3tom350

11. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH 702

11. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH 702

Rys. 11.12. Zasada działania wyłącznika ochronnego różnicowo prąd owego P — przycisk kontrolny

niem roboczym punktu neutralnego źródła zasilania. Wyłączniki przeciwporażeniowe różnicowoprądowe muszą spełniać następujące warunki:

—    wyłączać wszystkie przewody robocze wraz z przewodem neutralnym;

—    zadziałać w czasie nie dłuższym niż 0,2 s;

—    być przyrządami II klasy ochronności, aby były chronione przed wpływami napięć przypadkowych;

—    przewody ochronne uziemiające powinny być izolowane w celu uniemożliwienia pojawienia się napięć przypadkowych.

Wyłącznik jest tym czulszy, im reaguje na mniejszą wartość prądu różnicowego. Przewodem ochronnym jest przewód łączący obudowę chronionego urządzenia z uziomem pomocniczym. Przewód ten nie może się łączyć z przewodem neutralnym zasilającym chronione urządzenie, ponieważ suma prądów płynących przez wyłącznik byłaby zawsze równa zeru. W przypadku uszkodzenia wyłącznik nie mógłby zostać pobudzony do działania i wyłączyć urządzenie chronione. Można natomiast stosować wyłącznik różnicowoprądowy w tej samej sieci, w której dla innych urządzeń zastosowano samoczynne wyłączenie zasilania przy użyciu wyłączników nadmiarowoprądowych lub bezpieczników jako urządzeń wyłączających.

Prąd wyzwalający części pomiarowej wyłącznika różnicowoprądowego jest na ogół dobierany w granicach 10h- 500 mA w zależności od warunków, w których wyłącznik jest instalowany. W obiektach przemysłowych i gospodarstwach rolniczych prąd upływowy w warunkach normalnych (przy braku uszkodzenia) płynący przez część pomiarową wyłącznika bywa rzędu kilkuset miliamperów. W przypadku doboru prądu wyzwalającego wyłącznika bez uwzględnienia tej okoliczności następowałoby jego zadziałanie, nawet przy braku zwarcia doziemnego w chronionej instalacji. Ten „naturalny” prąd upływowy zależy od rozmiarów instalacji i jej stanu. W przypadkach szczególnie rozległej instalacji prowadzonej np. w środowiskach mokrych, wartość tego prądu może osiągnąć nawet 500^-1000 mA. Dlatego konieczne jest odstrojenie wyłącznika od „naturalnych” prądów upływowych. Nie dotyczy to niewielkich domów mieszkalnych, w instalacji których ten prąd nie przekracza na ogół wartości 3-^-5 mA i gdzie najczęściej stosuje się wyłączniki różnicowe na prąd wyzwalający 10—30 mA.

Stosowanie wyłączników różnicowoprądowych o znamionowym prądzie zadziałania nie przekraczającym 30 mA jako zabezpieczenia obwodów zasilających gniazda wtyczkowe na placach budowy, w gospodarstwach rolniczych i ogrodniczych oraz kempingach i pojazdach wypoczynkowych jest nakazane przez normy dotyczące instalacji elektrycznych. Stosowanie tych wyłączników jest również szczególnie uzasadnione w układach sieci TT, a zwłaszcza w obiektach oddalonych od stacji transformatorowych, np. w sieciach wiejskich, w których praktycznie tylko one mogą zapewnić skuteczne działanie ochrony przeciwporażeniowej. Wyłącznik różnicowoprądowy, przy zadowalająco niskim nastawieniu członu pomiarowego, może również chronić człowieka przed porażeniem przy bezpośrednim dotknięciu jedną ręką, np. znajdującego się pod napięciem odbiornika, a drugą

—    dobrze uziemionego przedmiotu. Wyłączniki te jednak nie stanowią ochrony dla życia ludzkiego przed zagrożeniem wynikającym z dotknięcia się dwoma rękami do elementów urządzenia znajdujących się pod napięciem roboczym, np. zacisków. Mimo małego prądu wyzwalającego, np. 10 mA, nie następuje zadziałanie wyłącznika, ponieważ temu przypadkowi nie będzie towarzyszyć upływ prądu poza obwód i wyłącznik nic będzie pobudzony do zadziałania przez element różnicowy. Wyłącznik może reagować również na prąd upływowy spowodowany znacznym zmniejszeniem wytrzymałości elektrycznej izolacji przewodów. W ten sposób wspomaga on działania podstawowej ochrony przeciwporażeniowej.

Rezystancja uziomu pomocniczego powinna zapewniać, aby na urządzeniu chronionym nie wystąpiło napięcie dotykowe wyższe od dopuszczalnego dla warunków środowiskowych, w których urządzenie to jest zainstalowane. Dlatego musi być spełniony warunek

I„R_w<U_l    (11.1)

w którym:    — prąd wyłączający (1,2 x znamionowy różnicowy prąd wyzwalający)

wyłącznika przeciwporażeniowego, A; R_n — rezystancja uziomu pomocniczego, fi; U_L — najwyższe dopuszczalne napięcie dotykowe, V.

Jako uziom pomocniczy może być stosowany dowolny (również naturalny) uziom, ponieważ wyłącznik reaguje na prąd różnicowy, a nie na różnicę napięcia przed i za wyłącznikiem. Może być stosowany uziom pomocniczy wspólny dla wielu wyłączników przeciwporażeniowych różnicowoprądowych o różnych prądach wyzwalających i o różnych wymaganiach w zakresie dopuszczalnych napięć dotykowych, pod warunkiem, że będzie spełniał wymagania dla każdego z odbiorników objętych ochroną.

Stosowanie wyłączników ochronnych różnicowoprądowych ma zalety. Należą do nich:

—    wszechstronność zastosowania i łatwość wprowadzania do istniejących sieci wyposażonych w inne środki ochrony dodatkowej;

—    zapewnienie wybiórczości nawet przy wykorzystaniu tych samych uziomów pomocniczych do innych celów;

—    wysoka pewność działania;

—    możliwość uzyskania skuteczności ochrony nawet w najbardziej trudnych warunkach środowiskowych itp.

Wadą wyłączników przeciwporażeniowych różnicowoprądowych jest konieczność niełatwego w praktyce odstrojenia ich reagowania na „naturalne” prądy upływowe w instalacji, co może powodować unieruchomienie odbiorników ważnych z punktu widzenia produkcji. Szczególne utrudnienie w stosowaniu wyłączników jest związane z krótkotrwałym, znacznym zwiększeniem się wartości prądów upływowych. Występuje to przy włączeniu urządzeń, w których woda znajduje się w sąsiedztwie elementów grzejnych, np. w żelazkach, ekspresach do kawy itp. Odstrojenie wyłączników różnicowoprądowych przeciwporażeniowych od reagowania na prądy upływowe można uznać za prawidłowe, gdy suma prądów upływowych urządzeń przyłączonych do obwodu zabezpieczanego tym wyłącznikiem nie przekracza 50% wartości jego prądu wyzwalającego. W przypadku braku danych dotyczących wartości prądu upływowego urządzenia można przyjmować, iż dla urządzeń I klasy ochronności wynosi on ok. 0,4 mA na 1 A prądu znamionowego urządzenia, dla urządzeń II klasy ochronności nie przekracza 0,25 mA — niezależnie od wartości prądu znamionowego urządzenia, urządzenia zaś prądu stałego nie powinny generować w ogóle żadnego prądu upływowego. Prądy upływowe samej instalacji, bez przyłączonych do niej odbiorników, są znikomej wartości i mogą być pomijane.