energetycznego
• 🔀 Transformator (transformer) — stacja transformatorowa z własnym układem uziemiającym
• ⚡ Generator (generator) — diesel/benzyna
• 🔋 Inwerter (inverter) — hybrydowy lub off-grid
• 🛡 UPS (ups) — UPS z akumulatorem
• ☀️ Fotowoltaika (solar) — panel słoneczny bezpośrednio w rozdzielnicy
• 🔋 Akumulator (battery) — samodzielna instalacja akumulatorowa
• ⚙️ Inne (other) — z niestandardową nazwą

Współpraca z siecią (inwerter i fotowoltaika): dla ról „Inwerter” i „Fotowoltaika” dostępne jest pole „Współpraca z siecią” — „Sieciowy (grid-tied)”, „Hybrydowy” lub „Wyspowy (off-grid)”. Inwerter sieciowy, zgodnie z wymaganiami ochrony przed pracą wyspową, wyłącza się w ciągu kilku sekund po zaniku sieci, więc nie jest rezerwą. Jeśli obwód jest oznaczony jako „Obwód krytyczny”, a jedynym źródłem innym niż sieć, które go zasila, jest inwerter sieciowy lub elektrownia słoneczna, kontrole ostrzegają, że obwód straci zasilanie przy awarii sieci, i sugerują dodanie wyspowego źródła rezerwowego.

Automatyczne przypisanie dla ATS/przełącznika 1-0-2: gdy ustawisz dwa wejścia, system automatycznie przypisuje rolę „Sieć” do wejścia podstawowego i „Generator” do rezerwowego. Dzieje się tak tylko wtedy, gdy żadne wejście nie ma już przypisanej roli — twój ręczny wybór nigdy nie jest nadpisywany.

Gdzie wyświetlane są role:

• Sekcja „Źródło” — dla urządzenia wejściowego rola jest wybierana tutaj (kolorowy znacznik podglądu roli). Dla ATS/przełącznika 1-0-2 wejścia „Podstawowe” i „Rezerwowe” mają osobne odznaki roli, które można edytować na miejscu (✎).
• „Zasilanie” na urządzeniach podrzędnych — każde urządzenie poniżej przełącznika źródeł pokazuje pełny zestaw możliwych źródeł, z których może być zasilane (np. „Sieć / Inwerter”), z etykietą „przez ‹przełącznik›”. Przy trzech lub więcej źródłach zwija się w rozwinięcie „N źródeł”. Odpowiada to na pytanie „skąd to urządzenie jest zasilane” na dowolnym poziomie hierarchii.
• Płótno — kolorowy kwadrat w lewym górnym rogu urządzeń wejściowych (czytnik ekranu odczytuje nazwę z etykiety).
• BOM/PDF — dedykowana kolumna „Źródło” z ikoną i nazwą roli.
• Konsultant AI — role są uwzględnione w kontekście — możesz zapytać o system rezerwowy w języku naturalnym.

⚠️ Walidacja: jeśli urządzenie wejściowe z urządzeniami podrzędnymi nie ma przypisanej roli — wyświetlana jest podpowiedź. Jeśli ATS ma dwa wejścia z tą samą rolą (np. oba „Sieć”) — ostrzeżenie, że rezerwa nie ma sensu. Jeśli urządzenie z rolą inwerter/generator/fotowoltaika/akumulator/UPS samo nie jest urządzeniem zabezpieczającym i nie ma nadrzędnego MCB/RCBO/bezpiecznika — błąd „źródło bez urządzenia zabezpieczającego”.

Tryb 2P (L+N)#

Dla wariantu połączenia 2P w wyłączniku nadprądowym/wyłączniku różnicowoprądowym/bezpieczniku/styczniku/przekaźniku czasowym/rozłączniku izolacyjnym dostępny jest w panelu właściwości jawny wybór "trybu 2P":

• L + N — ochrona obu biegunów zasilania jednofazowego (typowe dla sektora mieszkaniowego). Odbiorniki podrzędne otrzymują jednofazowe wyjście L+N.
• L1 + L2 — dwie fazy bez przewodu neutralnego (gałąź falownika/generatora pracująca w układzie split-phase). Przewód neutralny nie jest dostępny przez to urządzenie; urządzenia podrzędne wymagające N pobierają go ze wspólnej szyny N rozdzielnicy.

💡 Wartość domyślna jest wybierana automatycznie: jeśli przodek w łańcuchu zasilania jest źródłem z rolą falownik / generator / fotowoltaika / akumulator bez przewodu neutralnego — nowe urządzenie podrzędne 2P otrzymuje L1+L2; w przeciwnym razie L+N.

Wyjątki:

• Przełącznik sieć-agregat 1-0-2 w trybie 2P — zawsze L+N: w schemacie domowym wyjście przełącznika jest ZAWSZE L+N niezależnie od typu falownika na wejściu rezerwowym. Połączenie L2→N dla izolowanego falownika odbywa się fizycznie na zasilaniu rozdzielnicy.
• 3P/3P+N/4P — stały zestaw biegunów (L1+L2+L3 lub L1+L2+L3+N); nie ma potrzeby wyboru trybu.

Wskaźnik trybu w pliku SVG: oznaczenia faz wewnątrz obudowy urządzenia odpowiadają jego rzeczywistym biegunom (L+N → jedna odznaka L; L1+L2 → dwie odznaki [L1][L2]). Nie ma osobnej odznaki "trybu" — tryb jest widoczny na podstawie biegunów.

Obwód sterowania stycznika#

Styczniki są sterowane poprzez obwód sterowania — oddzielony od obwodu mocy. W ElectroBoard jest to modelowane poprzez połączenie "sterownik → stycznik":

• Sterowniki — łącznik sterujący stycznika, przekaźnik czasowy, przekaźnik napięciowy, przekaźnik wielofunkcyjny, sterownik inteligentny
• Cel — stycznik (urządzenie z cewką A1/A2)

Panel właściwości sterownika posiada sekcję "Sterowanie", w której wybiera się stycznik. Po dokonaniu wyboru:

• Przewód L jest generowany od sterownika do zacisku cewki A1 (góra stycznika)
• Przewód N jest generowany od zacisku A2 (dół stycznika) do szyny N
• Przewody obwodu sterowania są rysowane jako linia przerywana o cieńszym obrysie

Kilka sterowników może sterować jednym stycznikiem (np. łącznik + przekaźnik czasowy). Generowany jest tylko jeden przewód N cewki.

Prowadzenie przewodu neutralnego (N)#

ElectroBoard używa deklaratywnego modelu do prowadzenia przewodu neutralnego — określa on, skąd każde urządzenie pobiera N i gdzie je rozprowadza:

• Źródło N — skąd urządzenie pobiera przewód neutralny: z zasilania (główne), z rodzica, przez szynę lub nieprzypisane (system rozwiązuje to automatycznie).
• Wyjście N — gdzie urządzenie rozprowadza przewód neutralny do swoich urządzeń podrzędnych: bezpośrednio (z własnego wyjścia N) lub przez szynę (poprzez własną szynę N).
• Właściciel szyny — które urządzenie "jest właścicielem" szyny N (RCD, ATS, rozdzielnica).
• Strefa ochronna — łańcuch od RCD do urządzenia końcowego; system śledzi go, aby przewód neutralny nie był mieszany między strefami.

Format rozdzielnicy jest wersjonowany, a po otwarciu starszego pliku wszystkie trasy N są migrowane automatycznie. Pełny graf trasy N jest budowany w jednym przebiegu przez hierarchię — stanowi podstawę wszystkich kontroli N.

Szyny N pod RCD (automatyczny cykl życia)#

Gdy podłączasz wyłącznik nadprądowy pod RCD, przewód neutralny (N) musi przechodzić przez oddzielną szynę N należącą do tego RCD. ElectroBoard automatycznie tworzy i usuwa takie szyny w oparciu o rzeczywiste użycie.

Zasady automatycznego cyklu życia:

• Tworzenie leniwe: nowy RCD (RCBO/ATS/przełącznik sieć-agregat 2P L+N) bez urządzeń podrzędnych nie otrzymuje natychmiast szyny. Szyna pojawia się, gdy pierwsze urządzenie podrzędne przejdzie w tryb przez szynę.
• Wartość domyślna uwzględniająca urządzenia równorzędne: gdy dodajesz nowe urządzenie podrzędne z N pod RCD, system sam wybiera trasę:
  • 0 istniejących urządzeń równorzędnych z N → bezpośrednio — pojedynczy przewód z wyjścia N RCD, szyna nie jest potrzebna
  • ≥1 urządzenie równorzędne z N → przez szynę — szyna jest tworzona automatycznie, aby nie współdzielić pojedynczego zacisku N
• Automatyczne usuwanie: gdy wszystkie urządzenia podrzędne RCD przejdą w tryb bezpośrednio lub zostaną usunięte — szyna jest usuwana automatycznie, a pozostałe urządzenia podrzędne są ustawiane na jawny tryb bezpośrednio.
• Migracja: podczas ładowania starszych rozdzielnic, osierocone automatycznie utworzone szyny bez odbiorników są czyszczone.
• Próg walidacji: 1 bezpośrednio pod RCD → OK, 2 bezpośrednio → ostrzeżenie (fizycznie możliwe, ale szyna jest lepsza), 3+ bezpośrednio → błąd (fizycznie niemożliwe na pojedynczym zacisku N).

Urządzenia, które tworzą własną szynę N (gdy jest to potrzebne):

• RCD 2P/4P — do izolowania przewodów neutralnych grup ochronnych
• RCBO — ta sama logika (jeśli ma urządzenia podrzędne z N)
• ATS 4P i przełącznik sieć-agregat 1-0-2 2P L+N / 4P — do przełączania przewodu neutralnego zgodnie z IEC 60947-3 (system TN-C-S). Etykieta szyny: "N (ATS)" / "N (Changeover)"

Przekaźniki napięciowe, liczniki i styczniki (bez własnej szyny) podłączają się do wspólnej szyny N rozdzielnicy.

Ma to znaczenie, ponieważ w rzeczywistej rozdzielnicy mieszanie przewodów neutralnych różnych grup RCD powoduje zbędne wyzwalanie.

💡 Cykl życia szyny N: szyna N RCD/RCBO/ATS/przełącznika sieć-agregat istnieje tylko wtedy, gdy co najmniej jedno urządzenie podrzędne jest w trybie "przez szynę". Gdy wszystkie urządzenia podrzędne przejdą w tryb "bezpośrednio" — szyna jest usuwana automatycznie. Zapobiega to gromadzeniu się "osieroconych" szyn podczas edycji rozdzielnicy.

⚠️ Kontekst trybu L1+L2: gdy przodek jest w trybie 2P L1+L2 (nie L+N), nie ma bieguna N. Urządzenia podrzędne z N otrzymują ostrzeżenie, jeśli w rozdzielnicy nie ma wspólnej szyny N do prowadzenia przewodu neutralnego. Dodaj szynę N lub zmień tryb przodka na L+N.

Panel właściwości, w sekcji "Hierarchia", pokazuje:

• Źródło — urządzenie nadrzędne + źródło rezerwowe (dla ATS/przełącznika sieć-agregat)
• Trasa N — interaktywny selektor źródła N z podpowiedzią pełnego łańcucha ochronnego
• Grupowa szyna N — oddzielna szyna N należąca do tego urządzenia (dla RCD)
• Szyny — połączenia PE i N (kompaktowe znaczniki)
• Podłączone urządzenia — lista wyłączników nadprądowych podrzędnych z ich parametrami znamionowymi

Sekcja "Szyna N" — Interfejs#

Sekcja "Szyna N" w panelu RCD/RCBO/ATS/przełącznika sieć-agregat ma przeprojektowany interfejs:

• Selektor źródła N — zamiast zwykłego przełącznika "szyna / bezpośrednio", pokazuje wybór źródła N z kontekstem strefy ochronnej
• Łańcuch ochronny — liniowa podpowiedź pokazująca pełny łańcuch ochronny od zasilania do bieżącego urządzenia
• Podpowiedzi AutoFix — po wykryciu problemu z trasą N wyświetlany jest monit "Połączyć N? Tak / Nie", który automatycznie tworzy szynę i ponownie przypisuje połączenia
• Kreator ATS — podczas konfiguracji ATS z dwoma źródłami: krok 1 — wybór źródeł, krok 2 — konfiguracja logiki N

Trasa N#

Dla urządzeń z biegunem N dostępny jest wybór trasy przewodu neutralnego:

• Przez szynę — N przechodzi przez szynę N (wspólną lub grupową). Zalecane w większości scenariuszy
• Bezpośrednio od rodzica — N pochodzi bezpośrednio z urządzenia nadrzędnego. Odpowiednie, gdy rodzic przepuszcza N (np. przekaźnik napięciowy → ATS)

System automatycznie określa optymalną trasę. W przypadku problemu (N jest przerwany, N omija zabezpieczenie) — pojawia się ostrzeżenie z przyciskiem do przejścia do przyczyny.

Selektywność#

Selektywność to zasada, zgodnie z którą w przypadku zwarcia zadziała tylko urządzenie zabezpieczające znajdujące się najbliżej miejsca zwarcia — a nie wszystkie urządzenia nadrzędne. ElectroBoard sprawdza selektywność automatycznie:

• Wartość znamionowa urządzenia podrzędnego nie może przekraczać wartości znamionowej urządzenia nadrzędnego — w przeciwnym razie przy przeciążeniu zadziała urządzenie nadrzędne i odłączy całą grupę zamiast pojedynczego obwodu. Równa wartość znamionowa rodzica i dziecka jest również niebezpieczna (nie wiadomo, które zadziała pierwsze).
• Krzywa rodzica nie może być szybsza niż krzywa dziecka — np. rodzic z krzywą B i dziecko z krzywą D: rodzic zadziała pierwszy przy zwarciu i odłączy całą grupę. Krzywa rodzica musi być taka sama lub wolniejsza.
• Suma wartości znamionowych urządzeń podrzędnych nie może przekraczać wartość znamionowa rodzica ÷ RDF — gdzie RDF (współczynnik różnorodności znamionowej zgodnie z IEC 61439-1) zależy od liczby obwodów odpływowych: od 1,0 dla pojedynczego obwodu do 0,5 dla 10+. Na przykład 5 urządzeń podrzędnych pod urządzeniem 40 A → próg ≈ 57 A (40 ÷ 0,7). Nie jest to stały margines, ale realistyczne obliczenie prądu jednoczesnego.
• Selektywność różnicowa RCD — IΔn rodzica RCD musi być co najmniej trzykrotnie większe od IΔn dziecka (np. rodzic 100 mA, dziecko 30 mA), zgodnie z IEC 61008-1; w przeciwnym razie oba zadziałają przy prądzie upływowym.

💡 Kontrole dotyczą urządzeń zabezpieczających: wartości znamionowe i krzywe są porównywane tylko dla wyłączników nadprądowych, wyłączników różnicowoprądowych, AFDD i bezpieczników. RCD, styczniki i przekaźniki są wykluczone, ponieważ nie zapewniają zabezpieczenia przeciążeniowego.

Zobacz także: Automatyczne kontrole