Elektromonter sprzętu

elektrycznego o napięciu do 1

OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



Porażeniem nazywamy zmiany w

normalnym funkcjonowaniu organizmu

spowodowane przepływem prądu

rażeniowego, a związane głównie z

zaburzeniami w pracy serca i układu

oddechowego oraz wystąpieniem

skutków cieplnego działania prądu.



Mogą również wystąpić pośrednie

skutki działania prądu:

◦

oparzenie łukiem,

◦

urazy mechaniczne przy upadkach

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



Na stopień ciężkości porażenia

prądem wpływają czynniki:

◦

Elektryczne

◦

Fizjologiczne

◦

Zewnętrzne (środowisko, otoczenie)

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



CZYNNIKI ELEKTRYCZNE

◦

Rodzaj prądu (stały, przemienny)

◦

Natężenie prądu

◦

Czas przepływu prądu

◦

Droga przepływu

Najważniejsze znaczenie odgrywa
natężenie i czas przepływu prądu.

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



Wyróżnia się trzy poziomy

bezpieczeństwa (napięcie
przemienne 50 Hz)

◦

Poziom I – próg odczuwalności (0,5 mA)

◦

Poziom II – próg samouwolnienia (10
mA)

◦

Poziom III – próg fibrylacyjny – próg
graniczny niebezpieczeństwa dla życia i
zdrowia (30 mA dla rażeń długotrwałych
i 500 mA dla rażeń długotrwałych
krótkotrwałych)

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



CZYNNIKI FIZJOLOGICZNE:

◦

Stopień rozwoju organizmu człowieka

◦

Stan naskórka

◦

Stan emocjonalno psychiczny

◦

Stany chorobowe (choroba
wieńcowa, astma, gruźlica,
padaczka, cukrzyca, choroby skury,
alkoholizm)

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



CZYNNIKI ZEWNĘTRZNE

◦

Czynniki wpływające na zmniejszenie
rezystancji ciała ludzkiego
(wilgotność, wysoka temperatura)

◦

Czynniki ułatwiające przepływ prądu
do ziemi (stanowiska na gołej ziemi,
podłoga przewodząca)

DZIAŁANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO NA

CZŁOWIEKA



Porażenia prądem związane są z

sytuacjami, w których
człowiekznajdzie się pod
działaniem napięcia:

◦

roboczego

◦

dotykowego

◦

krokowego

•

70-80% przypadków porażeń prądem
to porażenia na niskim napięciu.

•

1,5-5 % tych porażeń jest śmiertelnych

ŚRODKI OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ

W URZĄDZENIACH O NAPIĘCIU DO 1 KV



RODZAJE OCHRON

PRZECIWPORAŻENIOWYCH

◦

RÓWNOCZESNA OCHRONA PRZED
DOTYKIEM BEZPOŚREDNIM
(PODSTAWOWA) I POŚREDNIM
(DODATKOWA)

◦

OCHRONA PRZED DOTYKIEM
BEZPOŚREDNIM (PODSTAWOWA)

◦

OCHRONA PRZED DOTYKIEM
POŚREDNIM (DODATKOWA)

ŚRODKI OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ

W URZĄDZENIACH O NAPIĘCIU DO 1 KV

RÓWNOCZESNA OCHRONA PRZED

DOTYKIEM BEZPOŚREDNIM I POŚREDNIM



Równoczesna ochrona przed

dotykiem bezpośrednim i
pośrednim może być
zrealizowana w obwodach bardzo
niskich napięć, nie
przekraczających następujących
wartości:

RÓWNOCZESNA OCHRONA PRZED

DOTYKIEM BEZPOŚREDNIM I POŚREDNIM



Jako źródło bardzo niskiego

napięcia bezpiecznego mogą być

stosowane:

- transformatory ochronne,
- przetwornice ochronne,
- źródła elektroniczne,
- źródła elektrochemiczne (baterie

akumulatorów),

- zespoły prądotwórcze napędzane

silnikiem spalinowym.

RÓWNOCZESNA OCHRONA PRZED

DOTYKIEM BEZPOŚREDNIM I POŚREDNIM



W zależności od stosowanych

źródeł zasilania i innych

uwarunkowań rozróżnia się

następujące układy bardzo niskich

napięć:

◦

Bardzo niskiego napięcia

bezpiecznego SELV

◦

Bardzo niskiego napięcia ochronnego

PELV

◦

Bardzo niskiego napięcia

funkcjonalnego FELV

RÓWNOCZESNA OCHRONA PRZED

DOTYKIEM BEZPOŚREDNIM I POŚREDNIM

OCHRONA PRZED DOTYKIEM

BEZPOŚREDNIM



Polega na zabezpieczeniu przed

dotknięciem części
przewodzących urządzenia lu
instalacji, które znajdują się pod
napięciem w warunkach
normalnej pracy

OCHRONA PRZED DOTYKIEM

BEZPOŚREDNIM



Środki:

◦

izolowanie części czynnych,

◦

użycie ogrodzeń lub obudów

◦

użycie barier

◦

umieszczenie poza zasięgiem ręki

◦

zastosowanie urządzeń różnicowo
prądowych jakośrodka
uzupełniającego

OCHRONA PRZY DOTYKU POŚREDNIM

Ochrona przy dotyku pośrednim

polega na zastosowaniu jednego z

następujących środków:



- samoczynnego wyłączenia zasilania,



- urządzeń II klasy ochronności lub o

izolacji równoważnej,



- separacji elektrycznej,



- nieuziemionych połączeń

wyrównawczych miejscowych



- izolowania stanowiska,

Ochrona przy dotyku pośrednim –

samoczynne wyłączenie



Ochrona przez samoczynne
wyłączenie zasilania polega na
utworzeniu pętli zwarciowych poprzez
przewody ochronne łączące dostępne
części przewodzące z punktem
neutralnym sieci lub z ziemią (w
zależności od układu sieci) oraz
zastosowaniu urządzeń ochronnych
zapewniających wyłączenie w
odpowiednim, wymaganym przepisami
czasie.

Ochrona przy dotyku pośrednim –

samoczynne wyłączenie

Jako urządzenia ochronne powodujące

wyłączenie odbiornika lub obwodu mogą

być zastosowane:



— urządzenia przetężeniowe

(nadmiarowoprądowe), do których należą

wyłączniki z wyzwalaczami

nadprądowymi lub przekaźnikami

nadprądowymi oraz bezpieczniki z

wkładami topikowymi,



— urządzenia ochronne

różnicowoprądowe, do których należą

wyłączniki różnicowoprądowe i wyłączniki

współpracujące z przekaźnikami

różnicowoprądowymi.

Ochrona przy dotyku pośrednim –

samoczynne wyłączenie



Samoczynne szybkie wyłączanie

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

UKŁAD SIECIOWY TN



W układach sieciowych TN ochronę

przez samoczynne wyłączenie

zasilania uzyskuje się poprzez

połączenie części przewodzących

dostępnych z przewodem ochronnym

PE lub przewodem ochronno-

neutralnym PEN, co przy zwarciu

części czynnych powoduje przepływ

prądu zwarciowego do dostępnych

części przewodzących i samoczynne

odłączenie odbiornika od zasilania.

UKŁAD SIECIOWY TN

Czas odłączenia napięcia dłuższy od podanego w tablicy, ale nie
przekraczający 5 s dopuszcza się:
- w sieciach rozdzielczych i wewnętrznych liniach zasilających,

-w obwodach odbiorczych, do których przyłączone są jedynie

-odbiorniki stacjonarne i stałe.

Maksymalne czasy wyłączenia w układzie TN

UKŁAD SIECIOWY TN



Warunek samoczynnego wyłączenia zasilania

zostanie spełniony jeżeli:

× I

≤ U



gdzie:

– impedancja pętli zwarciowej w Ω

– prąd w A powodujący samoczynne zadziałanie

urządzenia zabezpieczającego w określonym w

czasie,

- napięcie znamionowe względem ziemi w V.

Prąd I

zapewniający samoczynne zadziałanie

urządzenia zabezpieczającego powinien być

wyznaczony na podstawie ich charakterystyk

czasowo-prądowych. Jeżeli urządzeniem ochronnym

jest urządzenie ochronne różnicowoprądowe, prąd

jest znamionowym prądem wyzwalającym I

Δn.

UKŁAD SIECIOWY TT



W układzie sieciowym TT ochrona polega

na połączeniu części przewodzących

dostępnych chronionych za pomocą

urządzeń ochronnych przetężeniowych

lub różnicowoprądowych, z uziomem.

Przy zwarciu części czynnej z częścią

przewodzącą dostępną, powinno nastąpić

samoczynne odłączenie odbiornika od

sieci w wymaganym czasie lub obniżenie

napięcia dotykowego na częściach

przewodzących do wartości bardzo

niskiego napięcia bezpiecznego U

UKŁAD SIECIOWY TT



W układzie TT powinien być spełniony

warunek:



· I

≤ U



gdzie:



– suma rezystancji uziomu i

przewodu ochronnego łączącego

uziom z częścią przewodzącą

dostępną



– prąd zapewniający samoczynne

zadziałanie urządzenia ochronnego



- napięcie dotykowe dopuszczalne

długotrwale.

UKŁAD SIECIOWY TT



Przy rezystancji uziomu dobranej
zgodnie z w/w warunkiem nastąpi
szybkie wyłączenie, gdy prąd
zwarciowy I

ograniczony sumą

rezystancji uziomu roboczego punktu
neutralnego transformatora i uziomu
ochronnego przekroczy wartość I



Jeżeli prąd I

będzie mniejszy niż I

powinno nastąpić obniżenie napięcia
dotykowego do wartości bezpiecznej U

UKŁAD SIECIOWY IT



W układzie sieciowym IT

wszystkie części czynne są
odizolowane od ziemi, a części
przewodzące dostępne powinny
być uziemione indywidualnie,
grupowo lub zbiorowo.

UKŁAD SIECIOWY IT



Prąd pojedynczego zwarcia z ziemią ma

charakter prądu pojemnościowego

i jego ograniczona

wartość (zwykle poniżej 1A) nie wystarcza do

spełnienia warunku szybkiego wyłączenia, ale za to z

reguły występuje skuteczne obniżenie napięcia

dotykowego do bezpiecznego w danych warunkach

środowiskowych, zwykle 50 V, lub 25 V.



Powyższe wymaganie określone jest wzorem:



· I

≤ U



gdzie:



– suma rezystancji uziomu i przewodu ochronnego

łączącego uziom z częścią przewodzącą dostępną,



– prąd pojedynczego zwarcia między przewodem

fazowym a częścią przewodzącą dostępną (prąd

doziemny),



– napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale.

Ochrona przez zastosowanie urządzenia II

klasy ochronności lub o izolacji

równoważnej



Ten rodzaj ochrony ma na celu

zapobieżenie pojawieniu się

niebezpiecznego napięcia na częściach

przewodzących dostępnych urządzeń

elektrycznych w przypadku

uszkodzenia izolacji podstawowej.

Istota tego środka ochrony polega na

ograniczeniu do minimum możliwości

porażenia poprzez zastosowanie

izolacji podwójnej lub izolacji

wzmocnionej albo równoważnej

obudowy izolacyjnej.



Urządzenia II klasy ochronności

oznaczone symbolem



są rozpowszechnionym środkiem

ochrony dodatkowej, zwłaszcza w

odniesieniu do przyrządów ręcznych

i ruchomych (elektronarzędzia i

sprzęt gospodarstwa domowego).

Mogą być stosowane we wszystkich

warunkach środowiskowych.

Ochrona przez zastosowanie urządzenia II

klasy ochronności lub o izolacji

równoważnej



Obudowy izolacyjne urządzeń

powinny mieć stopień ochrony co

najmniej IP2X i być odporne na

spodziewane obciążenia

mechaniczne, elektryczne i

termiczne. W widocznych

miejscach wewnątrz i na zewnątrz

obudowy powinien być

umieszczony symbol oznaczający

zakaz przyłączania przewodu

ochronnego.

Urządzenia elektryczne ze względu

na zastosowany środek ochrony
przeciwporażeniowej dzieli się na
cztery klasy ochronności : 0, I, II i
III.

Klasy ochronności

urządzeń elektrycznych

Klasy ochronności

urządzeń elektrycznych



W urządzeniach klasy

ochronności 0 ochronę przed
porażeniem stanowi w zasadzie
tylko izolacja podstawowa. Brak
zacisku ochronnego.

Klasy ochronności

urządzeń elektrycznych



W urządzeniach klasy

ochronności I ochronę realizuje się

poprzez połączenie przewodów PE

lub PEN z zaciskami ochronnymi,

przez co następuje:



- szybkie zadziałanie zabezpieczeń

przetężeniowych i wyłączenie

zasilania, albo



- ograniczenie napięć dotykowych

do wartości uznanych za

bezpieczne.

Klasy ochronności

urządzeń elektrycznych



W urządzeniach klasy

ochronności II ochrona jest
zapewniona przez fabryczne
zastosowanie izolacji podwójnej
lub wzmocnionej.

Klasy ochronności

urządzeń elektrycznych



W urządzeniach klasy

ochronności III, ochrona
przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zasilanie ich
bardzo niskim napięciem (SELV
lub PELV), mieszczącym się
w zakresie napięcia bezpiecznego