Wybrane zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej.

Bezpośredni dotyk przez człowieka lub zwierzę części czynnych, pozostających pod

napięciem w normalnych warunkach pracy, może się stać przyczyną porażenia prądem

elektrycznym. Takim wypadkom

ma zapobiegać ochrona przed dotykiem bezpośrednim

(ochrona podstawowa) wykonana przez zastosowanie, co najmniej jednego z następujących
środków ochrony:
- izolacji,
-

osłon i pokryw ochronnych,

-

barier i przegród,

-

umieszczenie części czynnych urządzeń poza zasięgiem ręki (zachowanie odpowiednio

dużych odległości).

W sieciach elektroenergetycznych o napięciu do 1 kV, w odniesieniu do stosowanych

urządzeń konieczne jest zapewnienie ochrony przeciwporażeniowej polegającej na
zastosowaniu jednego z dwóch środków:

1)

zasilania napięciem bezpiecznym

2)

ochrony przeciwporażeniowej podstawowej oraz jednego z następujących środków
ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej:

a) zerowania,
b) uziemienia ochronnego,
c) sieci ochronnej,

d) wyłączników przeciwporażeniowych różnicowoprądowych,

e) separacji odbiorników,

f) izolacji stanowiska,
g) izolacji ochronnej.

Dopuszcza się:
1)

niestosowanie ochrony przeciwporażeniowej:
a)

w obwodach roboczych (głównych obwodach prądowych) urządzeń spawalniczych,
e

lektrotermicznych i elektrochemicznych, jeżeli ochrona taka - ze względów

technologicznych lub eksploatacyjnych -

nie może być wykonana, a zastosowano inne

środki techniczne i organizacyjne, skutecznie ograniczające prawdopodobieństwo
porażenia,

b)

w urządzeniach laboratoryjnych, jeżeli przy użytkowaniu i obsłudze urządzeń są stale
obecne, co najmniej dwie osoby i jeżeli, urządzenia te są zabezpieczone przed
dostępem osób nieupoważnionych,

c)

w urządzeniach iskrobezpiecznych,

2) zastosowanie innych - technicznie uzasadnionych

– środków ochrony przeciwporażeniowej

niż wymienione w tym rozdziale, jeżeli środki te zapewnią ochronę przeciwporażeniową w
stopniu nie mniejszym niż środki wyżej określone,

3)

zastosowanie

w

urządzeniach

podlegających

stałemu

nadzorowi

wyłączników

przeciwporażeniowych w innych układach niż różnicowoprądowe, pod warunkiem, że
zapewnią one, co najmniej, taką samą skuteczność i zakres ochrony.

Ochrony przeciwporażeniowej dotykowej można nie stosować do:

1.

odcinków rur metalowych lub innych osłon przewodzących o długości do 2 m,
zabezpieczających izolowanie przewody przed uszkodzeniami mechanicznymi lub
stanowiących przepusty przez ściany i stropy,

2.

przepustów kablowych i przewodów opanowanych,

3.

uchwytów, objemek, klamer i wieszaków metalowych, służących do zamocowania
przewodów i kabli,

4.

drobnych części metalowych, jak śruby i nity, przymocowanych do izolacyjnych części
urządzenia,

5.

metalowych płaszczy ochronnych rur izolacyjnych oraz przewodów płaszczowych,
zainstalowanych w pomieszczeniach o wilgotności względnej nie przekraczającej 75%,

6.

metalowych osłon sprzętu instalacyjnego, np. łączników, gniazd wtyczkowych, puszek
zaciskowych, opraw oświetleniowych i urządzeń znajdujących się w pomieszczeniach o
wilgotności względnej nie przekraczającej 75% oraz z nie przewodzącą podłogą lub
stanowiskiem,

7.

metalowych osłon liczników i innych przyrządów w układach taryfowych, tablic
metalowych, na których przyrządy te są umieszczone, zainstalowanych w urządzeniach
odbiorczych nieprzemysłowych,

8.

stojaków dochodowych i przyściennych oraz części konstrukcyjnych, służących do ich
zamocowania i uszczelnienia

– niedostępnych z ziemi,

9.

wsporników izolatorów linii napowietrznych i połączonych z nimi części metalowych -
niedostępnych z ziemi,

10.

słupków metalowych i żelbetowych, na których nie ma innych urządzeń

elektroenergetycznych oprócz przewodów zawieszonych na izolatorach lub, na których
znajdują się, niedostępne z ziemi, urządzeń elektroenergetyczne, oddzielone od słupa
izolacją dodatkową,

11.

metalowych drzwi wejściowych do pomieszczeń dostępnych tylko dla osób

upoważnionych, metalowych osłon złączy kablowych, tablic rozdzielczych i innych
elementów osadzonych w ścianie z cegły lub betonu,

12.

metalowych ram okiennych i ościeżnic drzwiowych,

13.

trzonów izolatorów,

14. metalowych konstr

ukcji wsporczych kabli i przewodów mających zewnętrzną powłokę

izolacyjna, umieszczonych na wydzielonych trasach kopalni odkrywkowych,

15.

półek i wsporników kablowych.

Ochroną przeciwporażeniową należy obejmować całe urządzenia, z tym, że dobór środków

d

la ich części lub poszczególnych urządzeń powinien być dostosowanym do warunków

środowiskowych i rodzaju urządzeń.

Ochrona przez zastosowanie napięcia bezpiecznego.

Napięcia bardzo niskie są napięciami z zakresu nie przekraczającego wartością 25V

określone zgodnie z normą jako SELV („bardzo niskie napięcie bezpieczne”), PELV („bardzo
niskie napięcie ochronne”) oraz FELV („bardzo niskie napięcie funkcjonalne”).

Źródłem napięć dla tych obwodów są:

a)

transformatory bezpieczeństwa lub równoważne im źródła prądu np. przetwornica
dwumaszynowa

b)

źródła elektrochemiczne oraz inne źródła niezależne od obwodu zasilającego o
wyższym napięciu

c)

urządzenia elektroniczne o konstrukcji gwarantującej, że napięcie na zaciskach nie
przekroczy wartości górnej granicy zakresu I

Prze

wody każdego obwodu SELV i PELV powinny być prowadzone oddzielenie od

wszystkich innych obwodów. Jeżeli to wymaganie nie jest możliwe do spełnienia, należy
zastosować jedno z następujących rozwiązań:
1)

przewody obwodu SELV i PELV powinny być umieszczone w osłonie izolacyjnej,
niezależnie od izolacji roboczej,

2)

przewody obwodów o różnych napięciach powinny być oddzielone od siebie uziemionymi
metalowymi ekranami lub uziemionymi osłonami.

W omawianych wyżej przykładach izolacja podstawowa każdego z przewodów musi być
dostosowana tylko do napięcia obwodu, którego jest częścią.
3) obwody o różnych napięciach mogą być prowadzone w przewodzie wielożyłowym lub w
oddzielnych przewodach ułożonych grupowo pod warunkiem, że przewody obwodów SELV i
PELV będą miały izolację indywidualną lub zbiorową na najwyższe napięcie występujące w
tym przewodzie wielożyłowym lub w grupie przewodów.

Wtyczki i gniazda wtyczkowe obwodów SELV i PELV powinny spełniać następujące
warunki:
1)

wtyczki nie powinny dać się włożyć do gniazd wtyczkowych przyłączonych do obwodów
instalacji o różnych napięciach,

2)

gniazda wtyczkowe powinny uniemożliwiać włożenie do nich wtyczek przyłączonych do
obwodów o innych napięciach,

3)

gniazda wtyczkowe nie powinny mieć styków ochronnych.

Obwody SELV

Charakterystyczne cechy:

1.

części przewodzące nie powinny być połączone z uziomem

2.

części przewodzące nie powinny być połączone z przewodami ochronnymi i
częściami przewodzącymi dostępnymi innych instalacji

3.

części przewodzące nie powinny być połączone z częściami przewodzącymi obcymi
z wyjątkiem przypadków, gdy urządzenia ze względów konstrukcyjnych połączone
są z częściami przewodzącymi obcymi (musi być wówczas spełniony warunek, że
nie wystąpi na nich napięcie przekraczające wartości znamionowe)

W przypadku, gdy napięcie znamionowe obwodu SELV przekracza 25V wartości skutecznej lub
60V nietętniącego prądu stałego tzn. zawierającego składową zmienną o wartości skutecznej
nie przekraczającej 10% wartości prądu stałego, należy zapewnić ochronę przed dotykiem
bezpośrednim poprzez:

ogrodzenia, przegrody o stopniu ochrony co najmniej IP2X

izolację zdolna wytrzymać napięcie probiercze 500V w ciągu 1 min.

Obwody PELV.

Gdy nie jest wymagane stosowanie obwodów SELV a części urządzeń są uziemione należy
zapewnić ochronę przed dotykiem bezpośrednim w postaci:

ogrodzenia, przegrody o stopniu ochrony co najmniej IP2X

izolacji zdolnej wytrzymać napięcie probiercze 500V w ciągu 1 min.

Ochrona taka nie jest wymagana, jeżeli urządzenie objęte jest wpływem połączenia
wyrównawczego a napięcie znamionowe nie przekracza:

25V wartości skutecznej prądu przemiennego lub 60V napięcia stałego a urządzenie

eksploatowane jest w pomieszczeniu suchym i nie istnieje prawdopodobieństwo
wielkopowierzchniowych dotyków ciała

6V wartości skutecznej prądu przemiennego lub 15V napięcia stałego nietętniącego w

pozostałych przypadkach

Obwody FELV.

Stosowane w przypadku, gdy nie są spełnione warunki SELV lub PELV oraz gdy nie jest

konieczne stosowanie powyższych obwodów. Dotyczy to najczęściej obwodów, w których
s

tosowane są elementy nie zapewniające dostatecznej izolacji od obwodów wyższego napięcia

np. styczniki, przekaźniki.
Obwód FELV wymaga ochrony przed dotykiem bezpośrednim poprzez zastosowanie:

ogrodzenia, przegrody o stopniu ochrony co najmniej IP2X
izolac

ji spełniającej wymagania obwodu pierwotnego

ochrona przed dotykiem bezpośrednim powinna być zapewniona przez:

połączenie części przewodzących urządzeń obwodu FELV z przewodem ochronnym

obwodu pierwotnego i zapewnienie wyłączenia napięcia zasilającego, tak, aby napięcie
dotykowe nie przekroczyło 50V wartości skutecznej napięcia przemiennego i 120V
napięcia stałego

połączenie części przewodzących dostępnych z nieuziemionym przewodem połączenia

wyrównawczego obwodu pierwotnego

Zasady stosowania środków dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej:

w tej samej sieci należy ograniczać liczbę środków do jednego zwracając uwagę na to,

że działanie niektórych z nich wzajemnie się zakłóca i nie gwarantuje skuteczności pracy
sieci (maksymalna liczba zastosowanych środków w uzasadnionych przypadkach nie
powinna być większa niż 3)

w przypadku łączenia nowej instalacji z istniejąca stosować ten sam środek ochrony

dodatkowej w obu instalacjach (nie dotyczy sytuacji zastosowania w nowej instalacji
nowego, skuteczniejszego środka ochrony)

Charakterystyka środków dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej.

1. Zerowanie

Polega na połączeniu dostępnych części przewodzących urządzeń elektrycznych z

uziemionym przewodem ochronnym PE lub neutralno-

ochronnym PEN. Skuteczność ochrony

jest za

pewniona, jeżeli następuje samoczynne odłączenie zasilania w czasie nie dłuższym niż

określony w przepisach dla sieci o określonym napięciu znamionowym w określonych
warunkach środowiskowych.

Może być stosowany w sieciach o układzie TN o napięciu znamionowym do 500 V.

Maksymalne czasy samoczynnego odłączenia zasilania.

Uo

Dla napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale

UL 50 V ·; UL 120 V =

UL 25 V ·; UL 60 V =

t

t

V

s

s

120

0,80

0,35

230

0,40

0,20

277

0,40

0,20

400

0,20

0,05

480

0,10

0,05

580

0,10

0,02

W przypadku obwodów nie będących bezpośrednio fragmentami, do których połączone są

odbiorniki (np. w sieci rozdzielczej) czas samoczynnego odłączenia zasilania nie może
przekroczyć 5 s.

Skuteczne za

działanie zerowania może zostać zapewnione, jeżeli zostanie spełniony warunek

[1]

Uo

Ia

Zs

Zs

– impedancja pętli zwarcia [Ω] (w przypadku, kiedy impedancja zwarcia określana jest na

podstawie obliczeń a nie rzeczywistych pomiarów, należy przyjąć wartość o 25% większą niż
obliczona)

Ia

– wartość prądu powodującego zadziałanie zabezpieczenia i samoczynne odłączenie

zasilania w czasie określonym dla danej sieci (nie dłuższym niż 5s) równa:

Wartości prądu przetężeniowego dla zabezpieczeń nadprądowych np. bezpiecznik

instalacyjny,
Ia=k*In

k -

współczynnik krotności prądu znamionowego zabezpieczenia gwarantująca

określony czas zadziałania
In

– prąd znamionowy (nastawy) zabezpieczenia

Wartości prądu różnicowego zadziałania w przypadku wyłączników różnicowych

l.p.

Urządzenie samoczynnie odłączające zasilanie

Wartość

współcz. k

Wartość
prądu In

1

Bezpiecznik:

1.

instalacyjny z wkładką topikową szybką:

a)

na prąd znamionowy do 35 A

b)

na prąd znamionowy 40 do 100 A

c)

na prąd znamionowy 125 do 200A

2. insta

lacyjny z wkładką topikową zwłoczną:

a)

na prąd znamionowy do 16A

b)

na prąd znamionowy 20 do 25A

c)

na prąd znamionowy 32 do 63A

d)

na prąd znamionowy 80 do 100A

3.

instalacyjny z wkładką topikową o
działaniu szybkozwłocznym:

a)

na prąd znamionowy do 32A

b)

na prąd znamionowy 32 do 200A

4.

wielkiej mocy z wkładką topikową szybką:

a)

na prąd znamionowy do 10A

b)

na prąd znamionowy 32 do 200A

5.

wielkiej mocy z wkładką topikową
zwłoczną:

a)

na prąd znamionowy do 10A

b)

na prąd znamionowy 16 do 50A

c)

na prąd znamionowy 63 do 100A

d)

na prąd znamionowy 125 do 250A

e)

na prąd znamionowy 400 do 500A

2,5
3,0
3,5

3,5
4,0
4,5
5,0

4,5
6,0

3,2
4,0

5,0
5,5
6,0
6,5
7,0

Prąd

znamionowy

wkładki

bezp.

2

Wyłącznik zgodnie z normą PN-92/E-06150
wyposażony w wyzwalacze lub przekaźniki
bezzwł.

1,2

Prąd

nastawczy

wyzwalacza

lub

przekaźnika

bezzwł.

3

Wyłącznik instalacyjny nadmiarowy zgodnie z PN-
90/E-93002:

1. typ L

a)

na prąd znamionowy do 10A

b)

na prąd znamionowy 16 do 25A

c)

na prąd znamionowy 32 do 63A

2. typ U:

a)

na prąd znamionowy do 10A

b)

na prąd znamionowy 16 do 25A

c)

na prąd znamionowy 32 do 63A

3. typ K
4. typ D

5,2
4,9
4,5

12,0
11,2
10,4
10,0
50,0

Prąd

znamionowy

wyłącznika

4

Wyłącznik przeciwporażeniowy różnicowo-
prądowy

1,2

Wyzwalający

prąd

różnicowy

W przypadku, kiedy może nastąpić zwarcie z ziemią przewodu skrajnego sieci poprzez części
przewodzące obce (np. w liniach napowietrznych), napięcie względem ziemi części dostępnych
chronionych poprzez przewód ochronny nie mogą osiągać napięć większych niż 50 V. Wymaga
to spełnienia warunku [2]:

50

50

Uo

R

R

E

B

R

B

– rezystancja zastępcza wszystkich uziomów połączonych równolegle [Ω]

R

E

– minimalna wartość rezystancji styku z ziemią części przewodzących obcych, przez które

może nastąpić zwarcie z ziemią przewodu skrajnego [Ω]; jeżeli nie jest znana przyjmuje się ja
równa 10

Uo

– napięcie znamionowe przewodu skrajnego względem ziemi [V]

W przypadku zerowania nie wolno umieszczać łączników jednobiegunowych, w tym

zabezpieczeń, w przewodzie ochronnym.

2.Uziemienie ochronne.

Polega na połączeniu części przewodzących dostępnych z uziomem.

Działanie ochronne uzyskuje się poprzez samoczynne odłączenie zasilania w przypadku
zakłóceń w czasie gwarantującym zachowanie bezpieczeństwa oraz poprzez uzyskanie w
miejscu zakłócenia napięcia bezpiecznego U

L

, jeżeli wartość prądu zakłóceniowego jest

za mała do spowodowania wyłączenia w odpowiednio krótkim czasie.
Może być stosowany w obwodach prądu stałego i zmiennego niezależnie od napięcia
znamionowego w układzie:

TT z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym, w którym części przewodzące

dostępne połączone są z uziomem niezależnie od uziomu roboczego

IT z izolowanym punktem neutralnym względem ziemi lub połączonym

poprzez]bezpiecznik iskiernikowy, w którym części przewodzące dostępne połączone
są z uziomem

Układ TT

Układ IT

W układzie TT ochronne działanie uziemienia zostanie uzyskane, jeżeli spełniony będzie

warunek [3]:

L

a

A

U

I

R

R

A

– suma rezystancji uziomu oraz przewodu ochronnego części dostępnych [Ω]

Ia

– prąd zapewniający odłączenie zasilania w odpowiednim czasie równy [A]:

minimalnemu znamionowemu prądowi wyzwalającemu In, jeżeli zastosowano wyłącznik
różnicowo-prądowy

prądem zapewniającym zadziałanie w czasie krótszym niż 5s w przypadku
bezpieczników o charakterystyce czasowo zależnej

minimalnym pr

ądem zapewniającym natychmiastowe zadziałanie w przypadku urządzeń

o działaniu natychmiastowym np. wyzwalaczy elektromagnetycznych

W układzie IT wszystkie części dostępne powinny być uziemione indywidualnie, grupowo

lub zbiorczo. Części jednocześnie dostępne powinny być przyłączone do tego samego
uziemienia lub połączone ze sobą połączeniami wyrównawczymi i uziemione.

Działanie ochronne wymaga spełnienia tego samego warunku [3] jak powyżej dla układu

TT, przy czym:

Ia

– wartość prądu pierwszego zwarcia (zwarcie jednej fazy z ziemią) pomiędzy

przewodem skrajnym a częścią przewodzącą dostępną

W przypadku urządzeń elektroenergetycznych konieczne jest w tym przypadku

wyposażenie ich w urządzenia do kontroli stanu izolacji, sygnalizujące w sposób akustyczny lub
optyczny nadmierne obniżenie wartości rezystancji izolacji.

W przypadku sieci, w której nie występuje przewód neutralny powinien być spełniony

warunek:

Ia

Uo

Z

s

2

3

Dla sieci z przewodem neutralnym warunek ten jest następujący:

Ia

Uo

Z

s

2

'

gdzie:

Zs

– impedancja pętli zwarcia obwodu przewód fazowy- przewód ochronny

Zs’ – impedancja pętli zwarcia obwodu obejmującego przewód ochronny i neutralny

3.

Sieć ochronna.

Środek ochrony dodatkowej stosowany w sieciach IT, jeżeli spełnione są jednocześnie

następujące warunki:

a)

Urządzenia zasilane są z osobnego transformatora lub zespołu prądotwórczego a w
przypadku sieci prądu stałego z baterii akumulatorów

b)

Wszystkie części czynne są izolowane od ziemi

c)

Części przewodzące dostępne połączone są z uziemioną siecią ochronną

d)

Części jednocześnie dostępne oraz części obce np. rurociągi połączone są
przewodami wyrównawczymi lokalnie uziemionymi

e)

Wszelkie zwarcia doziemne są niezwłocznie usuwane ze względu na stałą kontrolę
obsługi

f)

W sieci zastosowano na stałe urządzenia służące do kontroli stanu izolacji
sygnalizujące pogorszenie stanu izolacji roboczej sieci

Ochrona urządzeń polega na połączeniu części przewodzących z uziemioną siecią

wykonaną z przewodów ochronnych PE i połączeń wyrównawczych. Działanie ochronne polega
na zapewnieniu wystąpienia napięcia bezpiecznego na częściach przewodzących przy zwarciu
doziemnym 1 fazy oraz wyłączeniu spod napięcia sieci w przypadku zwarcia kolejnych faz.

Do systemu przewodów uziemiających włącza się również wszystkie większe masy

metalowe np. rurociągi, znajdujące się w pobliżu chronionych urządzeń.

W warunkach kopalnianych systemem przewodów ochronnych objęte są również płaszcze

metalowe kabli elektroenergetycznych, przebiegające obok rurociągi wodne, podsadzkowe liny
it

p. z wyjątkiem szyn trakcji elektrycznej.

Główny przewód ochronny systemu uziemia się w przeważnie przy transformatorze i łączy z

uziomem stacji. Jednocześnie uziemia się przewody ochronne w tych wszystkich miejscach,
gdzie istnieją możliwości wykonania uziomu o odpowiednio małej rezystancji np. w wyrobiskach
o mokrym spągu, w pobliżu zbiorników i kanałów wodnych, w rząpiach szybików itp.

Przy wystąpieniu pierwszego uszkodzenia w sieci, np. zwarciu jednofazowym z obudową lub

osłoną chronionego urządzenia lub zwarciu doziemnym przewodu fazowego poza systemem
SUPO, na obudowach i osłonach nie pojawia się napięcie dotykowe niebezpieczne.

Wymagania dotyczące wykonania SUPO.

1) System uziemiających przewodów ochronnych z niżej podanych elementów składowych:

a)

Co najmniej z dwóch uziomów centralnych.

b)

Wszystkich istniejących uziomów lokalnych.

c)

Przewodów ochronnych.

W przypadkach uzasadnionych (wątpliwościami odnośnie skuteczności SUPO) można

wykonać połączenia wyrównawcze przez przyłączenie do SUPO (przewodami ochronnymi
zewnętrznymi) części przewodzących obcych znajdujących się w zasięgu ręki.

Nie należy przyłączać do SUPO:

a)

Sieci dolnej trakcji elektrycznej przewodowej oraz urządzeń podlegających
uszynieniu.

b)

Rurociągów odmetanowania.

Nie dopuszcza się wykorzystywania osłon (obudów) urządzeń elektrycznych jako
przewodów ochronnych.

2) Uziom centralny -

powinien być wykonany jako uziom w wodzie w rząpiu szybu lub zbiorniku

(chodniku) wodnym.
W przypadku, gdy na danym poziomie nie ma bezpośredniego dostępu do rząpia lub zbiornika
wodnego, należy wykorzystać uziom centralny wykonany na innym poziomie i połączyć go
międzyuziomowym przewodem ochronnym z uziomem lokalnym położonym najbliżej szybu.
Zaleca się, aby był on wykonany ze stali nieocynkowanej.

Najmniejs

ze dopuszczalne wymiary przedmiotów metalowych (wyrobów hutniczych) użytych do

wykonania uziomu centralnego podano poniżej:

a) płyty -

grubość 7mm

długość 1000mm
szerokość 500mm

b) Kształtowniki - grubość 7mm

długość 1500mm

c) Szyny jezdne - co najmniej S 14

długość 1500mm

Rezystancja uziemienia uziomu centralnego -

powinna być, w zależności od największej

wartości prądu ziemnozwarciowego sieci średniego napięcia połączonej galwanicznie, nie
większa od dopuszczalnych wartości podanych w tablicy poniżej:

Wartość prądu ziemno

zwarciowego

w sieci średniego napięcia

Dopuszczalna wartość

rezystancji uziemienia uziomu

centralnego

[A]

[Ω]

poniżej 80

1,5

80 - 140

0,75

powyżej 140.

0,5

Przewód uziomowy uziomu centralnego - powinien być przyspawany do uziomu centralnego,
a miejsce jego przyłączenia powinno być chronione przed korozją. Drugi koniec przewodu
uziomowego powinien być wprowadzony do złącza kontrolnego uziomu.
Złącze kontrolne uziomu centralnego

-

powinno być wykonane i zainstalowane

w spos

ób

umożliwiający wykonanie na nim rozłącznego połączenia przewodów ochronnych
międzyuziomowych oraz przewodu uziomowego. Złącze kontrolne powinno być umieszczone w
miejscu łatwo dostępnym i oznakowane umownym znakiem uziomu centralnego.

3) Uziom lokalny

-

powinien być instalowany przy każdym z następujących urządzeń

elektroenergetycznych:
a) Rozdzielnicach w sieci rozdzielczej średniego napięcia.
b) Przewoźnych stacjach transformatorowych lub przekształtnikowych.
c) Innych urządzeniach elektroenergetycznych (lub ich zgrupowaniach), zasilanych

bezpośrednio

z kopalnianej sieci rozdzielczej średniego napięcia.

Przewoźne stacje transformatorowe lub przekształtnikowe umieszczone we wspólnej
komorze
z rozdzielnicą średniego napięcia, z której są zasilane, powinny być przyłączone do uziomu
lokalnego rozdzielnicy za pośrednictwem głównego przewodu uziemiającego wykonanego w
rozdzielni.
Silniki elektryczne

zasilane bezpośrednio z kopalnianej sieci rozdzielczej średniego napięcia

mogą mieć uziom lokalny wspólnie z rozdzielnicą, z której są zasilane. Uziom lokalny powinien
być wykonany ze stali nieocynkowanej jako:
a) Uziom w wodzie zainstalowany w ściekach kopalnianych.
b) Uziom w skale, gdy w pobliżu nie ma ścieku.

Minimalne wymiary przedmiotów metalowych (wyrobów hutniczych) użytych do wykonania
uziomu lokalnego podano poniżej w tabeli:

Rodzaj wyrobu

Wymiary [mm]

Uziomy

w

skale

Pręty, żerdzie itp.

średnica lub najmniejszy

wymiar przekroju

poprzecznego

długość

15

1000

Szyny (S 14)

długość

1000

płyty

grub

ość

szerokość

długość

5

300
500

Uziomy

w

wodzie

płyty

grubość

5

szerokość

określona

szerokością

ścieku

długość

500

Taśmy

grubość

5

szerokość

30

długość

5000

Szyny S (14)

jak dla uziomów w skale

Inne wyroby

grubość

5

długość

5000

Rez

ystancja uziemienia uziomu lokalnego powinna być nie większa niż 50Ω.

Przewód uziomowy uziomu lokalnego - powinien być przyspawany do uziomu, a miejsce
jego przyspawania powinno być chronione przed korozją.
Dopuszcza się przyłączenie przewodu uziomowego do uziomu lokalnego w sposób rozłączny,
w przypadku, gdy uziom ten wykonany jest jako uziom w skale w postaci pręta wystającego
ponad powierzchnię spągu (skały).

Złącze kontrolne uziomu lokalnego powinno być:

a)

Umieszczone przy każdym uziomie lokalnym w miejscu dogodnym do skontrolowania

i oznakowania umownym symbolem uziomu lokalnego.

b) Wykonane w sposób umożliwiający dołączenie do niego przewodu uziomowego

i przewodów ochronnych zewnętrznych, lub

c) Może być umieszczone bezpośrednio na uziomie lokalnym, gdy jest on wykonany w skale w

postaci

pręta wystającego ponad powierzchnię skały.

4) Przewody ochronne.

Przewody ochronne w siec

iach o napięciu znamionowym do 1 kV i w sieciach o napięciu

znamionowym wyższym, zasilających maszyny przodkowe dużej mocy

,

powinny być

wykonane wyłącznie jako

przewody ochronne wewnętrzne w postaci dodatkowej żyły

(żyła ochronna)
o przekroju wynikającym z norm przedmiotowych, dotyczących konstrukcji górniczych kabli
i przewodów oponowych.
Jeżeli przewód ochronny wykonany jest w postaci dodatkowej żyły (żyły ochronnej), to żyła ta
powinna być wykonana w sposób pozwalający na jednoznaczne odróżnienie jej od pozostałych
żył.
W przewodach ochronnych nie wolno stosować jakichkolwiek łączników, z wyjątkiem
sprzęgników i złącz wtykowych górniczych przewodów oponowych.

Przewody ochronne w sieciach rozdzielczych średniego napięcia mogą być wykonane jako
przewody ochronne wewnętrzne lub zewnętrzne, przy czym należy zachować następujące
zasady:
a) Wzdłuż kabli bez żył (lub ekranów) ochronnych należy prowadzić dodatkowe zewnętrzne

przewody ochronne.

b) Wzdłuż kabli z żyłami (lub ekranami) ochronnymi dopuszcza się stosowanie dodatkowych

przewodów ochronnych zewnętrznych.

c) W przypadku prowadzenia w wyrobisku kilku kabli

bez żył (lub ekranów)ochronnych

dopuszcza się stosowanie jednego wspólnego zewnętrznego przewodu ochronnego.

d) Przewody ochronne zewnętrzne prowadzone wzdłuż kabli instalowanych w wyrobiskach,

odgałęzionych od wyrobisk, w których zainstalowano kilka kabli ze wspólnym zewnętrznym
przewodem ochronnym, powinny być połączone z tym wspólnym przewodem.

e) W przypadku prowadzenia w wyrobisku kilku kabli, z których jedne mają żyłę (lub ekran)

ochronną, a inne jej nie mają, można nie stosować zewnętrznego przewodu ochronnego, pod
warunkiem, że wszystkie zasilane nimi urządzenia będą połączone z SUPO.

f) Przewody ochronne zewnętrzne prowadzone w szybie z powierzchni do rozdzielnicy

poziomowej, należy na danym poziomie przyłączyć do uziomu centralnego lub lokalnego tej
rozdzielnicy, a na powierzchni do najbliższego uziomu naturalnego lub sztucznego, np.
konstrukcji wieży szybowej.

g) Wykonanie i przekroje wewnętrznych przewodów ochronnych powinny być zgodne z

wymaganiami norm wyrobu dotyczących stosowanych przewodów elektroenergetycznych.

Wszystkie przewody ochronne wewnętrzne kabla powinny być połączone ze sobą na

obydwu końcach.

Przewody ochronne zewnętrzne

-

zaleca się wykonywać ze stali ocynkowanej.

Najmniejsze dopuszczalne wymiary poprzeczne zewnętrznych przewodów ochronnych i
przewodów uziomowych podano poniżej w tabeli:

Nazwa

Wyrobu

Najmniejszy dopuszczalny wymiar [mm]

Wielkość

Przewody

ochronne

międzyuziomowe

Przewody

uziomowe

Przewody

ochronne

uziemiające

Liny stalowe

średnica

14

14 (10)

7

Taśmy stalowe

grubość

3

3

3

szerokość

40

40 (20)

20

Druty stalowe

średnica

12

12 (8)

6

Linki lub druty

miedziane

średnica

6

4

4

Liczby w nawiasach dotyczą uziomów lokalnych

Przewody ochronne zapewniające ciągłość SUPO należy stosować w sieciach o napięciu
znam

ionowym powyżej 1 kV w miejscach, w których została przerwana ciągłość wewnętrznych

przewodów ochronnych kabli (mufy przelotowe, głowice i wpusty kabli zasilających urządzenia
elektroenergetyczne przelotowo).

Wymaganie nie dotyczy:
a) Kabli z żyłami (lub ekranami) ochronnymi wprowadzonymi do urządzeń wyposażonych

w wewnętrzny zacisk uziemiający.

b) Muf przelotowych bezskorupowych.

Sposób wykonania przewodów ochronnych zapewniających ciągłość systemu powinien
umożliwiać pewne połączenie przewodzące (elektryczne) elementów stanowiących wewnętrzne
przewody ochronne łączonych odcinków kabli, a także przyłączenie zewnętrznego przewodu
ochronnego międzyuziomowego lub uziomowego (uziomu lokalnego).

Zaleca się wykonywanie połączenia przewodów ochronnych zapewniających ciągłość SUPO
z wewnętrznymi przewodami ochronnymi kabli w taki sposób, aby zewnętrzna osłona
antykorozyjna pancerza w części kabla znajdującej się na zewnątrz urządzenia (mufy, głowicy,
wpustu) pozostała nienaruszona.

Najmniejsze dopuszczalne wymi

ary przewodów ochronnych zapewniających ciągłość SUPO

powinny być takie jak zewnętrznych przewodów ochronnych międzyuziomowych określonych w
powyższej tabeli.

Przewody ochronne łączące z SUPO konstrukcje metalowe nie należące do urządzeń
elektroenergetycznych.
Przewody wyrównawcze (łączące z SUPO dostępne części przewodzące obce) powinny być
wykonane jako przewody ochronne zewnętrzne o najmniejszych dopuszczalnych wymiarach
takich, jak dla zewnętrznych przewodów ochronnych uziemiających określonych w powyższej
tabeli.

Łączenie przewodów ochronnych zewnętrznych. Przewody ochronne zewnętrzne należy
łączyć stosując następujące zasady:

a) Przewody ochronne międzyuziomowe powinny być połączone ze sobą na złączach

kontrolnych uziomów lub poza nimi w sposób rozłączny, zabezpieczony przed luzowaniem się i
korozją.
b) Połączenie każdego przewodu uziomowego, przewodu ochronnego uziemiającego oraz

przewodu ochronnego zapewniającego ciągłość SUPO z przewodem międzyuziomowym,
powinno być wykonane w sposób umożliwiający odłączenie dowolnego przewodu ochronnego
w celu przeprowadzenia pomiarów lub kontroli.

c) W rozdzielniach w sieci rozdzielczej średniego napięcia powinien być wykonany główny

przewód uziemiający w postaci taśmy stalowej o wymiarach odpowiadających wymiarom
przewodów ochronnych międzyuziomowych wg tabeli powyżej, do którego należy przyłączyć
w sposób rozłączny, zabezpieczony przed luzowaniem się i korozją, przewody ochronne
uziemiające wszystkich urządzeń o napięciu wyższym niż 1 k V.

Ciągłość przewodów ochronnych. Ciągłość wszystkich przewodów ochronnych powinna być
kontrolowana. W przypadku maszyn i urządzeń ruchomych i ręcznych o napięciu znamionowym
do 1 kV oraz maszyn urabiających, ładujących i odstawczych dużej mocy, zasilanych napięciem
wyższym niż 1 kV, zaleca się stosować automatyczną kontrolę ciągłości przewodów
ochronnych powodującą przerwanie obwodów sterowania tych maszyn.

Ocena skuteczności ochronnego działania SUPO.

Rezystancja uziemienia systemu.

1) Miejsca wykonywania pomiarów rezystancji uziemienia systemu.

Pomiary rezystancji uziemienia SUPO należy przeprowadzać:
a) W sieciach o napięciu znamionowym do 1 kV lub zasilających maszyny przodkowe

napięciem wyższym niż 1 kV, przyjmując jako zacisk pomiarowy żyłę ochronną przewodu
zasilającego urządzenie najbardziej oddalone od uziomu lokalnego, odłączoną od zacisku
uziemiającego tego urządzenia.

b) W sieciach rozdzielczych średniego napięcia w miejscach zainstalowania uziomów lokalnych

oraz w miejscach, w których zainstalowane są na kablach mufy przelotowe z wyjątkiem muf
kablowych w szybach i muf bezskorupowych.

2) Wartość rezystancji uziemienia systemu.

Wartość rezystancji uziemienia SUPO powinna spełniać nierówność:

Ud

Iz

Rws

gdzie:
Rws -

rezystancja uziemienia SUPO [Ω],

Iz -

prąd ziemnozwarciowy sieci o napięciu znamionowym do 1 kV i sieci o napięciu wyższym

zasilającej maszyny przodkowe, przy ocenie skuteczności SUPO w miejscu lub prąd
ziemnozwarciowy sieci rozdzielczej średniego napięcia przy ocenie skuteczności SUPO [A], Ud
-

dopuszczalna wartość napięcia dotykowego [V].

Dopuszczalną wartość napięcia dotykowego należy przyjmować:

.

a) równą 25 V, przy ocenie skuteczności SUPO w sieci o napięciu znamionowym do l kV oraz w

sieci o napięciu wyższym, zasilającej maszyny górnicze urabiające, ładujące i odstawcze
dużej mocy,

b) z tablicy poniżej w zależności od najdłuższego czasu trwania zwarcia doziemnego

wywołującego napięcie dotykowe, przy ocenie skuteczności SUPO w sieci rozdzielczej
średniego napięcia.

Napięcia dotykowe.
W sieci rozdzielczej średniego napięcia dopuszcza się ocenę skuteczności ochronnego
działania SUPO na podstawie zmierzonych lub obliczonych wartości napięć dotykowych.
Wartości te, zmierzone lub obliczone nie powinny przekraczać wartości dopuszczalnych
prz

edstawionych w tablicy poniżej.

Jako czas trwania zwarcia doziemnego dopuszcza się przyjmować czas nastawy
zabezpieczenia ziemnozwarciowego powodującego wyłączenie linii, na końcu (lub trasie), której
ocenia się skuteczność SUPO.

Czas trwania zwarcia

doziemnego

Dopuszczalna wartość

napięcia dotykowego

[s]

[V]

do 1,2

50

1,5

46

1,7

43

2,0

39

2,5

35

3,0

30

5,0 i więcej

25

4. Izolacja stanowiska.

Polega na izolowaniu stanowiska od ziemi za pomocą warstw izolacyjnych np. gumy,

pomostów izolacyjnych oraz połączeniu części dostępnych przewodzących w celu wyrównania
ich potencjałów.

Może być stosowana niezależnie od napięcia znamionowego w sieciach prądu stałego i

zmiennego w warunkach suchych dla urządzeń instalowanych na stałe. Stosowana zazwyczaj
w sytua

cji, gdy nie można zapewnić odpowiednich czasów wyłączenia napięcia zasilającego

przez zastosowanie zerowania lub uziemienia ochronnego. Działanie ochronne polega na
uniemożliwieniu przepływu prądu niebezpiecznego na skutek dotknięcia części pod napięciem
poprzez zwiększenie rezystancji drogi przepływu.

Jeżeli stosowana jest izolacja stanowiska to do urządzeń nie doprowadza się przewodu

ochronnego PE oraz w przypadku konstrukcji nie uziemia się jej oraz nie stosuje zerowania a
punkt neutralny sieci musi

być izolowany od konstrukcji.

Minimalne wartości rezystancji podłóg oraz ścian izolacyjnych w miejscach zainstalowania

urządzeń elektroenergetycznych:

a)

50 kΩ dla napięć względem ziemi do 500V

b)

100 kΩ gdy napięcie znamionowe względem ziemi przekracza 500V

do

datkowo konieczne jest spełnienie warunków dodatkowych

a)

odstęp między częściami przewodzącymi nie mniejszy niż 2 m, przy czym odległość ta
może być zmniejszona do 1,25 m poza strefą zasięgu ręki; oznacza to, że w normalnych
warunkach człowiek nie będzie mógł dotknąć dwóch obudów urządzeń elektrycznych lub
jednej obudowy i obcej części przewodzącej;

b)

umieszczenie skutecznych barier między częściami przewodzącymi zwiększającymi
odległość na drodze możliwego jednoczesnego dotyku do wartości podanych w punkcie
a);

c)

izolowanie części przewodzących obcych w sposób zapewniający zadowalającą
wytrzymałość mechaniczną i elektryczną (2000 V).

Dla części obcych przewodzących dostępnych ze stanowiska należy zastosować osłony

izolacyjne co najmniej o stopniu ochrony IP2X.

5. Izolacja ochronna.

Jako środek ochrony dodatkowej stosowana w fabrycznie produkowanych urządzeniach

prądu stałego i zmiennego niezależnie od napięcia znamionowego.

Polega na zastosowaniu izolacji o parametrach ograniczających do minimum możliwość

porażenia. Części przewodzące dostępne tych urządzeń nie są łączone z przewodami
ochronnymi oraz wyrównawczymi.

Wymagania odnośnie izolacji ochronnej spełniają urządzenia II klasy ochronności

oznaczone symbolem

Dotyczy to następujących przypadków:

1.

urządzenia mające izolację podwójną lub wzmocnioną

2.

zespoły urządzeń elektrycznych wykonanych fabrycznie w pełni izolowanych

Urządzenia te zapewniają lepszy stopień ochrony dodatkowej niż ochrona dodatkowa

układów TN i TT.

6. Separacja odbiornika.

Polega na zasilaniu odbi

ornika lub grupy odbiorników za pomocą transformatora

separacyjnego lub przetwornicy separacyjnej (urządzenia wykonane jako urządzenia II klasy
ochronności w przypadku urządzeń przenośnych) w obwodach prądu zmiennego o napięciu do
500V i stałego o napięciu do 750V.

Obwodu separowanego nie wolno zerować, uziemiać ani łączyć z innymi obwodami.
Obwód separacyjny powinien zasilać jeden odbiornik. Dopuszcza się w warunkach

nieprzemysłowych zasilanie większej liczby odbiorników, przy czym długość obwodu
separowan

ego nie powinna przekraczać 30m.

Zaleca się, aby obwód separacyjny spełniał warunek:

100000

U

l

gdzie:
l

– długość oprzewodowania obwodu separowanego

U

– napięcie znamionowe obwodu separowanego

Ochronne działanie układu separacji polega na zmniejszeniu prądu rażenia (prąd

pojemnościowy obwodu ze względu na separację w stosunku do ziemi).


Ochrona ta polega na rozdzieleniu w sposób pewny obwodu zasilającego i odbiorczego
(separowanego), aby w przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej w obwodzie separowanym
nie występowały warunki zagrażające porażeniem elektrycznym. Zasilanie obwodu
separowanego może być dokonane za pomocą:
- transformatora separacyjnego,
-

innego źródła zapewniającego separację elektryczną nie gorszą niż między uzwojeniem

pierwotnym a wtórnym transformatora separacyjnego, np. prądnicy napędzanej z innego źródła
niż elektryczne.

Napięcie zasilania obwodu separowanego nie może być wyższe niż 500 V, a żadne części
czynne obwodu ani urządzenia zasilane z tego obwodu nie mogą być uziemione ani nie mogą
się łączyć z uziemionymi przewodami ochronnymi innych obwodów.

Ochrona przeciwporażeniowa przez separowanie odbiorników a) jeden odbiornik zasilany z obwodu w
przeciętnych warunkach użytkowania; b) odbiornik I klasy ochronności w pomieszczeniu o metalowej podłodze i
ścianach, np. w metalowym zbiorniku (obecnie nie wymaga się wykonania połączenia wyrównawczego)

3.13. Ochrona przeciwporażeniowa przez separowanie odbiorników (zasilanie z obwodu separowanego więcej niż
jednego)
CC

– przewód wyrównawczy

W przypadku jednofazowego zwarcia z obudową chronionego urządzenia i dotknięcia tej
obudowy przez człowieka popłynie prąd rażeniowy o wartości zależnej od pojemności i
rezystancji izolacji obwodu. W celu ogra

niczenia tego prądu do wartości uznawanych za

dopuszczane zaleca się, aby w separowanym obwodzie iloczyn napięcia znamionowego
(znamionowego woltach) i łącznej długości przewodów obwodu (w metrach) był mniejszy niż
100

000, a długość tych przewodów nie przekraczała 500 m.

Ochrona przez separację elektryczną jest szczególnie skuteczna przy zasilaniu tylko jednego
odbiornika. W takim przypadku części przewodzące obwodu nie powinny być uziemione ani
połączone z przewodami ochronnymi przewodzących części obcych. Rozwiązanie to może być
stosowane podczas użytkowania urządzenia elektrycznego o napięciu znamionowym wyższym
niż napięcie bardzo niskie, również w warunkach szczególnego zagrożenia.

Obecnie nie ma już wymagania, aby metalowa obudowa urządzenia odbiorczego
użytkowanego w pomieszczeniu o przewodzącej podłodze i ścianach, np. w metalowym
zbiorniku, była połączona z przewodzącą podłogą.

Przy zasilaniu z obwodu separowanego więcej niż jednego urządzenia powinny być spełnione
następujące warunki:
- wszystk

ie części przewodzące dostępne urządzeń powinny być połączone między sobą przez

nieuziemione izolowane przewody zapewniające wyrównanie potencjału wszystkich urządzeń;
przewody te nie mogą się łączyć nieuziemione przewodami ochronnymi innych urządzeń ani z
częściami przewodzącymi obcymi;
-

wszystkie gniazdka wtyczkowe powinny mieć styki ochronne połączone z systemem

przewodów wyrównawczych;
-

wyrównawczych przypadku podwójnego zwarcia części czynnych różnej biegunowości z

przewodzącymi częściami dostępnymi, zainstalowane urządzenia ochronne powinny zapewnić
samoczynne wyłączenie zasilania w czasie nie dłuższym niż podany w tabeli niżej.

Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączania w sieciach i instalacjach o układzie TN*, wg
[39]

Napięcie znamionowe

względem ziemi U

0

V

Czas wyłączenia [s],

w warunkach, warunkach których napięcie dopuszczalne U

L

wynosi

50 V

~,

120 V_

25 V

~,

60 V _

120
230
277
400
480
580

0,8
0,4
0,4
0,2
0,1
0,1

0,35
0,20
0,20
0,05
0,05
0,02

*Dotyczy urządzeń odbiorczych I klasy ochronności, ręcznych lub przenośnych, przeznaczonych do

ręcznego przemieszczania w czasie użytkowania.

Zabezpieczenie różnicowoprądowe, budowa i zasada działania

Wiadomości ogólne
Jednym z najbardziej skutecznych środków ochrony przeciwporażeniowej jest ochrona przy
zastosowaniu

urządzeń

ochronnych

różnicowoprądowych

(wyłączniki

ochronne

różnicowoprądowe, wyłączniki współpracujące z przekaźnikami różnicowoprądowymi).

Budowa i zasada działania
Stosowane współczesne konstrukcje wyłączników różnicowoprądowych można
p

odzielić na dwa zasadnicze rodzaje: wyłączniki o wyzwalaniu bezpośrednim i o

wyzwalaniu pośrednim (wyposażone we wzmacniacz elektroniczny). Każdy wyłącznik
(oznaczony na schematach elektrycznych jako

I) niezależnie od rodzaju konstrukcji składa się

z na

stępujących członów funkcjonalnych, które przedstawiono na rys.:

- członu pomiarowego (A),
- członu wzmacniacza-komparatora (B),
- członu wyłączającego (C),
- członu kontrolnego (D).

Człon pomiarowy (A) wyłącznika stanowi przekładnik różnicowy z rdzeniem toroidalnym.
Przekładnik ten mierzy geometryczną sumę prądów płynących w przewodach roboczych
przyłączonych do wyjścia wyłącznika. W przypadku, gdy suma tych prądów jest różna od zera,
w rdzeniu przekładnika pojawia się strumień różnicowy, a w następstwie tego w uzwojeniu
różnicowym przekładnika wyidukowana zastaje siła elektromotoryczna SEM, której jest wprost
proporcjonalna do prądu upływowego (uszkodzeniowego) - I .

Człon wzmacniacza – komparatora (B) zasilany jest siłą elektromotoryczną SEM
wyidukowaną w członie pomiarowym. We wzmacniaczach elektromechanicznych powszechnie
używaną konstrukcja jest urządzenie zwane przekaźnikiem spolaryzowanym, którego schemat
przedstawiono na rys. 3 Jest to przekaźnik z ruchoma zworą (4) i magnesem trwałym (3).
Urządzenie działa w ten sposób, że odpadnięcie zwory uruchamia zamek wyłącznika
powodując otwarcie styków biegunów roboczych. W stanie zamkniętym wyłącznika zwora
przekaźnika spolaryzowanego przytrzymywania jest polem magnetycznym wytworzonym przez
magnes trwały. Z chwilą uszkodzenia izolacji obwodu roboczego, płynący do ziemi prąd
uszkodzeniowy I

powodując pojawienie się w uzwojeniu elektromagnesu, umieszczonym na

rdzeniu przekaźnika spolaryzowanego, prądu różnicowego proporcjonalnego do prądu I

. Prąd

ten wytwarza

pole magnetyczne o częstotliwości 50 Hz, które przy odpowiedniejszej

biegunowości osłabia pole magnetyczne magnesu trwałego i może spowodować odpadnięcie
zwory i wyłączenie wyłącznika. Wyłączniki z takim przekaźnikiem spolaryzowanym są
przystosowane do pr

acy z prądem uszkodzeniowym przemiennym i są nazywane wyłącznikami

typu AC.

Jeżeli w instalacji może pojawić się prąd uszkodzeniowy pulsujący jednokierunkowy o dowolnej
biegunowości lub sterowany fazowo sterownikiem tyrystorowym, należy zastosować wyłącznik
typu A, który wyposażony jest w inny rodzaj przekaźnika spolaryzowanego - z rdzeniem
nasycającym się. Budowane są również wyłączniki typu B, które nadają się do stosowania w
instalacjach prądu przemiennego z prądem uszkodzeniowym pulsującym ze składową stałą do
6 mA i z prądem stałym z niektórych układów prostownikowych.

Schemat blokowy wyłącznika różnicowoprądowego:

A-

człon pomiarowy, B- człon wzmacniacza-komparatora,

C-

człon wyłączający, D- człon kontrolny, R

t

- rezystor kontrolny

W wyłącznikach o wyzwalaniu pośrednim role członu wzmacniacza – komparatora spełnia
układ elektroniczny. Wadą takich wyłączników jest konieczność zasilania układu
elektronicznego napięciem pomocniczym – zwykle z sieci zasilającej. Przerwanie ciągłości
przewodu neutralneg

o sieci lub obniżenie się napięcia zasilającego poniżej wartości 0,5 U

powoduje, że wyłącznik nie działa przy możliwości wystąpienia zagrożenia porażeniowego.
Włączniki budowane są na znamionowy różnicowy prąd zadziałania określony jako I

n

(rzadziej

I

N

). Wyłącznik nie może być urządzeniem zbyt czułym. Rzeczywisty prąd zadziałania musi być

większy od 0,5 I

n

, jednak nie większy niż I

n

. Spełnienie tego wymagania, przy poprawnym

doborze wyłącznika różnicowoprądowego, zapewnia jego działanie tylko przy powstaniu
uszkodzenia w instalacji, a zapobiega zbędnemu działaniu powodowanemu przez robocze
prądy upływowe, występujące w każdej instalacji elektrycznej.

Człon wyłączający (C) stanowi układ stykowy wyłącznika mechanizmowego z zamkiem.
Uruchomienie z

amka wyłącznika sygnałem z układu wzmacniacza – komparatora powoduje

jego

natychmiastowe

wyłączenie.

Przy

szeregowym

łączeniu

wyłączników

różnicowoprądowych, w celu zapewnienia wybiórczości ich działania, konieczne jest stosowanie
specjalnych wyłączników działających ze zwłoką czasowa. Wyłączniki takie są oznaczone
symbolem S i nazywane wyłącznikami selektywnymi (zwłocznymi).

Rys. Budowa przekładnika spolaryzowanego: 1- uzwojenie różnicowe
przekładnika różnicowego, 2- uzwojenie elektromagnesu przekładnika
spolaryzowanego, 3-

magnes trwały, 4- ruchoma zwora przekaźnika

spolaryzowanego, 5-

sprężyna zwory

W wyłącznikach różnicowoprądowych stosuje się zwykle wyłączenie wszystkich biegunów
roboczych- fazowych L i bieguna neut

ralnego N. Wymagane przez normę czasy wyłączenia

wyłączników zalezą od krotności prądu uszkodzeniowego I

w stosunku do wartości prądu I

n

oraz typu wyłącznika. Maksymalne i minimalne czasy wyłączenia wyłączników
różnicowoprądowych typu AC przedstawiono w tabeli 1

Tabela 1. Maksymalne i minimalne czasy wyłączenia wyłączników typu AC

Maksymalne czasy wyłączenia odnoszą się również do wyłączników typu A i B, z tym, że
wartości prądów uszkodzeniowych (różnicowych) I

n

, 2 I

n

, 5 I

n

niesinusoidalnych należy

powiększyć przy pomiarze czasu zadziałania mnożąc je przez współczynnik 1,4 w przypadku
wyłączników, których I

n

0,01 A i przez 2, w przypadku wyłączników, których I

n

0,01A.

Człon kontrolny (D) wyłącznika składa się z szeregowego połączonych: rezystora R

t

ograniczającego prąd kontrolny i przycisku testującego oznaczonego na wyłączniku literą „T”
lub napisem „TEST”. Człon ten umożliwia sprawdzenie poprawności działania wyłącznika
załączonego pod napięcie.

Typ

wyłącznika

Prąd I

n

Prąd I

n

Czas wyłączenia w

sekundach dla prądu
uszkodzeniowego I

o wartości:

Uwagi

A

A

I

n

2 I

n

5 I

n

Bezzwłoczny dowolny

dowolny

0,3

0,15

0,04 Czas maksymalny

Selektywny S

(zwłoczny)

25

0,03

0,5

0,2

0,15 Czas maksymalny

0,13

0,06

0,05 Czas maksymalny

Instalowanie wyłączników różnicowoprądowych
Urządzenia ochronne różnicowoprądowe pełnią następujące funkcje:

-

ochrona przed dotykiem pośrednim przy zastosowaniu wyżej wymienionych urządzeń, jako

elementów samoczynnego wyłączenia zasilania,
-

uzupełnienie ochrony przed dotykiem bezpośrednim przy zastosowaniu wyżej wymienionych

urządzeń o znamionowym różnicowym prądzie nie większym niż 30 mA.
-

ochrona budynku przed pożarami wywołanymi prądami doziemnymi przy zastosowaniu wyżej

wymienionych u

rządzeń o znamionowym różnicowym prądzie nie większym niż 500 mA.

Prąd zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego musi zawierać się
w granicach 0,5 I n I n, gdzie I n jest znamionowym różnicowym prądem. Urządzenia
ochronne różnicowoprądowe można stosować we wszystkich układach sieci z wyjątkiem układu
TN-C.

Przykładowe sposoby zainstalowania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych w po-
szczególnych układach sieci przedstawiono na rysunku.
Przy szeregowym zainstalowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, celem
zachowania selektywności (wybiórczości) ich działania, urządzenia powinny spełniać
jednocześnie warunki:

-charakterystyka czasowo-

prądowa zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego,

zainstalowanego po stronie zasilania, po

winna znajdować się powyżej charakterystyki czasowo-

prądowej zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego zainstalowanego po stronie
obciążenia,
-

wartość znamionowego różnicowego prądu urządzenia ochronnego różnicowoprądowego

zainstalowanego po s

tronie zasilania powinna być równa co najmniej trzykrotnej wartości

znamionowego

różnicowego

prądu

urządzenia

ochronnego

różnicowoprądowego

zainstalowanego po stronie obciążenia.
Również przy szeregowym zainstalowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, celem
zachowania selektywności (wybiórczości) ich działania, w obwodach rozdzielczych można
stosować urządzenia ze zwłoką czasową, jednak nie większą niż 1 sekunda. Schemat takiego
zastosowania przedstawiono na rysunku.

Oznaczenia: L1; L2; L3; -

przewody fazowe prądu przemiennego; N- przewód neutralny; PE- przewód

ochronny; PEN-

przewód ochronno-neutralny; E - przewód uziemiający; I - urządzenie ochronne

różnicowoprądowe; Z - impedancja

Rys.4 Sposoby zainstalowania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych w poszczególnych

układach sieci

Rys. 5 Wygląd zewnętrzny i wymiary zabezpieczenia różnicowoprądowego

Oznaczenia: t -

zwłoka czasu zadziałania; I - urządzenie ochronne różnicowoprądowe

Schemat zastosowania w obwodach wyłączników (urządzeń) ochronnych

różnicowoprądowych ze zwłoką czasową oraz bezzwłocznych

Podział wyłączników ze względu na kształt przebiegu prądu w czasie powodującego

zadzi

ałanie:

W zależności od kształtu przebiegu prądu w czasie powodującego zadziałanie, urządzenia
ochronne różnicowoprądowe dzielą się na:
urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądach różnicowych przemiennych

sinusoidalnych oznaczone symbolem:

lub literowo AC,

urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądach różnicowych przemiennych
sinusoidalnych i pulsujących stałych oznaczone symbolem:

lub literowo A.

urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądach różnicowych przemiennych
sinusoidalnych i pulsujących stałych oraz przy prądach wyprostowanych, oznaczone

symbolem:

lub literowo B.

Wahania napięć, przepięcia atmosferyczne lub łączeniowe mogą, przez różne pojemności w
sieci, spowodować przepływ prądów upływowych, które z kolei mogą być przyczyną zadziałania
urządzeń ochronnych różnicowoprądowych. Zjawisko to może wystąpić w odbiornikach z
dużymi powierzchniami elementów lub dużą liczbą kondensatorów przeciwzakłóceniowych. Do
odbiorników tych można zaliczyć wielko powierzchniowe elementy grzejne, oprawy
świetlówkowe, komputery, układy rentgenowskie itp.
Dla uniknięcia błędnych zadziałań należy w wyżej wymienionych przypadkach stosować
urządzenia ochronne różnicowoprądowe z podwyższoną wytrzymałością na prąd udarowy,
oznaczone symbolami:

lub

lub

, lub krótkozwłoczny

Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe muszą być chronione przed skutkami zwarcia.
Na tabliczce znamionowej wyłącznika podawana jest jego wytrzymałość zwarciowa oraz
maksymalna wartość prądu znamionowego wkładki bezpiecznikowej zabezpieczającej ten
wyłącznik. Umieszczony na tabliczce znamionowej symbol

oznacza, że

wyłącznik wytrzymuje prąd zwarciowy 10 000 A, o ile jest zabezpieczony wkładką
bezpiecznikową 100 A.
Natomiast symbol

oznacza, że wyłącznik wytrzymuje prąd zwarciowy 6000

A, o ile jest zabezpieczony wkładką bezpiecznikową 63 A.

Umieszczony na tabliczce znamionowej symbol

oznacza, że wyłącznik ochronny

różnicowoprądowy może być stosowany w obniżonych temperaturach do -25

o

C, np. na

terenach bu

dowy. Przy zastosowaniu wyłączników w takich warunkach należy przyjąć

rezystancję uziemienia równą 0,8 wartości wymaganej dla normalnych warunków otoczenia, tj.
dla zakresu temperatur od -5

o

C do +40

o

C.

Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o znamionowym różnicowym prądzie
nie większym niż 30 mA w obwodach zasilających gniazda wtyczkowe na terenach budowy, w
gospodarstwach rolniczych i ogrodniczych, łazienkach, basenach pływackich, na kempingach,
w pojazdach turystycznych, w przestrzeniach ogra

niczonych powierzchniami przewodzącymi

itp. nakazują arkusze normy PN-IEC 60364 z grupy 700.
Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o znamionowym różnicowym prądzie
nie większym niż 30 mA jest szczególnie zalecane w obwodach odbiorczych gniazd
w

tyczkowych użytkowanych przez osoby niewykwalifikowane

Tablica 2. Oznaczenia wyłączników ochronnych różnicowoprądowych

Typ

Oznaczenie

Przeznaczenie

AC

Wyłącznik reaguje tylko na prądy różnicowe
przemienne sinusoidalne

A

Wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne
sinusoidalne, na prądy pulsujące jednopołówkowe, ze
składową stałą do 6 mA.

B

Wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne,
jednopołówkowe ze składową stałą do 6 mA
i na prądy wyprostowane (stałe)

G

Wyłącznik działa z opóźnieniem minimum 10 ms (jeden
półokres) i jest odporny na udary 8/20 s do 3000 A

Wyłącznik jest odporny na udary 8/20

s

do 250 A

Wyłącznik jest odporny na udary 8/20

s

do 750 A

KV

Wyłącznik jest odporny na udary 8/20

s do

3 kA (do 300 mA) i do 6 kA (300 i więcej mA).
Minimalna zwłoka czasowa 10 ms (80 ms
przy I n)

S

Wyłącznik selektywny. Minimalna zwłoka czasowa 40
ms

(200

ms

przy

I n).

Odporny

na udary 8/20 s do 5 kA

-25oC

Wyłącznik odporny na temperatury do –25oC.
Bez oznaczenia do –5oC.

F

Wyłącznik na inną częstotliwość. W przykładzie
na 150 Hz

Wyłącznik wytrzymuje prąd zwarciowy 10 000 A, pod
warunkiem

zabezpieczenia

go

bezpiecznikiem

topikowym gG 80 A