Ochrona przeciwpora\
eniowa
ProwadzÄ…ca
2010-11-29 1
® dr in\
. Danuta Skalska
Układy sieciowe
Układ TT, punkt
Układ TN-S, Układ TN-C,
neutralny bezpośrednio
mający oddzielne przewód neutralny i
uziemiony, a dostępne
przewody neutralne ochronny jest jednym
części przewodzące są
i ochronne w całym przewodem w całym
połączone przewodami
systemie sieci systemie sieci
ochronnymi z uziomem
2010-11-29 2
1
L1, L2, L3  przewody fazowe,
N  przewód neutralny,
PE  przewód ochronny,
DCP  dostępne części przewodzące
2010-11-29 3
DCP  dostępne części przewodzące, PEN  przewód ochronno-neutralny
2010-11-29 4
2
Niebezpieczeństwo pora\
enia prÄ…dem elektrycznym
2010-11-29 5
Pomimo wielu zalet,
energia elektryczna
stwarza zagro\
enie dla
\
ycia i zdrowia człowieka,
które wią\
e siÄ™ z:
Pora\
eniem prÄ…dem
elektrycznym,
Oparzeniem Å‚ukiem
elektrycznym,
Po\
arem, jeśli urządzenia elektryczne lub instalacje elektryczne
będą z
ródłem powstawania tego po\
aru, czy te\
ułatwiają jego
rozprzestrzenianie siÄ™,
Zatrucie szkodliwymi materiałami, surowcami, tworzywami
(produktami ich spalania) stosowanymi w urzÄ…dzeniach
elektrycznych i instalacjach.
2010-11-29 6
3
Wypadki pora\
enia zdarzają się najczęściej na skutek:
Wypadki pora\
enia zdarzają się najczęściej na skutek:
dotknięcia części urządzeń elektrycznych znajdujących
się zwykle pod napięciem (np. nieizolowanych
przewodów, zacisków - nie przestrzeganie przepisów
BHP),
dotknięcie części przewodzących urządzeń
elektrycznych, które znalazły się pod napięciem wskutek
uszkodzenia izolacji,
wadliwa budowa urządzeń elektrycznych,
2010-11-29 7
Skutki pora\
enia prÄ…dem zale\
Ä… od:
Skutki pora\
enia prÄ…dem zale\
Ä… od:
1. Wartości prądu przepływającego przez organizm.
2. Czasu przepływu prądu przez organizm.
3. Drogi przepływu prądu przez organizm.
4. Rodzaju prądu (stały, przemienny) i częstotliwości.
Najgroz
niejsze sÄ… pora\
enia spowodowane przepływem prądu
ra\
eniowego przez serce i ośrodki nerwowe, a więc droga
między jedną a drugą ręką oraz droga między ręką a stopami.
Prąd stały jest mniej szkodliwy ni\
prÄ…d przemienny o
czÄ™stotliwoÅ›ci 40÷60Hz o tej samej wartoÅ›ci (skutecznej),
poniewa\
przy prÄ…dzie sinusoidalnym amplituda prÄ…du jest
razy większa od wartości skutecznej.
2
W praktyce interesują nas szczególnie skutki ra\
enia prÄ…dem
przemiennym o częstotliwości f = 50Hz, stosowanej
2010-11-29 8
powszechnie w elektroenergetyce.
4
Tab. 1
2010-11-29 9
Przykładowe wartości prądu ra\
eniowego przy pora\
eniach napięciem 230V
człowieka o rezystancji ciała Rc = 1k&!
2010-11-29 10
5
1
Czas przepływu prądu ra\
eniowego uwa\
a siÄ™ za
krótkotrwały, je\
eli płynie krócej ni\
5 s. Natomiast czas
ra\
enia t e" 5 s uwa\
a się za długotrwały.
Wartość prądu płynącego przez ciało człowieka przy dotknięciu
ręką części urządzenia (będącej zwykle pod napięciem lub części,
która znalazła się pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji),
zale\
y od:
wartości napięcia zasilającego obwód elektryczny, (którego część
stanowi równie\
ciało człowieka),
rezystancji ciała człowieka,
rezystancji pozostałych części obwodu (z
ródła zasilania,
przewodów, uziemienia, rezystancji przejścia podło\
a),
pojemności i upływności sieci z punktem neutralnym izolowanym
2010-11-29 11
PrÄ…d ra\
enia:
PrÄ…d ra\
enia:
Rt  transformatora,
R1  linii,
Rc  ciała ludzkiego,
Rp  podło\
a
Napięcie dotykowe:
Napięcie dotykowe:
Rc = 5000÷100 000&!
Napięcie ra\
enia:
Napięcie ra\
enia:
poniewa\
(Rt+Rl+RzN)
<< (Rc+Rp),
2010-11-29 12
6
Åšrodki ochrony przeciwpora\
eniowej
Åšrodki ochrony przeciwpora\
eniowej
2010-11-29 13
OCHRON
PRZECIWPORAśENIOW
W
OCHRON
PRZECIWPORAśENIOW
W
INSTALACJACH I URZ
DZENIACH
INSTALACJACH I URZ
DZENIACH
ELEKTRYCZNYCH STOSUJE SI
W CELU:
ELEKTRYCZNYCH STOSUJE SI
W CELU:
niedopuszczenia do przepływu przez ciało człowieka
prÄ…du ra\
eniowego,
ograniczenia wartości prądu ra\
eniowego
przepływającego przez ciało człowieka,
ograniczenia czasu przepływu prądu ra\
eniowego przez
spowodowanie szybkiego wyłączenia obwodu, w którym
nastąpiło zagro\
enie pora\
eniem.
Czas do chwili wyłączenia obwodu musi być tak krótki,
aby prÄ…d ra\
eniowy nie zdÄ…\
ył spowodować skutków
groz
nych dla zdrowia i \
ycia człowieka.
2010-11-29 14
7
W urządzeniach elektroenergetycznych o napięciu
znamionowym nie wy\
szym ni\
1kV ochronÄ™
przeciwpora\
eniowÄ… nale\
y zapewnić przez zastosowanie:
1) Napięć bezpiecznych.
2) Ochrony przeciwpora\
eniowej podstawowej oraz co
najmniej jednego z poni\
ej przedstawionej dodatkowej
ochrony przeciwpora\
eniowej:
2010-11-29 15
Zerowanie  w urz. prądu przemiennego o napięciu do 500V
Zerowanie
(system czteroprzewodowy)
Tr
L1 (R)
Pętla zwarcia
L2 (S)
L3 (T)
N (robocze i ochronne)
B
PE
Przepływ prądu zwarcia przy uszkodzeniu izolacji silnika
zerowanego
2010-11-29 16
8
Dodatkowe środki ochrony przeciwpora\
eniowe stosuje siÄ™
Dodatkowe rodki ochrony prz pora eni stos
Dodatkowe środki ochrony przeciwpora\
eniowe stos
Dodatkowe rodki ochrony prz pora eni stos
Dodatkowe rodki ochrony prz pora eni
Dodatkowe rodki ochrony prz pora eni
Dodatkowe rodki ochrony prz pora eni
Dodatkowe rodki ochrony prz pora eni
tam, gdzie niebezpieczeństwo pora\
enie wskutek uszkodzenia
tam, gdzie niebezpiecze stwo pora enie wskutek uszkodzenia
tam, gdzie niebezpiecze stwo pora enie wskutek uszkodzenia
tam, gdzie niebezpiecze stwo pora enie wskutek uszkodzenia
izolacji jest szczególnie du\
e, a więc w pomieszczeniach
izolacji jest szczególnie du e, a wi c w pomieszczeniach
izolacji jest szczególnie du e, a wi c w pomieszczeniach
izolacji jest szczególnie du e, a wi c w pomieszczeniach
wilgotnych (łazienki, przepompownie, chłodnie) lub
wilgotnych ( azienki, przepompownie, ch odnie) lub
wilgotnych ( azienki, przepompownie, ch odnie) lub
wilgotnych ( azienki, przepompownie, ch odnie) lub
zawierajÄ…cych du\
o uziemionych konstrukcji metalowych
zawieraj cych du o uziemionych konstrukcji metalowych
zawieraj cych du o uziemionych konstrukcji metalowych
zawieraj cych du o uziemionych konstrukcji metalowych
(urządzenia d wigowe, suwnice, kotłownie, obrabiarki).
(urz dzenia d wigowe, suwnice, kot ownie, obrabiarki).
(urz dzenia dz
wigowe, suwnice, kot ownie, obrabiarki).
(urz dzenia d wigowe, suwnice, kot ownie, obrabiarki).
Zerowanie polega na tym, \
e korpusy i części metalowe
Zerowanie polega na tym, e korpusy
Zerowanie polega na tym, e korpusy
Zerowanie polega na tym, e korpusy
Zerowanie
Zerowanie
Zerowanie
Zerowanie
wystające urządzeń elektrycznych (lub inne mogące przewodzić
prÄ…d w razie uszkodzenia izolacji) Å‚Ä…czy siÄ™ z przewodem
czy si z przewodem
czy si z przewodem
czy si z przewodem
zerowym (PEN-ochronnym, który w podstacjach jest uziemiony)
zerowym
zerowym
zerowym
za pomoc przewodu zeruj cego
za pomocą przewodu zerującego (umocowanego w sposób pewny,
za pomoc przewodu zeruj cego
za pomoc przewodu zeruj cego
do zacisku ochronnego znajdujÄ…cego siÄ™ na urzÄ…dzeniu
elektrycznym).
Zerowanie w stosunku do uziemienia ochronnego jest w działaniu
Zerowanie w stosunku do uziemienia ochronnego
skuteczniejsze, gdy\
z góry mo\
na obliczyć wartość prądu
zwarciowego i dobrać odpowiednie zabezpieczenia. Instalacja
Instalacja
zerowania jest znacznie tańsza.
zerowania jest znacznie tańsza.
2010-11-29 17
Zerowanie  w urz. prądu przemiennego o napięciu do 500V
Zerowanie
(system pięcioprzewodowy)
Tr.
L1 (R)
Pętla zwarcia
L2 (S)
L3 (T)
N
PEN B
Iz
PE - zerujÄ…cy
Przepływ prądu zwarcia przy uszkodzeniu izolacji silnika
2010-11-29 18
zerowanego
9
Zerowanie wymaga spełnienia poni\
szych warunków:
Zerowanie wymaga spełnienia poni\
szych warunków:
zapewnienie ciąg ości przewodu zerującego (PE) i zerowego
zapewnienie ci g o ci przewodu zeruj cego i zerowego
zapewnienie ci gło ci przewodu zeruj cego i zerowego
zapewnienie ci g o ci przewodu zeruj cego i zerowego
(PEN),
opór uziemienia punktu zerowego transformatora nie
opór uziemienia punktu zerowego transformatora nie
opór uziemienia punktu zerowego transformatora nie
opór uziemienia punktu zerowego transformatora nie
powinien przekraczać 4
powinien przekracza 4 &!,
powinien przekracza 4
powinien przekracza 4
nie wolno umieszcza
w przewodzie zerowym i zerującym nie wolno umieszczać
w przewodzie zerowym nie wolno umieszcza
w przewodzie zerowym nie wolno umieszcza
w przewodzie zerowym
bezpieczników ani wyłączników,
bezpieczników ani wy czników,
bezpieczników ani wy czników,
bezpieczników ani wy czników,
przekrój przewodu zerującego powinien być dostatecznie
przekrój przewodu zeruj cego powinien by dostatecznie
przekrój przewodu zeruj cego powinien by dostatecznie
przekrój przewodu zeruj cego powinien by dostatecznie
du\
y (najczęściej o jeden przekrój większy ni\
przekroje
du y
du y
du y
przewodów fazowych), by nie ograniczać prawidłowego
, by nie ogranicz
, by nie ogranicz
, by nie ogranicz
zadziałania zabezpiecze
zadzia ania zabezpiecze
zadzia ania zabezpieczeń,
zadzia ania zabezpiecze
przewód zerowy powinien być odizolowany od przewodów
przewód zerowy powinien by odizolowany od
przewód zerowy powinien by odizolowany od
przewód zerowy powinien by odizolowany od
fazowych.
fazowych.
fazowych.
fazowych.
2010-11-29 19
Uziemienie ochronne - przepływ prądu zwarcia przy
Uziemienie ochronne
uszkodzeniu izolacji silnika uziemionego zasilanego z sieci
czteroprzewodowej
Iz
Tr
L1 (R)
L2 (S)
L3 (T)
N
B
Pętla zwarcia
Przewód
uziemiajÄ…cy
Iz
(uziom)
2010-11-29 20
10
Rozkład napięcia w pobli\
u uziomu
Napięcie dotykowe Ud
Napięcie dotykowe
rurowego
jest to napięcie
występujące między 2
takimi punktami, które
człowiek mo\
e
dotknąć jednocześnie.
- napięcie krokowe
- napięcie
dotykowe
Uz - napięcie względem ziemi
Uz - napięcie względem ziemi
Ud  zale\
y od wzajemnego
usytuowania uziomu i
W szczególnych
urzÄ…dzenia uziemianego.
przypadkach
Ud H" Uz
Napięcie dotykowe w przypadku, gdy
uziom jest oddalony od odbiornika
2010-11-29 21
Uziemienie ochronne polega na tym, \
e korpusy i części
Uziemienie ochronne
metalowe wystające urządzeń elektrycznych (lub inne
mogące przewodzić prąd w razie uszkodzenia izolacji) łączy
siÄ™ celowo przewodem uziemiajÄ…cym (ochronnym,
umocowanym w sposób pewny, do zacisku ochronnego
znajdujÄ…cego siÄ™ na urzÄ…dzeniu elektrycznym) z uziomem
metalowym wkopanym do ziemi.
Uziomy mogą być sztuczne (pionowe  stalowe rury lub
Uziomy
poziome  taśmy uło\
one na gÅ‚Ä™bokoÅ›ci 0,5÷0,7m w ziemi) i
naturalne (sieć wodociągowa uło\
ona w ziemi lub
konstrukcje stalowe budynków).
W przypadku gruntów o wyjątkowej agresywności
korozyjnej dopuszcza się wykonywanie uziomów
sztucznych z miedzi. Wymiary ich mogą być mniejsze o 50%
w stosunku do uziomów wykonanych ze stali.
Á
Á  rezystywność gruntu [&!m],
Rz = k
l  długość uziomu, k  współ. dla pionowych
l
2010-11-29 22
uziomów 0,84 i 1,8 dla poziomych uziomów
11
Separacja odbiorników
Separacja odbiorników
Osłona metalowa
Gniazdo wtyczkowe ze stykiem ochronnym
Wtyczka ze stykiem ochronnym
Przewód oponowy z \
yłą ochronną
Tylko do: 500V ~
Transformator separacyjny 750V 
(lub przetwornice) dla odbiorników
ruchomych, ręcznych
Przewód wyrównawczy
Zastosowanie transformatora separacyjnego do zasilania narzędzi
elektrycznych (np. wiertarka) pracujących na podło\
u metalowym
2010-11-29 23
Wyłącznik przeciwpora\
eniowy ró\
nicowo -
Wyłącznik przeciwpora\
eniowy ró\
nicowo -
prÄ…dowy
prÄ…dowy
Wyłącznik
ró\
nicowoprÄ…dowy
I"N : (10, 20, 25, 30, 100,
300, 500, 1000) mA
Przekładnik
2  przekaz
nik
Ferrantiego
ró\
nicowoprÄ…dowy,
3  zamek wyłączający,
Schemat wyłącznika
Schemat wyłącznika
Schemat wyłącznika
Schemat wyłącznika
ró\
nicowoprądowego trójfazowego
ró\
nicowoprądowego trójfazowego
ró\
nicowoprądowego trójfazowego
ró\
nicowoprądowego trójfazowego
2010-11-29 24
12
Izolacja podwójna (wzmocniona)
Izolacja podwójna (wzmocniona)
Izolowanie u\
ytkownika od części czynnych urządzeń
elektrycznych musi zapewnić odpowiednia obudowa.
stopniach ochrony
Szczelność obudowy określana jest w stopniach ochrony
i oznacza siÄ™ IP oraz dwoma cyframi np. IP44.
IP
Urządzenia elektryczne dzieli się równie\
na klasy
ochronności ze względu na wymagany sposób ochrony
przed pora\
eniem:
- ochronÄ™ stanowi izolacja podstawowa,
- izolacja podstawowa,
- do przyłączenia przewodu PE lub PEN.
- izolacja podwójna lub wzmocniona
..brak zacisku ochronnego.
- zasilanie napięciem bardzo niskim w
..układzie SELV lub PELV.
2010-11-29 25
Izolacja stanowiska
Izolacja stanowiska
Izolowanie stanowiska (jako środka dodatkowej ochrony
Izolowanie stanowiska
przeciwpora\
eniowej) polega na odizolowaniu stanowiska od ziemi i
wyrównaniu potencjałów części metalowych nie nale\
Ä…cych do obwodu
elektrycznego a dostępnych z tego stanowiska.
Tr
L1 (R)
Stanowisko uwa\
a
siÄ™ za izolowane od
L2 (S)
ziemi, gdy jego
L3 (T)
rezystancja:
1,1Å"UN
Rst = 104
5
b  zasięg ręki
Pomosty izolacyjne,
dywaniki, chodniki
gumowe, buty gumowe
nale\
ą do sprzętu
Przewód
Chodnik
ochronnego i muszÄ…
wyrównawczy
izolacyjny
być wykonane wg PN.
2010-11-29 26
13
Pierwsza pomoc pora\
onemu prÄ…dem elektrycznym
Pierwsza pomoc pora\
onemu prÄ…dem elektrycznym
Wszyscy pracownicy obsługujący urządzenia elektryczne
(lub stykajÄ…cy siÄ™ z nimi w czasie pracy np. w laboratoriach,
warsztatach, fabrykach itp.) muszą odbyć przeszkoleni w
przeszkoleni w
zakresie bhp.
zakresie bhp.
W czasie ratowania nale\
y działać:
- szybko,
- sprawnie,
- spokojnie (nie wpadać w panikę).
2010-11-29 27
Następstwem pora\
enia prÄ…dem elektrycznym sÄ… uszkodzenia
organizmu, które gwałtownie wzrastają wraz z czasem trwania przepływu
prÄ…du ra\
eniowego (rys. obok).
Zapamiętaj, \
ycie twojego kolegi pora\
onego
Zapamiętaj, \
ycie twojego kolegi pora\
onego
prÄ…dem zale\
y od ciebie i odwrotnie.
prÄ…dem zale\
y od ciebie i odwrotnie.
Szansa uratowania pora\
onego prÄ…dem elektrycznym w zale\
ności od
2010-11-29 28
szybkości udzielenia pomocy
14
2010-11-29 29
15