PRZEKSZTAŁTNIKI PÓŁPRZEWODNIKOWE MOCY

Zagadnienie szczegółowe:

Ochrona przeciwporażeniowa:

• aktualna sytuacja prawna z komentarzem do obowiązujących norm technicznych,

• techniczne i organizacyjne środki ochrony przeciwporażeniowej w różnych systemach zasilania,

Spis Treści:

Opracował:

Dr inż. J. Szymański - [e-mail]

Politechnika Radomska

Zakład Maszyn i Urządzeń Elektrycznych

Radom - 13.12.2002, aktualizowano i rozszerzono 16.10.2004

Wszelkie przetwarzanie opracowania bez zgody autora jest zabronione.

(OchrPrzPorPCjs.doc)

1. Ogólne kryteria ochrony przeciwporażeniowej przed dotykiem bezpośrednim i przy dotyku pośrednim.

1.1. Przyczyny zagrożenia porażeniem elektrycznym i sposoby zapobiegania tym zagrożeniom.

Prąd elektryczny przepływający przez ciało człowieka lub zwierzęcia, zwany prądem rażeniowym, może wywołać skutki patofizjologiczne groźne dla zdrowia, a nawet życia rażonego.

Przyczyną przepływu prądu rażeniowego jest dotknięcie przez rażonego dwóch części przewodzących o różnych potencjałach. Zwykle są to: części urządzenia elektrycznego i część przewodząca obca mająca potencjał ziemi.

Rozróżnia się przy tym dwie sytuacje:

• dotknięcie przez człowieka (zwierzę) części czynnej urządzenia elektrycznego, która znajduje się pod napięciem roboczym sieci (przyczyna zwana dotykiem bezpośrednim),

• dotknięcie przez człowieka (zwierzę) części przewodzącej dostępnej, która znalazła się pod napięciem, zwanym napięciem dotykowym, w wyniku uszkodzenia izolacji urządzenia elektrycznego (przyczyna zwana dotykiem pośrednim).

Aby zapobiec porażeniom elektrycznym w instalacjach elektrycznych stosuje się środki ochrony przeciwporażeniowej. Wymagane rozwiązania techniczne tych środków zależą od stopnia zagrożenia porażeniowego.

Stopień zagrożenia porażenia elektrycznego zależy od:

• prawdopodobieństwa znalezienia się człowieka pod napięciem, w wyniku którego nastąpi rażenie.

• parametrów prądu rażeniowego.

W praktyce przyjmuje się, że na dobór środków ochrony przeciwporażeniowej mają wpływ:

• sposób użytkowania odbiorników elektrycznych,

• kwalifikacje osób użytkujących instalacje i urządzenia elektryczne,

• styczność ludzi z potencjałem ziemi,

• rezystancja ciała człowieka.

Zależnie od rodzaju i sposobu użytkowania odbiornika elektrycznego można stosować zarówno techniczne jak i/lub organizacyjne środki ochrony przeciwporażeniowej.

Wymagania obowiązującej obecnie normy PN-IEC 60364 oraz innych aktów prawnych dotyczące zasad stosowania środków ochrony przeciwpożarowej oparte zostały na strukturze trójstopniowej.

1. Zasada realizacji trójstopniowej ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia[1].

Trójstopniową strukturę ochrony przeciwpożarowej tworzą:

• ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa),

• ochrona przy (przed) dotyku pośrednim (ochrona dodatkowa),

• ochrona uzupełniająca ochronę bezpośrednią lub pośrednią.

Ochrona uzupełniająca środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim nie jest obowiązkowa i może polegać na zastosowaniu wysokoczułego wyłącznika różnicowoprądowego.

Nie może on być samodzielnym środkiem ochrony przed dotykiem, gdyż nie spełnia wymagań stawianych takiej ochronie (nie zapobiega dotknięciu części czynnych i nie ogranicza prądu rażeniowego), ale skutecznie może wyłączać zasilanie, gdy człowiek dotknie części czynnej lub obcej przewodzącej na której pojawiło się napięcie wyższe niż dopuszczane długotrwale wskutek uszkodzenia odbiornika.

Taki środek uzupełniający zaleca się stosować tylko wtedy, gdy dotknięcie części czynnych jest prawdopodobne (np. przy pracach remontowych lub pracach w pobliżu nieosłoniętych części czynnych).

Stosowanie takiego środka ochrony nie powinno powodować wyłączania urządzenia przy wystąpieniu innych zdarzeń nie związanych z ochroną przeciwporażeniową, bez sygnalizowania przyczyny wyłączenia (np. przy stosowaniu wysokoczułych wyłączników różnicowoprądowych typu AC lub A w obwodach zasilania odbiorników energoelektronicznych).

Ochrona uzupełniająca środki ochrony przy dotyku pośrednim może być stosowana, gdy właściwe środki ochrony przy dotyku pośrednim nie zapewniają pełnej ochrony. Środkiem takiej ochrony przeciwpożarowej są np. połączenia wyrównawcze (wyrównujące potencjały części, których może jednocześnie dotknąć człowiek). Połączenia wyrównawcze nie mogą samodzielnie stanowić środka ochrony przy dotyku pośrednim, gdyż nie spełniają wymagań stawianych takim środkom.

1.2. Zadania ochrony przed dotykiem bezpośrednim

Dla zabezpieczenia ludzi przed skutkami dotyku bezpośredniego wymagane jest stosowanie ochrony w postaci odpowiednich środków technicznych.

Ochrona przed dotykiem bezpośrednim spełnia swoje zadania, jeżeli:

• uniemożliwia przepływ prądu elektrycznego przez ciało człowieka (uniemożliwia dotknięcie takich części), gdy instalacja pracuje normalnie (nie jest uszkodzona) lub

• ogranicza wartość prądu rażeniowego do wartości nie stwarzającej zagrożenia dla zdrowia lub życia, gdy w warunkach normalnej pracy instalacji człowiek może dotknąć części czynnej.

Zasady i ogólne kryteria skuteczności ochrony uniemożliwiającej dotyk bezpośredni.

Uniemożliwienie przepływu prądu przez ciało człowieka jest sposobem ochrony przed dotykiem bezpośrednim wszędzie tam, gdzie dla zasilania odbiorników elektrycznych nie jest możliwe zastosowanie sieci i instalacji o napięciu znamionowym nie stwarzającym zagrożenia zdrowia lub życia. Dla realizacji tego celu wymaga się stosowania środków technicznych oddzielających części czynne od człowieka. Oddzielenie to powinno zapobiegać zarówno niezamierzonemu, jak i zamierzonemu dotykowi bezpośredniemu.

Od tej zasady dopuszcza się odstępstwa w miejscach wydzielonych dla celów elektroenergetycznych, tzn. w miejscach, w których przebywać mogą jedynie osoby posiadające odpowiednie kwalifikacje i spełnione są dodatkowe wymagania. W takich miejscach dopuszcza się stosowanie technicznych środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim jedynie uniemożliwiających dotyk niezamierzony.

Ochrona zarówno przed niezamierzonym, jak i zamierzonym dotknięciem części czynnych realizowana jest przez zastosowanie izolacji podstawowej lub/i zastosowanie obudowy lub ogrodzenia części czynnych (obudowę i ogrodzenie można określić jednym, bardziej ogólnym terminem - przegroda).

Izolacja podstawowa powinna obejmować całą dostępną powierzchnie części czynnej, mieć odpowiednią do napięcia znamionowego urządzenia wytrzymałość elektryczną i odporność na narażenia środowiskowe występujące w miejscu eksploatacji urządzenia. Usunięcie takiej izolacji może być możliwe tylko przez jej zniszczenie.

Obudowy i ogrodzenia (przegrody) powinny być oddalone do części czynnych odpowiednio do napięcia znamionowego urządzenia i rodzaju zastosowanej izolacji roboczej. Powinny zapewniać stopień ochrony przed dotykiem zależny od prawdopodobieństwa takiego zdarzenia. Zwykle wymaga się, aby obudowa lub ogrodzenie uniemożliwiały dotknięcie części czynnych palcem (stopień ochrony, co najmniej IP2X). Gdy wymagają tego normalne procesy wymiany części lub łączenia bezprądowego (np. wymiana bezpiecznika, wymiana źródła światła, łączenie przez gniazdko wtykowe), dopuszczony jest niższy stopień ochrony, ustalony dla właściwego funkcjonowania urządzenia w normie na wyrób. Obudowy, które chronią przed dotykiem części czynnych od góry, powinny mieć stopień ochrony uniemożliwiający dotknięcie części czynnych za pośrednictwem drutu (stopień, co najmniej IP4X).

Obudowy i ogrodzenia stosowane dla celów ochrony przed dotykiem bezpośrednim powinny być trwale zamocowane, mieć dostateczną stabilność i trwałość, zapobiegającą utrzymanie wymaganego stopnia ochrony w warunkach, w których są one eksploatowane. Usunięcie części lub całej przegrody powinno być możliwe tylko przy zastosowaniu specjalnych narzędzi lub po dodatkowym osłonięciu części czynnych albo po wyłączeniu napięcia.

Ochrona zapobiegająca jedynie niezamierzonemu dotknięciu części czynnych jest realizowana przez zastosowanie środków technicznych w postaci barier (poprawniej - przeszkód) lub umieszczenia części czynnych w odpowiedniej odległości (w różnych kierunkach) od dostępnych stanowisk.

W pierwszym przypadku wymagania powinny ograniczać się do podania wysokości przeszkód i konieczności zastosowania zabezpieczeń uniemożliwiających niezamierzone ich usunięcie. W drugim przypadku podawane są minimalne odległości od dostępnych stanowisk. Wynoszą one dla drogi ręka-stopy: 1,25 m w poziomie i w dół od brzegu stanowiska, 2,5 m w górę od stanowiska i 0,75 m poziomo pod stanowiskiem, (jeżeli takie możliwości występują). Dla drogi rażenia ręka-ręka odległość ta wynosi 2 m.

Ochrona taka ma ograniczony zakres stosowania. Stosować ją można [2] jedynie w miejscach, w których przebywają tylko osoby poinstruowane (BA4) lub wykwalifikowane (BA5) i jeżeli jednocześnie w miejscach tych spełnione są następujące warunki:

• napięcie znamionowe urządzeń nie przekracza II zakresu napięciowego,

• zachowane są minimalne wymiary korytarzy nadzoru i korytarzy obsługi oraz dostęp do tych korytarzy,

• zastosowano przejrzyste i widoczne oznakowania odpowiednimi tablicami i znakami bezpieczeństwa.

Zasady i ogólne kryteria skuteczności ochrony ograniczającej wartość prądu rażeniowego przy dotyku bezpośrednim.

Ochrona ograniczająca wartość prądu rażeniowego do wartości uznanej za dopuszczalną może być realizowana jedynie przez ograniczenie napięcia znamionowego urządzeń elektrycznych przy jednoczesnym spełnieniu wymagań dodatkowych prowadzących do pewnego odseparowania obwodów bardzo niskiego napięcia od obwodów wyższych napięć. Zakres ograniczenia napięcia powinien przy tym zależeć od warunków środowiskowych wpływających na stopień zagrożenia pożarowego. Ochrona taka wymaga stosowania napięć prądu przemiennego 25 V, 12 V, lub 6 V lub napięć prądu stałego 60 V, 30 V lub 15 V.

Przypadki, w których dopuszcza się nie stosowanie ochrony przed dotykiem bezpośrednim.

Dopuszcza się stosowanie technicznych środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim, jeżeli urządzenia elektryczne są dostępne jedynie dla osób poinstruowanych (BA4) lub wykwalifikowanych (BA5), należycie zaznajomionych w zakresie szczegółowych wymagań i jeżeli jednocześnie są spełniane następujące warunki:

• miejsca te są w sposób przejrzysty i widoczny oznakowane odpowiednimi tablicami i znakami bezpieczeństwa,

• dostęp do tych miejsc jest możliwy tylko przy użyciu specjalnych narzędzi lub urządzeń,

• drzwi wejściowe do zamykanych pomieszczeń ruchu elektrycznego umożliwiają łatwe wyjście na zewnątrz i otwierają się na zewnątrz bez użycia klucza, nawet, jeżeli są one zamykane na klucz,

• wymiary korytarzy spełniają wymagania normy PN-IEC 364-4-481 [3].

1.3. Ochrona przy dotyku pośrednim

Ogólne kryteria skuteczności ochrony przy dotyku pośrednim.

Dla zabezpieczenia ludzi przed skutkiem dotyku pośredniego powinny być stosowane środki techniczne, które:

• powodują samoczynne odłączenie zasilania w wymaganym czasie, gdy prąd rażeniowy przekracza wartość przyjętą za dopuszczalną długotrwale (AC-30mA),

• uniemożliwiają przepływ prądu rażeniowego przy dotyku części przewodzących dostępnych i obcych lub

• ograniczają przy dotyku pośrednim prąd rażeniowy do wartości przyjętej za dopuszczalną długotrwale.

Zasady i kryteria skuteczności ochrony przez samoczynne wyłączenie zasilania.

Najczęściej stosowaną ochroną przed dotykiem pośrednim jest ochrona przez samoczynne wyłączanie zasilania. Polega ona na połączeniu części przewodzących dostępnych z przewodem ochronnym PE dla stworzenia pętli zwarcia o impedancji skoordynowanej z charakterystyką zwarciową zabezpieczenia uszkodzonego obwodu (obwodu, w którym powstało zagrożenie). Ochrona przez samoczynne włączanie zasilania wymaga, więc skoordynowanego typu układu sieciowego (systemu stosowanych w sieci uziemień), zakresu zastosowania i parametrów przewodów ochronnych oraz niektórych uziemień z zastosowanymi zabezpieczeniami obwodu uszkodzonego. Ale nie jest to warunek wystarczający, aby uznać ochronę za skuteczną. Norma PN-IEC 60364-4-41 wymaga, aby ochrona przez samoczynne wyłączanie zasilania spełnia wymagania dotyczące:

• wyłączanie zasilania,

• uziemień przewidzianych dla rozpatrywanego typu układu sieciowego,

• połączeń wyrównawczych.

Samoczynne wyłączanie zasilania obwodu, w którym powstało uszkodzenie izolacji między częścią czynną i częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym tego obwodu, powinno nastąpić, gdy napięcie między tymi częściami a stanowiskiem w odległości poziomej równej 1 m, zwanym napięciem dotykowym, przekroczy wartość dopuszczalną długotrwale U_L. Czas samoczynnego wyłączania powinien być tym krótszy, im napięcie dotykowe jest większe, tzn. im napięcie dotykowe jest większe od wartości U_L. W warunkach normalnego zagrożenia porażeniowego U_L wynosi 50 V a.c. lub 120 V d.c. w warunkach zwiększonego zagrożenia porażeniowego ( w warunkach, w których instalacje powinny spełniać wymagania części 7 normy PN-IEC 60364, napięcia U_L mogą mieć wartość 25 V a.c. lub 60 V a.c., a nawet 12 V a.c. lub 30 V d.c.).

Najdłuższe czasy samoczynnego wyłączania zasilania uszkodzonego obwodu są również uzależnione od: typu sieci, napięcia znamionowego sieci, sposobu użytkowania urządzeń i wartości U_L.

W układzie TN maksymalne czasy wyłączania obwodów odbiorczych, zasilających bezpośrednio lub za pośrednictwem gniazd wtyczkowych urządzenia I klasy ochronności (izolacja obudowy jedynie podstawowa dołączona do zacisku PEN - sieć TN-C lub PE - sieć TN-S) ręczne lub przenośne do ręcznego przemieszczania w czasie ich obsługi zestawiono w tabeli I.1.

Tabela 1. Maksymalne czasy wyłączania obwodów zasilających urządzenia I klasy, ręczne lub przenośnych do ręcznego przemieszczania w czasie obsługi, zasilanych z obwodu pracującego w układzie TN.

Napięcie znamionowe obwodu względem ziemi Uo (V)	Maksymalny czas wyłączania (s)
		UL = 50 V	UL = 25 V
120	0,8	0,35
230	0,4	0,20
277	0,4	0,20
400	0,2	0,05
400, 480	0,1	0,05
580	0,1	0,02^1)
^1) Jeżeli nie można zapewnić takiego czasu wyłączania, konieczne jest zastosowanie innych środków ochrony ( np. połączeń wyrównawczych)

Dopuszcza się, aby czasy samoczynnego wyłączania zasilania były dłuższe od podanych w tabeli 1., lecz nie przekraczały 5 s w obwodach:

• rozdzielczych,

• odbiorczych zasilających urządzenia stacjonarne, jeżeli inne obwody odbiorcze, dla których czas wyłączania podano w tabeli 1., są przyłączone do wspólnej rozdzielnicy w sposób spełniający jeden z następujących warunków:

• impedancja obwodu między rozdzielnicą i punktem, w którym przewód ochronny jest przyłączony do górnej szyny uziemiającej, nie przekracza wartości podanej w RN-60364-4-41 [2] (spadek napięcia nie przekracza wartości U_L) lub

• w rozdzielnicy znajdują się połączenia wyrównawcze miejscowe, przyłączone do tych samych części przewodzących obcych, co połączenia wyrównawcze główne.

Jeżeli z rozdzielnicy zasilane są obwody odbiorcze odbiorników stacjonarnych i odbiorników ręcznych i podobnych oraz nie można spełnić wymagań zaznaczonych wyżej kropkami, to dla odbiorników stacjonarnych należy zastosować czas wyłączenia zasilania taki sam, jak dla odbiorników ręcznych.

Dla uzyskania wymaganego czasu wyłączania konieczne jest spełnianie warunku:

TN

ZS x Ia ≤ U0

[ 1 ]

w którym:

Z_S impedancja obwodu zwarcia jednofazowego, w Ω,

I_a prąd wyłączający (powodujący samoczynne wyłączanie zasilania w wymaganym czasie), w [A],

U_O napięcie znamionowe względem ziemi, w [V].

W układzie TT maksymalny czas samoczynnego wyłączania zasilania wynosi 5 s przy stosowaniu bezpieczników lub czas zadziałania zabezpieczenia bezzwłocznego.

Dla uzyskania wymaganego czasu samoczynnego wyłączania zasilania konieczne jest spełnienie warunku:

TT

RA x Ia ≤ UL

[ 2 ]

w którym:

R_A - rezystancja bezpośredniego uziemienia części przewodzącej dostępnej stwarzającej zagrożenie, w Ω

I_a - prąd wyłączający, w A,

U_L - największe dopuszczalne długotrwale napięcie dotykowe, w V.

W układzie IT, przy pojedynczym zwarciu z ziemią, ze względu na małą wartość prądu doziemnego, zwykle napięcie dotykowe nie przekracza wartości dopuszczalnej długotrwale U_L. Aby być pewnym, że tak będzie, zawsze wystarczy spełnić warunek (2), przy czym obliczana rezystancja R_A dla układu IT jest znacznie większa od obliczanej dla układu TT. Ten warunek jest w rzeczywistości wystarczający, jeżeli nie dopuści się do powstania zwarcia podwójnego (np. poprzez zwarcie pojedyncze będzie sygnalizowane i w możliwie krótkim czasie wyłączone). Jeżeli możliwe jest wystąpienie zwarcia podwójnego, wymagane jest samoczynne wyłączenie zasilania obwodu zwarciowego w czasie odczytanym z tabeli I.2.

Tabela 2. Maksymalne czasy samoczynnego wyłączania zasilania obwodów zwarć
podwójnych w układach IT

Uo/U (V)	Maksymalny czas włączania (s)
		w sieci bez przewodu neutralnego		w sieci z przewodem neutralnym
		UL = 50 V	UL = 25 V	UL = 50 V	UL = 25 V
120/240	0,8	0,4	5,0	1,0
230/400	0,4	0,2	0,8	0,5
400/690	0,2	0,06	0,4	0,2
580/1000	0,1	0,02^1)	0,2	0,08
^1)Jeżeli nie można zapewnić takiego czasu wyłączania, konieczne jest zastosowanie innych środków ochrony, np. połączeń wyrównawczych. Uo - napięcie fazowe, U - napięcie międzyfazowe.

Dla uzyskania wymaganego czasu samoczynnego wyłączenia zasilania przy zwarciach podwójnych należy spełnić warunki:

• jeżeli nie jest stosowany przewód neutralny

IT

[ 3 ]

• jeżeli jest stosowany przewód neutralny

IT

[ 4 ]

w których: U₀ i I_a oznacza, jak we wzorach [1] i [2], napięcie względem ziemi i prąd wyłączający, a Z_SP - impedancja nie całego obwodu zwarcia podwójnego, a jedynie impedancja części tego obwodu obejmująca odpowiednio przewód fazowy i przewód ochronny obwodu lub przewód neutralny i ochronny obwodu.

Wykonanie uziemień, niezbędnych dla pozytywnej oceny ochrony przez samoczynne wyłączanie zasilania, powinno doprowadzić do sytuacji, w której wszystkie części przewodzące dostępne będą miały potencjał zbliżony do potencjału ziemi. Dlatego dostępne części przewodzące powinny być połączone uziemionym przewodem ochronnym PE w sposób określony dla każdego typu układu sieciowego. Rozróżnia się przy tym dwa typy uziemień, oznaczonych symbolami R_B i R_A. Uziemienia R_B (uziemienia punktów neutralnych sieci i przewodów PEN oraz PE w sieci typu TN) nie są elementami właściwego obwodu zwarciowego, a służą głównie do przeniesienia potencjału ziemi na przewody PE zarówno w warunkach normalnej pracy urządzeń elektrycznych, jak i przy uszkodzeniu ich izolacji. Wyjątkiem od tej reguły jest uziemienie punktu neutralnego oznaczone R_B w układzie TT oraz uziemienie tego punktu w układzie TN, gdy wystąpi zwarcie doziemne z pominięciem przewodu PEN lub PE. Uziemiony R_A (uziemienia bezpośrednie części przewodzących dostępnych) są elementami obwodu zwarciowego w sieciach (obwodach) TT i IT przy pojedynczych uszkodzeniach izolacji i ich rezystancja musi być ograniczona w stopniu pozwalającym zabezpieczeniom obwodu wyłączać samoczynnie zasilanie w wymaganym czasie.

Uziemienia przewodów PEN i PE w sieciach typu TN powinny być wykonywane możliwie często, szczególnie gdy nie wymaga to ponoszenia znacznych kosztów.

Stosowanie połączeń wyrównawczych ma na celu zmniejszyć różnice potencjałów między różnymi częściami obcymi i przewodem ochronnym w całych budynkach oraz dodatkowo w niektórych ich częściach, a także ograniczyć napięcia dotykowe jeżeli przekraczają wartości dopuszczalne długotrwale i nie można wyłączyć w wymaganym czasie odbiorników powodujących ich powstanie. Taką sytuację mogą wywołać prądy upływu pojemnościowego pracujących urządzeń energoelektronicznych mocy, np. energoelektroniczne przemienniki częstotliwości w napędach silników klatkowych.

Omówienie znaczenia i wymagań stawianych połączeniom wyrównawczym powinno być omówione oddzielnie, gdyż jest to temat obszerny.

Ochrona uniemożliwiająca przepływ prądu rażeniowego przy dotyku pośrednim.

Ochrona polegająca na uniemożliwieniu przepływu prądu rażeniowego przy dotyku części przewodzących dostępnych polega w praktyce na doprowadzaniu do znacznego zmniejszenia prawdopodobieństwa uszkodzenia izolacji między częściami czynnymi i częściami przewodzącymi dostępnymi. Uzyskuje się to głównie przez zwiększenie wytrzymałości elektrycznej i mechanicznej tej izolacji oraz przez odseparowanie obwodów i urządzeń odbiorczych od innych obwodów, z których mogłyby być przeniesione niebezpieczne napięcie. Są techniczne środki stosowane ochrony dla pojedynczych urządzeń i obwodów, choć zapewniają wysoki stopień bezpieczeństwa elektrycznego, zastosowanie ich w całej sieci byłoby kosztowne.

Ochrona przez ograniczanie prądu rażeniowego przy dotyku pośrednim polega na wtrąceniu w spodziewany obwód rażeniowy dodatkowych rezystancji i ewentualnie wyrównanie potencjałów, gdy zagrożenie wystąpi na innej od spodziewanej drogi rażenia. Zwykle rezystancją taką jest dodatkowa rezystancja stanowiska, łączy się ją połączeniami wyrównawczymi części jednocześnie dostępne na drodze ręka-ręka. Powierzchnie stanowiące dodatkowe rezystancje muszą spełniać wymagania dotyczące ich wartości przez cały czas stosowania (50kΩ w instalacjach o fazowym napięciu znamionowym nie przekraczającym 500V i 100kΩ w instalacjach o napięciu powyżej 500V).

Ochrona przez ograniczenie prądów rażeniowych stosowana jest tylko w ograniczonym zakresie, gdyż dopuszcza ona do powstania napięcia U_ST i nie likwiduje tego napięcia, a uzyskanie trwałości parametrów elektrycznych i mechanicznych powierzchni, które mają zachować wysoką rezystancję jest często trudne w praktyce. Napięcie pomiędzy izolowanym stanowiskiem a uziomem może być znaczącą wartość, dlatego należy zachować szczególną ostrożność przy wchodzeniu lub opuszczaniu takiego stanowiska przez pracownika.

2. Ochrona przeciwporażeniowa pośrednia (dodatkowa) realizowana poprzez samoczynne odłączenie napięcia zasilania.

2.1. Wyłączniki nadprądowe a skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.

W instalacjach elektrycznych w przypadku pojawienia się na obudowie urządzenia napięcia mogącego doprowadzić do porażenia prądem elektrycznym, tj. wyższego od dopuszczalnego długotrwale napięcia dotykowego U_L, mamy do czynienia ze zwarciem o pomijalnej impedancji pomiędzy przewodem fazowym a przewodem ochronnym lub obudową. Z takim przypadkiem możemy mieć do czynienia w dowolnym miejscu instalacji. Płynący na skutek zwarcia prąd musi spełnić warunek samoczynnego wyłączenia napięcia w odpowiednim czasie. Do wyłączenia prądów zwarciowych służą między innymi, popularne elektromagnetyczne wyłączniki instalacyjne natychmiastowego działania typu S300, S310, S320 produkcji Legrand FAEL [3].

Charakterystyki czasowo-prądowe wyłączników nadprądowych.

Aby nastąpiło samoczynne wyłączenie zasilania przez urządzenie przetężeniowe (S300, S310, S320), ich charakterystyki działania muszą być właściwie dobrane na etapie projektowym. Dotyczy to szczególnie wartości prądów zadziałania wyzwalaczy bezzwłocznych. Dobranie do instalacji aparatu nadprądowego wiąże się ściśle z jego charakterystyką czasowo-prądową. Na podstawie ww. charakterystyk można określić współczynnik stosowany przy sprawdzeniu skuteczności działania zastosowanego zabezpieczenia bezzwłocznego w instalacji.

Tabela 3. Wymagania stawiane wyzwalaczom wyłączników nadprądowych przez PN-IEC 60898.

Próba	Typ wyłącznika	Prąd probierczy	Warunki początkowe	Granice czasu zadziałania lub niezadziałania	Wynik próby	Uwagi
1	B,C,D	1,13 In	stan zimny	t ≥ 1 h (dla In ≤ 63A) t ≥ 2 h (dla In > 63A)	bez zadziałania
2	B,C,D	1,45 In	bezpośrednio po próbie 1	t ≥ 1 h (dla In ≤ 63A) t ≥ 2 h (dla In > 63A)	zadziałanie	prąd zwiększany płynnie przez 5s
3	B,C,D	2,55 In	stan zimny	1 s < t < 60 s (dla In ≤ 32A) 1 s < t < 120 s (dla In > 32A)	zadziałanie
4	B C D	3 In 5 In 10 In	stan zimny	t ≥ 0,1 s	bez zadziałania	prąd płynący po zamknięciu obwodu łącznikiem pomocniczym
5	B C D	5 In 10 In 20 In	stan zimny	t < 0,1 s	zadziałanie	prąd płynący po zamknięciu obwodu łącznikiem pomocniczym

Na rys. 3. przedstawiono przykładowe charakterystyki prądowo czasowe wyłączników nadprądowych natychmiastowego działania. Oś A przedstawia czas zadziałania wyłącznika przy określonej krotności prądu nominalnego przepływającego przez wyłącznik przedstawionego na osi B. Natychmiastowe zadziałanie wyłącznika nastąpi odpowiednio przy prądach ok. 19I_N i 23I_N. Są to wyłączniki innego rodzaju, wykonane nie wg normy PN-IEC 60898, tab. 3. Są to charakterystyki wyłączników typu D.




Rys.2 Wykresy przedstawiają charakterystyki wyzwalania wyłączników nadprądowych, które można stosować do zabezpieczenia silników.

Norma PN-IEC 60898 nie jest wprowadzona odpowiednim aktem prawnym do obowiązkowego stosowania, dlatego można także stosować wyłączniki o innych charakterystykach, jeśli zapewniają skuteczniejszą ochronę niż wykonane zgodnie z cytowaną normą.

Rodzaje i dobór wyłącznika nadprądowego.

Podstawę odniesienia w tym przypadku stanowi norma PN-IEC 60898, która w rozdziale 6.5. (tabela nr II.1.) przedstawia zależności czasowo-prądowe wyzwalaczy zwłocznych i bezzwłocznych wyłączników nadprądowych, wykonanych na prądy do 125A. Informacje zawarte w tabeli dotyczą wyłączników nadprądowych o dwóch rodzajach wyzwalaczy. Pierwszy z nich jest rodzajem wyzwalacza przeciążeniowego, tzw. zwłocznego, wykorzystującego w działaniu fizyczne właściwości bimetalu. Drugi należy do wyzwalaczy zwarciowych, bezzwłocznych, opartych na pracy elektromagnesu. Na podstawie danych z tabeli można wykreślić przebieg charakterystyki czasowo-prądowej pasmowej wyłączników. Przy doborze wyłącznika natychmiastowego działania B,C lub D należy kierować się zasadą, aby przy wystąpieniu prądu zwarciowego, impedancja zwarciowa umożliwiła przepływ prądu zwarciowego o maksymalnej wartości zapewniającej natychmiastowe zadziałanie wyłącznika (tj. poniżej 0.1s). Dla wyłącznika typu D stosowanego przy zasilaniu silników większych mocy o ciężkim rozruchu prąd zwarciowy umożliwiający jego natychmiastowe zadziałanie będzie miała wartość 50xI_N.

2.2. Bezpieczniki topikowe a skuteczność ochrony przeciwporażeniowej.

Charakterystykę wyłączania bezpiecznika opisują zależności między szybkością wyłączania a wartością prądu. Są tu dwie podstawowe grupy: bezpieczniki szybkie i zwłoczne. Wersję szybką stosuje się w szczególnych przypadkach, gdy prąd trzeba przerwać jak najszybciej, np. na wejściu przyrządów pomiarowych, urządzeń energoelektronicznych. Są one czasem niezbędne ze względów bezpieczeństwa. Pojęcie szybkiego działania bezpiecznika topikowego należy rozumieć w ten sposób, że przepalenie się bezpiecznika nastąpi przy mniejszej krotności prądu nominalnego, w określonym przez warunki eksploatacji urządzenia czasie, np. 0.2s (patrz tab.2.). Tym mniejsza będzie krotność prądu przepalenia się bezpiecznika im szybszy będzie bezpiecznik. Bezpieczniki szybkie są droższe od zwłocznych, dlatego należy rozważyć konieczność ich zastosowania.

Bezpieczniki zwłoczne potrzebne są w przypadkach, gdy odbiornik pobiera wysoki prąd w chwili rozruchu, np. silnik przy włączaniu. Zwiększony prąd przy załączaniu pobierają także transformatory.

Zastosowanie bezpieczników jako ochrony pośredniej wyczerpuje konieczność powstania widocznej przerwy galwanicznej po zadziałaniu tego zabezpieczenia. Odbiornik elektryczny spełnia warunki ochrony przeciwporażeniowej jeśli prawidłowo zastosowana jest jednocześnie ochrona podstawowa. Norma PN-EN 60364, określająca zasady stosowania środków ochrony przeciwpożarowej nie narzuca konieczności stosowania uzupełniającej ochrony poprzez stosowanie np. wysokoczułych wyłączników różnicowo-prądowych (I_r = 30mA).

Panująca „moda techniczna” na powszechne stosowanie tej uzupełniającej ochrony z użyciem wysokoczułych wyłączników różnicowoprądowych w instalacjach domowych przeniosła się do instalacji przemysłowych. Prowadzi to często do niezasadnego wyłączania urządzeń i maszyn w instancjach przemysłowych, a tym samym strat ekonomicznych. Ponowne włączenie maszyny roboczej wskutek zadziałania takiego zabezpieczenia powinno być dokonane przez służby elektryczne odpowiedzialne za stan techniczny urządzeń. Należy zawsze starać się zidentyfikować przyczynę zadziałania takiego zabezpieczenia Urządzenia przemysłowe są one często generatorami znacznych prądów upływu w normalnych warunkach eksploatacji. Prądy te mogą powodować często dość przypadkowe wyłączanie urządzenia. W takich przypadkach należy zrezygnować ze stosowania wysokoczułego wyłącznika różnicowoprądowego jako uzupełniającej ochrony przeciwporażeniowej i przykładowo zastosować wyłącznik różnicowoprądowy o większych prądach od 30mA, np. 100mA. Taki wyłącznik będzie pracował jako zabezpieczenie przeciwpożarowe, chociaż także w wielu przypadkach będzie też chronił człowieka. Należy pamiętać, że urządzenia przemysłowe mogą różnorodnie oddziaływać na sieć zasilania, szczególnie teraz przy dużym nasyceniu instalacji odbiornikami nieliniowymi. Dlatego zamiast technicznych środków ochrony coraz większe znaczenie mają środki organizacyjne, np. szkolenia BHP, instrukcje obsługi maszyn itp.

Oczywiście dotknięcie się przez człowieka części czynnej przewodzącej będącej pod napięciem w czasie normalnej pracy urządzenia (maszyny) spowoduje porażenie człowieka. Nie zadziała ochrona dodatkowa i nie nastąpi odłączenie zasilania odbiornika jeśli nie zastosowano ochrony uzupełniającej z odpowiednim wyłącznikiem różnicowoprądowym. Pytanie tylko jak doszło do usunięcia izolacji z przewodu będącego pod napięciem lub jak doszło do usunięcia (otwarcia) obudowy (osłony) urządzenia, a więc uszkodzenia (usunięcia) ochrony podstawowej? Jeśli to zrobił ktoś świadomie lub nieświadomie np. przez zaniedbanie, to sprawa nosi znamiona przestępstwa. Nastąpiło świadome lub nieświadome zagrożenie zdrowia, a nawet życia innych osób.

Charakterystyki czasowo-prądowe bezpieczników topikowych.

Dla omówienia własności ochronnych bezpieczników topikowych należy zdefiniować ich parametry. Ich definicje przytoczono poniżej [7].

Napięcie znamionowe - to największe trwałe napięcie, oraz jego charakter (zmienne lub stale), przy którym można stosować dany bezpiecznik.

Prąd znamionowy - to wartość prądu roboczego, do którego przystosowany jest dany bezpiecznik. Jest on nieco mniejszy od prądu, jaki może trwale płynąć bez zadziałania bezpiecznika. Różnice między tymi wartościami są zróżnicowane, zależnie od standardu wytwarzania, np. CSA, IEC, UL. W dalszej części opracowania wykorzystywane są definicje stosowane w normach opartych na standardzie międzynarodowym IEC.

Charakterystyka wyłączania - opisuje zależność między szybkością wyłączania a wartością prądu. Są tu dwie podstawowe grupy: bezpieczniki szybkie i zwłoczne. Wersje szybką stosuje się w poszczególnych przypadkach, gdy prąd trzeba przerwać jak najszybciej - np. na wejściu zasilania wielu urządzeń elektronicznych lub energoelektronicznych. Są one czasem niezbędne ze względów bezpieczeństwa, np. jeśli wartość impedancji zwarciowej jest zbyt duża i uniemożliwia stosowanie bezpieczników zwłocznych. Bezpieczniki zwłoczne potrzebne są w przypadkach, gdy odbiornik pobiera wysoki prąd w chwili rozruchu, np. silnik załączany bezpośrednio z sieci zasilania, transformator zwłaszcza toroidalny.

Zdolność łączeniowa - to najwyższy prąd, jaki dany bezpiecznik może przerwać przy danym napięciu zasilania, bez ryzyka wystąpienia przebicia lub stopienia jego obudowy. Specyfikacja zdolności łączeniowej może obejmować np. wartość prądu przerwania, wartość napięcia roboczego i jego rodzaj (zmienne lub stałe). Zdolność łączeniowa musi być dobrana biorąc pod uwagę warunki ekstremalne, np. przy zwarciach należy się liczyć z maksymalnym prądem jaki może popłynąć ze źródła.

Charakterystyki bezpieczników są znormalizowane. W standardzie IEC wyróżnia się typ FF (bardzo szybki), F (szybki), M (dość szybki), T (opóźniony), i TT (zwłoczny). W standardzie UL są np. T-D (opóźniony) i D (zwłoczny), rys.3.




Rys.3 Charakterystyki zależności czasu przepalenia od krotności prądu nominalnego dla różnych typów bezpieczników topikowych wg standardu IEC.

W normie PN-EN60269-1:2001 [DIN VDE 0636, (IEC 60269)] dla niskiego napięcia bezpieczniki łączy się w grupy klasyfikując je w zależności od pełnionej funkcji charakterystyk roboczych. Rozróżnia się dwa zakresy wyłączania oraz stosuje się odpowiednie oznaczenie wkładek bezpiecznikowych. Pierwsza litera oznacza zakres wyłączania:

g - wkładka topikowa o pełnym zakresie zdolności wyłączania,

a - wkładka topikowa o częściowym zakresie zdolności wyłączania.

Druga litera (znak dwuliterowy) oznacza kategorię użytkowania, np:

G - powszechne zabezpieczenie kabli i instalacji kablowych, ogólne zastosowania,

M - zabezpieczenie wyłączników, przełączników i silników,

R - zabezpieczenie półprzewodników,

B - bezpieczniki główne (zabezpieczenie główne),

Tr - zabezpieczenie transformatorów.

Oznaczenia wkładek topikowych mają postać:

gG/gL - wkładka topikowa o pełnym zakresie zdolności wyłączania przeznaczona do ogólnych zastosowań,

aM/gM - wkładka topikowa o częściowym/pełnym zakresie zdolności wyłączania przeznaczona do zabezpieczania obwodów silnikowych.

Wkładki typu aR lub gR są szeroko stosowane przy zabezpieczeniu elementów półprzewodnikowych i urządzeń elektronicznych oraz energoelektronicznych. Przykładowe charakterystyki czasowo-prądowe wkładek bezpiecznikowych przedstawiono na rys.4.

Jeśli wkładka bezpiecznikowa nie ma specjalnych oznaczeń to jest przeznaczona do pracy przy prądach przemiennych o częstotliwościach 45-62 Hz.




Rys.4. Wykresy charakterystyk wybranych rodzajów bezpieczników stosowanych zabezpieczeniach instalacji napędów z przekształtnikami półprzewodnikowymi.

Parametrem charakteryzującym zdolności wyłączania prądów wkładkę bezpiecznikową jest także podawana przez producenta charakterystyka całki prądu (całki Joule'a) I²t. Dla pracy przedłukowej obrazuje ona najmniejszą wartość ciepła wydzielonego, które morze wystąpić w eksploatacji od czasu poniżej 0,1s, aż do czasu odpowiadającego znamionowej zdolności wyłączania [6].

Definicję całki prądu I²t przedstawia wyrażenie poniżej:

[ 5 ]

2.3. Zasady doboru wyłącznika nadprądowego lub wkładki bezpiecznikowej
i przykładowe obliczenia.

Układ sieci zasilania typu TN.

Pomiar impedancji pętli zwarcia jest podstawowym pomiarem w ocenie skuteczności ochrony przed dotykiem pośrednim w obwodach układu sieciowego TN z zabezpieczeniami przetężeniowymi (samoczynne wyłączenie zasilania). Impedancja pętli zwarciowej powinna mieć tak małą wartość, aby prąd zwarciowy płynący w pętli zwarciowej osiągnął dostatecznie dużą wartość zapewniającą zadziałanie przetężeniowych urządzeń ochronnych w wymaganym krótkim czasie, np. 0,2s; 0,4s; czy do 5s.

Przed przystąpieniem do wyboru zabezpieczenia przetężeniowego należy ustalić:

• Maksymalny czas wyłączenia zasilania dla danego znamionowego napięcia fazowego (w stosunku do ziemi) U₀ i dopuszczalnego długotrwałego napięcia dotyku U_L (z tablicy maksymalnych czasów wyłączania obwodów pracujących w układzie TN, wg normy PN-IEC60364).

• Korzystając z charakterystyk czasowo prądowych i danych znamionowych urządzeń ochronnych (wkładki topikowe, wyłączniki nadmiarowo prądowe) ustalamy wartość prądu I_a powodującego samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w czasie ustalonym w poprzednim punkcie.

Prądy wyłączalne wkładek topikowych odczytujemy z ich charakterystyk pasmowych.

Mając na uwadze utrudnione odczytywanie wartości liczbowych z charakterystyk t=f(i) przedstawianych w skali logarytmicznej często podaje się je w postaci tabelarycznej. W tablicy parametrów technicznych wkładek topikowych podaje się odczytane i wyliczone wartości maksymalnych prądów zadziałania (przepalenia) wkładek topikowych dla czasów 0,2s; 0,4s; 5s.

Dla elektromagnetycznych wyłączników nadmiarowo-prądowych, np. typu S190 prąd wyłączalny obliczany ze wzorów:

I_a = 3I_n dla wyłączników o charakterystyce A,

I_a = 5I_n dla wyłączników o charakterystyce B,

I_a = 10I_n dla wyłączników o charakterystyce C,

I_a = 20I_n dla wyłączników o charakterystyce D

Korzystając z zależności;

TN

[ 6 ]

gdzie: Z_s - impedancja pętli zwarcia w [Ω], U₀ - napięcie znamionowe względem ziemi w [V], I_a - prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w [A].

obliczamy dopuszczalną maksymalną wartość impedancji pętli zwarciowej, gwarantującej samoczynne wyłączenie zasilania w danym czasie.

Przykład.1

Silnik elektryczny o mocy 6kW i napięciu znamionowym U = 3x400V/3x230V zabezpieczony jest wkładką topikową zwłoczną WT-1/gG32A i jest zainstalowany na wolnym powietrzu do napędu wentylatora.

Ocenić skuteczność ochrony przeciwporażeniowej pośredniej, jeżeli zmierzona wartość impedancji pętli zwarciowej Z_Spom wynosi 0,6Ω.

Dane liczbowe:

U₀ = 230V, U_L = 25V (warunki o zwiększonym zagrożeniu - przestrzeń otwarta, dostęp osób postronnych), Z_Spom = 0,6Ω, I_n = 32A dla wkładki WT-1/gG

Z tablicy maksymalnych czasów wyłączania obwodów pracujących w układzie TN dla U₀ = 230V i U_L =25V odczytujemy czas 0,2s.

Z tablicy parametrów technicznych wkładki typu WT-1/gG o prądzie znamionowym I_n = 32A odczytujemy prąd samoczynnego zadziałania dla czasu 0,2s, I_a = 290,3A. Prąd I_a bezpiecznika możemy także wyznaczyć na podstawie podanego przez producenta współczynnika k = I_a/I_n, dla analizowanego przypadku odczytana wartość k =9,0.

Obliczona dopuszczalna wartość impedancji Z_S:

TN

[ 7 ]

Wniosek:

Ochrona przeciwporażeniowa jest skuteczna ponieważ wartość impedancji zmierzonej jest mniejsza od wartości impedancji dopuszczalnej.

TN

ZSpom < ZS   (0,6Ω < 0,79Ω)

[ 8 ]

W analizowanym przykładzie skuteczną ochronę przeciwporażeniową spełnią także wyłączniki nadprądowe (nadmiarowo prądowe, przetężeniowe) natychmiastowego działania typu B i C. Nie zapewnia jej wyłącznik typu D (Z_S = 230V/32A x 20 =0,36Ω).

Układ sieci zasilania typu TT.

Pomiar rezystancji uziemienia ochronnego R_A jest podstawowym pomiarem w ocenie skuteczności przed dotykiem pośrednim w układzie sieci TT, przy zastosowaniu jako środka ochrony samoczynnego wyłączenia zasilania.

Rezystancja uziemienia R_A, powinna mieć na tyle małą wartość, aby prąd zwarciowy płynący przez rezystancje uziemienia uziomu i rezystancję przewodów łączących uziom z częściami przewodzącymi dostępnymi (obudowy metalowe) nie powodował powstania napięcia dotyku większego niż napięcie bezpieczne w danych warunkach środowiskowych U_L (np. 50V lub 25V).

Przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów należy ustalić:

• Warunki środowiskowe, w oparciu o które przyjmujemy U_L = 50V dla warunków normalnych i U_L = 25V dla warunków o zwiększonym zagrożeniu.

• Korzystając z charakterystyk czasowo-prądowych i danych znamionowych urządzeń ochronnych (wkładki topikowe, wyłączniki instalacyjne nadmiarowo prądowe), ustalamy wartość prądu I_a powodującego samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w czasie do 5 s.

Korzystając z zależności;

TT

[ 9 ]

gdzie: R_A - rezystancja uziemienia ochronnego uziomu wraz z rezystancją przewodów łączących uziom z chronionymi częściami przewodzącymi obcymi w Ω, I_a - prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia w [A] w czasie do 5s, U_L - dopuszczalna w danych warunkach środowiskowych wartość napięcia dotykowego w [V].

obliczamy dopuszczalną wartość uziemienia ochronnego R_A, które nie zawsze zapewnia wyłączenie urządzeń nadmiarowo prądowych. Z reguły w sieci TT prąd zwarciowy nie osiąga wartości prądu wyłączającego I_a , a skuteczność ochrony jest zapewniona przez obniżenie napięcia dotykowego do wartości nie większej od napięcia U_L.

Przykład 2

Silnik elektryczny o mocy 6kW i napięciu znamionowym U = 3x400V/3x230V zabezpieczony jest wkładką topikową zwłoczną WT-1/gG-32A i zainstalowany jest w hali produkcyjnej przy obrabiarce.

Ocenić skuteczność ochrony przeciwporażeniowej jeżeli zmierzona wartość rezystancji uziemienia ochronnego wynosi 1Ω. Uziom ochronny jest wykonany jako pojedynczy uziom poziomy. Grunt w czasie pomiaru był wilgotny.

Dane liczbowe:

K_R = 2,2 - współczynnik odczytany z tablicy wartości sezonowych zmian rezystywności gruntu dla gruntu wilgotnego,

U_L = 50V - warunki środowiskowe normalne, I_n = 32 A - dla wkładki WT-1/gG.

R_Apom = 1Ω R_E = K_R × R_Apom  = 2,2 × 1 = 2,2Ω (obliczona wartość rezystancji uziemienia ochronnego)

Z tablicy parametrów technicznych wkładek topikowych, dla wkładki WT-1/gG I_n = 32A odczytujemy dla czasu t = 5 s wartość prądu I_a = 148,7A.

TT

[ 10 ]

Ochrona przeciwporażeniowa nie jest skuteczna ponieważ obliczona wartość wartość rezystancji uziomu R_E (uwzględniającej stan gruntu) jest większa od wartości rezystancji dopuszczalnej.

TT

RE  > RA   (2,2Ω > 0,34Ω)

[ 11 ]

Aby ochrona przed dotykiem pośrednim za pomocą samoczynnego wyłączenia była skuteczna należy zastosować urządzenie ochronne różnicowoprądowe.

Układ sieci zasilania typu IT.

Przy pojedynczym zwarciu z ziemią w układzie IT nie wymaga się samoczynnego wyłączenia zasilania gdy sieć wyposażona jest w urządzenie do kontroli stanu izolacji (UKSI) oraz sygnalizację pojedynczego zwarcia i o ile spełniony jest warunek:

IT

[ 12 ]

gdzie: R_{A pom} - wartość zmierzonej rezystancji, I_d - wartość pojedyńczego prądu zwarcia z ziemią w [A], U_L - dopuszczalna wartość napięcia dotykowego w [V].

Prąd I_d pojedynczego zwarcia z ziemią można wyznaczyć metodą pomiarową przez celowe wykonanie zwarcia doziemnego jednej fazy.

Jeżeli urządzenie UKSI nie działa na wyłączenie, to należy sprawdzić za pomocą pomiarów lub obliczeń czy są spełnione warunki zapewniające samoczynne wyłączenie zasilania przy zwarciach podwójnych. Zależnie czy sieć jest z przewodem neutralnym N, czy też jest bez tego przewodu impedancja pętli zwarcia powinna odpowiednio spełniać nierówności 3 i 4.

Opracowanie nie obejmuje omówienia przeciwporażeniowej ochrony uzupełniającej realizowanej obecnie głównie przez stosowanie wyłączników różnicowo prądowych. Stosowanie tych urządzeń ochronnych ma ograniczone zastosowanie przy zabezpieczeniach elektronicznych i energoelektronicznych odbiorników energii. Stosowanie tych zabezpieczeń w układach z przekształtnikami półprzewodnikowymi prowadzi często do nieuzasadnionego zatrzymywania maszyn i znacznych strat gospodarczych, dlatego autor nie jest zwolennikiem powszechnego stosowania tych urządzeń uzupełniającej ochrony przeciwporażeniowej [8]. Stosowanie wyłączników różnicowo prądowych w instalacjach niskonapięciowych jest przedmiotem wielu opracowań [5].

3. Literatura.

[ 1] Dr inż. Witold Jabłoński, Instytut Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej INiPE Ogólne kryteria ochrony przeciwporażeniowej przed dotykiem bezpośrednim i przy dotyku pośrednim, INPE SEP Nr 43/2002.

[ 2] PN-IEC 60364-x-xx Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.

(Wyszukiwanie norm: http://www.pkn.com.pl )

[ 3] A. Białas, Bezpieczniki i wyłączniki nadprądowe. F. Legrand Fael - Opracowanie wewnętrzne, opublikowane w miesięczniku „Elektrosystemy”, 2002.

[ 4] W. Orlik, J. Przybyłowicz, Badania i pomiary eksploatacyjne wurządzeń elektroenergetycznych dla praktyków. Wyd. KaBe Krosno 2000.

[ 5] W.Orlik, Egzamin kwalifikacyjny elektryka w pytaniach i odpowiedziach, Wyd. KaBe Krosno 2001.

[ 6] Poradnik Inżyniera Elektryka, tom 2, WNT, 1997

[ 7] Teoria katalogu ELFA - dział Bezpieczniki, 2003

[ 8] A. Michalski, F. Szczucki i inni, Ochrona przeciwporażeniowa przed dotykiem pośrednim w układach energoelektronicznych, Śląskie Wiadomości Elektryczne 1/2002.

23

Wyłącznik różnicowoprądowy I_Δn ≤ 30mA

Połączenia wyrównawcze

OCHRONA UZUPEŁNIAJĄCA
ochronę podstawową i dodatkową

3

Niebezpieczeństwo przy nieuwadze

Niebezpieczeństwo przy uszkodzeniu środka ochrony

Staranna praca w pobliżu części

czynnych (orranizacyjne środki ochrony)

Środki ochrony przy dotyku

pośrednim (techniczne środki ochrony)

OCHRONA PRZY DOTYKU POŚREDNIM

(OCHRONA DODATKOWA)

2

Uszkodzenie łatwe do rozpoznania

Uszkodzenie trudne do rozpoznania

Części czynne dostępne dla dotyku:
brak osłony, uszkodz. obudowa, itp.

Uszkodzenie izolacji przewodu:
przebicie, nadpalenie, itp.

OCHRONA PRZED DOTYKIEM BEZPOŚREDNIM

(OCHRONA PODSTAWOWA)

1

---