Microsoft Word - Biul

B i u l e t y n

Tarnowskiego Oddziału

Stowarzyszenia Elektryków Polskich.

Nr 17

Tarnów kwiecie 2003

do u ytku wewn trznego

SEP

Do czytelników

Wydawca:

Zarz d Oddziału

Tarnowskiego SEP
Tarnów ul. Rynek 10

tel. 621-55-29

KOLEGIUM

REDAKCYJNE:

Red. Nacz. mgr in .
A. Wojtanowski,

Redaktorzy działów:
mgr in . B.Kurowski

A. Liwo,

Zdj cia wykonuje:

Za tre ogłosze

Redakcja nie ponosi

adnej

odpowiedzialno ci

Na pierwszych stronach Biuletynu dzielimy si z

Pa stwem informacj dotycz c ycia Oddziału.

Z wielkim alem powiadamiamy o mierci naszego kolego

Franciszka Sumery.

Prezentujemy artykuł naszego kolegi o Niebieskim

Laserze, który jest wielkim osi gni ciem polskiej nauki.

Kontynuujemy artykuł dotycz cych szeroko poj tego

elektrobezpiecze stwa

Aby uatrakcyjni Biuletyn proponujemy Pa stwu k cik

„aforyzmów ...”. Zapraszamy do współpracy.

yczymy Pa stwu ciekawej lektury i miłego wypoczynku

Zarz d Tarnowskiego Oddziału SEP
Kolegium Redakcyjne Biuletynu

Z ycia Oddziału

W dniu 15. lutego odbył si tradycyjny noworoczny bal w którym wzi ł udziało ok.

70 członków i sympatyków Tarnowskiego Oddziału SEP

Ogłoszono drug edycj konkursu prac dyplomowych Pa stwowej Wy szej Szkoły

Zawodowej w Tarnowie w dziedzinie szeroko poj tej elektryki. Po wst pnej

weryfikacji do konkursu zakwali fikowano 6 najwarto ciowszych i najbardzi ej

przydatnych w przyszło ci prac dyplomowych. Komisja konkursowa działa pod

przewodni ctwem kol. Bolesława Kurowskiego. Nad organizacj konkursu czuwa

kol. Marian Strzała. Rozwi zani e konkursu przewidywane jest na koniec kwietnia

br.

Bardzo aktywnie wł czyli si członkowie Oddziału do prac Izby In ynierów

Budownictwa /IIB/. I tak kol. Antoni Kawik został wybrany członkiem Prezydium

Zarz du Małopolskiej Okr gowej IIB, natomiast kol. Janusz Krzysztof został

wybrany członkiem Rady Małopolskiej Okr gowej IIB.

Prezes Oddziału SEP zadeklarował pomoc w zakresie organizacji punktu

inform acyjnego w biurze SEP, który obsługiwałby region tarnowski a tak e

udost pnienia łam Biuletynu T/O SEP do publikowania informacji IIB.

6.03. odbyło si pierwsze – z planowanych w tym roku trzech – sympozjum pod

hasłem „SEP-owskie spotkania ektroinstalacyjne”. Udział wzi ło ok. 90 osób

głównie przedstawici eli zakładów elektroinstalatorskich. Organizatorem spotka jest

O rodek Szkolenia SEP pod kierunkiem kol. Anatola Wesołowskiego

Impreza ta została pomy lana jako cykl spotka szkoleniowo-dyskusyjnych.

18.03. odbyło si pierwsze w tym roku posiedzenie Zarz du Oddziału na którym

mi dzy innymi przyj to:

−

sprawozdanie finansowe Oddziału za 2002 r w tym sprawozdanie

Izby Rzeczoznawców i O rodka Szkolenia

−

uchwały o dofinansowaniu imprez organi zowanych przez Koła SEP ,

−

inform acj o składkach członkowskich,

−

inform acj o działalno ci Rady Nadzorczej nad Komisjami

Kwali fikacyjnymi

−

harmonogram imprez planowanych do realizacji w pierwsze półroczu

2003 r.

Zarz d tak e rozpatrzył pozytywnie 11 deklaracji nowych członków SEP.

20.03. w Warszawie miało miejsce spotkanie na temat dotychczasowych

do wiadcze w działaniach Komisji Kwalifikacyjnych oraz zada organizacyjnych

czekaj cych w najbli szym czasie w zwi zku z konieczno ci wyst pienia do

Urz du Regulacji Energetyki o powołanie Komisji Kwalifikacyjnych na kolejn

kadencj . W spotkaniu udział wzi li:

−

kol. Antoni Maziarka – Prezes Oddziału,

−

kol. Anatol Wesołowski – przewodnicz cy Komisji Kwalifikacyjnej nr

262,

−

kol. Ryszard Nowak - przewodnicz cy Komisji Kwalifikacyjnej nr 263,

Ry s.1 Widmo promieniowania ciała doskonale
czarnego

−

kol. Jan Sznajder – odpowiedzialny w Zarz dzie Oddziału za prace

O rodka Szkoleniowego,

−

kol. Antoni Kawik – przewodnicz cy Rady Nadzorczej Nad Komisjami

Kwali fikacynymi,

−

kol. Jan Kozioł - członek Komisji Kwalifikacyjnej nr 262.

Problematyk dalszego działani a Komisji Kwalifikacyjnych i nowych uwarunkowa

prawnych omówili przedstawi ciele Ministerstwa Gospodarki, Urz du Integracji

Europejskiej, Urz du Regulacji Energetyki i Zarz du Głównego SEP.

2.04.2003 r odbyło si spotkanie w AGH w sprawie powołania Rady Programowej

cyklu seminariów po wi conych jako ci energii elektrycznej organizowanych w

ramach europejskiego programu dydaktycznego – Leonardo Pawer Quality Initative

(LPQI). Do prac w Radzie Programowej został zaproszony Prezes Tarnowskiego

Oddziału SEP.

W spotkaniu udział wzi li prezesi kilku oddziałów SEP, przedstawiciel e wy szych

uczelni technicznych oraz przemysłu. Na spotkaniu tym kol. Antoni Maziarka

zadekl arował zorganizowanie przez Tarnowski Oddział SEP seminarium w miesi cu

pa dzi erniku 2003r. Organizacj seminarium podj ł si kol. Stanisław Kozioł.

Z ałobnej karty

p. In . Franciszek Sumera

Z gł bokim alem informujemy, e w dniu

30.10.2002 r. na Wieczn Wart odszedł Nestor

tarnowskich elektryków i skautów – in . Franciszek

Sumera.

Nasz serdeczny Druh i Kolega urodził si

29.03.1913 r. w Trzebini. Szkoł powszechn i

gimnazjum ko czy w Tarnowie. Dyplom in yniera

uzyskuje w 1950 r. Pracuj c w Bielsku – Białej w fabryce

Schwabego (pó niej Indukta) opracowuj e projekt

wst pny fabryki silników elektrycznych zlokalizowanej w

Tarnowie. Pod Jego merytorycznym nadzorem został

zrealizowany i uruchomiony pierwszy et ap „FSE

TAMEL”. Tej fabryce po wi cił 50 lat swojego ycia.

Prostolinijny i rzetelny w post powaniu stawiał sobie

wysokie wymagania a równocze nie yczliwy i wra liwy na problemy yciowe

przyjaciół. Był niekwestionowanym autorytetem moralnym dla wszystkich, którzy Go

znali. Za swoje osi gni cia był odznaczony Złotym Krzy em Zasługi, Krzy em

Kawal erskim Orderu Odrodzenia Polski i Krzy em Ofi cerskim Orderu Odrodzeni a

Polski oraz odznaczeni ami SEP, resortowymi i regionalnymi.

Panie Franciszku Druhu i Kolego, dzi kujemy Ci za współprac , yczliwo i

wkład w rozwój naszego miasta.

Maj c przekonani e, e zapewne ju podgl dasz poza czasoprzestrzenn

maszyneri , yczymy Ci sukcesów po tamtej stronie Wieczno ci – a tak e sowitej

nagrody od Stwórcy.

egnaj Drogi Przyjacielu, Druhu i Kolego

Cze Jego Pami ci !

in . Krzysztof Giero

Niebieski laser

Ostatnio do cz sto pojawiaj si doniesienia
o badaniach dotycz cych konstrukcji i

wytwarzaniu półprzewodnikowych

ródeł

wiatła niebieskiego. Uwag przykuwa

przede wszystkim mo liwo zastosowania

półprzewodnikowego lasera emituj cego

wiatło niebieskie.

Dlaczego

mi d zynarodowe

konsorcja

inwestuj spore pieni dze w badania nad

niebieskimi półprzewodnikowymi ródłami

wiatła? Jakie s ograniczenia wynikaj ce

z praw fizyki? Przyjmuje si , e około 80%

inform acji dociera do nas za pomoc wzroku.

Niestety, nasze oczy wra liwe s na do

w ski

zakres

promieniowani a

elektromagnetycznego (od 0,7 mm-0,35mm),

a nasza percepcja ma swoje maksimum gdzie

po rodku wymienionej skali co odpowiada

wiatłu zielonemu.

W sztucznych generatorach wiatła t akich jak

wieca czy arówka czynnikiem emituj cym

wiatło jest temperatura. Rozgrzana mat eria

pełni tu rol wiec cego obiektu. Idealny przypadek opisany jest prawem

Rys.2 Struktura p asmo wa

półprzewodnika ze skro n przerw

energet yczn (minimum pasma górnego

wypada dla innego p du ni maksimum

w p a mie doln ym). Przej ciu

promienistemu elektronu ze stanu

wzbudzonego to warzyszy zawsze nie

tylko emisja kwantu promien io wania, ale

tak e wzbudzenie drg a ciepln ych

Rys.3 Struktura pas mowa półprzewodni ka z

prost przerw energetycz n to z nacz y tak ,

gdzie mini mum pas ma o wy szej energii

odpowiada takiemu s amemu p dowi, co

maksi mum pasma o ni szej energii. Pasma o

energii doz wol onej dla elektronu rozdziel one

s przer w wz bronion . Spadkowi elektronu z

poziomu wz budzonego towarz ysz y

bezpo rednia emisja kwantu promi eniowania

o energii nie ni szej ni wiel ko przerwy

energetycz nej.

promieniowania ci ała doskonale czarnego, które w danej temperaturze, okre la nat eni e

promieniowania jednostki powierzchni w zale no ci od długo ci fali (Rys 1).

Analizuj c wykres mo na stwierdzi , e arowe ródła wiatła bardziej grzej ni

wiec . Wyrazem tego jest ich sprawno , która dla wiecy wynosi 0,125% a dla arówki

3%. Aby j poprawi nale ałoby podnie temperatur elementów promieniuj cych. Nie

ma jednak takich materiałów, które mo na by rozgrza powy ej 3500K nie niszcz c ich

jednocze nie.

Do niedawna najwi ksz sprawno wieceni a(powy ej 20%) miały tzw. diody LED

wiec ce kolorem czerwonym i zielonym. Obecnie poprzez selektywnie wzbudzanie

promieniowania o okre lonych długo ciach mo liwe jest tak e wytworzenie

półprzewodnikowych ródeł wiatła

niebieskiego.

Dzi ki temu przełomowi mo liwe b dzie

stworzenie ródeł wiatła białego

zu ywaj cego około dziesi ciokrotnie

mniej energii elektrycznej, przy tej samej

wydajno ci wiecenia oraz naprawd

płaskich monitorów telewizorów i

komputerów o du ym kontra cie i

jaskrawo ci oraz szybko powielaj cych

obraz. Ekran taki nie wymaga pró ni przez

co nie stwarza zagro enia implozyjnego,

nie generuje promieniowani a

rentgenowskiego, nie wymaga zasilania

wysokonapi ciowego i mo e by zasilany

napi ciem technik cyfrowych.
Innym ciekawym zastosowani em

niebieskiego półprzewodnikowego lasera

jest mo liwo czterokrotnego zwi kszeni a

g sto ci zapisu płyt kompaktowych. Jest to

mo liwe, poniewa fala promieniowani a

niebieskiego jest dwukrotnie krótsza od

fali obecnie u ywanych laserów

czerwonych a e zapis odbywa si na

płaszczy nie dysku, to g sto informacji

mo e by czterokrotnie zwi kszona.

Dlaczego dopiero w latach dziewi d zie-si tych skonstruowano taki laser?

Aby da odpowied na to pytanie, nale y wyja ni , jak i dlaczego wiec

półprzewodnikowe ródła wiatła.

Produkcja półprzewodnikowych ródeł wiatła niebieskiego wymaga jako ciowego

skoku w technice półprzewodników. W diodach półprzewodnikiem emituj cy wiatło

mo e by azotek galu osadzony na

podło u szafi rowym, w glik krzemu lub azotek galu

osadzony na podło u z w glika krzemu. Dzi ju mo na powiedzie , e materi ałem

przyszło ci jest azotek galu. Wynika to z charakteru struktury pasmowej w glika krzemu,

który ma tzw. sko n przerw energetyczn (Rys. 2).

W efekcie ka demu przej ciu mi dzy pasmami towarzyszy generacja pewnej cz ci

energii w postaci drga cieplnych sieci krystalicznej. Powoduje to obni enie sprawno ci

energetycznej wiecenia a nawet mo e by przyczyn przegrzani a półprzewodnika. W

przypadku prostej przerwy energetycznej (Rys.3) zb dna generacja ciepła nie wyst puje.

Wytwarzanie ciepł a zachodzi zawsze na defektach sieci krystalicznej powoduj c jego

wytwarzanie tak e przez struktur emituj c wiatło.

Otrzymanie struktury o mo liwie idealnym porz dku kryst alografi cznym jest

podstawowym celem na obecnym etapie rozwoju półprzewodnikowych ródeł wi atła

niebieskiego. Jest to istotny problem gdy ze zwykłego emitera diodowego chcemy zrobi

emiter wiatła spójnego, czyli laser. Wzbudzeni e akcji laserowej stawia wy sze

wymagania co do poprawno ci struktur krystalograficznych gdy w momenci e emisji

promieniowania moc dostarczana do struktury lasera wynosi a 10 kW. Tylko prawie

idealne struktury mog pracowa pod takim

obci eniem.

O poprawno ci struktury krystalografi cznej

warstwy

laseruj cej

decyduje

przede

wszystkim warstwa podło owa. Odpowiada

ona za własno ci strukturalne warstwy

aktywnej oraz mo liwo odprowadzenia z

niej ciepła. Istotne jest tak e aby podło e było

z tego samego materiału co warstwa aktywna.

Do tej pory produkcj monokrystalicznych

podło y z azotku galu opanował tylko jeden

o rodek na wiecie a jest nim Centrum Bada

Wysokoci nieniowych PAN w Warszawie.
Podstaw działani a półprzewodnikowych

emiterów wi atła jest energetyczna struktura

pasmowa. Struktura ta odnosi si do

zale no ci

energii

elektronów,

jakie

wyst puj w półprzewodniku do ich p du. W

ciele stałym nie ma ona charakt eru ci gł ego.

Obszary energii, któr mo e posiada

elektron, oddzielone s przerw energetyczn

(rys.2 i 3)

Je li elektron, np. wskutek oddziaływania z

polem elektrycznym, uzyskał wy sz energi i znalazł si w pa mie o wy szej energii, to

straci mo e t energi (przechodz c do ni szego pasma), tylko w okre lonej ilo ci

(energii), to jest nie mniejszej ni szeroko przerwy energetycznej.

Zgodnie z zasad zachowani a energii takiemu przej ciu towarzyszy emisja kwantu

energii o warto ci minimum E

w formie promieniowania. Energia promieniowani a

zale y od szeroko ci przerwy energetycznej, szersza przerwa - wi ksza energi a

promieniowania. Promieniowanie niebieskie odpowiada energii poni ej 3 eV, gdy

granica widzialno ci wiatła czerwonego odpowiada energii 1,6 eV. Chc c wi c

zbudowa półprzewodnikowe ródło wiatła czerwonego, musimy mie półprzewodnik,

którego warto przerwy energetycznej wynosi około 1,5 eV. Natomiast w celu

zbudowania półprzewodnikowego ródła wi atła niebieski ego, materiał musi posiada

przerw energetyczn poni ej 3 eV.

Przerwa energetyczna jest cech charakt erystyczn danego materiału. Przewa ni e

twardsze materi ały, o wy szej energii wi zania, maj szersza przerw energetyczn .

Silniejsze wi zanie oznacza jednak wy sz temperatur topnienia czy sublimacji

powoduj c trudno ci w otrzymywaniu monokryształów danego półprzewodnika.

W materiałach z szerok przerw energetyczn takich jak azotki, temperatura topnieni a

przekracza w warunkach normalnych ich temperatur rozkładu. Oznacza to, e

monokryształy mo na otrzymywa tylko poprzez stosowanie czynników stabilizuj cych

takich jak np. wysokie ci nienia.
Wszystko wskazuje na to, e pozost aje jeszcze długa droga doskonalenia procesów

technologicznych. w celu obni eni a kosztów produkcji półprzewodnikowych emiterów

wiatła i rozpocz cia masowej produkcji. Polskiemu instytutowi zazdroszcz ju

wszystkie znacz ce firmy na wiecie zajmuj ce si tymi wła nie badaniami. Czy jednak

nie b dzie to tylko konkurowanie mi dzy instytutami, kto pierwszy i kto ma lepszy laser?

To si oka e.

Miejmy nadziej , e nasi naukowcy tym razem zrobi wszystko aby jak najszybciej

wprowadzi nowy wynalazek w

ycie. Produkcja nowoczesnych ekranów,

energooszcz dnych arówek, montowanie urz dze do komunikacji mi dzy okr tami,

rozpoznawani a nowotworów, wykrywania zanieczyszcze , znaczni e o ywiłaby polsk

gospodark . Niestety, konkurowanie z firmami wytwarzaj cymi tradycyjne ródł a

wiatła, monitory czy kompakty, jest bardzo trudne gdy wci obni aj ceny.

Mgr in . Bolesław Kurowski

Sekcja instalacji i urz dze elektrycznych

Instalacje elektryczne

w obszarach zagro onych wybuchem

3.9 Elektryczno statyczna

W ród szeregu teorii powstawania elektryczno ci statycznej

najpełniejsz jest teoria tzw. warstw podwójnych.

Zauwa ono, e przy zetkni ciu dwóch ró nych ciał (zarówno przewodz cych jak i

nieprzewodz cych) nast puje przemieszczanie ł adunków elektrycznych z jednego ciał a

do drugiego, przy czym jedno z tych ciał wykazuje ładunek dodatni a drugie ujemny.

Zauwa ono równie e szereg procesów mechani cznych j ak np. ciskanie lub tarci e

wzmaga proces elektryzacji. Przy rozdzielaniu warstwy podwójnej powstaje kondensator.

Warstwy zachowuj c ładunek przy rozwarstwianiu si zwi kszaj napi cie a do

warto ci krytycznej (ok. 330V) przy której wyst pi przeskok iskry.

Elektryzacja ci ał mo e te nast powa przez indukcj . Je eli do odizolowanego

przedmiotu B, wykonanego z materiału przewodz cego zbli y si ci ało A naładowane, to

na ciele B pojawi si ładunki.

Powstawanie ładunków elektryczno ci statycznej podczas ruchu ci eczy mo na tłumaczy

zjawiskami zachodz cymi na granicy faz – ciekłej z gazow i ciekłej ze stał .

Jednym z podstawowych procesów technologicznych jest transport cieczy i

gazów ruroci gami. Stwierdzono, e przy st ałej pr dko ci wypływaj cej cieczy z

przewodów o ró nych przekrojach, powstaj cy ładunek j est tym mniejszy im wi kszy

przekrój przewodu. Natomiast przy stałym przekroju przewodu i zmiennej pr dko ci

przepływu powstaj cy ładunek jest proporcjonalny do przekroju przewodu. Ustalono te ,

e decyduj cy wpływ na warto ładunku ma rezystywno cieczy.

3.10 Wyładowania atmosferyczne.

Wyładowania piorunowe maj param etry rz du:

ładunek 1÷9 C

pr d

do 250 kA

max

przy czym pioruny o warto ci do 25 kA

max

s najcz ciej spotykanymi.

Iskry towarzysz ce wyładowaniom wst puj cym jak i towarzysz ce głównemu

rozładowaniu mog powodowa zapalenie cieczy i gazów.

Przepływ pr du wyładowania ze wzgl du na znaczn stromo czoła fali pr dowej(di dt)

mog indukowa znaczne napi cia w znajduj cych si w pobli u przewodach

metalowych (rury wodne, grzewcze, gazowe, anteny)

Nale y zwróci uwag e pr dy piorunowe o znacznej stromo ci czoła (di dt )

przepływaj ce uziomami np. w pobli u uło onych kabli mo e spowodowa w ni ch

znaczne przepi cia, które mog si przeni e miedzy innymi do instalacji w

pomieszczeniach zagro onych wybuchem.

rob

kabla kV

Rodzaj powłoki

kabla

Rezystancja

uziemienia

Odległo kabla od

uziomu piorunowego

U>1

U 1

teleelektr.

metal, izolac

metal

izolacja

metal izolac.

R 10

0,5

0,75

U>1

U 1

teleelektr

metal, izolac

metal

izolacja

metal izolac

R>10

0,75

1,0

4. Klasyfikacj a przestrzeni zagro onych wybuchem

4.1 Wiadomo ci ogólne

O stopniu zagro enia wybuchem decyduj :

prawdopodobie stwo wyst powania mieszanin wybuchowych

cz sto i ilo ich wyst powania

stopie wentylacji pomieszcze

charakterystyki fi zyko-chemiczne mieszanin

skutki wybuchu dla ycia lub zdrowia ludzkiego oraz straty materialne

A wi c oceniaj c stan zagro enia nale y przede wszystkim wzi pod uwag :

intensywno wydzielania si substancji wybuchowej

granice st e wybuchowych

g sto wzgl dna tych substancji

usytuowanie ródeł i miejsc emisji substancji wybuchowych

jakie s ci nienia i temperatury w aparaturach technologicznych

miejsce wyst powania miejsc martwych (niewentylowanych)

naturalne ruchy powiet rza

Je eli czynnikiem palnym jest gaz, to jego mieszanina wybuchowa z powietrzem

mo e powsta w ka dej temperaturze.

W przypadku gdy czynnikiem palnym jest ciecz, to mo liwo wyst powani a

mieszaniny wybuchowej tej ci eczy zal e y od t emperatury. W temperaturze otoczenia do

C i przy ci nieniu 1013 hPa (760 mmHg) mog si tworzy mieszaniny wybuchowe z

powietrzem, pary cieczy łatwo zapalnych o temperaturze zapłonu nie przekraczaj cej

C. Je eli temperatura otoczenia j est wy sza ni 40

C, to mieszaniny wybuchowe z

powietrzem mog tworzy równie pary cieczy łatwo zapalnych o wy szej temperaturze

zapłonu.

Zwróci nale y uwag na szczególne zagro enia przy napełnianiu i opró nianiu aparatury technologicznej.

Mieszaniny wybuchowe mog wi c tworzy przestrzenne zagro enie. W poj ciu

przestrzeni mieszcz si pomieszczenia, przestrzenie otwarte, przestrzenie cz ciowo

ograniczone.
4.2 Strefy zagro enia wybuchem.

Na przestrzeni lat zwłaszcza 1964 – 1992, zmieniały si zasady, ustalenia i

symbole kategorii, którym przyporz dkowane były przestrzenne zagro enia

wybuchem:

Z0 – strefa, w której mieszanina wybuchowa gazów par lub mgieł wyst puj e

stale lub długotrwale w normalnych warunkach pracy

Z1 - strefa, w której mieszanina wybuchowa gazów par lub mgieł mo e

wyst powa w normalnych warunkach pracy

Z2 - strefa, w której istnieje niewielkie prawdopodobie stwo wyst powani a

mieszaniny wybuchowej gazów par lub mgieł, przy czym mieszanina

wybuchowa mo e wyst powa krótkotrwale

Z10 - strefa, w której mieszanina wybuchowa pyłów wyst puje cz sto lub

długotrwale w normalnych warunkach pracy

Z11 – strefa, w której zalegaj ce pyły mog krótkotrwale stworzy mieszanin

wybuchow , wskutek przypadkowego zawirowani a powietrza

Nale y podkre li e od 1.07.2003 wejdzie do obowi zkowego stosowania w

Unii Europejskiej dyrektywa ATEX 100, zmieniaj ca kwalifikacj stref

zagro enia wybuchowego w oznaczeniu:

Z0 Z1 Z2 Z10 Z11

obecnie obowi zuj ca

Z0 Z1 Z2 Z20 Z21 Z22

zalecenia ATEX 100

Nale y zaznaczy e stosowane wcze niej symbole kategorii zagro enia wybuchem WI,

WII, WIII, WIV, WV, Z0, Z1, Z2, Z3, Z4 nie s stosowane.

Dokładne rozgraniczenia i przyporz dkowania dawniej stosowanych

kategorii – aktualnymi strefami zagro enia wybuchowego podaje zał cznik nr.2

do Dz.U. nr.92 z dnia 1.12.1992 r

Nie zalicza si do zagro onych wybuchem przestrzeni w których:

nast puje spalanie ciał stałych, gazów lub cieczy łatwo zapalnych

w procesie technologicznym stosuje si otwarty płomie lub elementy

nagrzewcze do wszystkich temperatur, wy szych od temperatur samozapaleni a

gazów i par otaczaj cego rodowiska np. otwierane piece elekt ryczne

4.3 Tworzenie si stref zagro enia

Znaj c punkty wydzielania si czynnika palnego mo na obliczy wymiary (w m)

stref o najwi kszym zagro eniu wybuchowym.

Je eli g sto wzgl dna gazów jest mniejsza ni 0,8 (d

< 0,8), strefa zagro eni a

w dół od punktu ich wydzielania h= 5 d

[m] , ale nie mo e by mniejsza ni 1m. Strefa

zagro enia w gór jest nieograniczona.

Promie strefy zagro enia w poziomie punktu wydzielania si gazów, mierzony od t ego

punktu

R = 15

Ale nie mo e by mniejszy ni 3m, w pomieszczeniach zamkni tych i 2m – w

pomieszczeniach zewn trznych.

Strefa zagro enia dla gazów i par o g sto ci wzgl dnej 0,8 ÷ 4,1 (np. cyj anowodór d

0,93) jest okre lona promieniem 15m od punktu wydzielania.

Strefy zagro enia dla gazów i par ci szych ni powietrze, g sto ci wzgl dnej

wi kszej ni 1,1 oblicza si w gór od punktu wydzi elania, w poziomie od punktu

wydzielania oraz na powi erzchni ziemi w promieniu mierzonym od rzutu tego punktu.

Natomiast strefa zagro eni a w dół jest nieograniczona.

Wymiary stref zagro enia wybuchem gazów i par o g sto ci wzgl dnej 1,1 ÷ 2 wynosz

w gór od punktu wybuchu

w dół warto H – nieograniczona

w poziomie punktu, mierzona od tego punktu

na poziomie poło enia przy powierzchni ziemi mierzon od rzutu punktu

r = 15 d

Wymiary stref zagro enia wybuchem gazów i par o g sto ci wzgl dnej 2 – 4

wynosz odpowiednio:

Przykłady kwalifikacji przestrzeni zagro onych wybuchem

4.4 Acetylownie

Acetylownia składa si zazwyczaj z pomieszczenia wytwornic, magazynów

karbidu i dołów na wapno pokarbidowe. Acetylen jest jednym z najbardziej

niebezpiecznych gazów palnych, tworz cych z powietrzem mieszaniny

wybuchowe.

Jego granice wybuchowo ci wynosz 2÷85%, g sto wzgl dna 0,9 (ma zdolno

rozchodzenia si we wszystkich kierunkach, zaliczany jest do grupy wybuchowo ci II C

klasy temperaturowej T2.

Na ogół aparatura wytwornic j est szczelna. Natomiast podczas opró niani a

wapna pokarbidowego mog si wydziela znaczne ilo ci acetylenu, st d te

pomieszczenia wytwornic powinno by zakwali fikowane do strefy Z0. Przestrze nad

dołem z wapnem pokarbidowym w promieniu 15m powinna równie posiada stref Z0.

Magazyny karbidu ze wzgl du na zawilgocenie zalicza si do strefy Z1.
4.5 Malarnie i lakiernie

Ze wzgl du na ró norodno technologii malarskich ka da kwali fikacj a powinna by

oddzielnie analizowana. Na przykład pomieszczeni a malarni natryskowej ze

stanowiskiem otwartym, oraz pomieszczenia z kabin mal arsk i suszark tunelow , oraz

wentylacj wyci gowo-nawiewn mechaniczn . Pary wszystkich rozpuszczalników i

rozci czalników s g stsze od powiet rza i zaliczane s do grupy wybuchowo ci II B i II

C oraz klasy temperaturowej T1 ÷ T3. Lotno par jest du a a temperatura zapłonu waha

si w grani cach od –10 do +20

C , a wi c w normalnych warunkach nast puj e

intensywne parowanie. Parowanie rozpuszczalników wyst puje zarówno w stani e

natrysku jak i z powi erzchni pomalowanych. Pary te najcz ciej ci sze od powi etrza

snuj si i pełzaj wypełniaj c zagł bieni a podłogi.

W pomieszczeniu z otwartym stanowiskiem malarskim najwi ksze st enia par

rozpuszczalników wyst puje nad przedmiotem malowanym w strefie działani a pistoletu

w dół do samej podłogi oraz wokół stanowiska malarskiego.
Malowanie natryskowe wymaga zastosowania wentylacji mechanicznej z miejscowym

odci giem na stanow

Rysunek podaje przykład mo liwego zagro enia wybuchem i po arem przestrzennym w
otwartym stanowisku malarskim. Oczywi cie j est to jeden przykład kl asyfikacji.

Jednak e ka dy obiekt czy st anowisko w trakcie kwali fikacji podlega szczegółowej

analizie techni cznej i ekonomicznej specj alistów technologów i elektryków. W wielu

wypadkach zastosowanie wy szej strefy (np. Z0 zamiast Z1) znaczni e podnosi koszty

inwestycyjne.

r = 30 – 6,5(d

– 2,1)

Strefa zagro eni a po arowego

Nawiew

otwarte

stanow

p. wydzielania

gazu

z b i o r ni k

Rys.2 Rozkład stref zagro enia gazów o g sto ci:

mniejszej od g sto ci powietrza

zbli onej do g sto ci powietrza

wi kszej od g sto ci powietrza

5.1 Wst p
Ze wzgl du na to, e urz dzenia elektryczne zwykłej konstrukcji mog by

ródłem energii zapalaj cej , inicjuj cej wybuch (iskry, łuk), a tak e temperatury

ło ysk, uzwoje i obudó w maszyn. W pomieszczeniach, obszarach zagro onych

wybuchem stosuje si urz dzenia i maszyny w wykonaniu przeciwwybu-

chowym. Konstrukcje te s dostosowane do stref zagro enia wybuchowego, klas

temperaturowych i grup wybuchowo ci gazów.
5.2 Oznaczenia konstrukcji w wykonaniu przeciwwybuchowym
Urz dzenia konstrukcji przeciwwybuchowej s znakowane w sposób trwały (na

tabliczce znamionowej) w nast puj cy sposób:

nazwa wytwórni lub zarejestrowany znak handlowy

okre lenie typu ochrony nadane przez producenta

„Ex” ogólny symbol konstrukcji przeciwwybuchowej. Jest to symbol wg

PN-EN 50014 ; 1997r , pozostaje równie w eksploatacji polskie

urz dzenia oznaczone symbolami „Ex” i „BM” podobnie jak zagraniczne

„Ex” i „Sch”

symbol dla ka dego rozwi zania konstrukcyjnego

•

„d” – osłona ognioszczelna

•

„e” – budowa wzmocniona

•

„i” – wykonanie iskrobezpieczne (kategorie: „i

” , „i

”)

•

„m” – hermetyzowane mas izolacyjn

•

„o” – osłona olejowa

•

„p” – osłona gazowa z nadci nieniem

•

„q” – osłona piaskowa

•

„s” – wykonanie specjalne

•

„n” – wykonanie tylko dla strefy „Z2” (stosowane w UE)

symbol grupy wybuchowej urz dzenia wybuchowego:

GAZ

p. wydzielania

gazu

p. wydzielania

gazu

z b i o r ni k

Pełzanie

•

„I” – dla urz dze elektrycznych przeznaczonych dla kopalni

metanowych

•

„II” – dla przemysłu u ytkuj cego inne ni metan gazy

•

„IIA”, „IIB” lub „IIC” – podgrupy grupy „II” dla urz dze „d” oraz

„i” mo e by te informacja o dostosowaniu do konkretnego gazu

klasy temperaturowe „T1” ÷ „T6” lub maksymalna temperatura

powierzchni, lub oba symbole np. 460

C (T1)

numer fabryczny z wyj tkiem małych urz dze

certyfikat stacji badawczej

w przypadku gdy urz dzenie posiada ró ne konstrukcje przeciwwybu-

chowe dla ró nych jego cz ci, ka da cz

powinna by odpowiednio

oznaczona, np. buduje si silniki elektryczne budowy wzmocnionej „e” z

tabliczk zaciskow w wykonaniu ognioochronnym „d”

Przykłady oznaczenia urz dze w wykonaniu przeciwwybuchowym

•

EEx dI – urz dzenie elektryczne w osłonie ognioszczelnej dla

kopalni metanowych

•

EEx di

II C T4 - urz dzenie elektryczne cz ciowo w osłonie

ognioszczelnej i cz ciowo w wykonaniu iskrobezpiecznym,

klasa temperaturowa T4

•

EExe II (NH

) - urz dzenie elektryczne w obudo wie

wzmocnionej tylko dla amoniaku

Dyrektywa Unii Europejskiej 94/9/EC ATEX 100a podaje oznaczenia wg

przykładu:

•

II 2 DEx eds II C T4

•

II 2 GEx edmsi

II C T4

II – kategoria urz dzenia

D – urz dzenie dla gazów

G – urz dzenie dla pyłów

5.2.1 Osłona ognioszczelna „d”
Wszystkie cz ci mog ce wywoła zapłon mieszaniny wybuchowej,

umieszczone s w osłonie specjalnej wytrzymuj cej ci nienie wybuchu wewn trz

osłony i uniemo liwiaj cej przeniesienie ognia na zewn trz.
Osi ga si ten efekt dzi ki:

•

zastosowaniu tzw. szczelin gasz cych o odpowiednim do grupy gazowej

prze wicie

•

długo ci szczeliny

•

odpowiednio du ej obj to ci osłony

Przez te szczeliny mieszanina wybuchowa mo e przedosta si do wewn trz

osłony a urz dzenie elektryczne znajduj ce si wewn trz mo e spowodowa

wybuch, lecz spaliny wydostaj ce si z osłon s schłodzone – na zewn trz nie

wydostaje si ogie . Klasyfikacyjna długo szczeliny L=25mm, osłona powinna
gwarantowa stopie bezpiecze stwa co najmniej 10

-8

5.2.2 Konstrukcja wzmocniona „e”
Urz dzenie budowy wzmocnionej nie mo e zawiera cz ci, które w normalnej

pracy iskrz , nadmiernie si nagrzewaj , a tak e nie mog powstawa ładunki

elektrostatyczne (styki ł czników, komutatory, pier cienie). Ponadto budowa

wzmocniona ogranicza do minimum prawdopodobie stwo uszkodze

mechanicznych (ło yska) i elektryczne (izolacja). Urz dzenia budowy

wzmocnionej cz ci izolowane takiego urz dzenia powinny by w obudowie o

stopniu ochrony co najmniej JP44, dla nieizolowanych cz ci urz dzenia

znajduj cych si pod napi ciem, obudowa o stopniu ochrony co najmniej JP54.
Silniki powinny by dobrze chronione przed przeci eniem. Urz dzenie dobiera si m.in. do klasy temperaturowej substancji w której b dzie ono pracowa .
Przykład oznaczenia – EEx IIT3

5.2.3 Wykonanie iskrobezpieczne „i

” i „i

”

Urz dzenie iskrobezpieczne jest to układ o małej energii elektrycznej, którego

elementy tak dobrano, e iskry elektryczne i nagrzewanie powstaj ce w czasie

normalnej pracy jak i w czasie awarii nie mog spowodowa zapłonu mieszaniny

wybuchowej.
Obwody iskrobezpieczne charakteryzuj si parametrami:

pr d bezpieczny J

– najwy sza warto nat enia pr du przy którym

prawdopodobie stwo zapalenia mieszaniny wybuchowej jest równe 10

-8

pr d awaryjny J

- najwy sza warto nat enia pr du przy którym

prawdopodobie stwo zapalenia mieszaniny wybuchowej jest równe 10

-6

pr d zapalaj cy J

- najni sza warto nat enia pr du przy którym

prawdopodobie stwo zapalenia mieszaniny wybuchowej jest równe 10

-3

Wg aktualnej normy PN-EN 50020 ; 2000 urz dzenia iskrobezpieczne w
zale no ci od stopnia iskrobezpiecze stwa dzielimy na dwie kategorie „i

” oraz

„i

”

Rys.3

a – bocznik iskrobezpieczny
b – przykład instalacji AKP

detektor parametru technologicznego

bocznik iskrobezpieczny

regulator

5.2.4 Konstrukcja w osłonie przewietrzanej
Konstrukcja w osłonie przewietrzanej polega na umieszczeniu wszystkich cz ci,

które mog si nagrzewa lub iskrzy w specjalnej osłonie do której

doprowadzono powietrze ze strefy niezagro onej wybuchem. Nawiew powietrza

nie dopuszcza wpływu gazó w palnych oraz spełnia rol czynnika chłodz cego.

Nawiew powietrza do osłony musi by pod kontrol automatyki. Przykładem

zabezpieczenia przeciwwybuchowego przez nawietrzanie mog by silniki

budowy normalnej w cało ci nawietrzane lub silniki pier cieniowe budowy

wzmocnionej gdzie wentylacji podlegaj komora pier cieniowa i ew tabliczka

zaciskowa.
5.2.5 Konstrukcja w osłonie gazowej pod ci nieniem
Jest to pewna odmiana konstrukcji przewietrznej i polega na urz dze w

szczelnej obudowie wypełnionej gazem niepalnym pod nadci nieniem 10÷40

mmH

O. Nadci nienie tego gazu musi by pod kontrol automatyki.

5.2.6 Hermetyzowanie mas izolacyjn „m”
Hermetyzowanie polega na tym e elementy przewodz ce pr d s zalewane mas

izolacyjn . Wykonanie hermetyzacji mas izolacyjn pozwala na stworzenie

stopni ochrony.
Stopie 1 ochrony – bezpieczne u ytkowanie w normalnych stanie pracy, jak i

przy zaistniałych mo liwych uszkodzeniach, przy grubo ci masy izolacyjnej nie

mniejszej ni 10mm.
Stopie 2 ochrony - bezpieczne u ytkowanie wył cznie w normalnych

warunkach pracy, przy grubo ci masy izolacyjnej nie mniejszej ni 5mm.
5.2.7 Osłona olejowa „o”
W urz dzeniach z osłon olejow , wszystkie cz ci mog wywoła zapłon

mieszaniny wybuchowej s zanurzone w oleju tak gł boko e iskry jak i gor ce

gazy nie mog spowodowa zapłonu mieszaniny wybuchowej, znajduj cej si na

zewn trz oleju. Osłony olejowe stosuje si przewa nie do wył czników. Nie

spełniaj jednak wymaga osłony wył czniki typu N110 . Osłony olejowe nie

wolno stosowa  do urz dze  przemysłowych.
Przykład oznacze  – EEx oI/II T4 zastosowanie dla metanu i innych gazów.
5.2.8 Osłona piaskowa „q”
Osłona  piaskowa  polega  na  umieszczeniu  cz ci  iskrz cych  lub  nadmiernie

nagrzewaj cych si w piasku kwarcowym.
Obudo wy do zasypywania piaskiem powinny mie stopie ochrony co najmniej

JP54.
Przykład oznacze – EEx q T2
Osłona ma zastosowanie do urz dze w których nie wyst puj cz ci ruchome.

Analogi do osłony piaskowej mog by zł cza kontrolne zwodów instalacji

odgromowej, obiektów zagro onych wybuchem. Zł cza te nale y umie ci w

ziemi i zasypa piaskiem. Jako zasypk (wypełniacz) stosuje si piasek

kwarcowy.
W urz dzeniach o klasie bezpiecze stwa IIC przeznaczonych do pracy w

przestrzeniach zagro onych wybuchem gazów i par o klasie temperaturowej T4,

T5 i T6 minimalne grubo ci warstwy wypełniacza nie powinny by mniejsze ni

25mm – w urz dzeniach z ekranem ochronnym i 50mm w urz dzeniach bez

ekranu ochronnego.

przestrze

zagro ona

wybuchem

Ekran

Rys. Przekrój urz dzenia w osłonie piaskowej z ekranem

6.1 Ogólne zasady doboru przewodów
przewody przeznaczone do pracy w obszarach zagro onych wybuchem powinny

spełnia nast puj ce wymagania:

izolacja przewodów musi by odporna na szkodliwe działania substancji

tam wyst puj cych

izolacja nie mo e si zapali pod wpływem pr dów przet eniowych

iskra powstaj ca wewn trz przewodów w przypadku przerwania

metalowej yły lub zwarcia nie mogła si zetkn z mieszanin

wybuchow

izolacja przewodów nie mo e ulega uszkodzeniom pod wpływem

napi roboczych lub indukowanych

osprz t nie mo e przenosi płomienia

6.2 Przewody i kable
W instalacjach o napi ciu do 380V napi cie znamionowe izolacji przewodów i

kabli nie mo e by ni sze ni 500V.

W instalacjach o napi ciu roboczym do 500V, napi cie znamionowe izolacji nie

mo e by ni sze ni 750V. Izolacja przewodów neutralnych powinna by równa

izolacji przewodów skrajnych. yły przewodów o przekroju do 25mm

powinny

by miedziane.
Przewody płaszczowe (rzadko spotykane) nie nadaj si do stosowania w

obszarach zagro onych wybuchem.
6.3 Zabezpieczenia przewodów od przet e
Przewody i kable zabezpiecza si przed przegrzaniem izolacji spowodowanych

pr dem przet eniowym.
W instalacjach wyst puj pr dy przet eniowe:

przeci enia (nadmierne obci enie maszyn, zbyt du a liczba

przył czonych odbiorników)

zwarcia – st d te przewody w przestrzeniach zagro onych wybuchem

powinny by dobierane wg grupy (przykładowo przewód o obci alno ci

długotrwałej)

Silniki zabezpiecza si od:

przeci e – przeka nikami termicznymi

zwar – bezpieczniki z wkładkami topikowymi, przeka niki

elektromagnetyczne

Silniki elektryczne powinny by równie wyposa one w zabezpieczenia od:

powrotu napi cia po jego zaniku lub gł bokiej obni ce

pracy jednofazowej

O wietlenie przestrzeni zagro onych wybuchem
Do o wietlenia przestrzeni zagro onych wybuchem stosuje si oprawy

konstrukcji przeciwwybuchowej:

ognioszczelnej

wzmocnionej

przewietrzanej

Jako ródła stosuje si lampy arowe, wietlówki oraz lampy wyładowcze.

Zazwyczaj producent opraw przeciwwybuchowych okre la typ lampy ( a nawet

producenta)dopuszczonych do stosowania. Oprawy konstrukcji wzmocnionej

stosuje si oprawki posiadaj ce komor ognioszczeln .

cdn

Urz dzeni e

elektryczne

mgr in . Jerzy Zgłobica

Sekcja instalacji i urz dze elektrycznych

Aktualne zagadnienia dotycz ce ochrony

odgromowej i przepi ciowej obiektów budowlanych

w wietle obowi zuj cych przepisów.

5. Normy w przygotowaniu.

Tak jak i w yciu równie technika niesie nowe wyzwania i nowe

rozwi zania. Równie i w dziedzinie normalizacji przygotowywane s

nowe normy, z którymi b dziemy mogli si zapozna w bli szej lub

dalszej przyszło ci. Na razie znane s ich tytuły i numery. A oto one:

•

Instalacje elekt ryczne w obiektach budowlanych. Dobór i monta wyposa enia

elektrycznego. Urz dzeni a do ochrony przed przepi ci ami. PN-IEC 60364-5-534

•

Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym ( LEMP ). Cz 2:

Ekranowanie obiektów, poł czenia wyrównawcze wewn trz obiektów i

uziemienia. PN-IEC 61312-2

•

Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym ( LEMP ). Cz 3:

Wymagania ograniczników przepi ( SPD ). PN-IEC 61312-3.

6. Rozszerzenie niektórych zagadni e ochrony dla wybranych norm.

a) k ty ochrony

W zakresie ochrony odgromowej obecni e obowi zuj arkusze 01, 03, 04 normy

05003 i norma PN-IEC 61024-1:2001. Niektóre zagadnienia dotycz ce ochrony

traktowane przez te normy s rozpatrywane odmiennie, niektóre cz ciowo si

pokrywaj , norma mi dzynarodowa wprowadza nowe poj cia i metody.

Jednym z takich zagadnie jest okre lanie stref ochronnych. Nasza norma PN-

E/05003 operuje k tami ochronnymi przytoczonymi w arkusza 01– k tem zewn trznym

i k tem wewn trznym , których warto ci przytoczone s w kolejnych arkuszach 02 do

04. Na marginesie trzeba zauwa y , e obowi zuj cy arkusz odwołuje si do parametrów

podanych w arkuszu 02, którego form alnie nie ma, bo został wycofany z obiegu

stosownym rozporz dzeniem. K ty te s ró ne i w zale no ci od chronionych obiektów

wynosz w wi kszo ci przypadków dla k tów zewn trznych =45

, a dla k tów

wewn trznych =60

. W przypadku ochrony obostrzonej budynków zagro onych

wybuchem mieszanin par i/lub pyłów z powietrzem, urz dze technologicznych

zagro onych wybuchem mieszanin gazów, par i/lub pyłów palnych z powietrzem poza

budynkami i obiektów zagro onych wybuchem materiałów wybuchowych k ty te

wynosz generalnie; =30

, =45

. Rysunek nr 1 obrazuje sposób wyznaczani a strefy

ochronnej dla dwóch zwodów pionowych.

Rys. 1. Strefa ochronna s siaduj cych dwóch zwodów pionowych

1 — rzut poziomy powierzchni chronionej na wysoko ci h

2 — rzut poziomy powierzchni chronionej na wysoko ci h

3 — rzut poziomy powierzchni chronionej na powierzchni ziemi

= H

⋅ tg α

= (H – h

)

⋅ tg α

= (H – h

)

⋅ tg α

= (H – h

)

⋅ tg β

Natomiast norma PN-IEC 61024-1:2001 oprócz metody k tów ochronnych

przytoczonej powy ej, wprowadza metod tocz cej si kuli i metod wymiarowania

sieci. Zgodnie z t norm mo na te metody stosowa ka d odr bnie lub w dowolnej ich

kombinacji. Przytoczona tablica 1 z tej normy podaje zbiorczo rozmieszczenie zwodów i

podaje k ty ochronne w zale no ci od zastosowanej metody, wymaganego poziomu

ochrony, wysoko ci zabudowy zwodów. Norma ta dotyczy jedynie obiektów o

wysoko ci do 60 m ( norma 05003 nie wprowadzała takiego ograniczenia ), operuje ona

tylko jednym k tem ochrony , który w zale no ci od poziomu ochrony i wysoko ci

zabudowy zwodów mie ci si w przedziale 25

do 55

Tablica 1. Rozmieszczenie zwodów zgodnie z poziomem ochrony zgodnie z punktem

2.1.2 normy

Poziom ochrony

h (m)

R (m)

wymiar oka sieci

(m)

III

* W tych przypadkach tylko tocz ca si kula i sie .

Wprowadzone poziomy ochrony odpowiadaj przyj temu promieniowi tocz cej si

kuli. Szczegółowe informacje na temat przyj tych metod i zale no ciami pomi dzy

rozmieszczeni em zwodów i poziomami ochrony, jak podaje norma, zostan podane w

przyszłych publikacjach norm. Rysunek nr 2 podaje ide stosowania metody tocz cej si

kuli.

Rysunek 2 - Idea metody tocz cej si kuli.

uwaga. — Inne wysoko ci dla Tablicy 1 s w opracowaniu.

b) uziomy

W normie 05003 rezystancje uziomów obliczane s ze wzorów w

zale no ci od rodzaju uziomów podanych w zał czniku 3 i na podstawie

zał cznika 2, okre laj cego rezystywno gruntu. Zał czniki s podane w

arkuszu 01 normy. Natomiast wymagane warto ci rezystancji uziomów

okre laj arkusze 02 do 04 normy w zale no ci od tego, dla jakiego

obiektu jest budowana instalacja odgromowa.

W normalnych warunkach ( okre lonych przez wycofany z obiegu

arkusz 02 ) i dla obiektów zagro onych po arem ( arkusz 03 ) i kominów (

arkusz 04 ) podaje ona warto ci rezystancji uziomów sztucznych

obliczone zgodnie z norm lub zmierzon mostkiem udarowym jak

poni ej w Tablicy 2.

Tablica 2. Najwi ksze dopuszczalne warto ci rezystancji wypadkowej u ziemienia

obiektu, [ ].

Rodzaje gruntu

Rodzaje uziomów

podmokłe, bagienne,

próchnicze, torfiaste,

gliniaste

wszystkie

po rednie

rodzaje

kamieniste

i skaliste

poziome, pionowe i mieszane oraz stopy

fundamentowe

otokowe, ławy fundamentowe

Dla budynków zagro onych wybuchem mieszanin par i/lub pyłów z

powietrzem i urz dze technologicznych zagro onych wybuchem

mieszanin gazów, par lub /i pyłów palnych z powietrzem poza budynkami

norma podaje rezystancje uziomów sztucznych jak poni ej w Tablicy 3.

Tablica 3. Najwi ksze dopuszczalne warto ci rezystancji wypadkowej u ziemienia

obiektu, [ ].

Rodzaje gruntu

Rodzaje uziomów

Wszystkie rodzaje

z wyj tkiem gruntów

skalistych

i kamienistych

skaliste

i kamieniste

poziome, pionowe

i mieszane oraz stopy

fundamentowe

otokowe oraz ławy
fundamentowe

Dla uziomów instalacji odgromowej obiektów zagro onych wybuchem

materiałów wybuchowych norma dopuszcza maksymaln warto

rezystancji uziemienia zgodnie z Tablic 4.

Tablica 4. Najwi ksze dopuszczalne warto ci rezystancji wypadkowej u ziemienia

obiektu, [ ].

Rodzaje gruntu

Rodzaje uziomów

Wszystkie rodzaje

z wyj tkiem gruntów

skalistych

i kamienistych

skaliste

i kamieniste

poziome, pionowe

i mieszane oraz stopy
fundamentowe

otokowe oraz ławy

fundamentowe

Dla d wigów budowlanych norma w arkuszu 04 podaje dopuszczalne

warto ci uziemienia z godnie z Tablic 5.

Tablica 5. Najwi ksze dopuszczalne warto ci rezystancji uziemienia d wigu, [ ].

Rodzaje gruntów

wszystkie rodzaje

z wyj tkiem gruntów

skalistych i
kamiennych

skaliste i kamieniste

Najwi ksza

dopuszczalna

rezystancja uziemienia

d wigów, .

Dla obiektów sportowych norma w arkuszu 04 podaje dopuszczalne

warto ci uziemienia z godnie z Tablic 6.

Tablica 6. Najwi ksze dopuszczalne warto ci rezystancji wypadkowej u ziemienia

obiektu, [ ].

Rodzaje gruntów

wszystkie rodzaje

z wyj tkiem gruntów
skalistych i

kamiennych

po redni

skaliste i kamieniste

Najwi ksza

dopuszczalna

rezystancja

uziemienia

, .

Dla linowych urz dze transportowych norma w arkuszu 04 podaje

dopuszczalne warto ci uziemienia zgodnie z Tablic 7.

Tablica 7. Najwi ksze dopuszczalne warto ci rezystancji uziemienia linowych

urz d ze transportowych , [ ].

Rodzaje gruntów

rezystancja po

odł czeniu
uziemionych lin dla

budynku stacji

urz dzenia
transportowego

rezystancja dla podpór

po odł czeniu
uziemionych lin

Najwi ksza

dopuszczalna

rezystancja uziemienia

linowych urz dze

transportowych , .

100

Powy sze tabele zawieraj warto ci rezystancji uziemie dla

warunków przeci tnych ochranianych obiektów.

Natomiast norma PN-IEC 61024-1:2001 traktuje zagadnienia ochrony

odgromowej nieco inaczej - wyodr bnia dwa układy uziomów:

•

w układzie typu A – s to uziomy promieniowe składaj ce si

z co najmniej dwu odcinków promieniowych o długo ci l

≥ 5

m lub pionowe o długo ci minimalnej równej 0,5 l

•

w układzie B – s to uziomy otokowe lub fundamentowe o

rednim promieniu obszaru obj tego uziomem r

≥ l

, w

przypadku niespełnienia tego warunku nale y zastosowa

dodatkowe uziomy promieniowe o długo ci l

= l

- r lub

pionowe o długo ci l

= 0,5 ( l

- r )

Długo l

wyznacza si z przedstawionego poni ej rysunku 3 , który

podaje j w zale no ci od rezystywno ci gruntu i od wymaganego

poziomu ochrony.

Rysunek 3 – Minimalna długo l

uziomu zgodnie z poziomami ochrony (patrz p.

2.3.2 i p. 2.3.3 normy PN-IEC 61024-1:2001 ). Dla poziomu II do IV długo uziomu

jest niezale na od rezystywno ci gruntu.

c) przekroje zwodów, przewodów odprowadzaj cych i uziomów

Norma 05003 podaje przekroje zwodów, przewodów

odprowadzaj cych i uziomów, które zostały przytoczone w Tablicy 8 w

zale no ci od zastosowanego materiału i funkcji jak dany element ma

pełni w instalacji odgromowej.

Tablica 8. Najmniejsze wymiary elementów stosowanych w ochronie odgromowej

Materiały

stal bez

pokrycia

stal

ocynkowana

cynk

aluminiu

mied

Przeznaczenie

Rodzaj wyrobu

wymiary znamionowe, mm

Zwody

i konstrukcje metalowe

przewody

odprowadzaj ce

wykorzystywane jako

cz ci urz dzenia

piorunochronnego jak:
zbrojenie, rury stalowe,

drabiny, balustrady,

maszty flagowe itp.

bez ograniczenia

drut

—

ta ma

—

20 x 3

—

20 x 4

20 x 3

linka

—

7 x 2,5

—

7 x 3

Zwody

przewody

odprowadzaj ce

blacha

—

0,5

drut

—

Przewody

uziemiaj ce

ta ma

—

20 x 3

—

20 x 3

druty

—

ta my

20 x 4

20 x 3

—

20 x 3

rury

20/2,9

15/2,75

—

Uziomy

kształtowniki

grubo ci cianki

—

druty

—

Poł czenia

ochrony

wewn trznej

ta my

—

25 x 1,0

16 x 1,5

—

Norma PN-IEC 61024-1:2001 podaje równie minimalne wymiary

materiałów stosowanych w instalacji odgromowej w zale no ci od funkcji

jak pełni dany element.

Tablica 9. Minimalne wymiary materiałów urz d zenia piorunochronnego wg. PN-

IEC 61024-1:2001

Poziom ochrony

Materiał

Zwód
(mm

)

Przewód

odprowadzaj cy

(mm

)

Uziom

(mm

)

–

I do IV

Jak wida z przytoczonych tablic odchodzi ona od kształtu

materiałów ma rzecz przekrojów, którymi posługiwała si norma 05003 i

które po przeliczeniu na rednice w niektórych przypadkach s wi ksze

wg. nowej normy.

d) odst py stosowane w ochronie wewn trznej

Norma 05003 w arkuszu 01 w punkcie 4.4 podawała odst py

izolacyjne pomi dzy urz dzeniem piorunochronnym i innymi

urz dzeniami i instalacjami wewn trznymi je li nie było mo liwe

wykonanie poł cze wyrównawczych pomi dzy w.w. elementami, które

przedstawia rysunek

Rys. 4. Wyznaczenie

długo ci A

— przewód

odprowadzaj cy, I

nst

— rozpatrywana instalacja,

— miejsce wykonanego poł czeni a wyrównawczego,

, x

— miejsca obliczanych odst pów izolacyjnych

i okre la poni szy wzór

w którym:

x — odst p izolacyjny (w powietrzu i w nieprzewodz cych materiałach

budowlanych jak cegła, beton itp.), m,

A — odległo od miejsca zbli eni a do najbli szego poł czenia wyrównawczego

lub od ziemi wzdłu przewodów urz dzenia piorunochronnego (wg rys. 3 ),

h — wysoko chronionego obiektu, m,

b — najwi ksza przek tna poziomego rzutu obiektu, m,

n — liczba przewodów odprowadzaj cych (je eli liczba przewodów jest wi ksza

ni 20, przyj n = 20).

Norma PN-IEC 61024-1:2001 równie okre la ten parametr, ale w

odmienny sposób. Okre la zwi kszony odst p izolacyjny s, który

powinien by wi kszy od odst pu bezpiecznego d, który wyznacza si

zgodnie z zale no ci :

≥ d

)

gdzie:

— zale y od wybranego poziomu ochrony urz dzenia piorunochronnego LPS

(tablica 8)
k

— zale y od geometrycznej konfiguracji (patrz rysunek 3, 4, 5)

— zale y od materiału izolacyjnego (patrz tablica 8 )

l(m)

— jest długo ci mierzon wzdłu przewodu odprowadzaj cego od punktu

rozpatrywanego

zbli enia

punktu

najbli szego

poł czeni a

wyrównawczego.

⋅

≥

Rysunek 5. – P tla w przewod zie odprowad zaj cym

Zale no ta jest wa na, je eli odległo mi dzy przewodami

odprowadzaj cymi jest rz du 20 m. Poni sze tablice podaj warto ci

współczynników k

i k

Tablica 10. Zbli enie instalacji do urz d zenia piorunochronnego (LPS); warto ci

współczynnika k

Poziom ochrony

0,1

0,075

III i IV

0,05

Tablica 11. Zbli enie instalacji do urz d zenia piorunochronnego (LPS); warto ci

współczynnika k

Materiał

Powietrze

Dielektryk stały

0,5

a rysunki 6, 7 i 8 podaj współczynnik k

, który zale y od jedno, dwu lub

trójwymiarowego zbli eni a instalacji odgromowej do instalacji wewn trznych

chronionego obiektu.

Rysunek 6 – Zbli enie instalacji do urz dzenia piorunochronnego (LPS) w

jednowymiarowej konfiguracji

(warto wspólczynnika k

=1 )

Rysunek 7 – Zbli enie instalacji do urz d zenia piorunochronnego (LPS) w

dwumiarowej konfiguracji ( warto współczynnika k

=0,66 )

Rysunek 8 – Zbli enie instalacji do urz d zenia piorunochronnego ( LPS ) w

trójwymiarowej konfiguracji ( warto współczynnika k

=0,44 )

7. Zako czenie.

Powy sze opracowani e nie wyczerpuje wszystkich zagadnie w zakresie ochrony

odgromowej i przeciwprzepi ciowej. Ma ono jedynie na celu przybli enie niektórych

zagadni e ujmowanych odmiennie przez wybrane normy. Jest ono równie zaproszeniem

czytelników do si gni cia po nie zarówno przez osoby projektuj ce, buduj ce jak i

eksploatuj ce urz dzenia odgromnikowe i ochronnikowe.

Literatura:

mgr in . Fryderyk Łasak

COBR “ Elektromonta ” Kraków

tel/fax 0-12-4259269

Pomiary ochrony przeciwpora eniowej w sieciach

i instalacjach elektrycznych o napi ciu znamionowym do 1 kV

cd CZ

III

9. Pomiar rezystancji uziemienia uziomu

Rezystancj uziemie mierzy si pr dem przemiennym. Najcz ciej do pomiaru

rezystancji uziemienia uziomu od kilku

Ω

do kilkuset

Ω

u ywany jest induktorowy

miernik do pomiaru uziemie IMU (rys. nr 6).oparty na metodzie

kompensacyjnej, lub metoda techniczna do pomiaru małych rezystancji w

granicach 0,01-1

Ω.

Rys. 5. Układ do pomiaru rezystancji uziemie metod techniczn :

X - badany uziom, S - napi ciowa sonda pomiarowa i jej 3 poło enia dla

sprawdzenia poprawno ci przeprowadzania pomiaru, P - uziom pomocniczy

pr dowy, Tr - transformator izoluj cy, V - przebieg potencjału mi dzy uziomem

badanym i uziomem pomocniczym pr dowym.

Pr d dopływaj cy do uziomu rozpływa si w gruncie promieni cie na wszystkie

strony. G sto pr du jest najwi ksza koło uziomu, powoduj ca powstanie

lejowatej krzywej potencjału (rys. nr 5), której kształt jest zale ny od

rezystywno ci gruntu.

Odległo ci mi dzy uziomem X a sond pomiarow S i uziomem pomocniczym P

musz by takie by sonda była w przestrzeni o potencjale zerowym (ziemia

odniesienia).

Warto rezystancji uziomu oblicza si ze wzoru:

Rx = Uv/I

[

Ω

]

(11)

Metod techniczn mo emy mierzy rezystancj uziomu wykorzystuj c miernik

rezystancji p tli zwarcia, przy pomiarze w sieci TN i TT.

Rys. 6. Schemat poł cze do pomiaru rezystancji uziemie metod

kompensacyjn

Zał cznik C do normy podaje opis sprawdzenia poprawno ci pomiaru rezystancji

uziomu, przez pomiar w dwóch dodatkowych poło eniach uziomu pomocniczego

jak przedstawiono to na rys. 7.

Rys. 7. Sposób sprawdzenia poprawno ci przeprowadzenia pomiaru rezystancji

uziomu
9.1. Rezystancja uziomów pomocniczych

Dokładno pomiaru badanego uziemienia nie zale y od rezystancji uziomów

pomocniczych.

Badany uziom ł czymy z miernikiem krótkim przewodem pomiarowym, gdy jego

rezystancja dodaje si do rezystancji uziemienia. Od wyniku pomiaru nale y

odj rezystancj tego przewodu, któr nale y zmierzy oddzielnie.

Rezystancja uziomu zale y od: wielko ci i kształtu uziomu, rezystywno ci

wła ciwej gruntu, podlega zmianom sezonowym w zale no ci od opadów

atmosferycznych, zmiany te s tym mniejsze im uziom jest gł bszy. Najlepszymi

uziomami s uziomy gł bokie.

Czynnikiem utrudniaj cym pomiary s pr dy bł dz ce zniekształcaj ce pomiary.

Wyniki pomiaru nale y pomno y przez podany w tabeli 4 współczynnik Kp = 1,1

do 3 uwzgl dniaj cy aktualne nawilgocenie gruntu oraz rodzaj badanego

uziomu.

Tabela 4. Warto ci współczynnika korekcyjnego poprawkowego Kp

Rodzaj uziomu

Współczynnik korekcyjny poprawkowy Kp w

zale no ci od nawilgocenia gruntu

suchy

wilgotny

b. wilgotny

Uziom gł boki pionowy

pod powierzchni

ziemi ponad 5 m

1,1

1,2

1,3

j.w. lecz pod

powierzchni ziemi 2,5

- 5 m

1,2

1,6

2,0

Uziom poziomy w ziemi

na gł boko ci ok.1 m

1,4

2,2

3,0

Uziomy wykonywane s jako; pionowe - rurowe lub pr towe i poziome - otokowe

lub promieniste.

Mo na przyj zasad e:

- o ile nie wykonujemy pomiarów w okresie 2 do 3 dni po opadach,

- o ile wykonujemy pomiary od wrze nia do pa dziernika (najwi ksze

rezystancje uziomów w ci gu roku) to nie musimy stosowa współczynników

korekcyjnych.
9.2. Czynniki wpływaj ce na jako uziomu

O jako ci uziomu decyduj :

- niska warto jego rezystancji,

- niezmienno rezystancji w czasie,

- odporno elementów uziomu na korozj .

Rezystancja uziemienia uziomu zale y od sposobu jego wykonania, głównie od

gł boko ci pogr enia. Przez zwi kszenie gł boko ci pogr enia uziomu

uzyskuje si zmniejszenie jego rezystancji. Rezystancja uziomu gł bokiego jest

stabilna, gdy nie wpływa na ni wysychanie ani zamarzanie gruntu.

9.4. Pomiar rezystancji uziemie piorunochronnych miernikiem udarowym

Polska Norma PN-89/E-05003/03 dotycz ca obostrzonej ochrony obiektów

budowlanych wymaga pomiaru rezystancji uziemienia mostkiem udarowym,

którego schemat funkcjonalny i sposób podł czenia przedstawiono na rys. 8.

Mostek udarowy jako kryterium oceny stanu uziemienia podaje jego impedancj

zmierzon przy przepływie pr du o du ej stromo ci narastania, czyli w

warunkach zbli onych do wyst puj cych w chwili uderzenia pioruna.

Rys. 8. Schemat funkcjonalny i sposób podł czenia miernika WG-307

Udarowe mierniki uziemie produkowane s w wersjach „W” i „S”. Miernik wersji

„W” dokonuje pomiaru uziemienia udarem o czasie czoła 4

s. Jest on

przeznaczony do pomiaru impedancji uziemie instalacji odgromowej budynków.

Na zlecenie energetyki opracowano miernik uziemie w wersji „S”, który

dokonuje pomiaru uziemienia udarem o czasie czoła 1

s. Miernik ten daje

troch wi ksze warto ci impedancji, lecz jest mniej wra liwy na bocznikuj cy

wpływ s siednich uziomów. Jest on szczególnie przydatny przy pomiarze

uziemie słupów linii elektroenergetycznych bez konieczno ci odł czania ich od

konstru kcji słupa.

10. Normy i przepisy zwi zane

1. PN-IEC-60364-4-41 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.

Ochrona dla zapewnienia bezpiecze stwa. Ochrona

przeciwpora eniowa.

2. PN-IEC-60364-6-61: 2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.

Sprawdzanie. Sprawdzanie odbiorcze.

3. PN-IEC-60364-5-54 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i

monta

wyposa enia elektrycznego. Uziemienia i przewody

ochronne.

4. PN-IEC-60364-7-704 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.

Wymagania dla specjalnych instalacji lub lokalizacji. Instalacje na terenie budowy

i rozbiórki.

5. Ustawa z 3 04 1993 r. Prawo o Miarach (Dz. U. nr 55 z 1993r. - poz 248

6. Zarz dzenie Ministra Gospodarki Materiałowej i Paliwowej (MP nr 8 z 1987r., poz. 70)

7. Zarz dzenia nr 198 z 1996 r. oraz nr 29 i 30 z 1999 r. Prezesa Głównego Urz du

Miar (Dz. Urz. Miar i Probiernictwa nr 27/96 i 4/99)

8. Ustawa z dnia 7 07 1994r. Prawo Budowlane (Dz. U. z 1994r. nr 89, poz. 414; z 1996r nr 100, poz. 465,

nr 106, poz. 496 i nr 146, poz. 680, z 1997r. nr 88, poz. 554 i nr 111, poz. 726 oraz z 1998r. nr 22, poz.

118 i nr 106, poz. 668)

9. Ustawa z dnia 10 04 1997r. Prawo Energetyczne (Dz. U. z 1997r. Nr 54, poz. 348 i nr 158, poz. 1042, z

1998r. nr 94, poz. 594 i nr 106, poz. 668)

10. Rozporz dzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 14 12 1994r. w sprawie

warunków technicznych, jakim powinny odpowiada budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity Dz. U. z

1999r. nr 15, poz. 140 i nr 44 poz. 434 oraz z 2000 r. nr 16, poz.214)

11. Rozporz dzenie Ministra Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych z dnia 28 03 1972r. w

sprawie bezpiecze stwa i higieny pracy przy wykonywaniu robót budowlano-monta owych i

rozbiórkowych (Dz. U. z 1972r. nr 13, poz. 93).

12. Rozporz dzenie Ministra Spraw Wewn trznych z dnia 3 11 1992r. W sprawie ochrony

przeciwpo arowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz. U. z 1992r. nr 92, poz.460).

13. Rozporz dzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 03 1998r. w sprawie wymaga kwalifi-

kacyjnych dla osób zajmuj cych si eksploatacj urz dze , instalacji i sieci oraz trybu stwierdzania tych

kwalifikacji, rodzajów instalacji i urz dze , przy których eksploatacji wymagane jest posiadanie

kwalifikacji, jednostek organizacyjnych, przy których powołuje si komisje kwalifikacyjne, oraz wysoko ci

opłat pobieranych za sprawdzenie kwalifikacji (Dz. U. z 1998r. nr 59, poz. 377).

14. Rozporz dzenie Ministra Spraw Wewn trznych i Administracji z dnia 19 10 1998r. w sprawie ksi ki

obiektu budowlanego (Dz. U. z 1998r. nr 135, poz. 882).

15. Rozporz dzenie Ministra Gospodarki z dnia 25 09 2000. w sprawie szczegółowych warunków

przył czania podmiotów do sieci elektroenergetycznych, obrotu energi elektryczn , wiadczenia usług

przesyłowych, ruchu sieciowego i eksploatacji sieci oraz standardów jako ciowych obsługi odbiorców.

(Dz. U. z 2000r. nr 85, poz.957).

16. Ustawa z dnia 10 09 1999 r. o zmianie ustawy - Prawo energetyczne

17. Rozporz dzenie ministra Gospodarki z dnia 17 09 1999 r. w sprawie

bezpiecze stwa

i higieny pracy przy urz dzeniach i instalacjach energetycznych. (Dz. U. z

1999r.

nr 80, poz. 912)

18. Zarz dzenie Prezesa Głównego Urz du Miar nr 12 z dnia 30 03 1999 r. w

sprawie

wprowadzenia przepisów metrologicznych o miernikach oporu p tli zwarcia.

Bolesław Galicyjski
J drzej Wola-Spicymirski

Aforyzmy i spostrze enia

S dwa sposoby odniesienia sukcesu – własna pracowito lub

głupota innych

La Bruyere

Natura nie znosi pru ni

Kultura pró no ci

Pro ciej byłoby wprowadzi podatek 100%, a obywateli utrzymywa

na zasiłku

Marek Niegodajew

Jaka jest ró nica mi dzy Marksem a marksistami. Taka jaka mi dzy

Kantem a kanciarzami.

Z czasów PRL-u

Ma du o racji ten, który przyznaje j innym.

Jaka jest ró nica mi dzy Uniwersytetem Jagielo skim a Wieczorowym

Uniwersytytem Marksizmu – Leninizmu?

Taka jak mi dzy Alma Mater a „na sermater”.

O ludziach kultury i sztuki zwykło si mówi , e s lud mi

nieprosuktywnymi. Rzecz dziwna , e po tych nieproduktywnych

osobach pozostaj dzieła wiekopomne i wspaniałe.

Notatki

_______________________________________________________________________