Ochrona przeciwporażeniowa w świetle postanowień normy PN.doc

Ochrona przeciwporażeniowa w świetle postanowień normy PN/E-05009

              Część II

http://www.ze.tarnow.pl/sep/Biul_3.htm

Od 1 lipca 1994 r. w zakresie ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych do 1kV obowiązują postanowienia normy PN/E-05009 " Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych " .

Wieloarkuszowa norma PN/E-05009 jest odpowiednikiem międzynarodowej normy IEC- 364,posiada identyczne zakresy, treść i układ. W zakresie ochrony przeciwporażeniowej wymagania określają arkusze o numerach 41,47,481 oraz arkusze grupy 700.

Norma PN/E-05009 wprowadza szereg nowych postanowień w zakresie ochrony przeciwporażeniowej w stosunku do obowiązujących do końca marca 1995 r. przepisów wprowadzonych Rozporządzeniem Ministra Przemysłu z dnia 8.10.1990 r. (Dz.U.nr 81 z 1990r.)

W Biuletynie Technicznym nr 2 z lutego br. przedstawiono pierwszą część cyklu poświęconego nowym przepisom ochrony zawierającej najistotniejsze rozstrzygnięcia

PN/E-05009 w zakresie ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach w obiektach budowlanych . W niniejszym artykule stanowiącym II-gą część cyklu przedstawiono charakterystykę środków ochrony.

2.Rodzaje ochrony i środków ochrony przeciwporażeniowej.

Rodzaje ochrony i środków ochrony przeciwporażeniowej według PN-92/E-05009/41 podano w tablicy 1.

Z zestawienia podanego w tablicy 1 wynika, że obowiązująca aktualnie norma, w odniesieniu do rodzajów ochron nie wprowadza istotnych zmian w porównaniu z Rozp.M.P.

z 8.10.1990 r., które również przewidywało zapewnienie ochrony przeciwporażeniowej poprzez stosowania:

.      napięć bezpiecznych albo

.      ochrony przeciwporażeniowej podstawowej oraz co najmniej jednego z siedmiu środków ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej.

Zmiany dotyczą natomiast poszczególnych grup ochrony przeciwporażeniowej i są one znaczące zwłaszcza w odniesieniu do równoczesnej ochrony przed dotykiem bezpośrednim i

pośrednim oraz ochrony przed dotykiem pośrednim oraz stosunkowo mniej istotne w odniesieniu do ochrony przed dotykiem bezpośrednim.

3.Charakterystyka środków ochrony.

3.1.Równoczesna ochrona podstawowa i dodatkowa.

Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim polega na zastosowaniu jednego z następujących środków:

.      bardzo niskiego napięcia bezpiecznego SELV (oznaczenie ang. Safety Extra-Low Voltage) lub bardzo niskiego napięcia ochronnego PELV (ang. Protective Extra-Love

Voltage)

.      bardzo niskiego napięcia funkcjonalnego FELV (ang. Functional Extra-Love

Voltage).

.      ograniczenia energii rozładowania,

Przykłady obwodów SELV, PELV FELV pokazano na rys. 1.

a)

Rys. 1. Przykłady obwodów SELV, PELV, FELV.

Różnica między układem SELV a PELV polega na tym, że:

.      w obwodach SELV instalacja jest całkowicie oddzielona od ziemi i od innych instalacji,

.      w obwodach PELV określone części czynne mogą być połączone z uziomem ze względu na wymagania technologiczne.

Ochronne obniżenie napięcia roboczego do wartości bardzo niskiego napięcia bezpiecznego stanowi najskuteczniejszy, lecz w praktyce ze względów technologicznych rzadko stosowany sposób ochrony.

Bardzo niskie napięcia bezpieczne wynoszą:

a)  dla prądu przemiennego w warunkach środowiskowych normalnych 50 [V], a w warunkach szczególnych 25 [V], i w przypadku instalacji zanurzonej w wodzie 12 [V];

b)  dla prądu stałego ( nietętniącego ) odpowiednio:120 [V],60 [V],30 [V].

Wykonanie instalacji na napięcie bezpieczne wymaga spełnienia licznych warunków dotyczących właściwego doboru źródeł zasilania, układania przewodów instalacji oraz bodowy i użytkowania instalacji. W szczególności transformatory i przetwornice stanowiące źródło zasilania obwodów bardzo niskiego napięcia bezpiecznego powinny spełniać wymagania II klasy ochronności, czyli pewnego oddzielenia elektrycznego obwodu pierwotnego od obwodu wtórnego.

Układy FELV są to układy zasilane napięciem nie przekraczającym wartości bardzo niskich napięć bezpiecznych, które jednakże nie spełniają wszystkich warunków zapewniających, że nie pojawią się w nich napięcia wyższe od bezpiecznego, a odnoszących się zarówno do źródeł zasilania, elementów instalacji i sposobu jej układania oraz do budowy odbiorników. Obwody te nie mogą być traktowane jako w pełni bezpieczne i wymagają ochrony takiej, jaka jest zastosowana w ich obwodach zasilających (rys. 1c.)

Jeżeli napięcie znamionowe instalacji nie przekracza 25 [V] dla prądu przemiennego lub 60 [V] dla prądu stałego to nie jest potrzebna ochrona przed dotykiem bezpośrednim, o ile nie występują żadne szczególne warunki środowiskowe tzn. urządzenie jest użytkowane w miejscach suchych oraz nie przewiduje się wielkopowierzchniowych dotyków ciała ludzkiego. Wymieniony wyżej sposób ochrony ograniczenie energii rozładowania jest w trakcie opracowania w IEC.

3.2.Ochrona przed dotykiem bezpośrednim ( ochrona podstawowa )

Ochrona podstawowa polega na zastosowaniu jednego z następujących środków:

.      izolowania części czynnych,

.      użycia ogrodzeń (przegród) lub obudów (osłon),

.      użycia barier (przeszkód),

.      umieszczenia poza zasięgiem ręki,

.      uzupełnienia ochrony przy użyciu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych.

Izolowanie części czynnych polega na pokryciu izolacją części obwodu elektrycznego, które znajdują się pod napięciem w normalnych warunkach pracy. Izolacja ta powinna wytrzymywać obciążenia mechaniczne, chemiczne i termiczne, na jakie może być narażona w warunkach eksploatacji.

Ogrodzenia lub obudowy powinny zapewniać dla znajdujących się wewnątrz części czynnych stopień ochrony co najmniej IP2X.Ogrodzenia i obudowy powinny być trwale zamocowane, a usunięcie ich powinno być możliwe jedynie przy użyciu narzędzi lub po wyłączeniu napięcia z części czynnych wewnątrz nich się znajdujących.

Bariery (przeszkody) mają za zadanie uniemożliwienie przypadkowemu dotknięciu części czynnych, natomiast nie chroni przed rozmyślnym działaniem. Bariery mogą być usuwane bez użycia narzędzi, jednak muszą być zabezpieczone przed niezamierzonym usunięciem. Zwykle stosowane są w pomieszczeniach ruchu elektrycznego.

Umieszczenie poza zasięgiem ręki podobnie jak bariery, chroni przed przypadkowym dotknięciem, a nie przed rozmyślnym działaniem. Zakres strefy zasięgu ręki przedstawiono na rys. 2.

Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o prądzie wyzwalającym  nie większym 30 [mA] uważanie jest za uzupełnienie ochrony,  zarówno w przypadku nieskuteczności innych środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim, jak i w przypadku nieostrożności użytkowników.

Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe lub wyłączniki współpracujące z przekaźnikami różnicowoprądowymi nie mogą być jedynym środkiem ochrony.  Mierzą one prąd upływu i powodują szybkie wyłączenie obwodów w przypadku dotknięcia fazy.

3.3. Ochrona przed dotykiem pośrednim (ochrona dotykowa)

Ochrona dodatkowa polega na zastosowaniu jednego z następujących środków:

.      samoczynnego wyłączenia zasilania,

.      urządzeń klasy II ochronności lub o izolacji równoważnej,

.      izolowania stanowiska,

.      separacji elektrycznej,

.      nieuziemionych połączeń wyrównawczych.

Samoczynne włączenie zasilania powinno zapewniać szybkie wyłączenie spodziewanego napięcia dotykowego przekraczającego napięcie bezpieczne, aby nie wystąpiły żadne niebezpieczne skutki patofizjologiczne w przypadku zwarcia pomiędzy częścią czynną a częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym obwodu. Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania polega na utworzeniu pętli zwarciowych poprzez przewodu ochronne łączące dostępne części przewodzące z punktem neutralnym ziemi lub siecią (w zależności od układu sieci) oraz zastosowaniu urządzeń ochronnych zapewniających wyłączenie w odpowiednim, wymaganym przepisami czasie.

Jako urządzenia ochronne powodujące wyłączenie odbiornika lub obwodu mogą być zastosowane:

.      urządzenia przetężeniowe (nadmiarowo prądowe), do których należą: wyłączniki z wyzwalaczami nadprądowymi lub przekaźnikami nadprądowymi oraz bezpieczniki z wkładkami topikowymi.

.      urządzenia ochronne różnicowoprądowe, do których należą wyłączniki różnicowoprądowe i wyłączniki współpracujące z przekaźnikami różnicowoprądowymi.

Samoczynne szybkie wyłączanie zasilania jest najczęściej stosowanym i najpewniejszym środkiem ochrony dodatkowej stosowanym w układach sieciowych TN, TT oraz IT.

Ochrona w układzie TN

W układach sieciowych TN ochronę przez samoczynne wyłączenie zasilania (dawniej zerowanie) uzyskuje się poprzez połączenie części przewodzących dostępnych z przewodem ochronnym PE lub przewodem ochronno-neutralnym PEN, co przy zwarciu części czynnych do dostępnych części przewodzących powoduje przepływ prądu zwarciowego i samoczynne odłączenie odbiornika od zasilania.

W obiektach budownictwa ogólnego i przemysłowego najszerzej stosowany jest układ TN-C-S przedstawiony na rys nr 3.

BRAK

Rys.3. przykład układu TN-C-S z zastosowaniem odbiorników I klasy ochronności.

Maksymalny czas wyłączenia w układzie TN w zależności od napięcia fazowego oraz od warunków środowiskowych podano we tablicy 2.

Tablica 2. Maksymalny czas wyłączania w układzie TN