Działanie prądu na organizm ludzki

Najważniejsze skutki przepływu prądu przez organizm człowieka:

-skurcze mięśni i utrata kontroli porażonego nad funkcjonowaniem mięśni,

-utrata świadomości poprzez działanie na układ nerwowy,

-zakłócenia oddychania (skurcz mięśni oddechowych),

-zakłócenie pracy serca, polegające na zatrzymaniu akcji serca bądź migotaniu
komór sercowych,

-oparzenia zewnętrzne i wewnętrzne,

-pośrednie działanie prądu elektrycznego.

Efekty oddziaływania prądu elektrycznego o częstotliwości 50 Hz
na organizm zdrowej dorosłej osoby, przez czas nieokreślony.

0,5 mA - brak reakcji organizmu

1 mA - próg odczuwania
1 do 3 mA - odczuwanie bezbolesne
3 do 10 mA - odczuwanie bolesne
10 mA - początek skurczów mięśni
30 mA - początek paraliżu dróg oddechowych
75 mA - początek migotania komór serca
250 mA - migotanie komór serca ( w 99,5% po 5 s )
4 A - paraliż i zatrzymanie pracy serca
ponad 5 A - zwęglanie się tkanek organizmu

Uwaga !

Skutki porażenia prądem

zależą od wartości natężenia prądu
rażenia i czasu trwania rażenia

Podział napięć

Zakresy napięciowe prądu przemiennego i stałego

Zakres napięciowy

Napięcie

prądu

przemiennego

Napięcie

Prądu stałego

[ V ]

[ V ]

I

Napięcia

bezpieczne

U

≤ 50

U

≤ 25

U ≤ 12

U

≤ 120

U

≤ 60

U ≤ 30

II

50 < U

≤

1000

120 < U

≤

1500

Gdzie: U – napięcia międzyfazowe

Układy elektroenergetycznych sieci niskiego napięcia

Sieci napięcia z zakresu II , w zależności od sposobu uziemienia dzielą się na następujące układy:

-TN – C

-TN - S

-TN - C – S

-TT

- IT

Oznaczenia symboli literowych:
- pierwsza litera T - bezpośrednie połączenie punktu neutralnego z ziemia,
I - wszystkie części czynne układu są izolowane od ziemi lub punkt
neutralny układu sieci jest połączony z ziemią przez impedancję,
lub przez bezpiecznik iskiernikowy
- druga litera N - bezpośrednie połączenie części przewodzących dostępnych
z uziemionym punktem neutralnym układu sieci
T – bezpośrednie połączenie z ziemią podlegających ochronie części
przewodzących dostępnych niezależnie od uziemienia punktu
neutralnego układu sieci
- trzecia litera C – funkcje przewodów neutralnych i ochronnych pełni przewód PEN
S - funkcje przewodów neutralnych i ochronnych pełnią oddzielne
przewody N i PE
C – S - w pierwszej części sieci występuje przewód PEN, w drugiej części
osobny przewód neutralny N i przewód ochronny PE.

Klasy ochronności urządzeń elektrycznych i elektronicznych

Klasa
ochronno
ści

Symbol

Cecha charakterystyczna

Warunki stosowania

Przykłady

zastosowania

Klasa

0

nie

ma

Izolacja jedynie

podstawowa

Brak zacisku

ochronnego

Środowisko bez

części

przewodzących
obcych.

Izolowanie

stanowiska,

separacja

elektryczna.

Plafoniery,

żyrandole

Klasa

I

Izolacja jedynie

podstawowa

Zacisk ochronny do
przyłączenia

przewodu PE

lub PEN

Przyłączenie

przewodu

ochronnego PE
lub PEN do

zacisku

ochronnego

Silniki

elektr.

rozdzielnice

,

kuchenki

pralki,

zmywarki

Klasa
II

Izolacja podwójna

lub wzmocniona

Brak zacisku

ochronnego

Stosowanie we

wszystkich

warunkach,

o ile

postanowienia do

–

tyczące danych

pomie –

szczeń nie

stanowią

inaczej

Elektronarz

ę –

dzia ręczne,

golarki,

transformat

ory

ochronne

Kasa

III

Zasilanie napięciem

bardzo

niskim w układzie

SELV

lub PELV

Stosowanie we

wszystkich

warunkach

Przenośne

lampy

oświetl.

zabawki

elektr.

Oznaczenia literowe przewodów i zacisków urządzeń

Rodzaj
zasilania

Rodzaj przewodów

Oznaczenia
przewodów

Oznaczenia
zacisków

odbiorników

Oznaczenia
barwą

Prąd

przemien

ny

przewody robocze

- fazowe

(liniowe)
- neutralny

L, L1, L2,

L3
N

U, V, W

N

Różne warianty

Jasnoniebiesk

a

Prąd

stały

przewody robocze

-biegun dodatni

-biegun ujemny

-przewód

środkowy

L+

L–

M

C

D

M

Czerwona

Czarna

Jasnoniebiesk

a

Ochrona

przeciwp

o-

rażeniow

a

przewód

ochronny

ochronno –

neutralny

uziemiający

wyrównawczy

PE

PEN

E

CC

PE

-

E

CC

Żółto-zielona

Żółto-zielona

z barwą

niebieską

na

zakończeniac

h

Żółto-zielona

Żółto-zielona

Uwaga! Żadna z żył przewodów nie powinna mieć barwy ani żółtej, ani zielonej.
Nie należy również stosować dwubarwnych oznaczeń żył oprócz żółto-zielonej
dla przewodów ochronnych.

Ochrona przeciwporażeniowa

Podstawa prawna
1.Ustawa Prawo Budowlane
2.Rozporządzenie Ministra Infrastruktury (12 IV 2002r.) w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
1.PN-IEC 60364 -4- 41 : 2000

Rodzaje ochron

411. Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim

412. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa)

413. Ochrona przed dotykiem pośrednim (ochrona dodatkowa)

U

U

L

Odbiornik

Transformator

ochronny

PELV

411. Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim
i pośrednim

Ochrona polegająca na zastosowaniu bardzo niskiego napięcia SELV i PELV

W równoczesnej ochronie przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim napięcia nie mogą
przekraczać zakresu I (50 V dla prądu przemiennego i 120 V dla prądu stałego).

412. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim

( w warunkach pracy normalnej )

1.Ochrona polegająca na izolowaniu części czynnych
2.Ochrona przy użyciu ogrodzeń lub obudów
3.Ochrona przy użyciu barier
4.Ochrona polegająca na umieszczeniu poza zasięgiem ręki
5.Ochrona uzupełniająca za pomocą urządzeń różnicowoprądowych

Izolowanie części czynnych

412.1 Części czynne powinny być całkowicie pokryte izolacją, która może być usunięta
tylko przez jej zniszczenie.Izolacja powinna spełniać wymagania odpowiednich norm.
Izolacja wykonana w trakcie montażu musi być potwierdzona próbami analogicznymi
do wykonanej fabrycznie.

Ogrodzenia lub obudowy

1.Części czynne powinny być umieszczone wewnątrz obudów lub ogrodzeń

o stopniu ochrony co najmniej IP2X.

•Łatwo dostępne górne poziome powierzchnie ogrodzeń i obudów powinny

mieć stopień ochrony co najmniej IP4X.

•Ogrodzenia i obudowy powinny być trwale zamocowane i powinny zapewnić

wymagany stopień ochrony.

1.Usunięcie ogrodzeń lub otwarcie obudów powinno być możliwe tylko za pomocą

klucza lub narzędzia, lub po wyłączeniu zasilania części czynnych, ponowne załączenie
napięcia możliwe po uprzednim założeniu ogrodzeń lub zamknięciu obudów.

Ochrona przy użyciu barier

1.Bariery powinny utrudniać:

-niezamierzone zbliżenie ciała do części czynnych, lub

-niezamierzone dotknięcie części czynnych w czasie obsługi urządzeń.

2.Bariery mogą być usuwane bez użycia klucza lub narzędzi, lecz powinny

być zabezpieczone przed niezamierzonym usunięciem.

Ochrona polegająca na umieszczeniu poza zasięgiem ręki

1,2

5m

2,50 m

0,75m

S

412.4.1 Części jednocześnie dostępne o różnych potencjałach nie powinny znajdować
się w zasięgu ręki.

Ochrona uzupełniająca za pomocą urządzeń różnicowoprądowych

1.Prąd zadziałania urządzeń różnicowoprądowych nie może przekraczać 30 mA.
2.Urządzenia te nie mogą być jedynym środkiem ochrony, muszą być zastosowane

środki wymienione w 412.1 do 412.4

413. Ochrona przed dotykiem pośrednim

(dodatkowa)

(w warunkach pracy zakłóceniowej )

1.Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania
2.Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności
lub o izolacji równoważnej

•Ochrona polegająca na izolowaniu stanowiska

•Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych

•Ochrona za pomocą separacji elektrycznej

413.1 Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania

Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania realizowana jest przez:

-urządzenia ochronne przetężeniowe (wyłączniki z wyzwalaczami nadprądowymi,
bezpieczniki topikowe)

-wyłączniki ochronne różnicowoprądowe (z wyjątkiem sieci TN-C)

Integralnym elementem samoczynnego wyłączenia zasilania jest zastosowanie

połączeń wyrównawczych dodatkowych (miejscowych).

L1

L2

L3

PEN

6/0,4/0,23 kV

R

B

Dla zapewnienia samoczynnego wyłączenia zasilania powinno być spełnione wymaganie:

Z

s

.I

a

U

o

Z

gdzie:

s

impedancja pętli zwarciowej

I

a

prąd powodujący samoczynne zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym

czasie określany z charakterystyk czasowoprądowych

U

o

napięcie fazowe

Układ sieci TN-C

Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania w układach sieci TN-S

Maksymalne czasy wyłączenia w układzie TN

U

O

[ V ]

Dla napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale

U

L

≤ 50 V ~ ; U

L

≤

120 V =

U

L

≤ 25 V ~ ; U

L

≤

60 V =

t [ s ]

t [ 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 obwodach rozdzielczych można przyjmować czas wyłączenia dłuższy, lecz nie przekraczający 5 s.
Jeżeli z tej samej rozdzielnicy są zasilane obwody odbiorcze, dla których obowiązują czasy wg tabeli ;
powinien być spełniony przynajmniej jeden z dwóch poniżej podanych warunków:
war. a - impedancja przewodu ochronnego pomiędzy rozdzielnicą główną lub wewnętrzną linią
zasilająca i punktem, w którym przewód ochronny jest przyłączony do głównej szyny
uziemiającej, nie przekracza:

Z

PE ≤

. ZS

o

U

50

war.b - w rozdzielnicy (lub WLZ) powinny znajdować się połączenia wyrównawcze
przyłączone do tych samych części przewodzących obcych co połączenia
wyrównawcze główne

Bi-Wts-20 A

3

Maksymalne czasy wyłączenia w układzie IT

( przy podwójnym zwarciu )

W układach IT do ochrony przed porażeniem powinny być stosowane:

-urządzenia ochronne przetężeniowe, albo

-urządzenia ochronne różnicowoprądowe,

-urządzenia do stałej kontroli izolacji, powodujące wyłączenie
w przypadku pojedynczego zwarcia z ziemią.

Zaleca się, aby pierwsze doziemienie było usuwane z możliwie
najkrótszym opóźnieniem, zwarcie takie powoduje wzrost napięcia
w pozostałych fazach do ziemi

krotnie.

U

O

/U

[ V ]

Czas wyłączenia [ s ]

U

L

≤ 50 V ~ ; U

L

≤ 120 V =

U

L

≤ 25 V ~ ; U

L

≤

60 V =

Bez przewodu Z

przewodem
neutralnego

neutralnym

Bez przewodu Z

przewodem
neutralnego

neutralnym

120/230

0,8
5,0

0,4
1,0

230/400

0,4
0,8

0,2
0,5

277/480

0,2
0,4

0,2
0,5

400/690

0,2
0,4

0,06
0,2

580/100
0

0,1
0,2

0,02
0,08

1 2 3

4

413.2 Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności

lub o izolacji równoważnej

Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzeń II klasy ochronności poprzez zastosowanie podwójnej lub
wzmocnionej izolacji ma na celu zapobieżenie pojawieniu się niebezpiecznego napięcia dotykowego
na częściach przewodzących dostępnych urządzeń elektrycznych w przypadku uszkodzenia
izolacji podstawowej.

Urządzenie tego rodzaju jest oznaczone symbolem

Zasada budowy urządzeń II klasy ochronności

1- część czynna

2- izolacja podstawowa

3- izolacja dodatkowa

4- część przewodząca nie będąca częścią czynną

413.3 Ochrona polegająca na izolowaniu stanowiska.

Ten środek ochronny ma na celu zapobieżenie równoczesnemu dotknięciu
części, które mogą mieć różny potencjał w wyniku uszkodzenia izolacji
podstawowej części czynnych. Dopuszcza się stosowanie urządzeń klasy 0 ,
jeżeli są spełnione następujące warunki:

-ograniczenie prądu rażeniowego na drodze ręka-stopy ( w obwodach 230/400 V do wartości 5 mA),

-niedopuszczenie do przepływu prądu rażeniowego na drodze ręka – ręka.

413.3.1 Części przewodzące dostępne powinny być tak rozmieszczone, aby w
normalnych warunkach człowiek nie mógł dotknąć równocześnie: - dwóch części przewodzących dostępnych lub

-jednej części przewodzącej dostępnej i jakiejkolwiek części przewodzącej obcej.

413.3.2 – Na izolowanym stanowisku nie powinno się umieszczać przewodu
ochronnego.
413.3.3 – Stanowisko powinno mieć podłogę i ściany izolowane,oraz:

-oddalenie części przewodzących dostępnych od części przewodz. obcych oraz wzajemne
oddalenie między częściami przewodzącymi dostępnymi powinno być co najmniej 2 m.

-izolacja powinna wytrzymywać próbę napięciem co najmniej 2000 V, przy czym
prąd upływu nie powinien przekraczać 1 mA.

413.3.4 – Rezystancja izolacji podłóg i ścian powinna być nie mniejsza niż:

-50 kΩ , jeżeli napięcie znamionowe instalacji nie przekracza 500 V, lub
-100 kΩ, jeżeli napięcie znamionowe instalacji przekracza 500 V.

413.4 Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych

miejscowych

Uwaga! Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe mają na celu zapobieżenie
pojawieniu się niebezpiecznych napięć dotykowych.

413.4.1 Przewody połączeń wyrównawczych miejscowych powinny łączyć między sobą

wszystkie części przewodzące jednocześnie dostępne i części przewodzące obce.

413.4.2 System połączeń wyrównawczych miejscowych nie powinien mieć połączenia

elektrycznego z ziemią przez części przewodzące dostępne lub przez części
przewodzące obce.

413.4.3 Należy przewidzieć środki ostrożności zapobiegające narażeniu na niebezpieczną

różnicę potencjałów osób wchodzących do przestrzeni z połączeniami
wyrównawczymi miejscowymi, szczególnie w takim przypadku, gdy przewodząca
podłoga izolowana od ziemi jest połączona z nieuziemionym systemem
połączeń wyrównawczych.

413.5 Ochrona za pomocą separacji elektrycznej

Uwaga! Istota separacji polega na tym, aby przy dotknięciu do części przewodzącej dostępnej,
prąd płynący przez dotykającego był tak mały, by nie powodował skutków patofizjologicznych.

Obwód separowany charakteryzuje się następującymi cechami:
a) zasilanie powinno być wykonane z transformatora separacyjnego lub innego źródła
zapewniającego ten sam stopień bezpiczeństwa,
b) napięcie separowane nie powinno przekraczać 500 V; ponadto zaleca się,aby łączna
długość oprzewodowania obwodu separowanego nie przekraczała 500 m, a iloczyn
długości oprzewodowania i napięcia nie przekraczał 100000 ( LxU≤ 100000),
c) ruchome źródła napięcia separowanego powinny być urządzeniami o II klasie
ochronności,
d) czynne części obwodu separowanego powinny być oddzielone od :innych obwodów,
części przewodzących dostępnych, części przewodzących obcych, ziemi,
e) części przewodzące dostępne obwodu separowanego zasilającego tylko jeden odbiornik
nie powinny być łączone z żadnymi przewodami ochronnymi oraz częściami
przewodzącymi dostępnymi,
f) z obwodu separowanego może być zasilane więcej odbiorników pod warunkiem,
że wszystkie części przewodzące odbiorników są miedz sobą połączone nieuziemionymi
przewodami wyrównawczymi.

Czas doziemienia t

F

(s)

Największe dopuszczalne napięcie

dotykowe rażeniowe U

Tp

(V)

10

1,1

0,72
0,64
0,49
0,39
0,29
0,20
0,14
0,08
0,04

80

100
125
150
220
300
400
500
600
700
800

Największe dopuszczalne napięcia dotykowe rażeniowe
U

Tp

obliczone dla różnych czasów doziemienia t

F

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – Dz. U. Nr 109, poz. 1156

§ 183. 1. W instalacjach elektrycznych należy stosować:

1)

złącza instalacji elektrycznej budynku, umożliwiające odłączenie od sieci zasilającej i usytuowane w

miejscu dostępnym dla dozoru i obsługi oraz zabezpieczone przed uszkodzeniami, wpływami atmosferycznymi,
a także ingerencją osób niepowołanych,

2)

oddzielny przewód ochronny i neutralny, w obwodach rozdzielczych i odbiorczych,

3)

urządzenia ochronne różnicowoprądowe lub odpowiednie do rodzaju i przeznaczenia budynku bądź

jego części, inne środki ochrony przeciwporażeniowej,

4)

wyłączniki nadprądowe w obwodach odbiorczych,

5)

zasadę selektywności (wybiórczości) zabezpieczeń,

6)

przeciwpożarowe wyłączniki prądu,

7)

połączenia wyrównawcze główne i miejscowe, łączące przewody ochronne z częściami

przewodzącymi innych instalacji i konstrukcji budynku,

8)

zasadę prowadzenia tras przewodów elektrycznych w liniach prostych, równoległych do krawędzi

ścian i stropów,

9)

przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi, jeżeli ich przekrój nie przekracza

10 mm2,

10)

urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej.

§ 188. 1. Obwody odbiorcze instalacji elektrycznej w budynku wielorodzinnym należy prowadzić w obrębie
każdego mieszkania lub lokalu użytkowego.

2. W instalacji elektrycznej w mieszkaniu należy stosować wyodrębnione obwody: oświetlenia, gniazd
wtyczkowych ogólnego przeznaczenia, gniazd wtyczkowych w łazience, gniazd wtyczkowych do urządzeń
odbiorczych w kuchni oraz obwody do odbiorników wymagających indywidualnego zabezpieczenia.

Przyjęcie urządzenia do eksploatacji może nastąpić po:
sprawdzeniu kompletności dokumentacji technicznej,
przeprowadzeniu prób i pomiarów w zakresie umożliwiającym stwierdzenie, czy urządzenie odpowiada
warunkom technicznym,
sprawdzeniu, czy urządzenie jest dopuszczalne do ruchu lub obrotu zgodnie z obowiązującymi przepisami,
sprawdzeniu, czy został przeprowadzony odbiór techniczny przez organ dozoru technicznego, jeżeli
takiemu odbiorowi podlega,
sprawdzeniu, czy stan urządzenia i miejsca pracy odpowiadają warunkom technicznym oraz wymogom BHP
oraz ochrony przeciwporażeniowej,
sporządzeniu protokołu przyjęcia energetycznego urządzenia do eksploatacji.
Protokół przyjęcia do eksploatacji winien zawierać:
wyniki przeprowadzonych prób i pomiarów,
wykaz braków i usterek ze wskazaniem terminu ich usunięcia,
wykaz dokumentacji technicznej, materiałów i części zamiennych,
stwierdzenie, czy zostały spełnione wymagania BHP oraz ochrony przeciwporażeniowej,
stwierdzenie, czy urządzenie, może być przyjęte do eksploatacji.
Dla urządzenia energetycznego przyjętego do eksploatacji kierownik zakładu wyznacza pracowników służby
energetycznej posiadających odpowiednie kwalifikacje i wymagane zaświadczenia kwalifikacyjne.
Pracowników eksploatacji należy odpowiednio poinstruować i wyposażyć w niezbędne materiały do
prowadzenia eksploatacji.

Zabezpieczenia przeciążeniowe. Urządzenia zabezpieczające przewody i kable przed skutkami przeciążeń
powinny być tak dobrane, aby w przypadku przepływu prądów o wartości większej od długotrwałej obciążalności
prądowej przewodów IZ następowało ich działanie zanim wystąpi nadmierny wzrost temperatury żył przewodów i
różnych zestyków. Wymagania te uważa się za spełnione, jeżeli są zachowane następujące warunki (rys. 8):

Rys. 8. Relacja pomiędzy różnymi prądami w obwodach
zabezpieczonych przed skutkami przeciążeń; oznaczenia prądów
podane w opisie równań (37) i (38), S – przekrój przewodów, F –
bezpiecznik, PT (WT) – przekaźnik lub wyzwalacz przeciążeniowy

w których: IB – prąd obliczeniowy lub prąd znamionowy odbiornika, jeżeli z danego obwodu
jest zasilany tylko jeden odbiornik, In – prąd znamionowy lub prąd nastawienia urządzenia
zabezpieczającego, IZ – obciążalność prądowa długotrwała zabezpieczanych przewodów, I2 –
prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego.
Jako prąd zadziałania bezpieczników można przyjmować wartości prądów probierczych
górnych If (tabl. 10). Konieczność spełnienia warunków (37) i (38) przez bezpieczniki
stanowiące zabezpieczenia przeciążeniowe przewodów powoduje, że w pewnych
przypadkach prąd znamionowy bezpieczników powinien być nawet o kilkanaście procent
mniejszy od obciążalności prądowej długotrwałej zabezpieczanych przewodów. Oznacza to
niepełne wykorzystanie zdolności przewodów do przewodzenia prądu, gdyż nie mogą one być
obciążone długotrwale prądami większymi od prądu znamionowego bezpieczników (tabl. 11).
Dlatego zabezpieczenia przeciążeniowe przewodów bezpiecznikami są dalekie od
doskonałości

Wyłączniki instalacyjne o charakterystykach nienastawialnych mają prąd zadziałania It = 1,45In,
gdzie In jest równocześnie prądem nastawienia wyzwalacza i prądem znamionowym wyłącznika.
Oznacza to optymalne spełnienie warunku (38), gdyż w granicznym przypadku prąd I2 = It =
1,45In. Dlatego zastosowanie wyłączników instalacyjnych w porównaniu z bezpiecznikami pozwala
na pełniejsze wykorzystanie obciążalności przewodów oraz zazwyczaj bardziej skuteczną ich
ochronę. Warunek (38) dopuszcza przegrzanie się przewodów do temperatur przekraczających
obciążalność dopuszczalną długotrwale (tabl. 1 w Ei 5/04) na czas nie dłuższy niż umowny czas
próby zabezpieczeń, równy 1 lub 2 h. Ponadto należy zauważyć, że jeśli przy zabezpieczeniu
obwodu wyłącznikiem trójbiegunowym przeciążenie wystąpi tylko w jednej lub dwóch fazach, to
prądy zadziałania mogą się zwiększyć odpowiednio o ok. 10 i 20%, a czas do zadziałania znacznie
wydłużyć.
Zabezpieczenia przeciążeniowe przewodów powinny być instalowane na początku obwodu oraz w
miejscach, poza którymi następuje zmniejszenie się obciążalności przewodów, a zastosowane
zabezpieczenia nie chronią tych odcinków obwodu. Dotyczy to:
– zmniejszenia przekroju przewodów lub zmiany rodzaju przewodów,
– pogorszenia się warunków chłodzenia w wyniku zmiany sposobu ułożenia przewodów, istnienia
innych instalacji lub podwyższonej temperatury otoczenia.
Można nie stosować dodatkowych zabezpieczeń, jeżeli niechroniona część obwodu nie przekracza
długości 3 m i nie zawiera rozgałęzień ani gniazd wtyczkowych, oraz jest zabezpieczona
skutecznie przed prądami zwarciowymi, instalacja zaś jest wykonana w sposób ograniczający do
minimum niebezpieczeństwo powstania zwarcia, np. przez dodatkowe zabezpieczenie przed
wpływami zewnętrznymi, i nie znajduje się w pobliżu materiałów łatwo palnych.

Zabezpieczenia zwarciowe. Zabezpieczenie przewodów przed cieplnymi skutkami prądów zwarciowych mogą być
wykonane z zastosowaniem bezpieczników lub wyłączników samoczynnych z wyzwalaczami zwarciowymi.
Zgodnie z wymaganiami normy [3] czas od chwili powstania zwarcia do chwili przerwania prądu zwarciowego
powinien być na tyle krótki, aby temperatura żył przewodów nie była wyższa niż wartość graniczna dopuszczalna
przy zwarciu dla danego typu przewodów. Czas ten nie powinien przekroczyć wartości tkm, która może być
wyznaczona z podanego w [3] wzoru

(39)

gdzie: S – przekrój przewodu, mm2; k – współczynnik zależny od właściwości materiałów
przewodowych i izolacyjnych (tabl. 12), Ik – spodziewany prąd zwarciowy, A; tkm – graniczny
dopuszczalny czas zwarcia, s.
Zależność (39) pozwala na wyznaczenie charakterystyk czasowo-prądowych przewodów (rys.
9a). Charakterystyki te podają czasy trwania zwarcia w funkcji wartości prądu, dopuszczalne ze
względu na osiąganą graniczną wartość temperatury podczas zwarcia. Ocena skuteczności
działania zabezpieczeń przewodów przed cieplnym oddziaływaniem prądów zwarciowych polega
na porównaniu tych charakterystyk z charakterystykami zabezpieczeń zwarciowych. Warunek
skuteczności
ochrony jest spełniony, jeżeli charakterystyka czasowo-prądowa przewodu przebiega powyżej
charakterystyki czasowo-prądowej dobranego zabezpieczenia (rys. 9a) w całym zakresie prądów
przetężeniowych, jakie mogą wystąpić w obwodzie.

Rys. 9. Charakterystyki czasowo-prądowe przewodów (1),
bezpieczników (2) oraz wyzwalacza przeciążeniowego (3a) i
zwarciowego (3b) wyłącznika (3); Ik – spodziewany prąd
zwarciowy; a) układy skutecznie zabezpieczające przewody
przed prądami przetężeniowymi; b) układ zabezpieczający
przewody przed prądami przetężeniowymi jedynie o wartości
mniejszej niż IkA

Rys. 10. Zależności całki Joule'a bezpieczników typu gL 25-100 A
oraz wyłączników instalacyjnych typu S190 B 16 A (prosta 1) i 63 A
(prosta 2) od spodziewanego prądu zwarciowego Ik ; 3 – energia
jednego półokresu prądu zwarciowego; 4, 5 – wartość k2S2 dla
przewodów miedzianych o przekroju 1,5 mm2 (4) oraz 2,5 mm2 (5)

Rys. 11. Ilustracja sumowania się prądu trzeciej harmonicznej w
przewodzie neutralnym; Zobc1, Zobc2, Zobc3 – nieliniowe
impedancje obciążenia kolejnych faz; IL1, IL2, IL3 – prądy kolejnych
faz odkształcone prądem trzeciej harmonicznej, IN – prąd w
przewodzie neutralnym, praktycznie równy sumie prądów trzeciej
harmonicznej w poszczególnych fazach

Rys. 12. Przykład wykonania połączeń wyrównawczych miejscowych
odbiorników elektrycznych i uziemionej metalowej instalacji
wodociągowej

Przebiegi charakterystyk czasowo-prądowych przewodów i wyłączników jako
zabezpieczeń przetężeniowych (rys. 9b) oznaczają, że przewody są
zabezpieczone wówczas, gdy prądy zwarciowe są nie większe od prądu IkA.
Jeżeli natomiast prądy te osiągają wartości większe od IkA, to celowe jest
zastosowanie dodatkowego dobezpieczenia przez zainstalowanie bezpieczników,
które wyłączają obwód przy prądach zwarciowych większych niż IkA, z czasem
znacznie krótszym niż wyłącznik.

Odczytanie czasu trwania zwarcia z charakterystyk czasowo-prądowych bezpieczników i wyłączników
jest praktycznie możliwe dla czasów dłuższych niż 10 ms. Czas 10 ms to czas pojedynczego
półokresu, czyli najkrótszy czas, przy którym jest możliwe wyznaczenie wartości skutecznej prądu
sinusoidalnego o częstotliwości sieciowej. W przypadku czasów wyłączenia prądu przez bezpiecznik
krótszych niż 10 ms, należy się posłużyć

całką Joule'a . Całka Joule'a wyraża energię ograniczoną

przez bezpiecznik bądź wyłącznik, jaka przepływa w obwodzie podczas zwarcia, do chwili wyłączenia
prądu zwarciowego. Energia ta powinna być nie większa od energii równej k2S 2, jaka może być
skumulowana w przewodach, bez przekroczenia temperatury granicznej dopuszczalnej.

Na rysunku 10 przedstawiono zależność od prądu zwarciowego Ik bezpieczników i
wyłączników instalacyjnych o charakterystykach czasowo-prądowych typu B, o zdolności
wyłączalnej 6 kA i różnych prądach znamionowych oraz podano wartości k2S2 przewodów
miedzianych o izolacji PVC dla dwóch przekrojów. Na przykład, dla prądu zwarciowego Ik =
6 kA wartość całki Joule'a wyłącznika 16 A jest równa 20 000 A2·s, natomiast k 2S 2
przewodu 1,5 mm2 wynosi 29 750 A2·s. Oznacza to, że wyłącznik ten chroni skutecznie
przewód przed skutkami przepływu prądu zwarciowego.

1

2

3

4

5

10

20

30

40

50

I

1

I

2

I

3

I

4

I

5

Krotność prądu znamionowego
x I

n

C

za

s

za

d

zi

ał

an

ia

[

s]

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

B

Charakterystyka B
(w zakresach prądowych 6...63 A)

Granica zadziałania wyzwalaczy
termobimetalowych zawiera się od 1,13
do 1,45-krotności prądu znamionowego
wyłączników (temperatura odniesienia 30
C).
Obszar zadziałania wyzwalaczy
elektromagnesowych wynosi od 3 do
5-krotności prądu znamionowego.

Wyłączniki nadprądowe o
charakterystyce B sa przeznaczone do
zabezpieczania przewodów i
odbiorników w obwodach oświetlenia,
gniazd wtykowych i sterowania.

1

2 3

4 5

10

20 30 40 50

I

1

I

2

I

3

I

4

I

5

Krotność prądu
znamionowego x
I

n

C

za

s

za

d

zi

ał

an

ia

[

s]

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

C

Charakterystyka C
(w zakresach prądowych 0,3...63 A)

Granica zadziałania wyzwalaczy
termobimetalowych zawiera się od 1,13
do 1,45-krotności prądu znamionowego
wyłączników (temperatura odniesienia 30
C).
Obszar zadziałania wyzwalaczy
elektromagnesowych wynosi od 5 do
10-krotności prądu znamionowego.

Wyłączniki nadprądowe o charakterystyce
działania wyzwalaczy C przeznaczone są
do zabezpieczania przed skutkami
zwarć i przeciążeń instalacji, w których
zastosowano urządzenie
elektroenergetyczne o prądach
rozruchowych do wartości 5 x In
(silniki, transformatory).

1

2 3

4 5

10

20 30 40 50

I

1

I

2

I

3

I

4

I

5

Krotność prądu
znamionowego x
I

n

C

za

s

za

d

zi

ał

an

ia

[

s]

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

D

5

- dla I

n

> 32 A

- dla I

n

< 32 A

- zadziałanie

- bez zadziałania

Charakterystyka D
(w zakresach prądowych 0,3...63 A)

Granica zadziałania wyzwalaczy
termobimetalowych zawiera się od 1,13
do 1,45-krotności prądu znamionowego
wyłączników (temperatura odniesienia 30
C).
Obszar zadziałania wyzwalaczy
elektromagnesowych wynosi od 10 do
20-krotności prądu znamionowego.

Wyłączniki nadprądowe o charakterystyce
działania wyzwalaczy C przeznaczone są
do zabezpieczania przed skutkami
zwarć i przeciążeń instalacji, w których
zastosowano urządzenie
elektroenergetyczne o występujących
przetężeniach w czasie rozruchu do
wartości 10 x In (silniki,
transformatory).

Charakterystyka

Wyzwalacz przeciążeniowy

termobimetalowy

Prąd

I

1

Prąd

I

2

Czas

zadziałania

Wyzwalacz przeciążeniowy

elektromagnesowy

Prąd

I

4

Prąd

I

5

Czas

zadziałania

1,13 x I

n

1,45 x I

n

> 1h

< 1h

3 x I

n

5 x I

n

> 0,1 s

< 0,1 s

B

C

D

1,13 x I

n

1,13 x I

n

1,45 x I

n

1,45 x I

n

> 1h

> 1h

< 1h

< 1h

5 x I

n

10 x I

n

10 x I

n

20 x I

n

> 0,1 s

> 0,1 s

< 0,1 s

< 0,1 s

Dla I

3

= 2,55 x I

n

zadziałanie następuje w
czasie
1s < t < 60 s (I

n

< 32 A)

1s < t < 120 s (I

n

> 32 A)

NOWELIZACJA ZASAD I WYMAGAŃ STAWIANYCH

OCHRONIE PRZECIWPORAŻENIOWEJ

W NORMACH PN-EN 61140 i PN-HD 60364-4-41

Ochrona podstawowa (3.2) – ochrona przed porażeniem elektrycznym w warunkach braku uszkodzenia.
Ochrona przy uszkodzeniu (3.1.2) – ochrona przed porażeniem elektrycznym przy pojedynczym uszkodzeniu.
Środek ochrony wzmocnionej (3.19) – środek ochrony zapewniający niezawodność ochrony nie niższą niż uzyskiwana za pomocą dwóch

niezależnych środków ochrony.

Termin nowy zastępujący termin „równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim”.

5. Elementy ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym
5.1 Środki (elementy) ochrony podstawowej

W normie PN-EN 61140 [2] podano podstawowe wymagania stawiane następującym środkom (elementom środków) ochrony podstawowej.
1) instalacja podstawowa,
2) przegrody i obudowy,
3) przeszkody, bariery,
4) umieszczenie poza zasięgiem (ręki),
5) ograniczanie napięcia (ELV),
6) ograniczanie ustalonego prądu dotykowego i ładunku,
7) sterowanie rozkładem potencjałów.

5.2 Środki (elementy) dla ochrony przy uszkodzeniu

Do elementów dla ochrony przy uszkodzeniu w normie PN-EN 61140 [2] zalicza się:
1) izolację dodatkową,
2) ochronne połączenia wyrównawcze,
3) ekranowanie ochronne,
4) sygnalizowanie uszkodzenia i wyłączenie zasilania w instalacjach i sieciach wysokiego napięcia,
5) samoczynne wyłączanie zasilania,
6) separację zwykłą (między obwodami),
7) środowisko nieprzewodzące,
8) sterowanie rozkładem potencjałów.

5.3 Środki ochrony wzmocnionej

Do środków ochrony wzmocnionej zalicza się:
1) izolację wzmocnioną,
2) separację ochronną pomiędzy obwodami,
3) źródła prądu ograniczonego,
4) urządzenia ochronne impedancyjne.
Dopuszcza się stosowanie innych środków ochrony wzmocnionej spełniających wymagania stawiane ochronie wzmocnionej.

Norma PN-HD 60364-4-41 [3] dopuszcza do powszechnego stosowania następujące środki ochrony (z niżej wymienionymi

ograniczeniami):

1) samoczynne wyłączanie zasilania,
2) izolację podwójną lub wzmocnioną,
3) separację elektryczną (ochronną) dla zasilania jednego odbiornika,
4) bardzo niskie napięcie SELV lub PELV.