3tom349

11. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH

700

Z powyższego wynika, że ochrona przez samoczynne wyłączenia zasilania polega na:

—    utworzeniu odpowiedniej drogi dla przepływu prądu zwarciowego, zwanej pętlą zwarciową;

—    zapewnieniu wyłączenia prądu zwarciowego przez odpowiednie urządzenie ochronne w zadowalająco krótkim czasie.

Utworzenie odpowiedniej pętli zwarciowej wymaga zainstalowania przewodów ochronnych łączących wszystkie dostępne części przewodzące urządzeń elektrycznych z punktem neutralnym sieci lub z ziemią w zależności od układu sieci.

Zapewnienie ciągłości przewodu ochronnego PE lub PEN jest podstawowym warunkiem skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Przerwa w tym przewodzie powoduje, iż w przypadku zwarcia przewodu fazowego z np. obudową metalową chronionego odbiornika izolowanego od ziemi, na tej obudowie pojawia się pełne napięcie fazowe względem ziemi i nie podlega ono wyłączeniu. Zagrożenia te, jak pokazano na rys. 11.10 i 11.11, występują zarówno przy stosowaniu przewodu PEN, jak i oddzielnego przewodu ochronnego PE. Dlatego też stosowanie tego środka ochronnego jest dopuszczalne w instalacjach o napięciu znamionowym nie przekraczającym 500 V, w których jest wymagane bezpośrednie uziemienie robocze źródła zasilania (układ sieci TN lub TT). Jest zalecane instalowanie możliwie licznych uziemień roboczych na całej trasie przewodu ochronnego lub ochronno-neutralnego.

W przewodzie ochronnym lub ochronno-neutralnym nie wolno umieszczać żadnych urządzeń zabezpieczających, łączeniowych i innych, które mogłyby powodować jego przerwanie w normalnych warunkach eksploatacyjnych. Przerwa w ciągłości przewodu

Rys. 11.10. Przykład przerwy przewodu PEN

Rys. 11.11. Przykład przerwy przewodu PE

ochronnego (ochronno-neutralnego) może być spowodowana nie tylko uszkodzeniem mechanicznym, ale także złym stanem połączeń w instalacji oraz np. brakiem przyłączenia obudowy metalowej chronionego odbiornika do przewodu ochronnego. Dlatego połączenie to powinno być wykonane szczególnie starannie i nie może ulegać zmianom wskutek przepływu prądów zwarciowych. Wynika to z konieczności uniknięcia zmniejszania się równocześnie wytrzymałości mechanicznej oraz trwałości przewodów i styków.

Urządzenie ochronne powinno samoczynnie wyłączyć zasilanie chronionego obwodu lub urządzenia w ten sposób, aby w następstwie zwarcia pomiędzy częścią czynną a dostępną częścią przewodzącą lub przewodem ochronnym tego obwodu lub urządzenia

—    spodziewane napięcie dotykowe przekraczające 50 V wartości skutecznej przy prądzie przemiennym lub 120 V przy nietętniącym prądzie stałym w warunkach środowiskowych normalnych i odpowiednio 25 V wartości skutecznej przy prądzie przemiennym i 60 V przy nietętniącym prądzie stałym w warunkach szczególnych — nie wystąpiły niebezpieczne skutki patofizjologiczne dla człowieka.

Maksymalne czasy wyłączania zwarcia w układzie TN podano w p. 11.7.1.2. W niektórych przypadkach, w zależności od typu układu sieci, bez względu na wartość napięcia dotykowego dopuszcza się jednak czas wyłączania dłuższy, nie przekraczający 5 s. W układzie sieci IT zazwyczaj nie wymaga się samoczynnego wyłączenia w przypadku zwarcia pojedynczego.

Jako urządzenia powodujące szybkie samoczynne wyłączenie zasilania stosuje się urządzenia ochronne przetężeniowe (nadmiarowoprądowe) lub wyłączniki ochronne przeciwporażeniowe.

Do urządzeń ochronnych przetężeniowych (nadmiarowoprądowych) zalicza się:

—    bezpieczniki z wkładkami topikowymi,

—    wyłączniki z wyzwalaczami nadprądowymi,

—    wyłączniki z przekaźnikami nadprądowymi.

Urządzenia te są stosowane w instalacjach elektrycznych już od wielu dziesiątków lat. Ich budowa oraz cechy charakterystyczne są dokładnie znane i dlatego też nie ma potrzeby powtarzania znanych publikacji.

Odmiennego potraktowania wymagają natomiast wyłączniki ochronne przeciwporażeniowe nie tylko ze względu na stosunkowo krótki okres ich wprowadzenia do techniki ochronnej, lecz także ze względu na wątpliwości jakie są związane z ich stosowaniem. Zadaniem tych wyłączników jest niedopuszczenie do pojawienia się i utrzymywania na urządzeniu chronionym niebezpiecznego napięcia dotykowego.

Doświadczenia krajowe i zagraniczne ze stosowania wyłączników przeciwporażeniowych napięciowych wykazały, że nie zawsze istnieje możliwość zapewnienia ich prawidłowego działania. Układ pomiarowy wyłączników napięciowych, mierzący różnicę napięcia pomiędzy elementem chronionym a ziemią, jest praktycznie zawsze bocznikowany przez elementy przewodzące — przede wszystkim przez konstrukcje budowlane. Często nie jest również możliwe zlokalizowanie uziomu pomocniczego w taki sposób, aby był on całkowicie niezależny od uziomów naturalnych lub sztucznych.

Wyłącznik przeciwporażeniowy różnicowoprądowy (rys. 11.12) jest urządzeniem wyposażonym w przekładnik Ferrantiego do pomiaru prądów płynących w jego obwodzie pierwotnym. Jeżeli suma tych prądów będzie różna od zera, to w obwodzie wtórnym przekładnika popłynie prąd różnicowy, który spowoduje zadziałanie wyłącznika i wyłączenie obwodu zasilającego uszkodzone urządzenie. Przekładnik musi obejmować wszystkie przewody zasilające urządzenie wraz z przewodem neutralnym, aby mógł reagować jedynie na prąd upływowy, również w przypadku nierównomiernego obciążenia faz i przepływu prądu wyrównawczego w przewodzie neutralnym. Ze względu na zasadę działania, wyłączniki przeciwporażeniowe różnicowoprądowe mogą być stosowane jedynie w sieci prądu przemiennego zarówno z bezpośrednim, jak i pośrednim uziemie-