Układy sieci elektroenergetycznych

Układy sieci elektroenergetycznych.

Podstawowe pojęcia i określenia stosowane w odniesieniu do sieci,
urządzeń elektrycznych oraz środków ochrony przeciwporażeniowej.

1) część czynna - żyła przewodu lub inna część przewodząca prąd elektryczny, znajdująca się
w  czasie  normalnej  pracy  pod  napięciem,  w  tym  także  przewód  neutralny  N,  z  wyjątkiem
przewodu ochronno-neutralnego PEN,
2)  części  jednocześnie  dostępne  -  części  czynne,  części  przewodzące  dostępne,  części
przewodzące obce, przewody ochronne, wyrównawcze i uziomy, które znajdują się w zasięgu
ręki,
3)  część  przewodząca  dostępna  -  przedmiot  przewodzący  lub  część  przewodząca
urządzenia,  znajdująca  się  w  zasięgu  ręki,  oddzielona  od  części  czynnych  jedynie  izolacją
roboczą, mogącą znaleźć się w warunkach zakłóceniowych pod napięciem,
4)  część  przewodząca  obca  -  przedmiot  przewodzący  lub  część  przewodząca,  nie  będąca
częścią urządzenia elektrycznego, mogąca znaleźć się pod napięciem,
5)  izolacja  ochronna  -

środek dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej z zastosowaniem

izolacji ograniczającej możliwość porażenia prądem elektrycznym; do izolacji takiej zalicza się
izolację podwójną, izolacje wzmocnioną, obudowę izolacyjną; są to izolacje o właściwościach,
co najmniej równoważnych pod względem elektrycznym i mechanicznym izolacji roboczej,
6) izolacja robocza -

izolacja części czynnej, niezbędna do zapewnienia należytej pracy

urządzenia elektrycznego, która jednocześnie zapewnia ochronę przeciwporażeniową,
7) napięcie dotykowe - napięcie, które występuje w warunkach normalnych lub może pojawić
się  w  warunkach  zakłóceniowych  pomiędzy  dwiema  częściami  jednocześnie  dostępnymi,  nie
należącymi do obwodu elektrycznego,
8)  ochrona  przeciwporażeniowa  podstawowa  (ochrona  przed dotykiem  bezpośrednim)  -
ochrona zapobiegająca niebezpiecznym skutkom dotknięcia części czynnych,
9)  ochrona  przeciwporażeniowa  dodatkowa  (ochrona  przed  dotykiem  pośrednim)  -
ochrona zapobiegająca niebezpiecznym skutkom dotknięcia części przewodzących, dostępnych
w przypadku pojawienia się na nich napięcia w warunkach zakłóceniowych,
10)  przewód  neutralny  N  -  przewód  roboczy  wyprowadzony  z  neutralnego  punktu  układu
sieciowego,
11)  przewód  ochronny  PE  -  przewód  stanowiący  element  zastosowanego  środka  ochrony
przeciwporażeniowej,  do  której  przyłącza  się  części  przewodzące  dostępne  i  części
przewodzące obce w celu objęcia ich ochroną przeciwporażeniową dodatkową,
12) przewód ochronno-neutralny PEN - przewód spełniający jednocześnie funkcję przewodu
ochronnego PE i przewodu neutralnego N,
13) przewody skrajne -

przewody fazowe przy prądzie przemiennym oraz przewody: dodatni i

ujemny przy prądzie stałym,
14) urządzenie klasy ochronności O - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie izolacji roboczej (ochrona podstawowa); u

rządzenie to nie ma

zacisku ochronnego przeznaczonego do połączenia z przewodem ochronnym,
15) urządzenie klasy ochronności I - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie izolacji roboczej i ma zacisk (styk) ochronny

umożliwiający

połączenie części przewodzących dostępnych z przewodem ochronnym (ochrona dodatkowa),
16) urządzenie klasy ochronności II - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie izolacji ochronnej (podwójnej bądź wzmocnionej); urządzenie
to nie ma styku ochronnego,
17) urządzenie klasy ochronności III - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie napięcia roboczego nie przekraczającego napięcia
bezpiecznego U

Klasa

ochro

nności

Klasa 0

Klasa I

Klasa II

Klasa III

Symbol

Nie ma

Cechy
charakterystyczn
e wykonania
urządzenia

- izolacja jedynie
podstawowa
- brak zacisku
ochronnego

- izolacja jedynie
podstawowa
- zacisk ochronny do
przyłączenia
przewodu PE lub
PEN

- izolacja
podwójna lub
wzmocniona
- brak zacisku
ochronnego

Zasilanie napięciem
bardzo niskim w układzie
SELV lub PELV

Wymagania
szczegółowe
dotyczące
sposobu
wykonania
ochrony
prze

ciwporażeni

owej

- izolowanie
stanowiska
-

uniemożliwienie

jednoczesnego
dotknięcia dwóch
różnych części
przewodzących

Przyłączenie
przewodu
ochronnego PE lub
ochronno-
neutralnego PEN do
zacisku ochronnego

Nie ma

Zakres
zastosowania

- w
pomieszczeniach o
izolowanych
ścianach i
podłogach, bez
konstrukcji i
uziomów
naturalnych (
izolowanie
stanowiska)
- w obwodzie
zasilanym z
transformatora
separacyjnego,
tylko z jednym
odbiornikiem

W pomieszczeniach
mieszkalnych,
przemysłowych i
podobnych, o ile
wymagania
szczegółowe
dotyczące
określonych miejsc i
pomieszczeń nie
ograniczają
stosowania urządzeń
tej klasy ochronności

We wszystkich w
zasadzie
pomieszczeniach
i warunkach, o ile
wymagania
szczegółowe
dotyczące
określonych
miejsc i
pomieszczeń nie
ograni

czają

stosowania
urządzeń tej
klasy
ochronności

We wszystkich
warunkach i
pomieszczeniach

Przykłady
zastosowania

Oprawy
oświetleniowe
(żyrandole)

Silniki, rozdzielnice
metalowe, pralki,
chłodziarki, kuchenki
elektryczne,
zmywarki

Młynki do kawy,
suszarki do
włosów, golarki,
wiertarki i inne
narzędzia ręczne

Zabawki, ręczne
przenośne lampy
oświetleniowe, niektóre
elektro-
narzędzia ręczne

Napięcie bezpieczne UL jest to największa bezpieczna wartość napięcia

roboczego lub dotykowego, utrzymująca się długotrwale w określonych warunkach oddziaływania otoczenia.

Warunki środowiskowe 1 są to takie warunki, w których rezystancja ciała ludzkiego w stosunku do ziemi

wynosi, co

najmniej 1000 Ω.

Warunki środowiskowe 2 są to takie warunki, w których rezystancja ciała ludzkiego w stosunku do ziemi wynosi

mniej niż 1000 Ω, np. na wolnym powietrzu, w pomieszczeniach mokrych itp.

Lp.

Rodzaj prądu

Wartości napięcia bezpiecznego U

, w

woltach

Warunki

Środowiskowe 1

Warunki

Środowiskowe 2

Prąd przemienny

O częstotliwości 15-500 HZ

Prąd stały

120

Stopnie ochrony urządzeń elektrycznych.

Odpowiedn

ie warunki bezpieczeństwa eksploatacji urządzeń elektrycznych, nie tylko w

warunkach zagrożenia wybuchowego, uzyskuje się poprzez spełnienie odpowiednich warunków
budowy dotyczących uzyskania odpowiedniego stopnia ochrony. Zasady te określa norma PN-
92/E-0

8106 „Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (kod IP)”

Stopnie ochrony urządzeń elektrycznych (International Protection) – IP XY np.IP34.
Wyróżnia się :

rodzaju obud

owy), charakteryzujących zakres ochrony osób przed dotknięciem części

pod napięciem i części ruchomych wewnątrz urządzenia oraz przed przedostaniem się
do wnętrza obudowy ciał stałych

hrony urządzenia

przed przedostaniem się do jego wnętrza wody

Stopnie ochrony przed dotknięciem i przedostawaniem się części stałych.

Oznaczenie

stopnia

ochrony

Zakres ochrony- obudowa
zabezpiecza przed dotknięciem:

Zakres ochrony- obudowa
zabezpiecza przed przedostaniem
się

Nie zabezpiecza (brak osłon)

Przypadkowym, nieumyślnym większą
powierzchnią ciała np. ręką

Ciał stałych o średnicy większej niż
50mm

Palcem

Ciał stałych o średnicy większej niż
12mm

Za pomocą narzędzi, drutów i innych
przedmiotów o średnicy większej od
2,5mm

Ciał stałych o średnicy większej niż
2,5mm

Za pomocą narzędzi, drutów i innych
przedmiotów o średnicy większej od
1mm

Ciał stałych o średnicy większej niż
1mm

Dowolnym (całkowita ochrona przed
dotknięciem)

Pyłu w takiej ilości, która mogłaby
zakłócić działanie urządzenia

Dowolnym (całkowita ochrona przed
dotknięciem)

Pyłu (całkowita ochrona – obudowa
pyłoszczelna)

Stopnie ochrony przed przedostawaniem się wody.

Oznaczenie

stopnia

ochrony

Zakres ochrony-

obudowa zabezpiecza przed przedostaniem się wody w

postaci:

Nie zabezpiecza (brak specjalnych środków ochrony)

Kropel spadających pionowo

położenia normalnego

Oblewania wodą (bryzgami) ze wszystkich kierunków

Oblewania strugami wody z dowolnego kierunku z odległości 3m z dyszy o
średnicy 6,3mm pod ciśnieniem 30kPa przez 3 min

Oblewania strugami wody z

dowolnego kierunku z odległości 3m z dyszy o

średnicy 12,5mm pod ciśnieniem 100kPa przez 3 min

Zanurzenia urządzenia w wodzie na głębokości 150mm (górny punkt) oraz
1m (od dolnego punktu urządzenia)

Zanurzenia urządzenia w wodzie na głębokości większej niż 1m – ochrona
przed długotrwałym zanurzeniem

Podstawowe oznaczenie kodu IP może być uzupełnione o dodatkowe elementy oznaczenia
gdy:



ochrona osób przed dostępem do części niebezpiecznych jest wyższa niż podana jako
pierwsza cyfra charakterystyczna

Dodatkowa

litera

oznaczenia

Chroni przed:

Zapewnia ochronę przez:

dotykiem wierzchem
dłoni

zachowanie odpowiedniego odstępu od części
niebezpiecznych przez zastosowanie elementów
uniemożliwiających wnikanie przedmiotów o średnicy
50mm

dostępem palcem

zachowanie odpowiedniego odstępu od części
niebezpiecznych przedmiotów o średnicy 12mm i
długości 80mm

dostępem narzędziem

zachowanie odpowiedniego odstępu od części
niebezpiecznych przedmiotów o średnicy 2,5mm i
długości 100mm

dostępem drutem

zach

owanie odpowiedniego odstępu od części

niebezpiecznych przedmiotów o średnicy 1mm i
długości 100mm



określone są dodatkowe cechy urządzenia związane z jego zasilaniem określonym
napięciem, dodatkową odpornością przed wnikaniem wody oraz zastosowania w
okr

eślonych warunkach środowiskowych atmosferycznych

Oznaczenie

Dotyczy:

Zasilania wysokim napięciem

Badania na szkodliwe działanie wody wnikającej, podczas pracy urządzeń posiadających
elementy ruchome będące w ruchu np. wirnik silnika

Badania na szkodliwe działanie wody wnikającej, podczas pracy urządzeń posiadających
elementy ruchome, które nie są w ruchu

Możliwości zastosowania w określonych warunkach pogodowych przy zapewnieniu
dodatkowych środków ochrony lub zabiegów

Rodzaje budowy urządzeń elektrycznych uwzględniające stopnie ochrony.
Rodzaj budowy

Stopień ochrony

Otwarta

IP00 lub IP10

Chroniona

IP22

Okapturzona

IP23

Zamknięta

IP44

Strugoszczelna

IP55

Wodoszczelna

IP57

Głębinowa

IP68

Oznaczenia układów sieci oraz przewodów.

Do ozn

aczenia rodzaju układu sieci stosuje się oznaczenia dwuliterowe, przy czym:

Pierwsza litera oznacza związek między układem sieci a ziemią (umieszczonym
bezpośrednio w ziemi elementem uziomowym)

 T

– oznacza bezpośrednie połączenie jednego punktu układu sieci z ziemią

(najczęściej punkt, przewód neutralny N)

 I

– izolowanie od ziemi wszystkich części czynnych mogących znaleźć się pod

napięciem bądź ich połączenie z ziemią przez bezpiecznik iskiernikowy (uziemienie
otwarte)

Druga litera określa związek pomiędzy częściami czynnymi przewodzącymi i oznacza:

 N

– bezpośrednie metaliczne połączenie z ziemią podlegających ochronie części

przewodzących dostępnych z uziemionym punktem układu sieci

 T

– bezpośrednie połączenie z ziemią podlegających ochronie części przewodzących

dostępnych niezależnie od uziemienia układu sieciowego

Kolejne litery oznaczają związek między przewodami: neutralnym N i ochronnym PE:

 C

– funkcje obu przewodów pełni jeden przewód neutralno-ochronny PEN

 S

– osobne przewody neutralny N i ochronny PE

 C-S

– w pierwszej części sieci od strony zasilania stosowany jest przewód neutralno-

ochronny PEN a w dalszej części osobne przewody PE oraz N

Oznaczenia przewodów sieci oraz zacisków urządzeń:

l.p.

Przeznaczenie

Oznaczenie

Przewodu

Zacisku

urządzenia

Literowe

Barwne

Literowe

1
2
3
4

5
6
7

8
9

10
11
12

Prąd przemienny:
Faza 1
Faza 2
Faza 3
Neutralny

Prąd stały:
Biegun dodatni
Biegun ujemny
Środkowy (tzw. masa)

Ochrona przeciwporażeniowa:
Ochronny
Ochronno-neutralny

Uziemiający
Łączący z obudową
Wyrównawczy

L1
L2
L3

L+

L-

PEN

ŻÓŁTY
ZIELONY
FIOLETOWY
JASNONIEBIESKI
(PASKI)

CZERWONY
CIEMNONIEBIESKI
JASNONIEBIESKI

ZIELONO-

ŻÓŁTY

J.W. NA KOŃCU
JASNONIEBIESKI
ZIELONO-

ŻÓŁTY

U
V

C
D

UKŁAD TN

tualnie stosowane są następujące układy sieci TN:

a) TN-S

b) TN-C

c) TN-C-S

Charakterystyczne cechy układu TN:
- Jeden punkt układu powinien być uziemiony (w układach z punktem neutralnym uziemia

się ten punkt)

- Wszystkie części dostępne przewodzące łączy się z uziemionym punktem neutralnym za

pomocą przewodów ochronnych lub neutralno-ochronnych

- Zaleca się uziemianie punktu, w którym następuję rozdzielenie przewodu ochronno-

neutralnego PEN na osobne przewody neutralny N i ochronny PE (układ TN-C-S)

-  Zaleca się łączenie przewodów ochronnych i neutralno ochronnych do uziomów
-  Zaleca się uziemianie przewodów ochronnych w miejscu ich wprowadzania do obiektów
-  Dopuszcza się maksymalne czasy trwania zwarcia (wyłączenia) pomiędzy przewodem

fazowym a przewodem ochronnym lub ochronno-neutralnym

Napięcie znamionowe

względem ziemi U

Czas wyłączenia [s],

w warunkach, warunkach których napięcie dopuszczalne U

wynosi

50 V

120 V_

25 V

60 V _

120
230
277
400
480
580

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

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

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

ręcznego przemieszczania w czasie użytkowania.

Układ TT

Charakterystyczne cechy układu TT:
- punkt neutralny lub jeden z przewodów fazowych (w przypadku braku przewodu

neutralnego) powinien być uziemiony w każdej stacji transformatorowej

- wszystkie części dostępne przewodzące chronione przez to samo urządzenie ochronne

powinny być połączone przewodami ochronnymi i przyłączone do tego samego uziomu.
W przypadku

stosowania kilku urządzeń ochronnych w układzie kaskadowym dotyczy to

oddzielnie wszystkich części przewodzących dostępnych chronionych przez każde z
urządzeń

- w każdym obiekcie powinny być zastosowane połączenia wyrównawcze główne

zlokalizowane w dolnej kondygnacji obiektu

- w pomieszczeniach o zwiększonym niebezpieczeństwie porażenia (kuchnie, łazienki itp.), w

których trudne jest zapewnienie skutecznej ochrony przez odpowiednio szybkie wyłączenie,
powinny być stosowane połączenia wyrównawcze dodatkowe miejscowe łączące części
przewodzące jednocześnie dostępne

Układ IT

Charakterystyczne cechy układu sieci IT:
- wszystkie części czynne układu mającego punkt neutralny powinny:

być izolowane od ziemi

mieć punkt neutralny przyłączony do ziemi przez bezpiecznik iskiernikowy

mieć punkt neutralny lub sztuczny punkt neutralny przyłączony do ziemi przez
impedancję o dużej wartości

mieć sztuczny punkt neutralny połączony bezpośrednio do ziemi gdy jego
impedancja składowej zerowej jest odpowiednio duża

- wszystkie części czynne układu nie mającego punktu neutralnego powinny:

być izolowane od ziemi