3.5 Åšrodki ochrony dodatkowej
3.5.1 Środek ochrony: samoczynne wyłączenie zasilania
Definicje:
- Środek ochrony - oznacza środek ochrony składający się ze środka ochrony podstawowej
i środka ochrony przy uszkodzeniu lub z obu środków równocześnie.
Zgodnie z PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia -- Część 4-41:
Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa -- Ochrona przed porażeniem elektrycznym - każdy środek
ochrony powinien składać się: z odpowiedniej kombinacji niezależnych środków
zapewniających ochronę podstawową i zapewniających ochronę przy uszkodzeniu lub środka ochrony
wzmocnionej zapewniającej zarówno ochronę podstawową jak i ochronę przy uszkodzeniu.
- Samoczynne wyłączenie zasilania - spowodowanie przerwy w jednym lub większej liczbie
przewodów linii, w wyniku samoczynnego zadziałania urządzenia ochronnego w przypadku
uszkodzenia.
Samoczynne wyłączenie zasilania jest wymagane wtedy, gdy ze względu na wartość i czas
utrzymywania się napięcia dotykowego w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej, mogą wystąpić
niebezpieczne dla ludzi skutki patofizjologiczne.
W przypadku powstania zwarcia pomiędzy przewodem liniowym a częścią przewodzącą dostępną
lub przewodem ochronnym w obwodzie, urządzenie ochronne powinno samoczynnie przerwać
zasilanie przewodu liniowego lub urzÄ…dzenia, w wymaganym czasie.
Samoczynne wyłączenie zasilania według PN-HD 60364-4-41:2009 jest środkiem ochrony, w
którym:
- ochrona podstawowa jest zapewniona przez podstawową izolację części czynnych lub przez
przegrody lub obudowy oraz
- ochrona przy uszkodzeniu jest zapewniona przez połączenia wyrównawcze i samoczynne
wyłączenie w przypadku uszkodzenia.
Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania polega na utworzeniu pętli zwarciowych poprzez
przewody ochronne łączące dostępne części przewodzące z punktem neutralnym układu lub z ziemią
(w zależności od układu) oraz zastosowaniu urządzeń ochronnych zapewniających wyłączenie w
wymaganym czasie.
Samoczynne wyłączenie jest najczęściej stosowanym środkiem ochrony przy uszkodzeniu w
układach TN, TT i IT. Dla każdego z tych układów obwód prądu zwarciowego jest inny, dlatego
stawiane są inne wymagania dotyczące czasu samoczynnego wyłączenia zasilania i uziemień
przewodów ochronnych.
Uwagi:
- Środek ochrony: samoczynne wyłączenie zasilania, umożliwia także stosowanie urządzeń Klasy II.
- W układach, w których ochrona przy uszkodzeniu zapewniona jest poprzez samoczynne
wyłączenie, może być także przewidywana ochrona uzupełniająca za pomocą wysokoczułego
 wyłącznika różnicowoprądowego (RCD), o znamionowym różnicowym prądzie nieprzekraczającym
30 mA.
- Do monitorowania prądów różnicowych w urządzeniach elektrycznych służą monitory
różnicowoprądowe (RCM). Urządzenia RCM nie są urządzeniami ochronnymi.
3.5.1.1 Wymagania dotyczące ochrony przy uszkodzeniu (ochrony przy dotyku pośrednim)
Ochrona przy uszkodzeniu powinna polegać na zastosowaniu:
1) Uziemienia ochronnego
Uziemienie ochronne oznaczone symbolem RA, wykonuje siÄ™ w sieciach typu TT i IT do
uziemienia części przewodzących dostępnych, przyłączonych do przewodu ochronnego przy
określonych warunkach dla każdego typu systemu uziemienia. Jednocześnie dostępne części
przewodzące powinny być przyłączone do tego samego uziemienia indywidualnie, grupowo lub
zbiorowo. Przewody uziemienia ochronnego powinny być zgodne z PN-HD 60364-5-54.
2) Ochronnego połączenia wyrównawczego
W przypadkach, gdy w instalacji lub jej części nie mogą być spełnione warunki samoczynnego
wyłączenia zasilania, powinny być wykonane ochronne połączenia wyrównawcze.
Ochronne połączenie wyrównawcze wykonuje się dla celów bezpieczeństwa (np. ochrona przed
porażeniem elektrycznym) Zastosowanie połączeń wyrównawczych ma na celu ograniczenie do
wartości dopuszczalnych długotrwale w danych warunkach środowiskowych napięć występujących
pomiędzy różnymi częściami przewodzącymi.
Zaleca się, aby w każdym budynku przewód uziemiający E, główna szyna uziemiająca GSU i
wymienione niżej części przewodzące obce, powinny być objęte ochronnym połączeniem
wyrównawczym:
- metalowe rury instalacji wewnętrznych budynku, np. wodne, gazowe;
- części przewodzące obce, jeżeli są dostępne w normalnym użytkowaniu, instalacje metalowe
centralnego ogrzewania i klimatyzacji,
- metalowe wzmocnienia konstrukcji z betonu zbrojonego, gdzie zbrojenie jest dostępne i niezawodnie
połączone między sobą,
Części przewodzące wprowadzone do budynku z zewnątrz, powinny być połączone w budynku
możliwie jak najbliżej miejsca wprowadzenia. Przewody dla ochronnego połączenia wyrównawczego
powinny być zgodne z PN-HD 60364-5-54.
Metalowe powłoki kabli telekomunikacyjnych powinny być objęte ochronnymi połączeniami
wyrównawczymi, po uwzględnieniu wymagań właścicieli
lub operatorów tych kabli.
Przewody ochronnych połączeń wyrównawczych nie stanowią elementu obwodów prądowych
instalacji i urządzeń elektrycznych i w normalnych warunkach pracy nie są obciążone prądami
roboczymi lub zwarciowymi. Jednak w warunkach pewnych zakłóceń, związanych głównie z
uszkodzeniem izolacji i w konsekwencji ze zwarciem doziemnym, mogÄ… w tych przewodach
przepływać prądy o znacznych wartościach.
3) Samoczynne wyłączenie zasilania
 Samoczynne wyłączenie zasilania jest wymagane wtedy, gdy ze względu na wartość i czas
utrzymywania się napięcia dotykowego w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej, mogą wystąpić
niebezpieczne dla ludzi skutki patofizjologiczne.
W przypadku powstania zwarcia pomiędzy przewodem liniowym a częścią przewodzącą dostępną
lub przewodem ochronnym w obwodzie, urządzenie ochronne powinno samoczynnie przerwać
zasilanie przewodu liniowego lub urzÄ…dzenia, w czasie wymaganym w tablicy 41.1 i w pkt. 411.3.2
4) Maksymalny czas wyłączenia w przypadku pojedynczego uszkodzenia w układzie TN i TT
(tablica 41.1) mają różne wartości dla:
a) końcowych obwodów odbiorczych w układach TN i TT, w których prądy nie mogą przekraczać
32 A,
b) obwodów odbiorczych w układach TN i TT nie wymienionych w p. a,
c) obwodów rozdzielczych w układach TN i TT
Maksymalne czasy wyłączenia podane w tablicy 41.1 powinny być stosowane do obwodów
końcowych w układach TN i TT o prądzie nieprzekraczającym 32 A.
Tablica 41.1 Maksymalne czasy wyłączenia
5) W układach TN, czas wyłączenia nieprzekraczający 5 s dopuszcza się w obwodach rozdzielczych.
6) W układach TT, czas wyłączenia nieprzekraczający 1 s jest dopuszczony w obwodach
rozdzielczych.
Uwagi:
- Dłuższe czasy wyłączenia od opisanych wyżej mogą być dopuszczone w sieciach rozdzielczych
n/n.
- Krótsze czasy wyłączenia mogą być wymagane dla specjalnych instalacji lub lokalizacji
stosownie do podanych w części 7 HD 60364 lub HD 384. 3. Dla układu IT samoczynne wyłączenie
nie jest wymagane po pojawieniu siÄ™ pierwszego zwarcia.
7) Dla układów o napięciu nominalnym wyższym niż 50 V a.c. lub 120 V d.c. samoczynne wyłączenie
w wyżej podanych czasach nie jest wymagane - jeżeli w przy wystąpieniu uszkodzenia z przewodem
ochronnym lub ziemią - napięcie zasilające zostanie obniżone w czasie nie dłuższym niż 5 s do
wartości co najmniej 50 V a.c.lub 120 V d.c. W takich przypadkach należy sprawdzić, czy wyłączenie
zasilania nie jest wymagane z innych przyczyn niż porażenie elektryczne.
W przypadku gdy samoczynne wyłączenie nie może być uzyskane w czasach wymaganych
wyżej, to należy zastosować ochronę uzupełniającą przez zastosowanie dodatkowego połączenia
wyrównawczego lub wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) jako urządzenie wyłączające.
3.5.1.2 Ochrona w układzie TN
Niezawodność uziemienia instalacji elektrycznej w układzie TN zależy od skuteczności połączeń
przewodów ochronnych PEN lub PE z ziemią. Powinny by spełnione następujące warunki:
- przewód PEN w układzie TN powinien być wielokrotnie połączony z ziemią, w sposób zmniejszający
ryzyko powstania przerwy w przewodzie PEN.
- w szczególnych przypadkach, gdy może nastąpić zwarcie przewodu liniowego z ziemią np. w liniach
napowietrznych, aby napięcie między przewodem ochronnym i przyłączonymi do niego częściami
przewodzącymi dostępnymi a ziemią nie przekraczało wartości umownej 50 V, powinien być
spełniony warunek:
gdzie:
RB - rezystancja uziemienia, w omach (©), wszystkich uziomów poÅ‚Ä…czonych równolegle;
R - minimalna rezystancjÄ… styku z ziemiÄ…, w omach (©), części przewodzÄ…cych obcych
E
niepołączonych z przewodem ochronnym, przez które może nastąpić zwarcie między
przewodem liniowym a ziemiÄ…,
Uo - nominalne napięcie a.c. mierzone w wartościach skutecznych (r.m.s) względem ziemi,
w woltach (V).
Według 411.4.2 PN-HD 603364-4-41:2009:
- Punkt neutralny lub punkt środkowy układu powinien być uziemiony. Jeżeli punkt neutralny lub
punkt środkowy jest niedostępny lub nieosiągalny, powinien być uziemiony przewód liniowy.
- Części przewodzące dostępne instalacji powinny być połączone przewodem ochronnym do
głównego zacisku uziemiającego instalacji, który powinien być połączony z uziemionym punktem
układu zasilania.
- W przewodzie PEN nie mogą być umieszczone wyłącznik lub urządzenia izolujące.
Uwagi:
1. Zaleca się łączenie przewodów ochronnych z ziemią wszędzie tam, gdzie jest to możliwe, w miarę
możliwości równomiernie, tak aby potencjał przewodów ochronnych, w przypadku zwarcia, był bliski
potencjałowi ziemi. W dużych obiektach takich jak wieżowce, dodatkowe uziemianie przewodów
ochronnych nie jest możliwe. W takiej sytuacji podobną funkcję spełnia połączenie wyrównawcze
ochronne między przewodami ochronnymi i częściami przewodzącymi obcymi.
2. Zaleca się, aby przewody ochronne (PE i PEN) były uziemione w miejscu wprowadzenia ich do
każdego z budynków lub obiektów z uwzględnieniem wszelkich zmian kierunku prądów w przewodzie
neutralnym.
Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania polega na utworzeniu pętli zwarciowych poprzez
przewody ochronne łączące dostępne części przewodzące z punktem neutralnym sieci lub z ziemią (w
zależności od układu sieci) oraz zastosowaniu urządzeń ochronnych zapewniających wyłączenie
przewodu liniowego w wymaganym czasie. Takie połączenie, w przypadku uszkodzenia izolacji
podstawowej, tworzy metaliczną pętlę zwarciową (oznaczoną na rys 3 linią przerywaną).
Rys. 3 Obwód jednofazowego zwarcia w układzie TN-C-S
Skuteczność działania ochrony przez samoczynne wyłączenie zasilania określona jest wzorem:
Z x I d" U
s a o
gdzie:
Zs impedancja pÄ™tli zwarciowej, w omach (©), obejmujÄ…cej z
ródło zasilania, przewód liniowy aż do
punktu zwarcia i przewody ochronne między punktem zwarcia a z
ródłem.
Ia prąd wyłączający, powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia wyłączającego w czasie
określonym w tablicy 41.1, w amperach (A). Jeżeli urządzeniem wyłączającym jest urządzenie
różnicowoprądowe (RCD) prądem wyłączającym jest znamionowy różnicowy prąd zadziałania
urzÄ…dzenia RCD,
Uo- napięcie znamionowe instalacji a.c. lub d.c. przewodu liniowego względem ziemi, w woltach (V).
Prąd Ia zapewniający samoczynne zadziałanie urządzenia zabezpieczającego powinien być
wyznaczony na podstawie charakterystyk czasowo-prądowych. Jeżeli urządzeniem ochronnym jest
urządzenie różnicowoprądowe, prąd Ia jest znamionowym prądem wyzwalającym I"n. W tym przypadku
czas wyłączenia i spełnienie wyżej przedstawionego warunku powinny być zapewnione przy prądzie Ia
równym 5 I"n.
Jako urządzenia ochronne w układzie TN, do ochrony przy uszkodzeniu (przy dotyku pośrednim),
mogą być stosowane:
 zabezpieczenie nadprÄ…dowe,
 zabezpieczenie różnicowoprądowe (RCD)..
Uwaga 1. Jeżeli do ochrony przy uszkodzeniu jest stosowane urządzenie różnicowoprądowe RCD
to obwód ten powinien być także chroniony przez urządzenie nadprądowe,
Uwaga 2. Urządzenie różnicowoprądowe (RCD) nie powinno być stosowane w układzie TN-C.
Uwaga 3. Jeżeli RCD jest stosowany w układzie TN-C-S, przewód PEN nie powinien być stosowany
po stronie odbioru.
Uwaga 4. Rozdzielenie przewodu PEN na przewody PE i N powinno być wykonane po stronie
zasilania RCD.
3.5.1.3 Ochrona w układzie TT
Jeżeli wszystkie części przewodzące dostępne w układzie TT są chronione wspólnie przez to
samo urządzenie ochronne, to wszystkie te części powinny być połączone przewodem ochronnym do
wspólnego uziomu. W przypadku użytkowania kilku urządzeń ochronnych połączonych szeregowo,
wymagania te dotyczą oddzielnie wszystkich części przewodzących dostępnych chronionych przez
każde z urządzeń ochronnych.
Punkt neutralny lub punkt środkowy układu powinien być uziemiony. W przypadku, gdy punkt
neutralny lub punkt środkowy jest niedostępny lub nieosiągalny,
powinien być uziemiony przewód liniowy.
Według PN-HD 603364-4-41:2009 w układach TT, dla zapewnienia ochrony przy uszkodzeniu
(ochrony przy dotyku pośrednim) powinny, jako urządzenie wyłączające powinien być stosowany
wyłącznik różnicowoprądowy RCD. Do ochrony przy uszkodzeniu może być także użyte
zabezpieczenie nadpradowe pod warunkiem, że stale i realnie zapewniona odpowiednia mała
wartość Zs .
Gdy do ochrony przy uszkodzeniu (ochrony przy dotyku pośrednim) jest stosowany RCD, obwód
powinien być również chroniony przez urządzenie nadprądowe, zgodnie z IEC 60364-4-43.
W układzie TT przedstawionym na rys.4. ochrona polega na połączeniu części przewodzących
dostępnych chronionych za pomocą urządzeń ochronnych z uziomem. Takie połączenie, w przypadku
uszkodzenia izolacji podstawowej, tworzy pętlę zwarciową (oznaczoną na rys 4 linią przerywaną).
Rys. 4 Obwód jednofazowego zwarcia w układzie TT
Wymagania przy stosowaniu w układzie TT wyłącznika różnicowoprądowego RCD
Jeżeli do ochrony przy uszkodzeniu w układzie TT (ochrony przy dotyku pośrednim) stosowane
jest urządzenie różnicowoprądowe (RCD), powinny być spełnione następujące warunki:
R x I"n d" 50 V
A
gdzie:
RA - suma rezystancji w © uziomu i przewodu ochronnego Å‚Ä…czÄ…cego uziom z częściÄ…
przewodzącą dostępną,
I - znamionowy prąd różnicowy RCD w A.
"n
Czasy wyłączenia podane w tablicy 41.1 i spełnienie wyżej przedstawionego warunku powinny być
zapewnione przy prądzie równym 5 I"n.
Wymagania przy stosowaniu w układzie TT urządzenia nadpradowego
Jeżeli do ochrony przy uszkodzeniu w układzie TT stosowane jest urządzenie nadprądowe (przy
zapewnieniu bardzo małej impedancji), powinny być spełnione następujące warunki:
- czas wyłączenia nie może przekraczać odpowiednio 1 s lub czasu podanego w tablicy 41.1,
- skuteczność działania ochrony określa wzór: Zs x Ia d" Uo
gdzie:
Zs impedancja pÄ™tli zwarciowej w © obejmujÄ…cej z
ródło zasilania, przewód liniowy do miejsca
zwarcia, przewód ochronny części przewodzących dostępnych, przewód uziemiający, uziom
instalacji, uziom z
ródła,
Ia prąd powodujący samoczynne wyłączenie w wymaganym czasie,
Uo- napięcie znamionowe instalacji a.c. lub d.c. przewodu liniowego względem ziemi, w V.
Przy zwarciu części czynnej z częścią przewodzącą dostępną, powinno nastąpić samoczynne
odłączenie urządzenia od sieci w wymaganym czasie, lub obniżenie napięcia dotykowego na
częściach przewodzących do wartości bardzo niskiego napięcia bezpiecznego UL.
3.5.1.4 Ochrona w układzie IT
Wymaga się w układach IT, aby części czynne były izolowane od ziemi, lub połączone z ziemią
przed odpowiednio dużą impedancję. Połączenie można wykonać
w punkcie neutralnym lub środkowym układu, albo w sztucznym punkcie neutralnym. Jeżeli w układzie
nie ma punktu neutralnego lub środkowego, to połączenie układu
z ziemią poprzez dużą impedancję, może zapewnić przewód liniowy.
Na rys. 5a linią przerywaną zaznaczono obwód, w którym płynie prąd Id w układzie IT z
izolowanym punktem neutralnym i przy indywidualnym uziemieniu części przewodzących dostępnych.
Rys. 5a Obwody prÄ…du przy pierwszym uszkodzeniu izolacji podstawowej
w układzie IT z izolowanym punktem neutralnym.
1) Prąd pierwszego zwarcia z częścią przewodzącą dostępną ma charakter prądu pojemnościowego
i jego ograniczona wartość (często poniżej 1A)
nie wystarcza do spełnienia warunku samoczynnego wyłączenia zasilania, ale za to z reguły
występuje skuteczne obniżenie napięcia dotykowego do bezpiecznego w danych warunkach
środowiskowych. W tym przypadku samoczynne wyłączenie nie jest bezwzględnie wymagane.
Powinny być spełnione warunki.
RA x Id d" 50 V
gdzie:
RA  suma rezystancji uziomu i przewodu ochronnego części przewodzÄ…cych dostÄ™pnych, w ©,
Id  prąd uszkodzeniowy w A pierwszego zwarcia pomiędzy przewodem liniowym i częścią
przewodzącą dostępną.
Uwagi:
a) Części przewodzące dostępne powinny być uziemione indywidualnie, grupowo lub
zbiorowo.
b) Na wartość Id mają wpływ prądy upływowe i całkowita impedancja uziemienia instalacji
elektrycznej.
c) Zaleca się, aby pierwsze uszkodzenie w układzie IT było wyeliminowane w możliwie krótkim
czasie.
W układzie IT mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne i do monitorowania:
- urzÄ…dzenia ochronne nadprÄ…dowe;
- urządzenia ochronne różnicowoprądowe (RCD).
- urządzenia stałej kontroli stanu izolacji (IMD);
- urządzenia monitorowania prądu różnicowego (RMC);
- systemy lokalizacji uszkodzenia izolacji;
W przypadku gdy układ IT przeznaczony jest do zasilania obwodów elektrycznych, należy
zastosować urządzenie monitorujące izolację w celu ujawnienia pierwszego zwarcia części czynnej z
częścią przewodzącą dostępną lub ziemią. Wskazanie pojawienia się pierwszego zwarcia może być
zapewnione przez RCM lub system lokalizacji uszkodzeń izolacji. Urządzenie to powinno uruchomić
sygnalizację akustyczną i/lub wizualną utrzymywaną przez cały czas trwania zwarcia. .
Tam gdzie w układzie IT stosowane są urządzenia ochronne różnicowoprądowe (RCD), w
przypadku pierwszego zwarcia nie można wykluczyć błędnego zadziałania RCD z powodu
pojemnościowych prądów upływu.
2) Zwarcie podwójne
Praca układu IT z niewyłączonym pojedynczym uszkodzeniem izolacji podstawowej urządzenia,
zwiększa prawdopodobieństwo uszkodzenia izolacji podstawowej w innym urządzeniu.. Powstaje
wtedy zwarcie podwójne, którego prąd zwarciowy może być duży a napięcia dotykowe mogą
przekraczać wartości dopuszczalne. W takich przypadkach jest konieczne samoczynne wyłączenie
zasilania w wymaganym czasie. Na rys. 5b linią przerywaną zaznaczono obwód, w którym płynie prąd
drugiego zwarcia w układzie IT z izolowanym punktem neutralnym.
Rys. 5b Obwody prądu zwarcia podwójnego w układzie IT
przy zbiorowym uziemieniu części przewodzących dostępnych.
Po wystąpieniu pierwszego zwarcia, warunki do samoczynnego wyłączenia zasilania w przypadku
wystÄ…pienia drugiego zwarcia w innym przewodzie
czynnym będą następujące:
1) Jeżeli dostępne części przewodzące są połączone przewodem ochronnym i wspólnie uziemione
przez ten sam układ uziemiający (zbiorowo), warunki stają sie podobne jak dla układu TN.
a) Jeżeli w układzie a.c. nie jest prowadzony przewód neutralny, a w układzie d.c. nie jest przewód
środkowy, powinny być spełnione następujące warunki:
2Ia Zs d" U
b) Jeżeli w układzie a.c. jest prowadzony przewód neutralny, a w układzie d.c.- jest prowadzony
przewód środkowy, powinny być spełnione następujące warunki:
2Ia Z's d" Uo
gdzie:
Zs  impedancja pÄ™tli zwarciowej w ©, obejmujÄ…cej przewód liniowy i przewód ochronny,
Z's - impedancja pÄ™tli zwarciowej w ©, obejmujÄ…cej przewód neutralny i przewód ochronny,
U - znamionowe napięcie a.c. lub d.c. w V między przewodami liniowymi,
Uo - znamionowe napięcie a.c. lub d.c. w V między przewodem liniowym a odpowiednio przewodem
neutralnym lub środkowym,
Ia - prąd wyłączający, powodujący samoczynne wyłączenie zasilania w wymaganym czasie, w A.
- współczynnik 2 - uwzględnia przypadek jednoczesnego wystąpienia dwóch zwarć, przy czym
zwarcia te mogą wystąpić w różnych obwodach.
c) Maksymalne czasy wyłączenia określone w tablicy 41.1 dla układu TN są odpowiednie także dla
układów IT; i to zarówno z zastosowanym przewodem neutralnym lub środkowym lub bez takich
przewodów.
2) W przypadku, gdy części przewodzące dostępne w układzie IT są uziemione indywidualnie lub
grupowo, mają zastosowanie następujące warunki:
RA x Ia d" 50 V
gdzie:
RA  suma rezystancji w © uziomu i przewodu ochronnego do części przewodzÄ…cych dostÄ™pnych,
Ia  prąd powodujący samoczynne wyłączenie przez urządzenia zabezpieczające w czasie
określonym w tablicy 41.1 dla układu TT.
Jeżeli spełnienie w/w warunku jest zapewnione przez RCD, to czas wyłączenia i spełnienie wyżej
przedstawionego warunku powinny być zapewnione
przy prądzie Ia równym 5 I"n.
3.5.2 Bardzo niskie napięcie funkcjonalne (FELV)
W przypadku, gdy ze względów funkcjonalnych jest stosowane napięcie znamionowe
nieprzekraczajÄ…ce 50 V a.c. lub 120 V d.c. lecz wymagania odnoszÄ…ce siÄ™ do SELV i PELV nie sÄ…
spełnione i gdzie SELV i PELV nie są niezbędne, do zapewnienia ochrony podstawowej i ochrony
przy uszkodzeniu powinny być przyjęte dodatkowe, następujące środki ochrony określone jako FELV.
1) Ochrona podstawowa powinna być zapewniona przez:
a) izolację podstawową, odpowiadającą napięciu znamionowemu obwodu pierwotnego z
ródła,
albo przez
b) przegrody lub obudowy.
2) Części przewodzące dostępne urządzenia obwodu FELV powinny być połączone z przewodem
ochronnym obwodu pierwotnego z
ródła, pod warunkiem, że pierwotny obwód jest chroniony przez
samoczynne wyłączenie zasilania.
Rys. 6 Åšrodek ochrony FELV
y
ródłem obwodu FELV może być np. transformator, z co najmniej prostą separacją między
uzwojeniami, albo stosowany do obwodów SELV i PELV transformator ochronny zgodny
z EN 61558-2-6.
Wtyczki i gniazda wtyczkowe stosowane w obwodach FELV powinny odpowiadać następującym
wymaganiom:
- wtyczki powinny uniemożliwić włożenie do gniazdka wtyczkowego o innym napięciu,
- gniazda wtyczkowe powinny uniemożliwić włożenie wtyczek na inne napięcie,
- gniazda wtyczkowe powinny być wyposażone w styk przewodu ochronnego.
3.5.3 Środek ochrony: podwójna lub wzmocniona izolacja
Rodzaje izolacji. Definicje (wg. PN-EN 61140: 2005):
- Izolacja - może być stała, ciekła lub gazowa (np. w powietrzu) lub stanowić ich kombinację.
- Izolacja podstawowa - izolacja części czynnych niebezpiecznych, która zapewnia ochronę
podstawowÄ….
- Izolacja dodatkowa - izolacja niezależna zastosowana jako uzupełnienie izolacji podstawowej
do zapewnienia ochrony w przypadku uszkodzenia.
- Izolacja podwójna - Izolacja składająca się z izolacji podstawowej i izolacji dodatkowej.
- Izolacja wzmocniona - izolacja niebezpiecznych części czynnych, która zapewnia stopień
ochrony przed porażeniem elektrycznym równoważny izolacji podstawowej.
Według 412.1.1 PN-HD 60364-4-41:2009 podwójna lub wzmocniona izolacja jest środkiem
ochrony, w którym:
- ochrona podstawowa jest zapewniona przez izolacje podstawowÄ…, a ochrona przy uszkodzeniu
jest zapewniona przez izolacjÄ™ dodatkowÄ…, lub
- ochrona podstawowa i ochrona przy uszkodzeniu jest zapewniona przez izolacjÄ™ wzmocnionÄ…
między częściami czynnymi a częściami dostępnymi.
Ten rodzaj ochrony ma na celu zapobieżenie pojawieniu się niebezpiecznego napięcia na
częściach przewodzących dostępnych urządzeń elektrycznych w przypadku uszkodzenia izolacji
podstawowej. Istota tego środka ochrony polega na ograniczeniu do minimum możliwości porażenia
poprzez zastosowanie izolacji podwójnej lub izolacji wzmocnionej albo równoważnej obudowy
izolacyjnej.
1) Wymagania dotyczÄ…ce ochrony podstawowej i ochrony przy uszkodzeniu
Jeżeli dla całej instalacji lub części instalacji elektrycznej zastosowano środek ochrony: podwójną
lub wzmocnioną izolację, to urządzenie elektryczne powinno być jednym z następujących typów
urządzeń:
1a. Urządzenie elektryczne mające podwójną lub wzmocnioną izolację (urządzenie Klasy II),
b. Urządzenie elektryczne zapewniające stopień bezpieczeństwa równoważny urządzeniom
elektrycznym Klasy II,
2. Urządzenie elektryczne o izolacji podstawowej, z wykonaną w czasie montażu instalacji izolacją
dodatkową, zapewniającą stopień bezpieczeństwa równoważny urządzeniu elektrycznemu Klasy II,
3. Urządzenie elektryczne mające nieizolowane części czynne, pokryte w czasie montażu instalacji
izolacją wzmocnioną, zapewniającą stopień bezpieczeństwa równoważny urządzeniu
elektrycznemu Klasy II.
Ad.1 a i b Urządzenia te powinny być oznaczone jest symbolem zgodnie z IEC 69417-5172 jako
urzÄ…dzenie Klasy II.
Ad. 2 i 3 Urządzenia te powinny być oznaczone symbolem zgodnie z IEC 69417-5019. Symbol
powinien być umieszczony w widocznym miejscu na zewnątrz i wewnątrz obudowy, oznaczający
zakaz przyłączania przewodu ochronnego,
2) Obudowy urządzeń o podwójnej lub wzmocnionej izolacji
Obudowy urządzeń o podwójnej lub wzmocnionej izolacji powinny spełniać następujące
wymagania:
a) Każde urządzenie elektryczne mające wszystkie części przewodzące oddzielone od części
czynnych tylko izolacją podstawową, powinno być umieszczone w izolacyjnej obudowie
zapewniającej stopień ochrony, co najmniej IPXXB lub IP2X, odpornej na spodziewane obciążenia
mechaniczne, elektryczne i termiczne,
b) Stosowane wymagania:
- części przewodzące mogące przenieść potencjał nie powinny przechodzić przez obudowę
izolacyjnÄ…,
- obudowa izolacyjna nie powinna zawierać żadnych śrub lub środków mocujących z materiału
izolacyjnego, których usunięcie mogłoby być konieczne ze względów eksploatacyjnych,
a zastąpienie śrubami metalowymi mogłoby pogorszyć izolację zapewnioną przez obudowę,
- obudowy powinny przejść z wynikiem pozytywnym próbę wytrzymałości elektrycznej, zgodnie
z warunkami podanymi w normie,
c) W przypadkach, gdy pokrywy lub drzwiczki obudowy izolacyjnej mogą być otwierane bez użycia
narzędzia lub klucza, części przewodzące dostępne po otwarciu pokrywy lub drzwiczek obudowy,
powinny znajdować się za przegrodą izolacyjną zapewniająca stopień ochrony co najmniej IPXXB
lub IP2X, osłaniającą osoby przed przypadkowym dotknięciem części czynnych. Przegrody
izolacyjne mogą być usuwane tylko przy użycia narzędzia lub klucza.
d) Części przewodzące znajdujące sie w obudowie izolacyjnej nie powinny być połączone
z przewodem ochronnym. ( z wyjątkiem przypadków określonych w pkt. 412.2.2.4 i 412.2.2.5
PN-HD 60364-4-41:2009).
3.5.3 Ochrona za pomocÄ… separacji elektrycznej
Definicje (wg. PN-EN 61140: 2005):
- Separacja podstawowa - separacja pomiędzy obwodami lub pomiędzy obwodem a ziemią
uzyskana za pomocÄ… izolacji podstawowej.
- Separacja ochronna (elektryczna) - rozdzielenie jednego obwodu elektrycznego od innych
w wyniku zastosowania; izolacji podwójnej lub izolacji podstawowej i ekranowania ochronnego
lub izolacji wzmocnionej.
- Separacja elektryczna - środek ochrony, który izoluje niebezpieczny obwód czynny od wszystkich
innych obwodów i części, od ziemi i uniemożliwia dotknięcie tego obwodu.
Separacja elektryczna jest środkiem ochrony, w którym:
- ochrona podstawowa jest zapewniona przez izolację podstawową części czynnych lub przegrody
i obudowy oraz
- ochrona przy uszkodzeniu jest zapewniona przez separacjÄ™ podstawowa obwodu od innych
obwodów i od ziemi.
Separacja elektryczna pojedynczego obwodu ma na celu zabezpieczenie przed prÄ…dem
rażeniowym przy dotyku części przewodzących dostępnych, które mogą znalez
ć się pod napięciem w
wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej obwodu.
Wszystkie urządzenia elektryczne powinny spełniać wymagania jednego ze środków ochrony
przed dotykiem bezpośrednim (izolacja podstawowa części czynnych, przegrody lub obudowy).
Wymagania dotyczÄ…ce ochrony przy uszkodzeniu
1) Separowany obwód powinien być zasilany ze z
ródła z co najmniej separacją podstawową,
a napięcie separowanego obwodu nie powinno przekraczać 500 V.
2) Części przewodzące dostępne obwodu separowanego nie powinny byc połączone ani z
przewodem
ochronnym ani z częściami przewodzącymi dostępnymi innych obwodów ani z ziemią
3) Części czynne separowanego obwodu nie powinny być połączone z żadnym punktem innego
obwodu, ani z ziemiÄ…, ani z przewodem ochronnym.
Aby zapewnić separacje elektryczną, rozmieszczenie powinno być takie, że między obwodami jest
zapewniona izolacja podstawowa.
Ochrona przy dotyku pośrednim za pomocą separacji elektrycznej polega na elektrycznym
oddzieleniu obwodu zasilajÄ…cego od obwodu chronionego, za pomocÄ… transformatora separacyjnego
o przekładni 1 : 1 lub przetwornicy separacyjnej, wykonanych w Klasie II.
3.5.4 Bardzo niskie napięcie SELV i PELV
Definicje (wg. PN-EN 61140: 2005):
Bardzo niskie napięcie (ELV), każde napięcie nie przekraczające odpowiedniej granicy określonej
w IEC 61201. Wspólny człon ELV (ang. extra low voltage) oznacza bardzo niskie napięcie, tj. napięcie
znamionowe instalacji nieprzekraczajÄ…ce 50 V a.c. lub 120 V d.c..
1) Układ SELV - układ elektryczny, w którym napięcie nie może przekroczyć wartości ELV:
- w warunkach normalnych i
- w warunkach pojedynczego uszkodzenia, włącznie z uziemieniem w innych obwodach.
2) Układ PELV - układ elektryczny, w którym napięcie nie może przekroczyć wartości ELV:
- w warunkach normalnych i
- w warunkach pojedynczego uszkodzenia, z wyjątkiem doziemień w innych obwodach.
3) y
ródła, które mogą być stosowane do obwodów SELV i PELV:
1) transformator ochronny zgodny z EN 61558-2-6;
2) z
ródło prądu zapewniające stopień bezpieczeństwa równy do stopnia bezpieczeństwa
transformatora ochronnego, np. przetwornica dwumaszynowa z uzwojeniem zapewniajÄ…cym
równoważną izolację;
3) z
ródło elektrochemiczne (np. bateria akumulatorów);
4) z
ródło niezależne od obwodu wyższego napięcia (np. zespół prądotwórczy napędzany silnikiem
spalinowym).
5) z
ródła elektroniczne zgodne z 414.3.4 HD-60364-4-41.
4) Wymagania dotyczące obwodów SELV i PELV
Obwody SELV i PELV powinny mieć zapewnioną:
- izolację podstawową między częściami czynnymi i innymi obwodami PELV lub SELV oraz
- separacje ochronną od części czynnych obwodów niebędących SELV lub PELV, zapewniona
przez podwójną lub wzmocnioną izolację
lub przez izolacje podstawową i ekranowanie ochronne dla istniejącego najwyższego napięcia.
- izolację podstawową między częściami czynnymi a ziemią w obwodach SELV
5) Ochrona za pomocÄ… SELV
Rys. 7 Åšrodek ochrony SELV
6) Ochrona za pomocÄ… PELV
Rys. 8 Åšrodek ochrony PELV
Obwody PELV, i/lub części przewodzące dostępne urządzenia zasilanego przez obwody PELV,
mogą być uziemione.
7) Oprzewodowanie:
Rozdzielenie oprzewodowania obwodów SELV i PELV od części czynnych innych obwodów, które
mają co najmniej izolacje podstawową, może być osiągnięte przez:
- ułożenie przewodów obwodów SELV i PELV w niemetalowej osłonie lub izolacyjnej obudowie jako
uzupełnienie izolacji podstawowej,
- odseparowane przewodów obwodów SELV i PELV od przewodów obwodów o napięciu wyższym niż
Zakres I przez uziemioną metalową osłonę lub uziemiony metalowy ekran.
Przewody obwodu o napięciu wyższym niż Zakres I mogą być zawarte w wielożyłowym
przewodzie lub innym zestawie przewodów, jeżeli przewody SELV i PELV
są izolowane na najwyższe występujące napięcie. Oprzewodowanie tych obwodów spełnia
wymagania 412.2.4.1.
8) Wtyczki i gniazda wtyczkowe w obwodach SELV i PELV powinny spełniać następujące
wymagania:
- wtyczki - nie powinny umożliwiać ich wetknięcia do gniazd wtyczkowych innych napięć,
- gniazda wtyczkowe - nie powinny umożliwiać ich wetknięcia w nie wtyczek innych napięć
- wtyczki i gniazda wtyczkowe w obwodach SELV i PELV nie powinny być wyposażone w styk
ochronny.
9) W obwodach SELV i PELV muszą być spełnione następujące warunki:
a) części przewodzące dostępne w obwodach SELV nie powinny być połączone z ziemia
lub przewodami ochronnymi, lub dostępnymi częściami przewodzącymi innych obwodów,
b) Jeżeli napięcie nominalne przekracza 25 V a.c. lub 60 V d.c. lub urządzenie jest zanurzone,
to powinna być przewidywana ochrona podstawowa obwodów SELV i PELV za pomocą:
- izolacji podstawowej,
- przegród lub obudów.
c) Ochrona podstawowa zwykle nie jest konieczna w normalnych suchych warunkach dla:
- obwodów SELV, gdzie napięcie nominalne nie przekracza 25 V aa.c. lub 60 V d.c.,
- obwodów PELV, gdzie napięcie nominalne nie przekracza 25 V aa.c. lub 60 V d.c. i części
przewodzące dostępne i/lub części czynne są połączone przez przewód ochronny do głównego
zacisku ochronnego.
d) We wszystkich innych przypadkach ochrona podstawowa nie jest wymagana, jeżeli napięcie
nominalne obwodów SELB lub PELV nie przekracza 12 V a.c. lub 30 V d.c.
3.5.5 Środki ochrony w instalacjach sterowanych lub pod nadzorem osób wykwalifikowanych
lub poinstruowanych
3.5.5.1. NieprzewodzÄ…ce pomieszczenia (izolowane stanowiska)
 Ten środek ochrony ma na celu zapobieżenie równoczesnemu dotknięciu części, które mogą mieć
różny potencjał w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej części czynnych. Dopuszcza się
stosowanie urządzeń klasy 0, jeżeli są spełnione wszystkie poniższe warunki:
Izolowanie stanowiska jest środkiem ochrony, w którym:
- Ochrona podstawowa jest zapewniona przez izolację podstawową między niebezpiecznymi
częściami czynnymi i częściami przewodzącymi dostępnymi oraz
- ochrona przy uszkodzeniu jest zapewniona przez środowisko nieprzewodzące.
Części przewodzące dostępne na izolowanym stanowisku powinny być tak rozmieszczone, aby w
normalnych warunkach osoby nie dotknęły jednocześnie:
- dwóch części przewodzących dostępnych,
- części przewodzącej dostępnej i części przewodzącej obcej. jeżeli te części w wyniku uszkodzenia
izolacji podstawowej lub części czynnej mogą znalez
ć się pod różnymi potencjałami.
Do stanowiska izolowanego nie wolno doprowadzać z zewnątrz żadnych uziemionych
przedmiotów ani przewodów ochronnych. Ten sposób ochrony wymaga szczególnie skutecznego
nadzoru eksploatacyjnego nad instalacjami.
Wymagania dla nieprzewodzącego pomieszczenia (izolowanego stanowiska są spełnione, jeżeli
podłoga i ściany pomieszczenia są izolacyjne oraz ma miejsce co najmniej jedno z następujących
rozwiązań:
a) Odstępy pomiędzy częściami przewodzącymi dostępnymi i częściami przewodzącymi obcymi są
takie jak odstępy pomiędzy częściami przewodzącymi dostępnymi. Odstęp ten jest
wystarczający, jeżeli odległość między dwoma częściami jest nie mniejsza niż 2,50 m;
ta odległość może być zmniejszona do 1,25 m poza strefą zasięgu ręki.
b) Wstawienie skutecznych przeszkód między częściami przewodzącymi dostępnymi i częściami
przewodzącymi obcymi. Takie przeszkody powinny powiększyć odległość do wartości 2,50 m.
Nie powinny być w żadnym przypadku połączone z ziemią lub częściami przewodzącymi
dostępnymi; w miarę możliwości powinny być wykonane z materiałów izolacyjnych
c) izolacja lub układ izolacyjny części przewodzących obcych powinien mieć wystarczającą
wytrzymałość mechaniczną oraz wytrzymywać próbę napięciem o wartości co najmniej 2000 V.
Prąd upływowy w normalnych warunkach pracy nie powinien przekraczać 1 mA.
Zgodnie z PN-HD 60364-6:2008 rezystancja izolacyjnych podłóg i ścian w każdym punkcie pomiaru,
powinna być nie mniejsza niż:
- 50 k©, dla instalacji o napiÄ™ciu nominalnym do 500 V, oraz
- 100 k©, dla instalacji o napiÄ™ciu nominalny powyżej 500 V,
Jeżeli zmierzona rezystancja izolacji jest w każdym punkcie mniejsza od wymienionej wartości, to
ze względu na ochronę przed porażeniem elektrycznym podłogi i ściany są uważane za części
przewodzÄ…ce obce.
3.5.5.2 Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych
Nieuziemione połączenia wyrównawcze mają na celu zapobieżenie pojawieniu się
niebezpiecznych napięć dotykowych. Istota tej ochrony polega na łączeniu między sobą wszystkich
części przewodzących jednocześnie dostępnych oraz części przewodzących obcych za pomocą
nieuziemionych połączeń wyrównawczych.
Rys. 9 Zasada działania nieuziemionych połączeń wyrównawczych
Oznaczenia: A - część przewodząca dostępna z uszkodzoną izolacją, B - część przewodząca obca,
T - transformator separacyjny, I - największy spodziewany prąd nie powodujący samoczynnego
wyłączenia,
CC  przewód ochronny połączenia wyrównawczego.
System nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych nie powinien mieć połączenia
elektrycznego z ziemią ani bezpośrednio, ani przez części przewodzące dostępne lub przez części
przewodzące obce. Jeżeli wymaganie to nie może być spełnione, stosuje się ochronę polegającą na
samoczynnym wyłączeniu zasilania.
Należy przewidzieć środki ostrożności zapobiegające narażeniu na niebezpieczną różnicę
potencjałów osób wchodzących do przestrzeni z połączeniami wyrównawczymi miejscowymi,
szczególnie w przypadku, gdy przewodząca podłoga izolowana od ziemi jest połączona z
nieuziemionym systemem połączeń wyrównawczych.
3.5.5.3 Separacja elektryczna w przypadku zasilania więcej niż jednego odbiornika
Ochrona przez separację elektryczną zasilania więcej niż jednego urządzenia powinna być
zapewniona pod warunkiem spełnienia następujących wymagań:
- wszystkie części przewodzące dostępne obwodu separowanego powinny być połączone razem
przez izolowane, nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe,
Połączenia w obwodzie separowanym nie powinny być przyłączone do przewodów ochronnych
lub części przewodzących dostępnych innych obwodów i części przewodzących obcych.
- w przypadku podwójnego zwarcia zasilanego przez przewody o różnej biegunowości do dwóch
części przewodzących dostępnych, urządzenie ochronne powinno
zapewnić wyłączenie zasilania w czasie wymaganym przy zwarciu pojedynczym w układzie TN
(tablica 41.1).
 Zaleca się, aby iloczyn napięcia znamionowego, podanego w woltach i łącznej długości
oprzewodowania podanej w metrach, nie przekraczaÅ‚ wartoÅ›ci 100 000 V·m i aby dÅ‚ugość
oprzewodowania nie przekraczała 500 m.
Rys. 10 Przykład separacji elektrycznej dwóch urządzeń od sieci zasilającej.
Połączenie wyrównawcze dodatkowe CC łączące części przewodzące dostępne
urządzeń zasilanych z jednego z
ródła separacyjnego.
Wszystkie gniazda wtyczkowe powinny mieć styk ochronny, który powinien być przyłączony do
ochronnego połączenia wyrównawczego, natomiast stosowane przewody giętkie z wyjątkiem tych,
które zasilają urządzenia Klasy II, powinny mieć przewód ochronny użyty jako przewód połączenia
wyrównawczego CC.