2014-12-13
Ochrona do 1 kV
Ochrona przeciwporażeniowa
Eksploatacja i pomiary w
" http://bezel.com.pl
elektroenergetyce
Ochrona przeciwporażeniowa w
urządzeniach o napięciu do 1 kV
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Ochrona przeciwporażeniowa
Ochrona przeciwporażeniowa
" Ustawy z dnia 10 kwietnia 1997 r. Prawo
energetyczne [Dz.U.2006 Nr 89, poz. 625]
" Ochrona przeciwporażeniowa to zespół środków
" Ustawy z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane
technicznych oraz organizacyjno - prawnych,
[Dz.U.2006 Nr 156, poz.1118]
mających na celu zapewnienie bezpiecznej
" Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia
eksploatacji urządzeń, instalacji i sieci
12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków
elektroenergetycznych. technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich
usytuowanie [Dz. U. Nr 75, poz.690]
�% pierwsze ustala się na etapie projektowania,
" Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28
�% drugie zapewnia właściciel urządzeń, instalacji i
marca 2013 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny
sieci.
pracy przy urządzeniach energetycznych [ Dz. U 2013.
poz. 492].
" Wieloczęściowa Polska Norma 60364
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Izolowanie części czynnych
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa
(przed dotykiem bezpośrednim)
" Części czynne powinny być w całości pokryte
izolacją, która może być usunięta jedynie przez jej
" Izolacja podstawowa części czynnych
zniszczenie
" Przegrody lub obudowy " Izolacja winna spełniać wymagania odpowiednich
norm dotyczących tych urządzeń elektrycznych, w
" Bariery, przeszkody
których jest zastosowana
" Umieszczenie poza zasięgiem ręki
�% Pokrycie farbą, pokostem itp. na ogół nie są uznawane
Wykwalifikowany personel
Wymagana okresowa kontrola stanu izolacji
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim)
1
2014-12-13
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Ogrodzenia lub obudowy
Izolowanie części czynnych
" Przeznaczone do zapobiegania jakiemukolwiek
dotknięciu części czynnych
" Zapewnienie stopnia ochrony min. IP2X a dla
dostępnych górnych poziomych powierzchni min.
IP4X (za wyjątkiem wymiany części - informacja)
" Odpowiednia wytrzymałość
" Usunięcie tylko przy użyciu klucza lub innego
narzędzia lub po wyłączeniu zasilania
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim)
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Ogrodzenia lub obudowy
Przeszkody, bariery
" Zabezpieczają przed przypadkowym dotknięciem
(lecz nie przed zamierzonym) do części czynnych
" Powinny uniemożliwić niezamierzone dotknięcie
części czynnych
" Mogą być usuwane bez użycia klucza, lecz winny
być zabezpieczone przed niezamierzonym
usunięciem
" Tylko przy przeszkolonym personelu
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim)
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Przeszkody, bariery
Przeszkody, bariery
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim)
2
2014-12-13
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Umieszczenie poza zasięgiem ręki
Umieszczenie poza zasięgiem ręki
" Zapobieganie niezamierzonemu dotknięciu części
czynnych
" Części o różnych potencjałach nie powinny być
jednocześnie dostępne (min. 2.5m odległości)
" W miejscach, w których normalnie wykonuje się
prace z użyciem przedmiotów przewodzących o
dużej długości, odległości powinny być
odpowiednio zwiększone
" W budynkach tylko przy przeszkolonym
personelu
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim)
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Równoczesna ochrona przez zastosowanie
Umieszczenie poza zasięgiem ręki
bardzo niskiego napięcia
" Bardzo niskie napięcie bezpieczne - SELV (Safety
Extra-Low Voltage) - obwody bez uziemień
" Bardzo niskie napięcie ochronne - PELV
(Protection Extra-Low Voltage) - obwody z
uziemieniami
" Bardzo niskie napięcie funkcjonalne - FELV
(Functional Extra-Low Voltage)
Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) Ochrona przeciwporażeniowa jednoczesna
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Równoczesna ochrona przeciwporażeniowa y
ródła napięcia bardzo niskiego (ELV) dla obwodów
podstawowa i przy zakłóceniu (ochrona dodatkowa) SELV i PELV mogą być:
" transformatory bezpieczeństwa
Ochronę uważa się za zapewniona, jeżeli:
" z
ródła prądu zapewniające bezpieczeństwo
" napięcie znamionowe instalacji nie przekracza
równoważne transformatorowi bezpieczeństwa
górnej granicy zakresu napięć bardzo niskich
(przetwornice bezpieczeństwa)
(ELV), tj. nie przekracza 50V prądu
" z
ródła elektrochemiczne (np baterie akumulatorów)
przemiennego lub 120V prądu stałego
lub inne z
ródła niezależne od obwodu zasilającego o
wyższym napięciu (np. zespoły prądotwórcze)
" z
ródło zasilania jest oddzielone niezawodnie od
" urządzenia elektroniczne wykonane w taki sposób
innych obwodów z
ródłem napięcia bardzo
aby w czasie uszkodzenia wewnętrznego ich napięcie
niskiego
wyjściowe mierzone woltomierzem o rezystancji nie
" obwody są wykonane zgodnie z warunkami
mniejszej niż 3 kW� nie mogło przekroczyć górnej
granicy zakresu napięć ELV
zapisanymi w PN-IEC 30364-4-41
Ochrona przeciwporażeniowa jednoczesna Ochrona przeciwporażeniowa jednoczesna
3
2014-12-13
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Układy niskiego
Układy niskiego
napięcia
napięcia
układ SELV
układ PELV
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Układy niskiego
Równoczesna ochrona podstawowa i przy
napięcia
uszkodzeniu
układ FELV
Ochrona przeciwporażeniowa jednoczesna
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Ochrona przeciwporażeniowa przy
Ochrona w obwodach FELV
uszkodzeniu
" Samoczynne szybkie wyłączenie zasilania
" Zastosowanie urządzeń II klasy ochronności
" Izolowanie stanowiska
" Separacja elektryczna
" Nieuziemione miejscowe połączenia
wyrównawcze
Ochrona w obwodach FELV Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
4
2014-12-13
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Rażenie napięciem dotykowym w sieci TN
Sieć TN - C
L1
ZF
Ir
L2 L1
Ir+ IZ
L3 L2
IZ
RC
PEN L3
ZPEN Ud
IZ
Uf R
PEN
IZ R
p
p
Ir
Rr
PEN PEN
IZ
Ir
Ir = Ud / (Rc + 0.5Rp )
Rr
Ud = U0 ZPEN / (Zf +ZPEN)
Ir
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Sieć TN - C - S
Sieć TN - S
L1 L1
L2 L2
L3 L3
N N
PE PE
PE PE PEN PEN PE
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Samoczynne wyłączenie zasilania w sieci TN
Samoczynne wyłączenie zasilania
L1
ZF
L2
" Urządzenie ochronne powinno samoczynnie wyłączyć
IZ
L3
IZ
zasilanie chronionego obwodu lub urządzenia w taki
PEN
sposób, aby w następstwie zwarcia między częścią czynną ZPEN Ud
IZ
UF
IZ
z częścią przewodzącą dostępną spodziewane napięcie
dotykowe przekraczające 50V AC lub 120V DC było
Rr
wyłączone tak szybko, żeby nie wystąpiły (przy dotyku)
IZ
niebezpieczne skutki patofizjologiczne dla człowieka
IK=U0/ZS>=IA
Rr
" Dostępne części przewodzące powinny być
połączone z przewodem ochronnym
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
5
2014-12-13
Ochrona do 1 kV
Samoczynne wyłączenie zasilania w sieci
Czas wyłączenia w sieci TN
TN
" Wszystkie części przewodzące dostępne powinny
Maksymalny dopuszczalny czas wyłączania
Napięcie
być przyłączone do uziemionego punktu zasilania
w zależności od napięcia dotykowego
znamionowe
za pomocą przewodów ochronnych uziemionych
względem ziemi U0 UL = 50 V
UL=25 V
na każdym transformatorze (prądnicy)
120 V 0,8 s 0,35 s
" W przypadku zwarcia między przewodem
230 V 0,4 s 0,2 s
fazowym (liniowym) i przewodem ochronnym
277 V 0,4 s 0,2 s
lub częścią przewodzącą dostępną urządzenie
400 V 0,2 s 0,05 s
wyłączające powinno zapewnić samoczynne
>400 V 0,1 s X
wyłączenie zasilania w określonym czasie:
480 V X 0,05 s
580 V x 0,02 s
Ochrona do 1 kV
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Czas wyłączenia w sieci TN i TT
Czas wyłączenia w sieci TN
W przypadku gdy samoczynne
W obwodach rozdzielczych czas wyłączania
wyłączenie nie może być uzyskane w
nie dłuższy niż 5 s.
wymaganym czasie, to należy
pod warunkiem, że&
zastosować ochronę uzupełniającą
przez zastosowanie dodatkowego
z rozdzielnicy zasilane są tylko urządzenia  z
połączenia wyrównawczego lub
wyłącznik różnicowoprądowy (RCD)
czasem 5 s
jako urządzenie wyłączające.
Ochrona do 1 kV
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Samoczynne wyłączenie zasilania w sieci TT - rysunek Samoczynne wyłączenie zasilania w sieci TT
" Warunek
L1
ZF
L2 U0
IK min =� ł� Ia
L3
IZ
ZS
N
" gdzie:
RO Ud
Uf
Ia
U0 napięcie fazowe prąd pow. wył w wymaganym czasie
IZ
ZS
Rr impedancja pętli zwarcia z uwzględnieniem przepływu prądu w uziemieniach
IZ
" Czasy wyłączania wg tabeli wcześniej  w praktyce:
Ud = IZ Ro
RO
Rr
IK = U0 / ZS >= IA �% urządzenia ochronne nadmiarowoprądowe
PE
�% urządzenia ochronne różnicowoprądowe
IZ
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
6
2014-12-13
Ochrona do 1 kV
Samoczynne wyłączenie zasilania w sieciach IT
Samoczynne wyłączenie zasilania w sieciach IT - cd.
(problem zwarcie podwójne)
ZS<=UP/(2IA) dla sieci bez przewodu N
" Przewody i części czynne odizolowane od ziemi
ZS <=UF/(2IA) dla sieci z przewodem N
" Części przewodzące dostępne powinny być uziemione z
ZS - impedancja pętli zwarcia obejmującej przewód fazowy (liniowy)
zachowaniem warunku: ROIZ<=50V, gdzie:
i ochronny
�% RO - rezystancja uziemienia ochronnego
ZS - impedancja pętli zwarcia obejmującej przewód neutralny i
�% IK - prąd pojedynczego zwarcia
ochronny
" Mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne: IA - prąd powodujący zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w
czasie nie dłuższym niż:
�% stała kontrola stanu izolacji
�% urządzenia ochronne nadmiarowoprądowe
Napięcie znamion.
Czas wyłączenia [s]
UF/UP [V]
�% urządzenia ochronne różnicowoprądowe z przewodem N bez przewodu N
120 - 240 0.8 5.0
" Po wystąpieniu podwójnego zwarcia urządzenie
230/400 0.4 0.8
zabezpieczające powinno zapewnić ochronę - wyłączyć
400/690 0.2 0.4
zasilanie z zachowaniem warunków:
580/1000 0.1 0.2
Ochrona do 1 kV
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Izolacja ochronna
Izolacja ochronna - rysunek
" Izolacja podwójna (robocza + dodatkowa)
" Izolacja wzmocniona (równoważna
podwójnej)
" Obudowa izolacyjna
�% odpowiednia wytrzymałość
�% otwierana przy użyciu kluczy lub narzędzi
Obudowa Izolacja Izolacja
�% nie powinny przez nią przechodzić części
izolacyjna wzmocniona podwójna
przewodzące
Ochrona do 1 kV
Izolowanie stanowiska
Ochrona do 1 kV
Izolowanie stanowiska - rysunek
" Rezystancja podłóg i ścian w każdym punkcie min:
�% 50kW� dla Un<=500V
L1
�% 100kW� dla Un>500V
L2
" Części przewodzące dostępne muszą być tak rozmieszczone aby nie można
L3
było jednocześnie dotknąć dwóch części przewodzących dostępnych lub
N
jednej części przewodzącej dostępnej i jednej części przewodzącej obcej,
jeżeli części te mogą znalez
ć się pod różnymi potencjałami
�% oddalenie od siebie na min. 2m
bariera
>=2m
�% umieszczenie barier
�% izolowanie części przewodzących obcych
Ir Ir
" Na stanowisku nie wolno umieszczać przewodu ochronnego
" Środki ochrony powinny być wyposażeniem stałym
" Należy zapobiec przenoszeniu potencjału z zewnątrz przez części
przewodzące obce
Ir<=UF/Ri<=10mA
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
7
2014-12-13
Ochrona do 1 kV
Ochrona do 1 kV
Nieuziemione miejscowe połączenia wyrównawcze
Nieuziemione miejscowe połączenia wyrównawcze
- rysunek
" Przewody połączeń wyrównawczych powinny łączyć ze
L1
sobą wszystkie części przewodzące jednocześnie
L2
dostępne i części przewodzące obce
L3
N
" System połączeń wyrównawczych nie powinien mieć
połączenia elektrycznego z ziemią
" Należy przewidzieć środki ostrożności zapobiegające
IZ IZ
narażeniu osób wchodzących na stanowisko,
Ir
szczególnie gdy przewodząca podłoga połączona jest z
systemem połączeń wyrównawczych
Ud=0
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Separacja elektryczna - c.d.
Separacja elektryczna
" Jedno urządzenie:
" Obwód zasilany ze z
ródła separacyjnego �% części przewodzące dostępne obwodu separacyjnego nie powinny
być przyłączone do przewodu ochronnego oraz do części
(transformatora separacyjnego lub równoważnego)
przewodzących dostępnych innych obwodów
" Napięcie nie większe niż 500V
" Więcej (do 5) urządzeń:
" Części czynne nie powinny być połączone z innym
�% części przewodzące dostępne obwodu separacyjnego powinny być
obwodem ani z ziemią
połączone ze sobą przez izolowane nieuziemione przewody
" Przewody obwodu powinny być widoczne w miejscach,
wyrównawcze, przewody tego obwodu nie powinny być połączone z
w których mogą ulec uszkodzeniu przewodami ochronnymi innych obwodów
�% wszystkie gniazda winny mieć styki ochronne przyłączone do
" Zaleca się oddzielne oprzewodowanie obwodu
systemu połączeń wyrównawczych (a przewody żyłę)
�% w przypadku podwójnego zwarcia dwóch części przewodzących
zasilanych przez przewody o różnej biegunowości urządzenie
ochronne powinno zapewnić wyłączenie zasilania w czasie jak dla
sieci TN
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
Ochrona do 1 kV Ochrona do 1 kV
Separacja elektryczna - kilka odbiorników
Separacja elektryczna - jeden odbiornik
L
L
N
N
Transformator IZ IZ
Transformator
separacyjny
separacyjny
Ri IZ
Ir
Ir < Uf / Ri <= 10mA
Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu
8