X. Ochrona przepięciowa
1 Miejsce montażu ograniczników przepięć w napowietrznych sieciach rozdzielczych
1) Linie elektroenergetyczne o napięciu do 1 kV powinny być chronione od przepięć atmosferycznych ogranicznikami przepięć o napięciu znamionowym dobranym do napięcia znamionowego sieci. W sieci 400/230 V napięcie znamionowe ograniczników powinno być nie niższe niż 500 V.
2) Ograniczniki przepięć należy instalować:
a) w liniach napowietrznych — na krańcach linii oraz w taki sposób, aby na każde 0,5 km długości linii przypadał przynajmniej jeden komplet ograniczników,
b) na krańcach linii kablowych — w miejscach przyłączenia do napowietrznych linii elektroenergetycznych,
c) w liniach o napięciu do 1 kV, zasilających instalacje odbiorcze w budynkach.
3) W przypadku wykonania dla budynków przyłącza napowietrznego z zastosowaniem izolatorów dościennych, ograniczniki przepięć powinny być umieszczone w pobliżu tych izolatorów, na zewnątrz budynku. W przypadku innego wykonania przyłącza dla tych budynków, ograniczniki przepięć należy zainstalować na najbliższym słupie linii elektroenergetycznej.
4) Uziemienie ograniczników przepięć powinno być wykonane jako wspólne, w zależności od lokalnych warunków, z uziemieniem:
- przewodu ochronno-neutralnego,
- metalowej powłoki i pancerza kabla,
- instalacji piorunochronnej.
5) Rezystancja (opór czynny) uziemienia ograniczników przepięć nie powinna przekraczać 10 W.
2.Sposoby podłączania ograniczników przepięć w sieci rozdzielczej TN
Ochronę przed przepięciami należy zapewnić poprzez zastosowanie odgromników i ochronny przeciwprzepięciowej. Odgromniki te należy instalować bezpośrednio w złączu lub w rozdzielni głównej. Odgromniki powinny być włączone między każde przewód fazowy i uziom oraz między przewód neutralny N i uziom, jeżeli przewód N nie jest na początku instalacji uziemiony.
UZIOM przedmiot metalowy lub zespół przedmiotów metalowych w ziemi zapewniający z nią połączenie elektryczne.
3. Miejsce instalowania ograniczników przepięć w celu ograniczenia poziomu przepięć
Układy ograniczników powinny być tak dobrane i rozmieszczone, aby:
- poszczególne ograniczniki wytrzymywały bez uszkodzeń najgorsze z możliwych zagrożeń, jakie mogą wystąpić w analizowanej instalacji,
- ograniczały wartości przepięć do wymaganych poziomów,
- występowała właściwa koordynacja energetyczna między układami ograniczników różnych klas,
- ich działanie nie wpływało na pracę innych urządzeń w instalacji elektrycznej.
Zgodnie z tym zakresem działania, tworząc system ochrony przed przepięciami należy:
- dobrać ograniczniki o odpowiednich właściwościach ochronnych,
- optymalnie rozmieścić układy ograniczników przepięć różnych klas,
- poprawnie zamontować ograniczniki przepięć w wybranych miejscach instalacji elektrycznej.
Rozmieszczenie układów ograniczników przepięć różnych klas w zależności od strefy zagrożenia piorunowego oraz kategorii wytrzymałości udarowej chronionych urządzeń przedstawiono na rys. 1.
Dobierając miejsce i sposób montażu układów ograniczników przepięć należy również uwzględnić ich wpływ na pracę innych urządzeń w instalacji elektrycznej i dążyć do jego zminimalizowania lub wyeliminowania.
Ograniczanie spadków napięć na przewodach
Oceniając poziomy przepięć „przedostających” się do instalacji pomimo zastosowania układu ograniczników klasy I, należy uwzględnić nie tylko napięcia obniżone przez ograniczniki i ewentualne spadki napięć na bezpiecznikach, ale również spadki napięć na przewodach łączących te ograniczniki.
Dodatkowe napięcia powstające na przewodach mogą spowodować:
- zniszczenie urządzeń instalowanych w miejscu wprowadzania instalacji do obiektu (np. liczników energii elektrycznej oraz innych
urządzeń o wytrzymałości udarowej 6 kV odpowiadającej wytrzymałości udarowej kategorii IV),
- przeciążenie lub zniszczenie ograniczników kolejnych stopni
ochrony przepięciowej.
W celu zmniejszenia pojawiającego się zagrożenia należy do połączeń ograniczników stosować możliwie najkrótsze przewody. Obecnie pojawiają się zalecenia ograniczenia długości tych przewodów poniżej 0,5 m
W razie trudności z zachowaniem dopuszczalnych odległości lub konieczności wyeliminowania spadków napięć na przewodach jest zalecane stosowanie tzw. połączenia V W takim układzie poziom przepięcia wnikającego do instalacji jest równy spadkowi napięcia na ograniczniku. Stosowane wówczas ograniczniki powinny umożliwiać przyłączenie dwu przewodów do każdego bieguna.
Instalując liczniki energii elektrycznej należy również uwzględnić dynamiczne oddziaływanie między przewodami, w których płynie prąd piorunowy. Uniknięcie takiego zagrożenia wymaga umieszczenia układu ograniczników klasy I przed licznikiem energii elektrycznej co zapobiega jego uszkodzeniu przez prąd udarowy.
4.Dobezpieczanie ograniczników przepięć
W układzie z bezpiecznikiem F1 przy długotrwałym działaniu ogranicznika następuje przerwanie obwodu. Taki układ połączeń jest stosowany jeżeli wartość prądu znamionowego bezpiecznika F1 jest mniejsza od dopuszczalnej wartości prądu. W układach w których wartość prądów bezpiecznika F1 jest większa, zaleca się stosowanie dodatkowych zabezpieczeń w celu zabezpieczenia ogranicznika przed długotrwałym działaniem prądów zwarciowych przez umieszczenie bezpiecznika F2 (połączenie szeregowe) Wartości prądu znamionowego bezpiecznika F2 powinny być miejsze lub równe dopuszczalnej wartości prądów dla wybranego typu ograniczników.
XI. Instalacje elektroenergetyczne w budynkach i obiektach budowlanych o napięciu znamionowym do 1kV
Instalacje i obwody odbiorcze
Wymagania stawiane instalacjom elektrycznym w budynkach
Instalacja elektryczna stanowi integralną część wyposażenia budynku i w znacznym stopniu warunkuje jego prawidłową
i bezpieczną eksploatację. Z tego względu instalacje elektryczne powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby w przewidywanym okresie użytkowania spełniały wymagania dotyczące mocy zapotrzebowanej i pozostawały w pełnej sprawności technicznej, a w odniesieniu do instalacji w budynkach mieszkalnych spełniały również wymagania wynikające z zapewnienia określonego komfortu życia mieszkańców. Podstawowe właściwości techniczne instalacji elektrycznych w budynkach mieszkalnych, powinny być co najmniej takie, aby zapewniały:
- określony stopień niezawodności dostawy energii elektrycznej o jakości właściwej dla zasilanych urządzeń,
- nieuciążliwe i bezpieczne użytkowanie urządzeń elektrycznych, a szczególnie ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, przetężeniami zagrażającymi nadmiernie szybkiemu zużywaniu się instalacji, pożarem, przepięciami łączeniowymi i atmosferycznymi oraz innymi zagrożeniami powodowanymi pracą urządzeń elektrycznych,
- ochronę ludzi i środowiska przed skażeniami i emitowaniem drgań, hałasu, temperatury i pola magnetycznego o wartościach i nateżeniach większych od granicznych dopuszczalnych.
Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych powinny się charakteryzować takimi właściwościami technicznymi, aby ich użytkownicy mogli korzystać bez ograniczeń z posiadanych urządzeń gospodarstwa domowego, sprzętu RTV, teletechnicznego i innego w przewidywanym okresie eksploatacji instalacji, bez konieczności wykonywania znaczącej jej modernizacji. Jako przeciętny przewidywany okres eksploatacji przyjmuje się zwykle 25 - 30 lat.
Instalacje powinny więc tak zwymiarowane i wykonane, aby mogły sprostać nowym wymaganiom wynikającym ze zmian w wyposażeniu mieszkań w urządzenia elektryczne i zmian warunków i stylu życia mieszkańców.
Aktem prawnym określającym obecnie w Polsce warunki techniczne jakim powinny odpowiadać instalacje elektryczne w budynkach jest znowelizowane Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [Dz.U.02.75.690 ogłoszony dnia 15 czerwca 2002 r.].
Rozporządzenie to dotyczy wszystkich budynków, nie tylko mieszkalnych, dlatego jego wymagania są określone w sposób dość ogólny, wynikający z szeroko rozumianych warunków bezpieczeństwa. Postanowienia zawarte w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury wymagają niejednokrotnie rozszerzenia bądź komentarza.
Wymagane wyposażenie instalacji elektrycznej [wg. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r.].
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.
2. Przeciwpożarowy wyłącznik prądu, odcinający dopływ prądu do wszystkich obwodów, z wyjątkiem obwodów zasilających instalacje i urządzenia, których funkcjonowanie jest niezbędne podczas pożaru, należy stosować w strefach pożarowych o kubaturze przekraczającej 1.000 m3 lub zawierających strefy zagrożone wybuchem.
3. Przeciwpożarowy wyłącznik prądu powinien być umieszczony w pobliżu głównego wejścia do obiektu lub złącza i odpowiednio oznakowany.
4. Odcięcie dopływu prądu przeciwpożarowym wyłącznikiem nie może powodować samoczynnego załączenia drugiego źródła energii elektrycznej, w tym zespołu prądotwórczego, z wyjątkiem źródła zasilającego oświetlenie awaryjne, jeżeli występuje ono w budynku.
Uwagi:
Ad.1) Ważne jest miejsce usytuowania złącza. W większych budynkach przy większej liczbie mieszkań złącze instaluje się w wydzielonym i skutecznie zamykanym pomieszczeniu przyłączowym, do którego wprowadzone są wszystkie przyłącza: wodne cieplne, gazowe, kanalizacyjne itp. W małych budynkach niepodpiwniczonych, przy małej liczbie mieszkań, złącze umieszcza się w szafie przyłączowej, natomiast w budynkach jednorodzinnych - na ścianie kondygnacji przyziemnej lub na granicy posesji, w miejscu dostępnym dla obsługi.
Ad.2) Według normy PN -IEC 60364 rozdzielenie ułożonego na stałe przewodu PEN o przekroju co najmniej 10 mm2 Cu lub 16 mm2 Al na dwa przewody PE oraz N może być wykonane w całej instalacji elektrycznej (poczynając od złącza),
w tym także w obiektach z ważnymi urządzeniami informatycznymi. Jednak zgodnie z normą PN-IEC 60364-4-444:2001 - w obiektach, w których zainstalowano lub przewidziano zainstalowanie ważnych urządzeń informatycznych, należy rozpatrzyć celowość zainstalowania oddzielnych przewodów ochronnych (PE) i przewodów neutralnych (N).
Ponadto osobne przewody PE i N wymagane są w niektórych instalacjach specjalnych objętych częścią 7 normy PN-IEC 60364 - arkusze 700, które zakazują układu TN-C.
Ad.3) Wyłączniki różnicowoprądowe mogą być elementem systemu ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej, ochrony przeciwporażeniowej uzupełniającej ochronę przed dotykiem bezpośrednim i/lub ochrony przeciwpożarowej.
Mogą być stosowane w układach TN, TT i IT, co stwarza zupełnie różne sieciowe warunki pracy, wpływa na skuteczność
i na niezawodność ochrony.
Ad.4) Stosowanie wyłączników nadprądowych w obwodach odbiorczych dotyczy instalacji mieszkaniowych oraz biurowych i to raczej tylko w obwodach oświetleniowych i gniazd wtyczkowych. Ponadto zapobiega samowolnym naprawom bezpieczników topikowych.
Ad.7) Główna szyna wyrównawcza z podłączonymi przyłączami i głównymi połączeniami wyrównawczymi powinna się znaleźć w pomieszczeniu lub szafie przyłączowej.
Zalecenia ogólne:
- Jako uziomy instalacji elektrycznej należy wykorzystywać przede wszystkim metalowe konstrukcje budynków, zbrojenia fundamentów i ścian oraz przewodzących prąd instalacji wodociągowych i centralnego ogrzewania, pod warunkiem uzyskania zgody jednostki eksploatującej sieć.
- Instalacja odbiorcza w budynku i w samodzielnym lokalu powinna być wyposażona w urządzenia do pomiaru zużycia energii elektrycznej, usytuowane w miejscu łatwo dostępnym i zabezpieczone przed uszkodzeniami i ingerencją osób niepowołanych.
- W budynku wielorodzinnym liczniki pomiaru zużycia energii elektrycznej należy umieszczać poza lokalami mieszkalnymi, w zamykanych szafkach.
- Prowadzenie instalacji i rozmieszczenie urządzeń elektrycznych w budynku powinno zapewniać bezkolizyjność z innymi instalacjami w zakresie odległości i ich wzajemnego usytuowania.
- Główne pionowe ciągi instalacji elektrycznej w budynku wielorodzinnym, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej należy prowadzić poza mieszkaniami i pomieszczeniami użytkowymi, w wydzielonych kanałach lub szybach instalacyjnych, odpowiadających wymaganiom Polskich Norm.
- Przewody i kable elektryczne należy prowadzić w sposób umożliwiający ich wymianę bez potrzeby naruszania konstrukcji budynku.
- Dopuszcza się prowadzenie przewodów elektrycznych wtynkowych, pod warunkiem pokrycia ich warstwą tynku o grubości co najmniej 5 mm.
- Obwody instalacji elektrycznej w budynku należy prowadzić w obrębie każdego mieszkania lub lokalu użytkowego
1.1. Stosowane przewody instalacyjne
Ogólne zasady doboru przewodów
Istnieje duża różnorodność typów i konstrukcji przewodów, a ich budowę jednoznacznie określają znormalizowane oznaczenia literowe. W poniższej tabeli przedstawiono najczęściej występujące oznaczenia przewodów i przykłady ich oznaczeń.
Podział asortymentowy |
elektroenergetyczne instalacje do 1 kV elektroenergetyczne instalacje powyżej 1 kV elektroenergetyczne linie napowietrzne gołe i izolowane szynoprzewody (przewody szynowe) sterownicze telekomunikacyjne komputerowe specjalne przewody nawojowe światłowody |
Podział ze względu na budowę |
jedno i wielożyłowe o żyłach aluminiowych i miedzianych różniące się materiałem i budową izolacji ekranowane zbrojone pojedyncze, parowe, czwórkowe |
Budowę i typ przewodów w sposób jednoznaczny określa jego oznaczenie literowe. Oznaczenie przewodu zawiera trzy
części:
- kod literowy, który oznacza konstrukcję przewodu, materiał żyły, rodzaj izolacji i inne szczegóły budowy,
- napięcie znamionowe izolacji,
- liczbę i przekrój żyły.
Oznaczenia literowe budowy przewodów stosowane w Polsce
BUDOWA |
OZNACZENIE |
||
Konstrukcja żył jednodrutowe wielodrutowe wielodrutowe giętkie |
D L Lg |
||
Materiał żyły miedź aluminium |
brak A |
||
Materiał izolacji lub powłoki polwinit (PCV) polwinit samogasnący polwinit benzenopodobny polietylen polietylen usieciowany polietylen z zaporą przeciwwilgotnościową polietylen piankowy guma (oponowy) |
Y Yn Yb X XS Xz Xp O |
||
Opancerzony taśma stalowa taśma stalowa lakierowana taśma z drutów stalowych okrągłych taśma z drutów stalowych płaskich |
Ft Ftl Fo Fp |
||
Ekranowany |
ekran wspólny pary indywidualne ekranowane taśmowy z drutu |
ekw
ekp ket eko |
|
Oznaczenia dodatkowe |
wtynkowy wzmocniona izolacja ciepłoodporny płaski samonośny niepalny (bezhalogenowy) izolacja żółto-zielona górniczy sterowniczy sygnalizacyjny (spawalniczy) |
t d c p s n(N) żo(J) G ST S - |
|
Do odbiorników ruchomych I przenośnych Sznur mieszkaniowy Przewód oponowy warsztatowy Przewód oponowy mieszkaniowy Przewód oponowy przemysłowy Przewód radiofoniczny |
SM OW OM OP RP |
||
Instalacyjny samochodowy |
-S |
||
Telekomunikacyjny |
stacyjny miejscowy instalacyjny do systemów alarmowych słaboprądowy montażowy |
TKS TKM J-(St) TKS T - |
|
Komputerowy nieekranowany ekranowany indywidualnie ekranowane pary indywidualnie ekranowane pary + ekran wspólny |
UTP FTP STP S-STP |
||
Optotelekomunikacyjny |
rozetowy tubowy |
OTKr OTKt |
|
Zasady doboru przewodów do różnych pomieszczeń
Sposób ułożenia przewodów w instalacji i rodzaj przewodów musi być dostosowany do charakteru budynku
i przeznaczenia pomieszczeń. Przy doborze rodzaju przewodów instalacjach należy wziąć pod uwagę także występujące warunki środowiskowe, aby ograniczyć wzajemny wpływ instalacji i otoczenia.
Zasady doboru przewodów w zależności od rodzaju pomieszczeń oraz rodzaju instalacji i sposobu montażu
Rodzaj pomieszczenia |
Rodzaj instalacji i sposobu montażu |
Pomieszczenia zwykłe |
przewody szynowe gołe i izolowane na wspornikach izolacyjnych. przewody w rurach izolacyjnych stalowych, winidurowyc na wierzchu i pod tynkiem, przewody wtynkowe, kable, przewody kabelkowe w wiązkach, w korytkach i w instalacji podłogowej |
Pomieszczenia przejściowo wilgotne |
jak dla pomieszczeń zwykłych z wyjątkiem przewodów płaszczowych, w rurach izolacyjnych oraz instalacji podłogowych |
Pomieszczenia wilgotne i bardzo wilgotne lub zapylone |
przewody gołe i izolowane na wspornikach izolacyjnych z wyjątkiem przewodów aluminiowych, przewody wtynkowe z osprzętem szczelnym, przewody kabelkowe w wiązkach i korytkach z osprzętem szczelnym, przewody izolowane w rurach stalowych i winidurowych z osprzętem szczelnym, kable |
Pomieszczenia z wyziewami żrącymi |
jak dla pomieszczeń wilgotnych z wyjątkiem przewodów izolowanych w rurach stalowych i winidurowych |
Pomieszczenia niebezpieczne pod względem pożarowym |
przewody izolowane w rurach izolacyjnych pod tynkiem lub na tynku w miejscach nienarażonych na uszkodzenia mechaniczne, przewody izolowane w rurach stalowych i winidurowych, przewody wtynkowe, przewody kabelkowe i kable bez zewnętrznego oplotu włóknistego, przewody kabelkowe w powłoce polwinitowej, gdy w pomieszczeniu znajduje się pył należy stosować osprzęt szczelny |
Pomieszczenia niebezpieczne pod względem wybuchowym |
przewody kabelkowe, kable |
Na zewnątrz budynków |
jak dla pomieszczeń wilgotnych z wyjątkiem rur winidurowych, przewody w izolacji z polwinitu powinny być osłonięte od działania promieni słonecznych |
Sprawdzenie warunków doboru przekroju przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną i warunków ochrony przeciwporażeniowej
Przewody i kable powinny być dobrane z uwzględnieniem ich wytrzymałości mechanicznej.
Obowiązują następujące zasady:
1. Minimalny przekrój żył miedzianych w przewodach izolowanych ułożonych na stałe i chronionych przed uszkodzeniami wynosi 1,5 mm2.
2. Dla przewodów o żyłach aluminiowych minimalny przekrój wynosi 2,5 mm2 z zastrzeżeniem, że w budynkach nieprzemysłowych przekroje tych żył nie powinny być mniejsze od 16 mm2.
3. W nowo budowanych i modernizowanych instalacjach budynkach należy stosować przewody elektryczne z żyłami o przekrojach do 10 mm2wykonane wyłącznie z miedzi.
4. Przewody napowietrzne nieizolowane produkuje się o przekrojach nie mniejszych niż 16 mm2aluminium.
5. Minimalne dopuszczalne przekroje przewodów ochronnych.
Ze względu na skuteczność działania urządzeń ochrony przeciwporażeniowej przewody ochronne powinny być
odporne na prąd zwarciowy oraz mieć odpowiednią do warunków wytrzymałość mechaniczną.
1.2.Osprzęt instalacyjny
Do osprzętu instalacyjnego zaliczamy takie elementy instalacji jak: gniazdka, kostki montażowe, elementy wykończeniowe instalacje elektryczną.
1.3. Sprzęt instalacyjny
Do sprzętu instalacyjnego zaliczamy: rury instalacyjne, uchwyty izolacyjne, puszki, łączniki instalacyjne i warstwowe, gniazdka wtykowe itp.
Wybór sprzętu zależy od sposobu ułożenia instalacji i zastosowanych przewodów, od obciążenia i związanych z tym
przekrojem przewodów i od funkcji jaką dane urządzenie ma spełniać.
1.4. Bezpieczeństwo użytkowania instalacji elektrycznej
Od instalacji elektrycznych wymaga się aby były trwałe, funkcjonalne i estetyczne oraz bezpieczne w użytkowaniu.
Bezpieczeństwo użytkowania instalacji elektrycznych sprowadza się do zapewnienia ochrony przed następującymi podstawowymi zagrożeniami:
- porażeniem prądem elektrycznym,
- prądami przeciążeniowymi i zwarciowymi,
- przepięciami łączeniowymi i pochodzącymi od wyładowań atmosferycznych,
- skutkami cieplnymi.
Skuteczność ochrony przed tymi zagrożeniami zależy od zastosowanych w instalacjach elektrycznych rozwiązań technicznych i środków zabezpieczających.
Miarą skuteczności tej ochrony jest liczba śmiertelnych wypadków porażeń prądem elektrycznym oraz liczba pożarów, będących następstwem wad lub nieprawidłowej eksploatacji instalacji elektrycznych.
Zasadniczy wpływ na liczbę śmiertelnych porażeń prądem elektrycznym oraz pożarów w Polsce ma na ogół zły stan techniczny instalacji elektrycznych w obiektach budowlanych, w tym w mieszkaniach i budynkach mieszkalnych oraz w gospodarstwach rolniczych i ogrodniczych, a także stosowanie niedoskonałych i niewystarczających środków ochrony przed zagrożeniami w tych instalacjach, a mianowicie:
powszechne stosowanie układu sieci TN-C w instalacjach elektrycznych wykonanych przewodami przeważnie aluminiowymi o za małych przekrojach, nie ochronionych skutecznie przed uszkodzeniami mechanicznych i możliwością wystąpienia przerw w przewodach ochronno-neutralnych PEN. Może to być przyczyną pojawiania się na obudowach metalowych odbiorników napięć dotykowych wyższych od dopuszczalnych długotrwale lub napięcia niekorzystnego dla użytkowanych odbiorników, wywołanego przepływem przez ten przewód prądu wyrównawczego, spowodowanego zaistnieniem asymetrii prądowej w instalacji,
stosowanie układu sieci TT, nie zawsze gwarantującego skuteczność ochrony przeciwporażeniowej, głównie z uwagi na dość często występujące trudności w zapewnieniu wymaganych rezystancji uziemień oraz przypadki przerw w przewodach uziemiających,
niestosowanie połączeń wyrównawczych dodatkowych (miejscowych), a także bardzo często połączeń wyrównawczych głównych,
niestosowanie ochrony przy dotyku pośrednim (ochrony przy uszkodzeniu) w pomieszczeniach o podłodze źle przewodzącej, przeznaczonych na stały pobyt ludzi, pomimo występowania w tych pomieszczeniach metalowych uziemionych rur i grzejników centralnego ogrzewania oraz metalowych rur wodociągowych i gazowych,
niestosowanie wyłączników ochronnych różnicowoprądowych,
niestosowanie ograniczników przepięć,
w rozwiązaniach instalacji elektrycznych prowadzenie przewodów w sposób wykluczający ich wymienialność,
stosowanie zbyt małej liczby obwodów odbiorczych oraz gniazd wtyczkowych i wypustów oświetleniowych.
Niebezpieczne dla użytkownika Instalacje elektryczne o których mowa wyżej, nie odpowiadają wymaganiom Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie oraz wymaganiom Polskiej Normy PN-IEC 60364 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych”.
1.5. Przyłączanie podmiotów do sieci elektroenergetycznej
Przyłączenie podmiotu do sieci następuje na podstawie umowy o przyłączenie i po spełnieniu warunków przyłączenia, określonych przez przedsiębiorstwo energetyczne zajmujące się przesyłaniem i dystrybucją energii elektrycznej, zwanych dalej "warunkami przyłączenia".
1. Podmioty przyłączane do sieci dzieli się na następujące grupy przyłączeniowe:
1) grupa I - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci przesyłowej;
2) grupa II - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym 110 kV;
3) grupa III - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym wyższym niż 1 kV, lecz niższym niż 110 kV;
4) grupa IV - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV oraz mocy przyłączeniowej większej niż 40 kW lub prądzie znamionowym zabezpieczenia przedlicznikowego w torze prądowym większym niż 63 A;
5) grupa V - podmioty przyłączane bezpośrednio do sieci rozdzielczej o napięciu znamionowym nie wyższym niż 1 kV oraz mocy przyłączeniowej nie większej niż 40 kW i prądzie znamionowym zabezpieczenia przedlicznikowego nie większym niż 63 A;
6) grupa VI - podmioty przyłączane do sieci poprzez tymczasowe przyłącze, które będzie na zasadach określonych w umowie o przyłączenie zastąpione przyłączem docelowym, lub podmioty przyłączone do sieci na czas określony, lecz nie dłuższy niż rok.
2. Napięcie znamionowe, o którym mowa w ust. 1, jest określane w miejscu dostarczania energii elektrycznej.
2. Barwy i oznaczenia literowe przewodów instalacyjnych
Lp. |
Rodzaj zasilania |
Przeznaczenie |
Oznaczenia |
|||
1 |
Prąd przemienny |
przewody robocze fazowe |
Faza 1 |
L1 |
U |
|
2 |
|
|
Faza 2 |
L2 |
V |
|
3 |
|
|
Faza 3 |
L3 |
W |
|
4 |
|
przewód neutralny |
N |
N |
||
5 |
Prąd stały |
przewody robocze |
biegun dodatni |
L+ |
C |
|
6 |
|
|
biegun ujemny |
L- |
D |
|
7 |
|
przewód środkowy |
M |
M |
||
8 |
Ochrona przeciwporażeniowa |
Przewód ochronny |
PE |
PE |
||
9 |
|
Przewód ochronno-neutralny |
PEN |
|
||
10 |
|
Przewód uziemiający |
E |
E |
||
11 |
|
Przewód wyrównawczy |
CC |
CC |
||
12 |
|
Uziemiony przewód środkowy M lub roboczy L- oraz przewód ochronny PE w sieci prądu stałego |
FPE lub PER |
|
||
13 |
|
Uziemiający bez zakłóceniowy |
TE |
TE |
||
14 |
|
Przewód łączący z obudową |
MM |
MM |
||
1. Przewody fazowe w instalacjach wykonanych przewodami jednożyłowymi pod osłoną powinny w zasadzie mieć barwę brązową lub czarną i nie mogą być wielobarwne.
2. Barwa jasnoniebieska jest zarezerwowana dla przewodu neutralnego N.
3. Przewody ochronne, ochronno neutralne, uziemienia ochronnego lub ochronno-funkcjonalnego oraz połączeń wyrównawczych powinny być oznaczone dwubarwnie, barwa zielono-żółtą, przy zachowaniu następujących zasad:
a) barwa zielono-żółta może służyć tylko do oznaczania i identyfikacji przewodów mających udział w ochronie przeciwporażeniowej,
b) zaleca się, aby oznaczenie stosować na całej długości przewodu. Dopuszcza się stosowanie oznaczeń nie na całej długości z tym, że powinny one znajdować się we wszystkich dostępnych i widocznych miejscach,
c) przewód ochronno-neutralny powinien być oznaczony barwą zielono-żółtą, a na końcach barwa jasnoniebieską lub odwrotnie,
d) przewód neutralny N i środkowy M powinien być oznaczony barwa jasnoniebieską w sposób taki, jak opisany dla przewodów ochronnych,
e) gołe przewody neutralne N lub środkowe M powinny być oznaczone barwą jasno niebieską lub posiadać nakładki o barwie jasnoniebieskiej,
f) gołe przewody ochronne powinny być na podobnej zasadzie oznaczone barwą zielono-żółtą w formie pasów. Szerokość pasów powinna wynosić od 15 do 100 mm,
g) przewody prądowe mogą być numerowane kolejnymi cyframi z tym, że cyfry 6 i 9 powinny być
podkreślone.
Nie numeruje się przewodów ochronnych PE i PEN.
3. Obwody zasilające odbiorniki nieliniowe i urządzenia przetwarzania danych
Są to obwody które zmniejszają zniekształcenia harmoniczne wynikające z podłączenia do sieci urządzeń takich jak: komputery, transformatory itp.
Zadaniem obwodów jest zmniejszenie drgań napięcia w sieci które mogą przyczynić się do uszkodzenia urządzenia.
Takimi urządzeniami mogą być przetworniki napięcia, prostowniki AC/DC i DC/AC które zmniejszają drgania harmoniczne a nawet w całości im zapobiegają. Obwodami mogą być także UPS służące do podtrzymania zasilania w przypadku braku zasilania w sieci.
4. Urządzenia zabezpieczające
Zabezpieczenia instalowane są tylko w przewodach fazowych. Zabrania się zabezpieczać przewody uziemień roboczych oraz przewodów ochronnych.
Zabezpieczenia powinny być umieszczone na początkach linii w której obciążalność przewodów jest mniejsza od obciążalności przewodów poprzedniego odcinka linii. Nie ma jednak potrzeb instalowania zabezpieczeń na rozgałęźnikach jeżeli przewody nie zmieniają swojej obciążalności (przekroju)
4.1. Urządzenia zabezpieczające przed skutkami zwarć
Urządzenia zabezpieczające przed cieplnymi skutkami przepływu prądów zwarciowych powinny być tak dobrane, aby przerwanie prądu zwarciowego w obwodzie elektrycznym następowało wcześniej aniżeli wystąpi niebezpieczeństwo uszkodzeń cieplnych i mechanicznych w przewodach oraz ich połączeniach.
Zabezpieczenia zwarciowe przewodów instalacyjnych mogą być wykonane z zastosowaniem:
· bezpieczników, lub
· wyłączników samoczynnych z wyzwalaczami zwarciowymi.
Czas od momentu powstania zwarcia do przerwania prądu zwarciowego powinien być na tyle krótki, aby temperatura żył przewodów nie przekroczyła wartości granicznej dopuszczalnej przy zwarciu dla danego typu przewodów.
Czas ten, w sekundach, nie powinien przekroczyć wartości granicznej dopuszczalnej wyznaczonej wg. wzoru:
4.2. Urządzenia zabezpieczające przed skutkami przeciążeń
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 Idd , następowało ich działanie zanim nastąpi nadmierny wzrost temperatury żył przewodów i zestyków w instalacji.
Wymagania te uważa się za spełnione, jeżeli zachowane SA następujące warunki: Iobl. £ In £ Idd , Ia £ 1,45 Idd
gdzie:
Iobl - prąd obliczeniowy lub prąd znamionowy odbiornika, jeżeli z danego obwodu jest zasilany tylko jeden odbiornik,
Idd - obciążalność prądowa długotrwała przewodu,
In - prąd znamionowy lub prąd nastawienia urządzenia zabezpieczającego,
Ia - prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego.
Dla bezpieczników o prądach znamionowych w zakresie od 20 (32) do 400 A można przyjmować: Ia = 1,6 In
Wyzwalacze przeciążeniowe wyłączników instalacyjnych maja tak ukształtowane charakterystyki, że ich prąd
zadziałania Ia jest równy1,45 Int gdzie Int to prąd nastawienia wyzwalacza przeciążeniowego.
Zabezpieczenia przeciążeniowe 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:
· zmniejszenie przekroju przewodów lub zmiany rodzaju przewodów,
· pogorszenia się warunków chłodzenia wskutek zmiany sposobu ułożenia przewodów, istnienia innych instalacji lub podwyższonej temperatury otoczenia.
4.3. Bezpieczniki topikowe
Najczęściej stosowane bezpieczniki z wkładką topikową są zbudowane z podstawy, wkładki topikowej, i z główki. Bezpieczniki mogą mieć wkładki topikowe o budowie zamkniętej lub otwartej. Wkładka jest wykonana z porcelanowej rurki. Umieszczony jest w niej srebrny drucik topikowy otoczony piaskiem kwarcowym i połączony z metalowymi stykami górnym i dolnym. Oprócz zasadniczego drucika znajduje się równolegle połączony z nim drucik dodatkowy zakończony kolorowym krążkiem. Przepalenie się bezpiecznika sygnalizuje odskoczenie, wypadnięcie krążka sygnalizującego.
Należy pamiętać że zabezpieczenie topikowe zainstalowane na początku linii z której dopiero zasilana jest część odbiorcza powinno mięć wkładkę topikową co najmniej o jeden stopień większą od zainstalowanej bliżej odbiornika. Stopniowanie takie jest potrzebne ze względów eksploatacyjnych gdyż zwarcie w jednym odbiorniku nie powinno spowodować przerwy w linii zasilającej pozostałe odbiorniki.
4.4. Wyłączniki nadmiarowo-prądowe
Zabezpieczenie nadprądowe (przetężeniowe), to urządzenie służące do ochrony przewodów instalacyjnych określonego obwodu i odbiorników energii elektrycznej zasilanych z tego obwodu przed skutkami przepływu prądów przetężeniowych; zabezpieczeniem nadprądowym jest wyłącznik instalacyjny lub bezpiecznik.
Wyłącznik jest wyposażony w przeciążeniowy wyzwalacz termobimetalowy oraz wyzwalacz zwarciowy elektromagnesowy. Konstrukcja układu gaszeniowego łuku oraz wytrzymałość termiczna obudowy wykonanej z tworzywa sztucznego zapewniają stosunkowo dużą zwarciową zdolność łączeniową wynoszącą co najmniej 6kA.
Płaski standardowy kształt pojedynczego modułu wyłącznika pozwala na tworzenie odpowiednich zestawów. Wspólna dźwignia umożliwia jednoczesne łączenie wszystkich torów. W przypadku zadziałania wyzwalacza w jednym z torów są jednocześnie wyłączane wszystkie tory (fazy)
4.5. Wyłączniki różnicowo-prądowe
Jednym z najbardziej skutecznych środków ochrony przeciwporażeniowej jest ochrona przy zastosowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, tj.:
- wyłączników ochronnych różnicowoprądowych
- wyłączników współpracujących z przekaźnikami różnicowoprądowymi.
Urządzenia różnicowoprądowe pełnią różne funkcje w instalacjach elektrycznych, np. jako:
1. ochrona przed dotykiem pośrednim jako element samoczynnego wyłączenia zasilania,
2. uzupełnienie ochrony przed dotykiem bezpośrednim, przy zastosowaniu urządzeń
różnicowoprądowych o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 30 mA,
3. ochrona przeciwpożarowa budynku przy zastosowaniu urządzeń różnicowoprądowych,
o znamionowym prądzie różnicowym nie większym niż 500 mA.
Wyłączniki budowane są na znamionowy różnicowy prąd zadziałania jako IΔ n. Rzeczywisty prąd zadziałania wyłączników różnicowoprądowych musi być większy od 0,5 IΔ n do IΔ n , jednak nie większy niż IΔ 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.
Urządzenia ochronne różnicowoprądowe można stosować we wszystkich układach sieci z wyjątkiem układu TN-C po stronie obciążenia.
Wyłączniki różnicowoprądowe działają na zasadzie sumowania natężeń prądów na wszystkich przewodach przyłączonych do chronionego urządzenia. Jeżeli prądy sumują się dając wynik zero oznacza to, że z obwodu nie upływa żaden prąd do ziemi. Jeśli natomiast pojawia się prąd różnicowy, to stwarza on zagrożenie porażenia i wyłącznik ochronny wyłącza zasilanie tego obwodu.
Głównym elementem wyłącznika jest przekładnik Ferrantiego. Do przekładnika tego są doprowadzone wszystkie przewody zasilające chroniony odbiornik lub grupę odbiorników, łączenie z przewodem neutralnym.
Przekładnik ma na wspólnym rdzeniu nawiniętych tyle uzwojeń ile przewodów ma obwód. Prądy w uzwojeniach indukują w rdzeniu przekładnika strumienie magnetyczne, których wielkość odpowiada natężeniom prądu.
Podczas uszkodzenia izolacji w chronionym odbiorniku następuje upływ prądu do ziemi poza obwodem roboczym i wtedy suma prądów w przewodach i strumieni magnetycznych w rdzeniu przekładnika nie jest równa zeru. Pod wpływem tej różnicy strumień indukuje się w dodatkowym uzwojeniu prądu, który przepływając przez wyzwalacz wyłącznika ochronnego powoduje szybkie samoczynne jego wyłączenie.
Aby w przypadku uszkodzenia izolacji w odbiorniku z metalową obudową mogło dojść do natychmiastowego zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego, to musi być spełniony warunek uziemienia obudów wszystkich chronionych urządzeń.
Przewodem ochronnym jest tu przewód łączący obudowy chronionych urządzeń z uziomem ochronnym.
Przewody ochronne nie mogą mieć bezpośredniego ani pośredniego połączenia z przewodem neutralnym, bowiem wtedy obwód zwarcia zostanie zamknięty przez przewód neutralny i wyłącznik ochronny nie zadziała, ponieważ suma prądów w przewodach objętych przekładnikiem równałaby się nadal zeru, a chronione urządzenie z uszkodzoną izolacją nie zostanie wyłączone spod napięcia.
Głównymi zaletami stosowania wyłączników różnicowoprądowych jest to, że zapewniają one:
- absolutną wybiórczość ochrony, nawet przy zastosowaniu wspólnego uziomu pomocniczego dla wielu odbiorników,
- wszechstronne możliwości ich stosowania we wszystkich rodzajach pomieszczeń,
- ochronę przed powstaniem pożaru,
- ochronę przed porażeniem prądem, nawet na skutek bezpośredniego dotknięcia ręką części obwodu elektrycznego pod napięciem (ochrona przed dotykiem bezpośrednim).
Typy wyłączników różnicowoprądowych
Ze względu na rodzaj prądu uszkodzeniowego, na które wyłączniki prawidłowo reagują, wyłączniki różnicowoprądowe
dzielą się na:
- wyłączniki różnicowoprądowe typu AC ,przystosowane do działania wyłącznie przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym,
- wyłączniki typu A, przystosowane do działania przy prądzie uszkodzeniowym przemiennym, jak również przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym jednokierunkowym o dowolnej biegunowości lub sterowanym fazowo sterownikiem tyrystorowym, ze składową stałą do 6 mA,
- wyłączniki typu B, które nadają się do stosowania w instalacjach prądu przemiennego z prądem uszkodzeniowym przemiennym, jak również przy prądzie uszkodzeniowym pulsującym jednokierunkowym o dowolnej biegunowości lub sterowanym fazowo sterownikiem tyrystorowym pulsującym ze składową stałą do 6 mA i z prądem stałym z niektórych układów prostownikowych.
Ze względu na zachowanie się wyłącznika w stanach przejściowych wyłączniki różnicowoprądowe dzieli się na:
- wyłączniki bezzwłoczne, reagujące z czasem własnym wyłącznika na pojawiający się w obwodzie prąd uszkodzeniowy (bez oznaczenia na obudowie),
- wyłączniki bezzwłoczne o zwiększonej odporności na prąd uszkodzeniowy udarowy, przetrzymujące bez zadziałania udar o kształcie 8/20 μs o wartości szczytowej do 500 A (oznaczone na obudowie rysunkiem udaru prądowego),
- wyłączniki krótkozwłoczne o zwłoce czasowej 10 ms, o odporności na prąd uszkodzeniowy udarowy przetrzymujące bez zadziałania udar o kształcie 8/20 μs o wartości szczytowej do 3 kA (oznaczone na obudowie literą G umieszczoną
w kwadracie),
- wyłączniki zwłoczne, nazywane też wyłącznikami selektywnymi, przeznaczone do szeregowej współpracy
z wyłącznikami bezzwłocznymi (oznaczone na obudowie literą S umieszczonej w kwadracie).
Czasy wyłączenia wyłączników AC
Typ wyłącznika |
Prąd In |
Prąd IΔn |
Czas wyłączenia w sek. dla prądu uszkodzeniowego IΔ |
|||
|
A |
A |
IΔn |
2IΔn |
5IΔn |
Uwagi |
bezzwłoczny |
dowolny |
dowolny |
0,3 |
0,15 |
0,13 |
czas max. |
selektywny S |
≥ 25 |
≥ 0,03 |
0,5 |
0,2 |
0,15 |
czas max. |
zwłoczny |
≥ 25 |
≥ 0,03 |
0,13 |
0,06 |
0,05 |
czas min. |
Parametry wyłączników różnicowoprądowych:
- In - prąd znamionowy ciągły (6,8,10,13,16,20,25,32,40,63 a także 100,125,160 A),
- IΔ n - prąd znamionowy różnicowy (6,10,30,100,300,500 mA, 1 i 3 A).
Ze względu na wartość IΔ n wyłączniki różnicowoprądowe dzielą się na:
- wysokoczułe, których prąd IΔ n nie przekracza 30 mA,
- średnioczułe, których prąd IΔ n jest > 30 mA i ≤ 500 mA,
- niskoczułe, których prąd IΔ n jest > od 500 A.
Instalowanie wyłączników różnicowoprądowych
Instalowanie wyłączników w sieci o układzie TN
W najpowszechniej stosowanej w Polsce sieci o układzie TN, wyłącznik różnicowoprądowy może być stosowany pod warunkiem, że instalacja odbiorcza za wyłącznikiem będzie zbudowana w układzie TN-S.
Oznacza to, że przed wyłącznikiem różnicowoprądowym przewód PEN sieci o układzie TN-C powinien zostać rozdzielony na dwa oddzielne przewody: przewód neutralny N i przewód ochronny PE. Rozdzielenie przewodu PEN powinno nastąpić w złączu lub rozdzielnicy głównej budynku.
Odbiorniki I klasy ochronności należy podłączyć tak, jak w sieci z "zerowaniem" - do części przewodzących dostępnych
powinien być przyłączony przewód ochronny PE. Przewód ten powinien być izolowany od przewodu neutralnego N sieci odbiorczej (za wyłącznikiem), mieć barwę żółto-zieloną i przekrój odpowiadający przekrojowi przewodów fazowych.
W przypadku gdy przewód ochronny PE nie jest żyłą przewodu wielożyłowego lub nie jest prowadzony we wspólnej osłonie
z przewodami roboczymi, to minimalny przekrój żyły przewodu ochronnego nie może być mniejszy niż:
- 2,5 mm2 , gdy przewód ten jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi, lub
- 4,0 mm2 , gdy przewód nie jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi.
Instalowanie wyłączników w sieci o układzie TT
W układzie sieci TT części przewodzące dostępne wszystkich odbiorników I klasy ochronności powinny być uziemione indywidualnie lub grupowo przez przyłączenie do ich zacisków ochronnych uziemionego przewodu ochronnego PE.
Zasady wymiarowania przekroju tego przewodu są takie same jak w układzie TN.
W przypadku zasilania urządzenia w I klasie ochronności w układzie sieci TN, znajdującego się poza zasięgiem połączeń wyrównawczych, należy w obwodzie zasilającym zainstalować urządzenie ochronne różnicowoprądowe, a część przewodzącą dostępną zasilanego urządzenia przyłączyć do indywidualnego uziemienia, tworząc w ten sposób po stronie obciążenia układ sieci TT.
Rezystancja uziemienia powinna być odpowiednia dla znamionowego prądu różnicowego zainstalowanego urządzenia ochronnego różnicowoprądowego. Cały układ sieci będzie wtedy układem TN-C/TT przedstawionym na rysunku "b".
Instalowanie wyłączników w sieci o układzie IT
W sieciach o układzie IT wyłączniki różnicowoprądowe mogą być stosowane dla zapewnienia skuteczności ochrony przed dotykiem pośrednim i wyłączać sieć lub niektóre jej obwody przy pojedynczym zwarciu doziemnym lub tylko przy zwarciach doziemnych podwójnych.
Jeżeli wyłącznik różnicowoprądowy ma wyłączać przy pojedynczym zwarciu doziemnym, to musi być wyłącznikiem
wysokoczułym, o prądzie zadziałania IΔn mniejszym od pojedynczego zwarcia doziemnego zamykającego się do przewodów sieci przed wyłącznikiem, których izolacja nie jest uszkodzona.
W sieci o małej rozległości, a tym samym o małych pojemnościach i dużych rezystancjach izolacji przewodów sieci względem ziemi, a w skutek tego - o bardzo małym prądzie ziemnozwarciowym, stosuje się niekiedy w praktyce
dodatkowe uziemienie punktu neutralnego sieci IT przez dużą impedancję Z.
Zadaniem takiego uziemienia jest zwiększenie prądu pojedynczego zwarcia doziemnego w sieci do wartości powodującej zadziałanie wyłącznika.
Jeżeli wyłączniki różnicowoprądowe mają wyłączać tylko przy podwójnych zwarciach doziemnych (międzyfazowych), to musza być zainstalowane w obwodach zasilających pojedyncze urządzenia odbiorcze. Można wtedy stosować wyłączniki niskoczułe, gdyż prądy zwarć podwójnych są z reguły duże, wielokrotnie większe od prądów IΔn wyłączników różnicowoprądowych.
System ochrony grupowej
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, powinna znajdować się powyżej charakterystyki czasowo-prądowej zadziałania urządzenia ochronnego
różnicowoprądowego zainstalowanego po stronie obciążenia,
- wartość znamionowego prądu różnicowego urządzenia ochronnego różnicowoprądowego zainstalowanego po stronie zasilania powinna być równa co najmniej trzykrotnej wartości znamionowego prądu różnicowego urządzenia ochronnego różnicowoprądowego zainstalowanego po stronie obciążenia.
Preferowany jest system ochrony grupowej, zapewniający właściwą ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym
i pożarami wywołanymi prądami doziemnymi, a jednocześnie gwarantujący niezawodność zasilania elektrycznego.
W skład ochrony grupowej wchodzą co najmniej dwa urządzenia ochronne różnicowoprądowe: po stronie zasilania urządzenie ochronne różnicowoprądowe selektywne (s), po stronie obciążenia (obwody odbiorcze) urządzenie ochronne różnicowoprądowe bezzwłoczne lub krótkozwłoczne
Wybór znamionowego prądu zadziałania i miejsca stosowania wyłączników różnicowoprądowych
Dla uniknięcia zbędnego zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego, jego znamionowy różnicowy prąd zadziałania IΔn
powinien być co najmniej 2…3-krotnie większy od maksymalnego roboczego prądu upływowego występującego
w chronionej instalacji. Jednakże wartość prądu upływowego w instalacji należy zmierzyć lub ocenić na podstawie liczby
i rodzaju stosowanych w instalacji odbiorników.
Największy wpływ na wartość tego prądu mają urządzenia odbiorcze. Odbiorniki gospodarstwa domowego z napędem
silnikowym (takie jak pralki, chłodziarki, odkurzacze itp.) mają dopuszczalny prąd upływowy nie większy niż 3,5 mA.
Odbiorniki grzejne (takie jak piece elektryczne, ogrzewacze wody, kuchnie elektryczne) powinny mieć prąd upływowy nie
większy niż 1 mA na 1 kW mocy, lecz nie więcej niż 5 mA.
Znacząco duży prąd upływowy występuje w urządzeniach elektronicznych wyposażonych w filtry przeciwzakłóceniowe takich jak na przykład komputery.
Wartość prądu upływowego zależy też od stanu izolacji przewodów instalacji, ich długości oraz stanu urządzeń odbiorczych. Z tego względu w rozległych instalacjach , z dużą ilością zasilanych odbiorników, nie jest możliwe stosowanie jednego
wyłącznika wysokoczułego (do 30 mA) dla ochrony całej instalacji. Jednak przy ograniczeniu rozległości instalacji (np. mieszkanie o powierzchni ok. 70 m2) i przy zwykle stosowanych odbiornikach, jak: pralka, chłodziarka, żelazko, a nawet elektryczny ogrzewacz wody o mocy do 1,5 kW - prąd roboczy upływowy nie przekracza zwykle wartości 10 mA
i możliwe jest stosowanie wyłącznika o prądzie IΔn = 30 mA.
W instalacjach, w których konieczne jest stosowanie wyłączników wysokoczułych, uzupełniających ochronę przed
dotykiem bezpośrednim, często dla umożliwienia ich stosowania trzeba instalacje podzielić na odrębne obwody (części)
i każdy taki obwód zasilać przez oddzielny wysokoczuły wyłącznik różnicowoprądowy.
W instalacjach elektrycznych budynków mieszkalnych należy dążyć do ochrony jak największej części instalacji wysokoczułym wyłącznikiem różnicowoprądowym.
W szczególności należy chronić obwody gniazd wtyczkowych w łazience, kuchni, piwnicy i w garażu, ponieważ w tych miejscach najczęściej zdarzają się wypadki porażeń.
Na każdym wyłączniku musi być oznaczenie AC, A lub B (lub odpowiadające im symbole) określające rodzaj prądu różnicowego na który reaguje wyłącznik różnicowoprądowy. Pozostałe symbole i oznaczenia występują jednocześnie z oznaczeniami AC, A lub B.
Normy niemieckie DIN-VDE zabraniają np. stosowania wyłączników AC i wyłączników o działaniu pośrednim do bezpośredniej ochrony ludzi (czyli w tych przypadkach które są wymieniane w arkuszach PN-IEC 60364-7 o numerach powyżej 700).
Szczególnie należy zwrócić uwagę na wyłączniki różnicowoprądowe odporne na udary prądowe 8/20 μs oraz z opóźnieniem minimum 10 ms (G), które pozwalają wyeliminować przemijające, nie zagrażające ludziom zakłócenia, powodujące nieuzasadnione zadziałania wyłączników różnicowoprądowych.
W obwodach, w których są znaczne pojemności (np.: więcej niż 20 szt. opraw świetlówkowych, komputery czy ogrzewanie elektryczne), powinno się stosować wyłączniki różnicowoprądowe odporne na udary prądowe lub
z opóźnieniem działania, jeżeli chce się wyeliminować nieuzasadnione zadziałania ochrony przed porażeniem (wyłącznik nie odróżnia czy upływ spowodowały pojemności przy wahaniach napięcia, czy jest rażony człowiek).
Wysokoczułe wyłączniki różnicowoprądowe są potrzebne i wymagane są tylko w tych obwodach, w których konieczne jest wspomaganie ochrony przed dotykiem bezpośrednim, ze względu na trudne warunki środowiskowe użytkowania urządzeń albo w obwodach narażonych na przerwanie ciągłości ruchomego przewodu ochronnego lub na uszkodzenie izolacji ruchomego przewodu zasilającego. Błędem jest nagminne stosowanie ich na przykład w obwodach przeznaczonych do zasilania komputerów, czyli w obwodach z odbiornikami o niewielkiej mocy, ale z dużymi prądami upływowymi , pracującymi w bardzo bezpiecznych, z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej, warunkach środowiskowych.
Konsekwencją jest zbędne działanie wyłączników powodowane w szczególności stanami przejściowymi w momencie załączania obwodu pod napięcie (najczęściej po zaniku napięcia i włączaniu źródła zasilania rezerwowego).
Wyłączniki różnicowoprądowe przeznaczone do użytku domowego i podobnego budowane są w dwóch podstawowych rodzajach, oznaczonych w polskich normach jako:
- wyłaczniki RCCB (residual current operated circuit-breakers with without integral overcurrent protection) - bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego (zwarciowego) oraz
wyłączniki RCBO (residual current operated circuit - breacers with integral overcurrent protection) - z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym.
Uwaga
Wyłączniki różnicowoprądowe reagują na prąd uszkodzeniowy płynący do ziemi albo do uziemionego przewodu PE przez izolacje lub przez ciało ludzkie. Nie reagują natomiast na prądy uszkodzeniowe (zwarciowe lub uszkodzeniowe) płynące jedynie w przewodach roboczych. Dopiero przy prądach bardzo dużych przekraczających 6 razy wartość znamionowego prądu obciążenia In (6 In) możliwe jest zadziałanie wyłącznika spowodowane dopuszczalną niesymetrią budowy przekładnika różnicowego.
Dlatego też, w każdym obwodzie z wyłącznikiem różnicowoprądowym, konieczne jest stosowanie również zabezpieczeń nadprądowych w postaci wyłączników samoczynnych (lub bezpieczników w instalacjach przemysłowych).
Wymaganie to nie dotyczy wyłączników różnicowoprądowych z wbudowanym zabezpieczeniem nadprądowym
(np. wyłączników typu P312 produkcji Legrand - FAEL).
5. Odległości wymagane pomiędzy instalacją elektryczna a gazową
Odległości kabli przy skrzyżowaniach i zbliżeniach
Skrzyżowanie lub zbliżenie |
Najmniejsza dopuszczalna odległość, [cm] |
|
|
pionowa, przy skrzyżowaniu |
pozioma, przy zbliżeniu |
Kabli elektroenergetycznych na napięcie znamionowe sieci do 1 kV z kablami tego samego rodzaju lub sygnalizacyjnymi |
25 |
10 |
Kabli sygnalizacyjnych i kabli przeznaczonych do zasilania urządzeń oświetleniowych z kablami tego samego rodzaju |
25 |
mogą stykać się |
Kabli elektroenergetycznych na napięcie znamionowe sieci do 1 kV z kablami elektroenergetycznymi na napięcie znamionowe sieci wyższe niż 1 kV |
50 |
10 |
Kabli elektroenergetycznych na napięcie znamionowe sieci wyższe niż 1 kV i nie przekraczające 10 kV z kablami tego samego rodzaju |
|
|
Kabli elektroenergetycznych na napięcie znamionowe sieci wyższe niż 10 kV z kablami tego samego rodzaju |
|
25 |
Kabli elektroenergetycznych z kablami telekomunikacyjnymi |
|
50 |
Kabli różnych użytkowników |
|
|
Kabli z mufami sąsiednich kabli |
- |
25 |
Rurociągi wodociągowe, ściekowe, cieplne, gazowe z gazami niepalnymi |
80(1) przy średnicy rurociagu do 250 mm i 150(2) przy średnicy rurociągu większej niż 250 mm |
50 |
Rurociągi z cieczami palnymi |
|
100 |
Rurociągi z gazami palnymi o ciśnieniu do 0,4 MPa |
* |
|
Rurociągi z gazami palnymi o ciśnieniu wyższym niż 0,4 MPa do 6,4 MPa |
* |
|
Zbiorniki z płynami palnymi |
200 |
|
Części podziemne linii napowietrznych (ustój, podpora, odciążka) |
- |
80 |
Ściany budynków i inne budowle, np. tunele, kanały, z wyjątkiem urządzeń wyszczególnionych w lp. 9÷14 |
- |
50 |
Skrajna szyna toru nie przystosowanego do trakcji elektrycznej |
100 — między osłoną kabla i stopą szyny
50 — między osłoną kabla i dnem rowu odwadniającego |
250 |
Skrajna szyna toru trakcji elektrycznej |
|
* |
Skrajny koniec podkładu toru manewrowego i bocznicy kolejowej, nie przystosowanych do trakcji elektrycznej na zamkniętym terenie zakładu przemysłowego |
|
80(3) |
1) Dopuszcza się zmniejszenie odległości do 50 cm pod warunkiem zastosowania ochrony z rury stalowej o odpowiedniej długości. 2) Dopuszcza się zmniejszenie odległości do 80 cm pod warunkiem zastosowania osłony z rury stalowej o odpowiedniej długości. 3) Jeżeli z uzasadnionych względów odległość ta nie może być zachowana, dopuszcza się zmniejszenie jej do 30 cm, lecz należy zastosować osłony otaczające. * wg norm i przepisów branżowych. |
||
XII. Urządzenia prostownikowe i akumulatorowe
1. Rodzaje urządzeń prostownikowych
Prostowniki są urządzeniami służącymi do przetwarzania prądu przemiennego na prąd stały. Aktualnie stosowane są głównie prostowniki półprzewodnikowe krzemowe, charakteryzujące się największą sprawnością oraz rzadziej selenowe.
Do niedawna w urządzeniach przemysłowych i trakcyjnych wykorzystujących prąd stały o dużym natężeniu stosowane były prostowniki rtęciowe i prostowniki lampowe (z żarzoną katodą). Obecnie w ich miejsce stosowane są głównie prostowniki lub zespoły prostownikowe krzemowe.
Prostowniki półprzewodnikowe
Zawór półprzewodnikowy nie wymaga zapłonu ani wzbudzenia. Najlepsza jest zawór krzemowy, którym jest dioda monokrystaliczna tworząca złącze akceptorowe donorowe p-n. Cienka płytka krzemu o strukturze monokrystalicznej zawiera z jednej strony domieszki akceptorowe, a z drugiej donorowe, co daje układ p-n umożliwiający przepływ prądu od p do n przy bardzo niskim napięciu polaryzującym. Przepływ od n do p wymaga bardzo znacznego napięcia polaryzującego rzędu kilkuset do kilku tysięcy woltów, a jeśli nie jest ono przekroczone, złącze działa zaworowo.
2. Budowa akumulatorów, rodzaje i dane charakterystyczne
Akumulatory są elektrochemicznymi źródłami prądu, które umożliwiają wielokrotne pobieranie z nich energii elektrycznej po uprzednim naładowaniu ze źródła prądu zewnętrznego. Zarówno ładowanie jak i wyładowanie energii realizowane jest na drodze przemian chemicznych w substancjach stanowiących część składowaną płyt akumulatorowych.
Znamionową pojemnością akumulatora nazywa się ilość ładunku elektrycznego wyrażoną w amperogodzinach [Ah], która może być pobrana z normalnie naładowanego akumulatora przy wyładowaniu prądem znamionowym do odpowiedniego napięcia końcowego i przy temperaturze elektrolitu 20°C; oznacza się ją Qn.
Znamionowy prąd wyładowania akumulatora jest to prąd wynikający z podzielenia pojemności znamionowej przez znamionowy czas wyładowania, który jest określony dla danej konstrukcji akumulatora. Jeżeli akumulator o pojemności znamionowej 100 Ah wyładowuje się prądem znamionowym o natężeniu 20 A, to czas wyładowania będzie wynosił 5 godzin.
Napięcie jest to różnica potencjałów elektrod dodatnich i ujemnych mierzona między końcówkami biegunowymi akumulatora (w stanie nieobciążonym).
W praktyce stosuje się kilka określeń rodzajów napięć:
- napięcie znamionowe - jest to wartość napięcia charakterystyczna dla danego układu elektrochemicznego; stanowi ona zwykle średnią wartość napięcia źródła podczas wyładowania w warunkach znamionowych,
- napięcie końcowe wyładowania - jest to wartość napięcia pod obciążeniem, poniżej którego eksploatacja akumulatora jest nieefektywna, a nawet szkodliwa; dopuszczalne napięcie końcowe jest ustalane zależnie od rodzaju konstrukcji i wartości prądu wyładowania
Sprawność elektryczna jest to stosunek ilości elektryczności oddanej przez akumulator podczas wyładowania do dopuszczalnej granicy do ilości elektryczności dostarczonej do akumulatorów w celu doprowadzenia go do stanu naładowania.
Sprawność energetyczna akumulatora określa się stosunkiem energii [Wh] oddanej podczas wyładowania do energii przyjętej podczas ładowania. Sprawność energetyczna jest zawsze mniejsza od sprawności elektrycznej.
3. Rodzaje sprzętu pomocniczego do ładowania akumulatorów
- termometr do pomiaru temperatury elektrolitu
- areometr do pomiaru gęstości elektrolitu
- woltomierz na prąd stały (0-3V) oraz woltomierz do pomiaru pełnego napięcia baterii
- naczynie do przygotowania elektrolitu
- naczynie do nalewania elektrolitu
- gumowe rękawice, kalosze, fartuch, okulary ochronne
- ubranie robocze
- apteczkę podręczną
- skrzynkę z piaski lub trocinami do zasypania na wypadek rozlania kwasu lub środki neutralizujące
- części zapasowe (naczynia, ogniwa, itp.)
4. Jakie wymagania stawia się akumulatorom i zasady ich wyposażenia
Wymagania stawiane akumulatorom zależą od przeznaczenia samych akumulatorów miejsca ich wykorzystania i sposobu eksploatacji.
Np. akumulatory kwasowe wykorzystujemy gdy potrzebujemy dużych wartości prądów; zasadowe gdy zwracamy szczególną uwagę na pojemność; żelowe gdy miejsce montażu jest ograniczone i potrzebujemy małych akumulatorów które także charakteryzują się dużą pojemnością.
Wymagania nałożone na akumulatory tyczą się pojemności znamionowej, sprawności, prądu znamionowego i napięcie.
5. Zasady ładowania akumulatorów
Zalecane sposoby ładowania akumulatorów uzależnione są od wielkości prądu ładowania i czasu trwania procesu ładowania.
Najczęściej stosowanymi sposobami ładowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych są:
- ładowanie stałą wartością prądu (ok. 20 godzin),
- ładowanie prądem, którego wartość maleje z czasem (ok. 12 godzin),
- ładowanie dwustopniowe: najpierw większą wartością prądu aż do wystąpienia gazowania i następnie mniejszą, również stałą wartością prądu aż do pełnego naładowania (ok. 10 godzin).
Do ładowania akumulatorów najczęściej służą prostowniki lub prądnice prądu stałego napędzane silnikiem asynchronicznym
6. Oględziny i przegląd techniczny akumulatorów
6.1 Przeglądy urządzeń akumulatorowych powinny obejmować w szczególności:
1) oględziny, o których mowa wyżej,
2) pomiary:
a) napięć ogniw akumulatorowych,
b) rezystancji łączników wewnątrz baterii akumulatorów,
c) rezystancji izolacji w stosunku do ziemi baterii akumulatorów,
d) pojemności baterii,
3) sprawdzenie:
a) stanu technicznego ogniw akumulatorowych i rozdzielni,
b) działania urządzeń zabezpieczających,
c) ciągłości i stanu połączeń głównych torów prądowych,
d) stanu osłon i innych urządzeń zapewniających bezpieczeństwo pracy,
e) warunków przechowywania i stanu zapasu elektrolitu, wody destylowanej i części zamiennych,
4) konserwację i naprawę urządzeń.
Remont urządzeń prostownikowych i akumulatorowych należy przeprowadzać na podstawie instrukcji ruchu i eksploatacji, w terminach odpowiadających terminom remontu odbiorników z nich zasilanych.
6.2 Podczas przeprowadzania oględzin urządzeń akumulatorowych należy sprawdzić w szczególności:
1) zgodność układu połączeń z ustalonym programem pracy,
2) stan napisów i oznaczeń informacyjno-ostrzegawczych,
3) stan ogniw akumulatorowych i połączeń między nimi a rozdzielnią,
4) stan urządzeń zabezpieczających,
5) działanie przyrządów kontrolno-pomiarowych,
6) działanie oświetlenia elektrycznego w miejscu zainstalowania urządzeń akumulatorowych,
7) stan i skuteczność działania urządzeń wentylacji pomieszczeń z urządzeniami akumulatorowymi,
8) stan pomieszczeń i zamknięć przy wejściach do pomieszczeń z urządzeniami akumulatorowymi,
9) wysokość temperatur występujących w pomieszczeniach i warunki chłodzenia urządzeń,
10) stan zbiorników z elektrolitem i wodą destylowaną, jak również pojemników z zapasowymi częściami ogniw,
11) stan czystości pomieszczeń z urządzeniami akumulatorowymi,
12) stan wyposażenia w środki do neutralizacji elektrolitu,
13) stan ochrony przeciwporażeniowej i zabezpieczeń przeciwpożarowych,
14) stan i warunki przechowywania oraz przydatności do użytku odzieży ochronnej, sprzętu ochronnego i przeciwpożarowego.
Przeglądy urządzeń prostownikowych i akumulatorowych powinny być przeprowadzane nie rzadziej niż raz w roku.
24