Image200 (2)

Podstawy ■

artykuł sponsorowany

Ochrona przeciwporażeniowa

a)

b) c) <*)©

1

d) e)

□

Rys. 1

W dzisiejszych czasach jesteśmy w dużym stopniu uzależnieni od korzystania 2 urządzeń zasilanych prądem elektrycznym. Urządzenia elektryczne i elektroniczne często projektujemy i budujemy sami. Nie posiadamy niestety zmysłów pozwalających wykryć na odległość obecności prądu elektrycznego, a tym samym uniknąć zagrożeń.

Prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz i napięciu 230/400V jest najbardziej rozpowszechniony w instalacjach niskiego napięcia. Z tego powodu większość porażeń i oparzeń prądem elektrycznym występuje przy styczności z urządzeniami elektrycznymi prądu przemiennego. Ponadto prąd przemienny o częstotliwości od 15 do 100 Hz powoduje najgroźniejsze dla życia reakcje organizmu. Działanie prądu elektrycznego na organizm może być pośrednie lub bezpośrednie. Działanie pośrednie, powstające bez przepływu prądu przez ciało człowieka, powoduje: oparzenia ciała, uszkodzenia wzroku, uszkodzenia mechaniczne ciała.

Działanie bezpośrednie - porażenie prądem elektrycznym wskutek przepływu prądu elektrycznego przez ciało ludzkie, może wywołać wiele zmian fizycznych, chemicznych i biologicznych w organizmie (a nawet śmierć) poprzez oddziaływanie na układ nerwowy oraz w wynikli elektrolizy krwi i płynów fizjologicznych. Zjawisko porażenia ma miejsce wówczas, gdy występuje droga dla piądu rażeniowego i istnieje źiódło napięcia wymuszającego przepływ takiego prądu. Skutki rażenia prądem elektrycznym zależą od:

□    rodzaju prądu, a więc czy jest to rażenie: prądem przemiennym o malej częstotliwości (15 -100Hz), prądem przemiennym o dużej częstotliwości, krótkotrwałymi, jednokierunkowymi impulsami prądowymi, prądem stałym,

□    wartości napięcia i natężenia prądu rażeniowego oraz czasu jego przepływu, drogi przepływu prądu przez ciało człowieka,

□    czasu przepływu prądu rażenia,

□    temperatury i wilgotności skóry,

□    powierzchni styku z przewodnikiem,

□    siły docisku przewodnika do naskórka.

Impedancja naskórka zawiera się w szerokich granicach - od kilkuset do kilkunastu tysięcy omów. Przy małych napięciach dotykowych (od 0 do I50V) ma ona znaczny wpływ na impedancję ciała. W miarę wzrostu wartości napięcia wpływ ten jest coraz mniejszy, aż do pomijalnie małego przy napięciach większych niż. I50V. Rezystancja wewnętrzna ciała zależy głównie od drogi przepływu, jej wartość jest równa około kilkuset omów.

Zależność impedancji naskórka od stopnia zawilgocenia skóry czy częstotliwości prądu też jest zmienna, a więc zmienna jest leż impedancja ciała Przy wilgotności względnej otaczającego powietrza powyżej 75% impedancja ciała nic zależy od impedancji naskórka i jest równa praktycznie tylko rezystancji wewnętrznej

Na podstawie badań przyjęto, że minimalna niebezpieczna dla człowieka wartość prądu płynącego przez dłuższy czas wynosi 30mA prądu przemiennego, 70mA prądu stałego. Jeżeli pomnożymy wartość prądu, który może długotrwale przepływać przez organizm, nie powodując żadnych skutków patofizjologicznych, przez rezystancję organizmu w danych warunkach środowiskowych to otrzymamy maksymalną wartość napięć dopuszczalnych dla człowieka w określonych warunkach środowiskowych. Napięcia te są napięciami dotykowymi bezpiecznymi. Według normy PN-IF.C 364-4-41 dla warunków normalnych - wartość napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale (napięcia dotykowego bezpiecznego) nie może przekraczać 50V dla prądu przemiennego i 120V dla prądu stałego.

Według normy PN-IEC 364-4-481 dla waninków obostrzonych - wartość napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale (napięcia dotykowego hezpiecznego) nie może przebaczać 25V dla piądu przemiennego i 60V dla prądu stałego.

Urządzenia elektryczne z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej dzieli się na cztery klasy ochron-ności: 0, I, II i III. Na rysunku 1 pokazane są symbole graficzne uziemienia oraz klas ochronności: a - uziemienie (symbol ogólny), b - uziemienie ochronne, c - uziemienie ochronne, symbol spotykany, d - symbol na urządzeniu - urządzenie spełniające warunki I klasy ochronności lub izolacji równoważnej, e - oznaczenie II klasy ochronności, f - oznaczenie III klasy ochronności. Stosowane środki ochrony przeciwporażeniowej to:

□    ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa),

□    ochrona przed dotykiem pośrednim (ochrona dodatkowa),

□    ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim - realizowana przez zasilanie napięciem bezpiecznym.

Wszystkie urządzenia elektryczne, których wartości napięć roboczych są większe niż wartości bezpieczne, stwarzają niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym. Ochrona przeciwporażeniowa powinna być stosowana w każdej sieci czy instalacji elektroenergetycznej i we wszystkich przyłączonych odbiornikach energii elektrycznej. Rodzaj środków ochrony w poszczególnych urządzeniach lub ich częściach powinien być dostosowany do wartości napięcia, warunków środowiskowych oraz sposobu użytkowania i obsługi.

Ocłirona podstawowa ma za zadanie chronić przed zagrożeniami wynikającymi z dotyku części znajdujących się pod niebezpiecznym napięciem w czasie normalnej pracy urządzeń elektryczny eh.

Realizowana jest między innymi przez:

□    izolowanie części czynnych, które polega na całkowitym pokryciu tych części izolacją roboczą o dużej wartości rezystancji oraz o odpowiedniej wytrzymałości elektrycznej,

□    stosowanie obudów lub osłon, które polega na umieszczeniu w ich wnętrzu części czynnych.

Uzupełnieniem ochrony podstawowej może hyć użycie wysokoczułych urządzeń ochronnych różnicowoprądowych (o prądzie wyzwalającym nie większym niż 30mA), które zwiększają skuteczność ochrony podstawowej, ale nie mogą być jedynym jej środkiem.

Ochrona dodatkowa ma na celu ograniczenie skutków porażenia w razie dotknięcia części przewodzących, które znalazły się pod niebezpiecznym napięciem na przykład w wyniku uszkodzenia izolacji. W urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia może hyć osiągnięta przez, zastosowanie co najmniej jednego ze środków:

□    samoczynnego wyłączania zasilania,

□    urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej,

□    izolowanie stanowiska nieuziemionych poła.czeń wyrównawczych,

□    separacji elektrycznej.

Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania jest najbardziej rozpowszecluiior.ym środkiem ochrony w sieciach i instalacjach elektrycznych niskiego napięcia. Jej zastosowanie wiąże się z koniecznością doprowadzenia do każdej części przewodzącej dostępnej przewodu ochronnego oraz zastosowania urządzenia powodującego samoczynne wyłączenie zasilania

Elektronika dla Wszystkich Październik 2005 27