KONSPEKT
Podstawowe wiadomości z zakresu bezpiecznej eksploatacji
instalacji i urządzeń elektroenergetycznych
Opracował:
Dr inŜ. Jan STRZAŁKA
Kraków, 2008 r.
Materiały szkoleniowe zastrzeŜone są prawem autorskim przez Autora dla O/Kraków SEP.
Powielanie tylko za zgodą Autora.
- 1 -
SPIS TREŚCI
Strona
1. WPROWADZENIE
2
2. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW
2
3. KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
2
4. ELEMENTY SKŁADOWE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH
4
5. DOBÓR ORAZ UKŁADANIE PRZEWODÓW I KABLI
10
6. DOBÓR ZABEZPIECZEŃ PRZEWODÓW I KABLI
13
7. OCHRONA ODGROMOWA I PRZECIWPRZEPIĘCIOWA
15
8. OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA
18
9. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW EKSPLOATACJI
30
10. ORGANIZACJA BEZPIECZNEJ PRACY
31
11. SPRZĘT OCHRONNY STOSOWANY
PRZY URZĄDZENIACH ELEKTRYCZNYCH
32
12. RATOWANIE OSÓB PORAśONYCH PRĄDEM
32
13. OCHRONA PRZECIWPOśAROWA
35
14. PRACE KONTROLNO-POMIAROWE
35
15. LITERATURA (podstawowe pozycje dostępne
39
w biurze SEP tel. 012 - 422-58-04)
Materiały szkoleniowe zastrzeŜone są prawem autorskim przez Autora dla SEP O/Kraków.
Powielanie tylko za zgodą Autora.
- 2 -
1. WPROWADZENIE
Praca przy urządzeniach elektroenergetycznych wymaga szczególnej uwagi i ostroŜności
oraz znajomości występujących zagroŜeń. Bezpieczeństwo pracy uwarunkowane jest w
szczególności znajomością budowy i zasad pracy urządzeń, prawidłowym wykonywaniem
czynności eksploatacyjnych oraz ścisłym przestrzeganiem zasad organizacji pracy i wymagań
przepisów w zakresie bhp. W niniejszym opracowaniu zebrano w syntetycznym ujęciu
podstawowe
wiadomości
z
zakresu
bezpieczeństwa
w
eksploatacji
urządzeń
elektroenergetycznych, których znajomość wymagana jest przy sprawdzaniu kwalifikacji w
zakresie eksploatacji i dozoru.
Zakres wymagań egzaminacyjnych dla osób Dozoru i Eksploatacji określa Rozporządzenie Min.
Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z 28.04.2003 r. wydane na mocy Ustawy " Prawo
Energetyczne " z 10.04.1997 r.
2. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW
Wymagania w zakresie budowy urządzeń elektrycznych określają następujące główne
dokumenty prawne:
•
Przepisy Budowy Urządzeń Elektroenergetycznych – PBUE z 1997 r.
•
Prawo Budowlane z 1994 r.,
•
Prawo Energetyczne z 1997 r.
•
Rozporządzenia wykonawcze do w/w Ustaw, w tym:
- Rozp. MGPiB z 14.12.1994 r – Budynki i ich usytuowanie (zaktualizowane Rozp.
M.Infrastr. z 12.04.2002 r., uzupełnione 07.04.2004 r.),
- Rozp. MG z 04.05.2007 r. (dawne Rozp. ” przyłączeniowe „ )
•
Polskie Normy – PN, w tym:
- PN-84/E-02033, PN-EN 12464-1: 2004 – Oświetlenie elektryczne wnętrz (miejsc pracy)
- PN-86-92/E-05003(arkusze 01,03 i 04) oraz PN-IEC 61024-1:2001 – Ochrona odgromowa
obiektów budowlanych,
- PN-IEC 60364 (PN/E-05009) – Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych,
- Norma N SEP-004 – Linie kablowe,
- PN-E 05100-1:1998, PN-EN 50341: 2005 – Linie napowietrzne,
- PN-E 05115 Instalacje powyŜej 1 kV.
Przepisy w zakresie eksploatacji scharakteryzowano dalej w p.9.
3. KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Urządzenia elektryczne słuŜące do wytwarzania, przetwarzania, przesyłu, rozdziału i odbioru
energii elektrycznej moŜna podzielić wg róŜnych kryteriów. Z punktu widzenia wysokości
napięcia rozróŜniamy urządzenia:
- niskiego napięcia (do 1 kV),
- średnio-wysokiego napięcia (od 1 do 60 kV),
- wysokiego napięcia (110 i 220 kV),
- najwyŜszego napięcia
≥
400 kV.
Ze względu na sposób uŜytkowania rozróŜniamy urządzenia:
- nieprzemieszczalne (stałe i stacjonarne),
- przemieszczalne (ręczne, przenośne, ruchome).
Ze względu na przeznaczenie rozróŜniamy urządzenia budowy:
- wnętrzowej,
- napowietrznej,
- 3 -
- specjalnej.
Generalnie urządzenia odbiorcze moŜna podzielić na:
a) urządzenia oświetleniowe, czyli źródła światła wraz z aparaturą pomocniczą,
b) urządzenia siłowe (nieoświetleniowe), które obejmują m.in.:
- silniki elektryczne,
- zespoły wielomaszynowe,
- urządzenia elektrotermiczne,
- urządzenia spawalnicze,
- urządzenia prostownikowe,
- urządzenia do elektrolizy,
- elektrofiltry,
- urządzenia energoelektroniczne (przekształtnikowe).
Pod względem wymaganej pewności zasilania odbiorniki energii elektrycznej dzielą się na
odbiorniki:
a) I kategorii,
b) II kategorii,
c) III kategorii.
Przystosowanie urządzeń do warunków środowiskowych oznacza się przez podanie kodu IP.
W tabeli 1 przedstawiono oznaczenia stopni ochrony osłon zabezpieczających.
Tabela 1.Oznaczenie stopni ochrony osłon zabezpieczających przed dotknięciem i przed
przedostawaniem do wnętrza obcych ciał stałych oraz przed dostępem wody, wg
PN-EN 60529:2003 (kod IP).
- 4 -
W tabeli 2 przedstawiono wymagane cechy urządzeń ze względu na niektóre wpływy
ś
rodowiska.
Tabela 2. Wymagane cechy urządzeń elektrycznych ze względu na niektóre wpływy
ś
rodowiskowe, według PN-IEC 60364
Cechy środowiska
Wymagane cechy
Kod
Określenie i intensywność
wpływów
urządzeń elektrycznych
AD
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD7
AD8
Obecność wody
pomijalna
krople wody swobodnie spadające
rozpylana woda
rozbryzgi wody
strumienie wody
zanurzenie
zatopienie
IPX0
IPX1
IPX3
IPX4
IPX5
IPX7
IPX8
AE
AE1
AE2
AE3
AE4
Obecność ciał stałych
pomijalna
ciała drobne
≥
2,5 mm
ciała bardzo drobne
≥
1 mm
pył
IP0X
IP3X
IP4X
IP5X- jeŜeli przenikanie
pyłu nie spowoduje
zakłóceń pracy urządze-
nia ,
IP6X - jeŜeli nie dopu-
szcza się przenikania
pyłu do urządzenia
4. ELEMENTY SKŁADOWE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH
W skład sieci elektroenergetycznych wchodzą:
- linie elektroenergetyczne (napowietrzne i kablowe),
- stacje elektroenergetyczne (transformatorowo-rozdzielcze),
- instalacje elektryczne.
PoniŜej przedstawiono krótką charakterystykę poszczególnych elementów sieci.
- 5 -
PN-75/E-05100
LINIE NAPOWIETRZNE
PN-E-05100-1:1998
Pr PN-E-05100-2 N SEP E-003 (2003r.)
PN-EN 50341: 2005
Przewody gołe AL, AFL, AAL, Stopy AL, O/FL
m = S
AL
/ S
Fe
(najczęściej m = 6)
Przewody izolowane AsXS 25
÷÷÷÷
120 mm
2
1 kV
PAS / AACXS 35
÷÷÷÷
150 mm
2
12 / 20 kV
Izolatory liniowe
porcelanowe
szklane
kompozytowe
stojące
wiszące
kołpakowe
pełnopniowe
Słupy
drewniane
Ŝelbetowe
stalowe
przelotowe
naroŜne
odporowe
krańcowe
skrzyŜowaniowe
rozgałęźne
Osprzęt liniowy
osprzęt izolatorowy (trzony, kabłąki, wieszaki, orczyki)
złączki i zaciski
osprzęt łukochronny (roŜki, półpierścienie, pierścienie)
- 6 -
Rys. 1. Izolatory liniowe : a), b), c) niskiego napięcia ( stojący dwuszyjkowy N, szpulowy S,
szklany NS ); d), e), f) wysokiego napięcia (stojący deltowy LDS, stojący pniowy LPW,
wiszący pniowy LP); 1 – szyjka, 2 – klosz, 3 – głowa, 4 – rowek głowy, 5 – stopa,
6 – pień, 7 – ucho, 8 – trzon, 9 – okap klosza
Rys. 2. Sylwetki słupów średniego i wysokiego napięcia : słup przelotowy SN, Ŝerdź śN12,
b) słup przelotowy SN, Ŝerdź BSW12, c) słup naroŜny SN, d) słup linii 400 kV serii Y52
- 7 -
LINIE KABLOWE
PN-76/E-05125
Pr PN-E 05125
N SEP-E-004 (2003r.)
Kable
Al, Cu
Ŝyły
okrągłe, owalne, sektorowe
izolacja
papierowo-olejowa
gumowa (G)
polwinitowa PCV (Y)
polietylenowa
PE
zwykły (X)
usieciowany (XS)
powłoka – ołów
aluminium (Al.)
polwinit (Y)
zbrojenie (Ft, Fp, Fo)
osłona zewn. – juta asfaltowana (A)
polwinit (y)
AKFtA 3x120+70 mm
2
, 1kV
YAKY 4x150 mm
2
, 1 kV
HAKFtA 3x240 mm
2
, 15 kV
YH(A)KXS 1x120 mm
2
RMC / 1x50 mm
2
, 12/20 kV
osprzęt kablowy
- mufy
- mufy końcowe (głowice)
- złączki
- końcówki
STACJE TRANSFORMATOROWO-ROZDZIELCZE
Rys. 3. Uproszczone schematy ideowe układu stacji jednotransformatorowej a )
i dwutransformatorowej b)
SZR
S II
S I
T1
T2
b)
15
kV
0,4
kV
Tr
a)
- 8 -
Sposoby rezerwowania:
- zasilanie rezerwowe z innej stacji,
- zespół prądotwórczy,
- UPS.
WyposaŜenie stacji:
- obwody pierwotne,
- obwody wtórne.
INSTALACJE ELEKTRYCZNE:
Instalacjami nazywamy sieci oświetleniowe, siłowe i specjalne do 1 kV
~
( 1,5 kV
-
) słuŜące do
rozprowadzenia energii elektrycznej do odbiorników i do gniazd wtyczkowych.
Rys. 4. Sposoby zasilania instalacji elektrycznych nn.
W instalacji elektrycznej (głównie mieszkaniowej) moŜna wyróŜnić:
- przyłącze P
- złącze Zł
- rozdzielnicę główną RG
- wewnętrzną linię zasilającą WLZ
- tablicę piętrową TP
- instalację odbiorczą IO
Przykładowy schemat instalacji elektrycznej w mieszkaniu przedstawiono na rys. 5. , a schemat
instalacji w budynku wielokondygnacyjnym zasilanym z sieci kablowej pokazano na rys. 6.
TP
I 0
RG
Odbiorca
ln 0,4 kV
Zł
P
0,4 kV
lk 0,4 kV
R01
R02
RG
ZEn
1)
2)
WLZ
Wh
M
~
- 9 -
Rys. 5. Schemat instalacji elektrycznej w budynku wielokondygnacyjnym.
Wewnętrzna linia
zasilająca (wlz 1)
Zabezpieczenie
przedlicznikowe
∆
I
30 mA
Wh
Wh
Złącze
Kablowa sieć rozdzielcza
Rozdzielnica
główna
budynku
Obwód
administracyjny
wlz 2
Instalacja
odbiorcza
- 10 -
5. DOBÓR ORAZ UKŁADANIE PRZEWODÓW I KABLI
Przy doborze przewodów i kabli naleŜy wziąć pod uwagę występujące warunki środowiskowe,
aby ograniczyć wzajemny wpływ instalacji i otoczenia.
Przekrój przewodów w instalacjach elektrycznych ustala się w oparciu o następujące kryteria:
- dopuszczalnej obciąŜalności prądowej,
- dopuszczalnego spadku napięcia,
- wytrzymałości mechanicznej,
- skuteczności ochrony przeciwporaŜeniowej.
Dopuszczalna obciąŜalność prądowa przewodów jest limitowana dopuszczalną temperaturą Ŝył,
która dla przewodów ułoŜonych na stałe w izolacji polwinitowej wynosi 70
°
C. Norma PN-IEC
60364-5-523 podaje obciąŜalności prądowe przewodów i kabli dla 9-ciu róŜnych sposobów ich
ułoŜenia, oznaczonych literami A
÷
G, oraz współczynniki poprawkowe, które naleŜy uwzględnić,
jeśli warunki ułoŜenia przewodów odbiegają od warunków obliczeniowych.
Przy doborze przekroju przewodu ze względu na obciąŜalność dopuszczalną dobieramy z
tabeli przekrój, dla którego obciąŜalność dopuszczalna I
dd
jest nie mniejsza od prądu roboczego
linii I
rob
, wyznaczonego z mocy pojedynczego odbiornika lub mocy szczytowej dla grupy
odbiorników.
W niektórych przypadkach o doborze przekroju przewodów decyduje kryterium
dopuszczalnego spadku napięcia. Przekroje przewodów instalacji naleŜy dobrać w ten sposób,
aby nie zostały przekroczone wartości dopuszczalnych spadków napięcia określone w
przepisach.
Minimalny przekrój przewodów wewnętrznej linii zasilającej (wlz) wynosi 4 mm
2
, a dla
odgałęzień do odbiorców – 2,5 mm
2
.
Wymagania odnośnie minimalnego przekroju przewodów ochronnych podano w tabeli 3.
Tabela 3. Wymagany przekrój przewodu ochronnego
Przekrój przewodu
fazowego w mm
2
Przekrój odpowiadającego przewodu
ochronnego S
PE
w mm
2
S ≤ 16
16 < S ≤35
S > 35
S
16
0,5
⋅
S
Sposób ułoŜenia przewodów w instalacji i rodzaj przewodów musi być dostosowany do
charakteru budynku i przeznaczenia pomieszczeń.
W tabeli 4 podano stosowane rozwiązania instalacji w róŜnego typu budynkach ze względu na
sposób prowadzenia przewodów.
- 11 -
Tabela 4. Sposoby układania przewodów w instalacjach róŜnych obiektów budowlanych
Rodzaj budownictwa lub pomieszczenia
Lp..
Sposób wykonania instalacji
mieszkaniowe ogólne przemysłowe wiejskie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
W rurach elektroinstalacyjnych pod tynkiem
W rurach stalowych i z twardego PCV na tynku
Wtynkowa
W prefabrykowanych bruzdach
Zatapiana w prefabrykowanych płytach
Zatapiana w konstrukcjach wylewanych
Listwowa
Listwowo-zatapiana (mieszana)
Podłogowa
Przewodami kabelkowymi
Przewodami szynowymi
Przewodami w korytkach
Przewodami na drabinkach
Przewodami uformowanymi w wiązki
Przewodami samonośnymi
Przewodami na izolatorach
System ZELP-83
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
W instalacjach obiektów komunalno-bytowych najczęściej stosowana jest klasyczna metoda
układania przewodów w rurkach elektroinstalacyjnych pod tynkiem. W instalacjach
przemysłowych najczęściej wykonuje się instalację za pomocą wieloŜyłowych przewodów
kabelkowych. Przewody te są równieŜ zalecane dla pomieszczeń wilgotnych, o wyziewach
Ŝ
rących oraz w pomieszczeniach niebezpiecznych pod względem poŜarowym lub wybuchowym.
Sposoby układania przewodów wprowadza norma PN-IEC 60364-5-52 podaje tabela 5.
Tabela 5. Sposoby układania przewodów i kabli wg PN IEC 60364-5-52.
Oznaczenie
Szkic
Wyjaśnienia dodatkowe
A1
- przewody jednoŜyłowe w rurkach lub kanałach
izolacyjnych, ułoŜone w ścianach wykonanych z
materiałów o bardzo dobrej izolacji termicznej
A2
-
przewody wieloŜyłowe w rurkach lub kanałach
izolacyjnych,
-
przewody wieloŜyłowe ułoŜone bezpośrednio w
ś
cianach
B1
-
przewody jednoŜyłowe ułoŜone w rurkach lub
kanałach izolacyjnych na ścianie,
- przewody jednoŜyłowe ułoŜone w rurkach w
murze
- 12 -
Tabela 5. cd.
Oznaczenie
Szkic
Wyjaśnienia dodatkowe
B2
-
przewody wieloŜyłowe ułoŜone w rurkach
lub kanałach izolacyjnych na ścianie lub na
podłodze,
- przewody wieloŜyłowe w rurkach
izolacyjnych oraz kable wieloŜyłowe
ułoŜone w murze lub w betonie
C
-
przewody wieloŜyłowe ułoŜone na ścianie,
na podłodze lub pod sufitem,
-
przewody wtynkowe,
-
przewody wieloŜyłowe lub kable ułoŜone
bezpośrednio w murze lub w betonie,
-
kable jednoŜyłowe lub wieloŜyłowe oraz
przewody oponowe ułoŜone na pełnych
(nieperforowanych) półkach
D
-
kable wieloŜyłowe w przepustach w ziemi,
-
kable jednoŜyłowe w przepustach w ziemi,
-
kable jedno- i wieloŜyłowe ułoŜone
bezpośrednio w ziemi
E lub F
-
kable jedno- lub wieloŜyłowe oraz przewody
oponowe ułoŜone na perforowanych półkach
(korytkach)
E, F lub G
-
przewody wieloŜyłowe lub kable
(zawieszone) w powietrzu lub w pobliŜu
ś
cian, lecz w odległości większej niŜ 0,3
ś
rednicy kabla lub przewodu od ściany,
-
kable jedno- lub wieloŜyłowe oraz przewody
oponowe ułoŜone na drabinkach lub
wspornikach
- 13 -
Wytyczne odnośnie układania kabli podaje norma N SEP-E-004, która przewiduje następujące
sposoby układania kabli poza budynkami:
•
bezpośrednio w ziemi,
•
w rurach i blokach umieszczonych w ziemi,
•
w kanałach kablowych,
•
w tunelach kablowych,
•
na estakadach (pomostach kablowych).
6. DOBÓR ZABEZPIECZEŃ PRZEWODÓW I KABLI
Instalacje elektryczne zgodnie z wymaganiami normy PN-IEC 60364 muszą być
zabezpieczone przed skutkami zwarć i przeciąŜeń.
Zabezpieczenia zwarciowe naleŜy umieścić we wszystkich przewodach roboczych.
Zabezpieczenia zwarciowe przewodów powinny być umieszczone na początku linii.
Zabezpieczenia od przeciąŜeń przewodów moŜna umieścić w dowolnej odległości od początku
linii, jednak przed pierwszym rozgałęzieniem lub gniazdem wtykowym.
Zabezpieczenia przetęŜeniowe mogą być zrealizowane przez zastosowanie:
- jednego urządzenia (wyłącznika lub bezpieczników) zabezpieczającego zarówno przed
skutkami zwarć i przeciąŜeń,
- dwóch róŜnych urządzeń, z których jedno zabezpiecza przed skutkami zwarć a drugie przed
skutkami przeciąŜeń.
Charakterystyka działania urządzenia zabezpieczającego przewody od przeciąŜenia powinna
spełniać następujące dwa warunki:
I
rob
≤
I
n
≤
I
dd
oraz I
2
≤
1,45 I
dd
( 1 )
w których:
I
rob
– prąd roboczy (obliczeniowy) w obwodzie,
I
n
– prąd znamionowy lub nastawiony urządzenia zabezpieczającego,
I
dd
– obciąŜalność długotrwała przewodu,
I
2
– prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego,
Prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego moŜe zostać wyznaczony z zaleŜności:
I
2
= k
2
⋅
I
n
( 2 )
gdzie:
k
2
– współczynnik liczbowy równy:
1,45 – dla wyłączników samoczynnych typu B, C i D,
1,6
÷
2,1 – dla bezpieczników.
Najbardziej
rozpowszechnionym
urządzeniem
zabezpieczającym
jest
bezpiecznik,
charakteryzujący się prostą budową i duŜą zdolnością ograniczenia prądu zwarciowego.
Najczęściej stosowane są wkładki ogólnego przeznaczenia o pełnozakresowej charakterystyce
klasy gG (rys.7). Bardziej uniwersalnym urządzeniem zabezpieczającym są wyłączniki
nadprądowe instalacyjne, których charakterystyki pasmowe pokazane są na rys.8.
Poszczególne typy wyłączników przeznaczone są do:
* typ A - ochrony instalacji z elementami elektroniki,
* typ B - ochrony instalacji ogólnego przeznaczenia,
* typ C - ochrony instalacji z silnikami elektrycznymi,
* typ D - ochrony instalacji z urządzeniami o duŜych udarach prądowych
(transformatory, elektromagnesy, silniki o bardzo trudnym rozruchu itp.)
- 14 -
Rys.7. Charakterystyki pasmowe czasowo-prądowe bezpieczników topikowych typu gG
I
k
– spodziewany prąd zwarciowy.
- 15 -
Rys.8. Charakterystyki pasmowe A, B, C i D wyłączników nadprądowych.
W instalacjach elektrycznych pracujących w układach promieniowych kilkustopniowych
naleŜy zastosować kilka zabezpieczeń przetęŜeniowych, zainstalowanych na początku kaŜdego
obwodu i w miejscach, w których zmniejsza się przekrój przewodów.
Urządzenia zabezpieczające powinny działać w sposób selektywny, tzn. pasmowe
charakterystyki czasowo-prądowe sąsiednich zabezpieczeń nie mogą się przecinać, ani nie mogą
mieć wspólnych obszarów działania. MoŜna przyjąć, Ŝe w przypadku bezpieczników
selektywność jest zachowana, jeŜeli iloraz prądów znamionowych kolejno po sobie
występujących wkładek bezpiecznikowych jest równy co najmniej 1,6.
7. OCHRONA ODGROMOWA I PRZECIWPRZEPIĘCIOWA
Szczegółowe wymagania odnośnie ochrony odgromowej obiektów budowlanych i doboru
elementów instalacji piorunochronnej podaje norma PN/E-05003 (arkusze 01,03 i 04) oraz
norma PN-IEC 61024-1:2001.
W zaleŜności od skutków, jakie moŜe wywołać uderzenie pioruna obiekty budowlane dzieli się
na:
•
obiekty wymagające ochrony,
•
obiekty nie wymagające ochrony,
•
obiekty, w których zastosowanie ochrony uzaleŜnione jest od stopnia zagroŜenia
piorunowego.
Do obiektów wymagających ochrony zalicza się m.in. domy towarowe, hale targowe, teatry,
kina, sanatoria, szpitale, budowle zabytkowe, biblioteki, muzea, budynki uŜyteczności
publicznej, szkoły specjalne, obiekty kultu religijnego oraz budynki zagroŜone poŜarem i
wybuchem.
W skład instalacji piorunochronnej wchodzą:
•
zwody przeznaczone do bezpośredniego przejmowania wyładowań atmosferycznych,
- 16 -
•
przewody odprowadzające, łączące zwody z przewodami uziemiającymi lub uziomem
fundamentowym,
•
przewody uziemiające łączące przewody odprowadzające z uziomem,
•
uziomy, czyli elementy metalowe lub zespoły elementów metalowych umieszczone w
gruncie i zapewniające z nim połączenie elektryczne.
Na rys.9 pokazano podstawowe elementy składowe instalacji piorunochronnej.
Rys.9. Podstawowe elementy składowe instalacji piorunochronnej budynku.
Norma wprowadza wymagania, aby w pierwszej kolejności jako elementy instalacji
piorunochronnej wykorzystać naturalne elementy konstrukcyjne występujące w obiekcie. JeŜeli
części naturalnych brak lub istnieje potrzeba ich uzupełnienia, to w normie podane są
szczegółowe zasady doboru poszczególnych sztucznych elementów instalacji.
Dla prawidłowej ochrony odgromowej budowli istotne znaczenie odgrywa dobór siatki
zwodów, liczby przewodów odprowadzających, rezystancji uziomów i koordynacji urządzeń
piorunochronnych z instalacjami elektrycznymi.
Wytyczne dotyczące identyfikowania i określania miejsc w instalacjach elektrycznych, w
których mogą występować przepięcia oraz zasady doboru środków ograniczających przepięcia
podaje arkusz 443 normy PN-IEC 60364.
Wytrzymałość na przepięcia instalacji elektrycznych budynków i zasilanych z nich urządzeń
elektrycznych i elektronicznych powinna być dobierana do spodziewanych wartości przepięć w
zaleŜności od kategorii danej części instalacji rys.10. W normie PN-IEC 60364-4-443:1999
wyodrębniono cztery kategorie:
•
kategorię IV (zasilanie) dotyczącą podejścia do obiektów, gdzie instalacja i urządzenia
muszą być projektowane z uwzględnieniem zarówno przepięć atmosferycznych jak i przepięć
łączeniowych (zewnętrznych). W tej kategorii przepięcia w sieci 230/400 V powinny być
ograniczone do 6 kV;
•
kategorię III (obwody rozdzielcze i odbiorcze) obejmują obwody i urządzenia znajdujące się
na początku instalacji nie naraŜone bezpośrednio na przepięcia atmosferyczne, ale naraŜone
na przepięcia atmosferyczne zredukowane oraz przepięcia łączeniowe. W sieci 230/400 V
przepięcia powinny być ograniczone do 4 kV;
- 17 -
Rys. 10. Poziomy przepięć w instalacji wewnętrznej budynku w zaleŜności od kategorii
instalacji.
•
kategorię II (odbiorniki) dotyczące urządzeń zasilanych z obwodów instalacji nie naraŜonych
bezpośrednio na przepięcia atmosferyczne, ale naraŜone na przepięcia łączeniowe i przepięcia
atmosferyczne zredukowane w instalacji. W sieci 230/400 V przepięcia powinny być
ograniczone do 2,5 kV;
•
kategorię I (urządzenia specjalne) obejmujące urządzenia i elementy, w których poziom
przepięć jest kontrolowany, na przykład przez ochronniki. W instalacjach 230/400 V
przepięcia nie powinny przekroczyć 1,5 kV.
Norma uzaleŜnia potrzebę zastosowania ochrony przeciwprzepięciowej na początku instalacji
(IV kategoria przepięć) od:
-
rodzaju sieci zasilającej instalację elektryczną budynku,
-
warunków wpływów zewnętrznych (liczby dni burzowych w roku),
-
poziomu przepięcia przejściowego na początku instalacji.
MoŜna wyróŜnić trzy rodzaje sieci zasilających: sieć kablowa ułoŜona w ziemi, sieć
napowietrzno-kablowa (przy czym instalację zasila kabel ułoŜony w ziemi) oraz sieć
napowietrzna.
JeŜeli do zasilania obiektu budowlanego zastosowano sieć kablową lub napowietrzno-
kablową z ułoŜonym w ziemi kablem o długości minimum 150 m zapewnione jest wystarczające
tłumienie fal przepięciowych przenoszonych przez sieć zasilającą i nie ma potrzeby stosowania
ochrony przeciwprzepięciowej na początku instalacji.
W przypadku zasilania budynku z linii napowietrznej o konieczności stosowania ochrony
przeciwprzepięciowej na początku instalacji decyduje poziom przepięć przejściowych i liczba
wyładowań burzowych w roku. Dla warunków wpływów zewnętrznych oznaczonych jako AQ1
(liczba dni burzowych w roku
≤
25) norma nie wymaga stosowania ochrony, natomiast dla
warunków AQ2 (liczba dni burzowych w roku
>
25) w instalacji 230/400 V ochrona
przeciwprzepięciowa jest wymagana, jeŜeli poziom przepięcia przejściowego U na początku
instalacji
>
6 kV.
- 18 -
Do ochrony przed przepięciami przenoszonymi przez sieć zasilającą norma przewiduje
zastosowanie ograniczników przepięć włączonych na początku instalacji (pierwszy stopień
ochrony).
W układach sieci TN i TT ograniczniki przepięć powinny być włączone:
-
między kaŜdy nieuziemiony przewód fazowy i ziemię, jeŜeli przewód neutralny jest
uziemiony na początku instalacji,
-
między kaŜdy przewód fazowy i ziemię oraz między przewód neutralny i ziemię, gdy
przewód neutralny istnieje i nie jest uziemiony na początku instalacji.
W sieciach typu IT naleŜy włączyć ograniczniki przepięć między kaŜdy przewód fazowy i
ziemię oraz jeŜeli jest przewód neutralny, między przewód neutralny i ziemię.
Do ochrony przeciwprzepięciowej instalacji elektrycznych budynków stosowane są
ochronniki przepięciowe w postaci ograniczników przepięć (iskiernikowych lub częściej
warystorowych).
Na rys. 11 pokazany jest trzystopniowy układ realizujący koncepcję strefowej ochrony
przeciwprzepięciowej.
Rys. 11. Trzystopniowy układ strefowej koncepcji ochrony przeciwprzepięciowej
instalacji pracującej w układzie TN-C-S
8. OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA
8.1. MOśLIWOŚCI PORAśENIA I STATYSTYKA PORAśEŃ PRĄDEM
Przyczynami poraŜeń prądem są: nieostroŜność, lekkomyślność, lekcewaŜenie przepisów,
omyłki, brak nadzoru, brak konserwacji i nieznajomość instrukcji. Przepływ prądu przez ciało
człowieka i związane z tym skutki poraŜenia mogą wystąpić na skutek (rys. 12):
a) poraŜeń od napięć roboczych (obejmujących ok. 60 % poraŜeń) - czyli zetknięcia się
człowieka z częściami obwodu elektrycznego znajdującymi się normalnie pod napięciem, lub
wskutek nadmiernego zbliŜenia się do tych urządzeń;
L1
L2
L3
N
PE
Złącze lub
rozdzielnica
główna
Rozdzielnica główna,
rozdzielnica piętrowa
lub tablica rozdzielcza
Odbiornik lub
zasilanie gniazd
wtykowych
Główna
szyna
uziemiająca
kWh
- 19 -
b) poraŜeń od napięć dotykowych (obejmujących ok. 40 % poraŜeń) - czyli zetknięcia się
człowieka z częściami metalowymi nie znajdującymi się normalnie pod napięciem , na
których pojawiło się napięcie w wyniku uszkodzenia izolacji roboczej;
c) poraŜeń od napięć krokowych (obejmujących poniŜej 1% poraŜeń prądem) – czyli wskutek
róŜnicy potencjałów na powierzchni ziemi w strefie objętej rozpływem prądu w ziemi.
1) Od Urob
Uf
I r
Rc
R st
2) Od Udot
Rc
R st
U
Ir
U
uszk
d
3) Ukr
U
k2
U
k1
x
U
k
10-20m
Rys. 12. MoŜliwości poraŜenia prądem elektrycznym.
R
c
– rezystancja ciała, R
st
– rezystancja stanowiska, U
f
– napięcie fazowe, U
r
– napięcie
raŜeniowe, U
szk
– napięcie uszkodzenia, U
d
– napięcie dotykowe, U
k
– napięcie
krokowe.
Statystyki wykazują, Ŝe ok. 80 % wypadków poraŜeń występuje przy urządzeniach niskiego
napięcia, a ok. 20 % przy urządzeniach wysokiego napięcia. W poszczególnych grupach poraŜeń
udział wypadków śmiertelnych wynosi: do ok. 5 % - przy urządzeniach n.n. i do ok. 20 % - przy
urządzeniach w.n.
I
U
R
R
r
f
c
st
≈
+
U
U
r
f
≤
I
U
R
R
r
d
c
st
≈
+
U
U
r
d
≤
- 20 -
8.2. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA STOPIEŃ PORAśENIA
PoraŜeniem nazywamy zmiany i zakłócenia w normalnym funkcjonowaniu organizmu
człowieka spowodowane przepływem prądu raŜeniowego przez ciało człowieka.
Zmiany te dotyczą:
- zaburzeń w pracy serca,
- zaburzeń w układzie oddychania,
- cieplnego działania prądu,
- szoku i reakcji z nim związanych.
Mogą równieŜ wystąpić pośrednie działania prądu, takie jak: oparzenie łukiem, uszkodzenie
wzroku, uszkodzenie narządu słuchu czy urazy mechaniczne przy upadkach.
Na stopień poraŜenia prądem elektrycznym wpływają czynniki: elektryczne, fizjologiczne i
zewnętrzne (otoczenia). W grupie czynników elektrycznych naleŜy wymienić:
a) rodzaj prądu (stały czy przemienny),
b) wielkość natęŜenia prądu,
c) czas przepływu prądu,
d) droga przepływu.
NajwaŜniejsze znaczenie odgrywa natęŜenie prądu przepływającego przez człowieka, przy czym
wyróŜnia się trzy charakterystyczne wielkości, zwane poziomami bezpieczeństwa:
- poziom I - szy: I
po
= 0,5
÷
1 mA - próg odczuwalności,
- poziom II - gi: I
s
= 10
÷
15 mA - prąd samouwolnienia,
- poziom III - ci: I
gr
= 30
÷
400 mA - prąd graniczny niebezpieczny dla zdrowia i Ŝycia, ze
względu na prawdopodobieństwo migotania komór sercowych.
Do czynników fizjologicznych naleŜą:
a) ukształtowanie rozwoju organizmu,
b) stan emocjonalno-psychiczny,
c) stany chorobowe: choroba wieńcowa, astma, gruźlica, padaczka, cukrzyca i alkoholizm.
Do czynników zewnętrznych (środowiskowych) zalicza się:
a) czynniki wpływające na zmniejszenie odporności ciała ludzkiego (wilgotność,wysoka
temperatura),
b) czynniki ułatwiające przepływ prądu do ziemi (stanowiska na gołej ziemi, podłoga
przewodząca).
8.3. NAPIĘCIA BEZPIECZNE
Aktualnie obowiązujące przepisy ochrony przeciwporaŜeniowej (norma PN-IEC 60364)
przyjmują, Ŝe napięcie jest bezpieczne, jeśli nie przekracza wartości podanych w tabeli 6.
Tabela 6. Wartości napięć bezpiecznych
Rodzaj
Napięcie bezpieczne U
L
(V) w warunkach
prądu
normalnych
szczególnych
ekstremalnego
zagroŜenia
Prąd przemienny
50
25
12
Prąd stały
120
60
30
- 21 -
8.4. UKŁADY SIECIOWE
Norma PN-IEC 60364 przewiduje następujące układy sieciowe:
- układ sieciowy TN (TN-C, TN-S, TN-C-S),
- układ sieciowy TT,
- układ sieciowy IT.
Układy TN i TT posiadają uziemiony punkt neutralny, układ IT jest układem izolowanym od
ziemi.
Układy sieci niskiego napięcia przedstawiono na rys.13.
Rys. 13. Schematy układów sieciowych : a) sieć typu TN-C, b) sieć typu TN-S,
c) sieć typu TN-C-S, d) sieć typu TT, e) sieć typu IT, 1 – dostępne części przewodzące,
Z – impedancja lub bezpiecznik przeskokowy
Zaleca się, aby nowe i modernizowane instalacje elektryczne budynków były wykonane w
układzie TN-S tj. z oddzielnym przewodem neutralnym N i ochronnym PE.
8.5. ŚRODKI OCHRONY PRZECIWPORAśENIOWEJ
RozróŜnia się dwie grupy środków ochrony:
a) organizacyjne
b) techniczne
W grupie organizacyjnych środków ochrony naleŜy wymienić:
- systematyczne szkolenie pracowników,
- 22 -
- uprawnienia kwalifikacyjne dla elektryków,
- środki propagandy wizualnej,
- konserwacja i pomiary kontrolne,
- właściwe oświetlenie,
- stosowanie sprzętu ochrony osobistej (sprzętu ochronnego).
Właściwa ochrona przeciwporaŜeniowa polega na stosowaniu technicznych środków ochrony,
przy czym rozróŜnia się:
- ochronę podstawową (przed dotykiem bezpośrednim),
- ochronę dodatkową (przy dotyku pośrednim),
- równoczesną ochronę podstawową i dodatkową poprzez obniŜenie napięcia do wartości
bezpiecznej.
Ochrona podstawowa ( przed dotykiem bezpośrednim) ma na celu zapobieŜenie poraŜeniom od
napięć roboczych. Jej zadaniem jest niedopuszczenie do zetknięcia człowieka z przewodzącymi
elementami obwodów elektrycznych. Do środków ochrony podstawowej zgodnie z normą
PN-IEC 60364-4-41 naleŜy:
- izolowanie części czynnych,
- przeszkody (przegrody) lub osłony (obudowy) min. IP2X,
- ogrodzenia (bariery),
- umieszczenie poza zasięgiem ręki,
- wysokoczułe urządzenia ochronne róŜnicowoprądowe (I
∆
n
≤
30 mA), jako uzupełniający
ś
rodek ochrony.
Ochrona dodatkowa (przy dotyku pośrednim) ma na celu zapobieŜenie poraŜeniom
od napięć dotykowych. Zadaniem jej jest niedopuszczenie do wystąpienia i długotrwałego
utrzymywania się niebezpiecznego napięcia dotykowego (np. powyŜej 50 V~ w warunkach
normalnych).
Przepisy Rozp. MP z 1990 r. rozróŜniały następujące 7 środków ochrony dodatkowej:
- zerowanie,
- uziemienie ochronne,
- sieć ochronną,
- wyłączniki przeciwporaŜeniowe róŜnicowoprądowe,
- izolację ochronną,
- separację odbiorników,
- izolowanie stanowiska.
Norma PN-IEC 60364 (zauktualizowana w latach 1999÷ 2000 PN/E-05009) w zakresie ochrony
przy dotyku pośrednim wprowadziła znaczne zmiany w stosunku do Rozp. MP z 1990r.,
przewidując następujące sposoby ochrony:
- zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania (tabela 7),
- zastosowanie urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równowaŜnej,
- separacją elektryczną,
- izolowanie stanowiska,
- nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe.
Zarówno przepisy z 1990 r.,jak i norma PN-IEC 60364 przewidują ponadto moŜliwość
rozwiązania ochrony przeciwporaŜeniowej przez zastosowanie zasilania za pomocą źródeł o
napięciu bezpiecznym (układy SELV i PELV z rys 14).
- 23 -
Transformator
ochronny
U U
L
L1
L2
SELV
Odbiornik III kl. ochr.
a)
Transformator
ochronny
U U
L
L1
L2
Odbiornik III kl. ochr.
b)
PELV
U U
L
L1
L2
c)
PE
E
Odbiornik I kl. ochr.
FELV
Transformator
Rys. 14. Układy sieciowe SELV, PELV i FELV.
Za źródła napięcia bezpiecznego uwaŜa się:
- transformatory ochronne i przetwornice ochronne,
- baterie akumulatorów i zespoły prądotwórcze,
- urządzenia elektroniczne.
8.6. CHARAKTERYSTYKA ŚRODKÓW OCHRONY DODATKOWEJ
8.6.1. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN (dawne zerowanie)
Polega na bezpośrednim połączeniu części metalowych urządzenia podlegającego ochronie z
uziemionym przewodem ochronnym PE lub ochronno-neutralnym PEN sieci (dawnym
przewodem zerowym (tabela 7 i rys.15). Przy przebiciu izolacji na urządzeniu w pętli zwarcia
przepływa prąd zwarciowy, który powinien spowodować zadziałanie zabezpieczeń
nadprądowych (np. przepalenie wkładek bezpiecznikowych).
- 24 -
Zerowanie jest skuteczne, jeśli prąd zwarciowy Iz jest większy od prądu zapewniającego
samoczynne zadziałanie urządzenia odłączającego zasilanie Ia.
I
z
≥
I
a
= k
⋅
I
n
( 3 )
gdzie: I
n
- prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej lub wyłącznika nadmiarowego,
ew. prąd nastawczy wyzwalaczy zwarciowych
k - współczynnik liczbowy równy:
- 2,5
÷
7 - dla bezpieczników przy tw
≤
5 s
- 6
÷
12 - dla bezpieczników przy tw
≤
0,2 s
(zaleŜnie od rodzaju i prądu znamionowego wkładki)
- 1,2 - dla wyłączników z wyzwalaczami elektromagnetycznymi bezzwłocznymi
i wyłączników róŜnicowo-prądowych
- 5 do 20 - dla wyłączników instalacyjnych nadmiarowych typu B, C lub D.
Tabela 7. Układy sieci niskiego napięcia i systemy ochrony przeciwporaŜeniowej
Układ sieciowy
System
Oznaczenie
Schemat funkcjonalny
ochrony przeciw-
poraŜeniowej
∗∗∗∗
/
1
2
3
TN-S
L1
L2
L3
N
PE
PE
PE
Zerowanie
TN-C
L1
L2
L3
N
PE
PE
PE
10mm
2
Cu
16mm
2
Al
Zerowanie
TN-C-S
L1
L2
L3
N
PE
PE
PE
PEN
PE
Zerowanie
- 25 -
Tabela 7 c.d.
1
2
3
TT
L1
L2
L3
N
PE
PE
Uziemienie
ochronne
IT
L1
L2
L3
N
Ro
R o
Uziemienie
ochronne
IT
L1
L2
L3
N
PE
PE
BP
Sieć
ochronna
∗
/Wszystkie wymienione systemy ochrony przeciwporaŜeniowej objęte są aktualnie systemem
samoczynnego wyłączenia zasilania.
L1
L2
L3
PEN
R
po
R
pf
I z
I n
po
pf
f
z
R
R
U
I
+
≈
I
z
≥
I
w
= k
⋅
I
n
Rys.15. Schemat ilustrujący zasadę działania samoczynnego wyłączenia zasilania w sieci TN-C
(zerowania).
Zgodnie z przepisami przy określaniu prądu wyłączalnego zabezpieczenia naleŜy posługiwać się
charakterystykami
czasowo-prądowymi
podawanymi
przez
producentów
urządzeń
zabezpieczających.
Przepisy określają max. czas odłączenia napięcia na:
-
≤
5 s dla urządzeń stałych i stacjonarnych oraz dla linii zasilających (w tym w.l.z.)
- od 0,1 s do 0,8 s dla urządzeń przemieszczalnych (ręcznych, ruchomych i przenośnych),
- 26 -
- od 0,02 s do 0,35 s dla urządzeń przemieszczalnych uŜytkowych w warunkach
zwiększonego zagroŜenia.
Wymagany czas odłączenia poniŜej 1 s uzaleŜniony jest od napięcia fazowego oraz
od warunków środowiskowych. Przykładowo dla Uf = 230 V czasy te wynoszą:
- dla warunków normalnych -
≤
0,4 s,
- dla warunków zwiększonego zagroŜenia -
≤
0,2 s.
8.6.2. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TT lub IT (dawne uziemienie ochronne).
Uziemienie ochronne polega na metalicznym połączeniu części metalowych urządzeń
podlegających ochronie z częściami metalowymi zakopanymi w ziemi tzw. uziomami
(naturalnymi lub sztucznymi). Uziemienie ochronne moŜna stosować w sieciach do 1 kV i
powyŜej 1 kV zarówno z uziemionym punktem gwiazdowym (typu TT), jak i z izolowanym
punktem gwiazdowym (typu IT).
W sieciach z uziemionym punktem gwiazdowym (rys. 16a) przepływający prąd zwarciowy przy
przebiciu izolacji na chronionym urządzeniu powinien spowodować:
1) dostateczne szybkie zadziałanie zabezpieczeń (warunek I
z
≥
I
a
) lub
2) skuteczne obniŜenie napięcia uszkodzenia do wartości napięcia bezpiecznego
(tzn. np. poniŜej 50 V~).
W sieciach z izolowanym punktem gwiazdowym (rys. 16b) przy przebiciu izolacji na
chronionym urządzeniu następuje doziemienie związane z przepływem prądu pojemnościowego.
Prąd ten z reguły nie powoduje zadziałania zabezpieczeń nadpradowych, ale skutecznie obniŜa
napięcie uszkodzenia do U
L
≤
50 V~. Dla wyeliminowania moŜliwości "podwójnych" doziemień
w sieciach tych instaluje się układy do ciągłej kontroli stanu izolacji.
a )
b )
L1
L2
L3
I n
I z
Uf
R r R o
+
U u
R
Ro
Iz
I z
r
=
L1
L2
L3
I
UKSI
Uu
I c
C
C
Ro
n
I c
Ic
=
3Un
ω
C
1/ I
z
≥
I
w
= k
⋅
I
n
I
c
<
I
w
2/ U
u
= I
z
⋅
R
o
⇒ bezp.
U
u
= I
c
⋅
R
o
⇒ bezp. (np. 50 V)
Rys.16. Schematy ilustrujące zasadę działania samoczynnego wyłączenia zasilania w sieci TT i
IT (uziemienia ochronnego).
a ) w sieci z uziemionym punktem gwiazdowym - typu TT
b ) w sieci z izolowanym punktem gwiazdowym - typu IT.
U
u
- 27 -
8.6.3. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN, TT lub IT przy zastosowaniu
wyłączników róŜnicowoprądowych.
Zasada działania wyłącznika róŜnicowoprądowego polega na kontrolowaniu sumy prądów
płynących w obwodzie roboczym. Podstawowym elementem wyłącznika jest przekładnik
Ferrantiego, który obejmuje wszystkie przewody zasilające łącznie z przewodem neutralnym.
JeŜeli na chronionym odbiorniku nie ma doziemienia, to suma prądów i strumieni magnety-
cznych jest równa zeru lub bliska zera i wyłącznik nie działa. Natomiast przy zwarciu
doziemnym występuje róŜnica prądów w przewodach objętych rdzeniem i następuje zadziałanie
wyłącznika, powodując szybkie wyłączenie (w czasie poniŜej 0,1 s).
Produkowane są wyłączniki róŜnicowoprądowe jednofazowe i trójfazowe o prądzie róŜnicowym
znamionowym: 10, 30, 100, 300 i 500 mA.
Wyłączniki te są szczególnie zalecane dla mieszkań, gospodarstw rolnych, placów budowy,
laboratoriów, obiektów usługowych i obiektów słuŜby zdrowia.
Zasadę działania wyłącznika róŜnicowoprądowego jednofazowego pokazano na rys.17.
Odb.
U
I
∆
I
L
I
N
0,1s
L
N PE
I
E
I
PE
Φ
Rys.17. Zasada działania wyłącznika róŜnicowoprądowego 1 – fazowego.
8.6.4. Zastosowanie urządzeń II klasy ochronności.
Polega na fabrycznym wyposaŜeniu urządzenia ( rys. 18 ) w:
a) izolację podwójną (roboczą oraz dodatkową),
b) izolację wzmocnioną (ulepszoną izolację roboczą),
c) ochronną osłonę izolacyjną (uniemoŜliwiającą dotknięcie części metalowych).
Jest to jeden z pewniejszych , lecz kosztowniejszych środków ochrony. Jest szczególnie zalecana
dla elektronarzędzi, sprzętu gospodarstwa domowego i aparatury elektromedycznej. Izolację
ochronną stosuje się w urządzeniach elektrycznych ręcznych i ruchomych. Urządzenia , w
których zastosowano izolację ochronną noszą nazwę odbiorników II klasy ochronności
(oznaczenie
). Odnośnie urządzeń II klasy ochronności ostre wymagania stawiają polskie
normy.
Bez upływności:
I
L
= I
N
→Φ
≅
0
→
Wył. nie działa
Przy przebiciu ( lub dotyku ):
I
L
= I
N
+ I
PE ( E )
I
L
≠
I
N
Φ
≠
0
→
Wył. działa(
<
0,1 s)
- 28 –
Rys.18. Wykonanie urządzeń w II klasie ochronności: a) izolacja podwójna, b) izolacja
wzmocniona, c) izolacja z osłoną ochronną, 1 - część czynna, 2 – izolacja robocza,
3 – izolacja dodatkowa, 4 – izolacja wzmocniona, 5 – osłona izolacyjna zewnętrzna
8.6.5. Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe
Zasada działania połączeń wyrównawczych pokazana została na rys.19.
Sprowadza się ona do ograniczenia wartości napięcia dotykowego między dwoma elementami
dostępnymi do dotyku do wartości bezpiecznej (ekwipotencjalizacja).
a)
b)
c)
Rys. 19. Zasada działania połączeń wyrównawczych
Oznaczenia: A – część przewodząca dostępna z uszkodzoną izolacją, B – część
przewodząca obca, T – transformator separacyjny, I – największy spodziewany prąd nie
powodujący samoczynnego wyłączenia, R – rezystancja połączenia wyrównawczego,
CC – połączenie wyrównawcze.
8.6.6. Separacja elektryczna
Separacja elektryczna (rys. 20) polega na zasilaniu zwykle pojedynczego odbiornika poprzez
transformator separacyjny lub przetwornicę separacyjną. Części czynne obwodu separacyjnego
są izolowane od ziemi, a więc wykorzystuje się właściwości sieci IT.
odbiornik
Sieć zasilająca
Sieć odbiorcza
Separator galwaniczy
/ oddzielenie sieci /
Sieć IT
C
↓↓↓↓
L
↓↓↓↓
Ic
↓↓↓↓
U
↓↓↓↓
≤≤≤≤
Ubezp
Rys.20. Zasada separacji elektrycznej.
L
PE
N
A
I
R
CC
B
L
PE
N
A
I
R
CC
B
I
R
A
A
T
L1
L2
CC
- 29 -
Zaleca się, aby:
1) iloczyn napięcia i łącznej długości oprzewodowania (w metrach) nie przekraczał 100.000 Vm,
2) łączna długość przewodów nie przekraczała 500 m,
3) napięcie obwodów separowanych
≤
500 V.
8.6.7. Izolowanie stanowiska
Izolowanie stanowiska polega na wyłoŜeniu podłóg i ścian materiałem izolacyjnym, co wpływa
na zwiększenie rezystancji przejścia między stopami a ziemią i ograniczenie prądu raŜeniowego.
Rezystancja stanowiska nie moŜe być mniejsza niŜ 50 k
Ω
dla instalacji do 500 V i 100 k
Ω
dla
instalacji o napięciu powyŜej 500 V.
Sposób ten moŜe być stosowany jedynie w pomieszczeniach suchych, a elementy izolacyjne
powinny być wyposaŜeniem stałym. Dostępne części przewodzące powinny być oddalone od
siebie nie mniej niŜ 2 m, a poza strefą zasięgu – 1,25 m.
8.7. Ochrona przeciwporaŜeniowa w urządzeniach o napięciu powyŜej 1 kV
W urządzeniach o napięciu powyŜej 1 kV stosuje się następujące techniczne środki ochrony:
- środki ochrony podstawowej (ochrony przed dotykiem bezpośrednim),
- środki ochrony dodatkowej (ochrony przy dotyku pośrednim).
Do środków ochrony podstawowej w urządzeniach wysokiego napięcia zalicza się:
- izolację roboczą urządzeń (izolację pokrywającą części czynne),
- umieszczenie części czynnych na bezpiecznej wysokości,
- ogrodzenia (bariery) urządzeń elektrycznych dla zachowania bezpiecznej odległości
poziomej od ich części czynnych.
Środki ochrony przeciwporaŜeniowej dodatkowej spełniają swoje zadania w warunkach
zakłóceniowej pracy sieci elektroenergetycznej (przy uszkodzeniu izolacji). Ich zadaniem jest
niedopuszczenie do pojawienia się niebezpiecznych napięć dotykowych i krokowych w czasie
zwarć doziemnych. Zapobiegają one pojawieniu się w tych warunkach prądu raŜeniowego lub
ograniczają prąd raŜeniowy do wartości bezpiecznych. Środki dodatkowej ochrony
przeciwporaŜeniowej w urządzeniach wysokiego napięcia wg Rozp. MG z 08.10.1990 r.
zestawiono w tabeli 8.
Tabela 8. Środki dodatkowej ochrony przeciwporaŜeniowej w urządzeniach wysokiego napięcia.
Lp.
Nazwa środka
ochrony dodatkowej
Postać środka ochrony
Działanie środka ochrony
1
2
3
4
1.
Uziemienie ochronne
uziom pojedynczy lub
układ uziomowy
ograniczenie U
d
i U
kr
poprzez uzyskanie
małej wartości R
u
lub odpowiednie
sterowanie rozkładem potencjałów na
powierzchni gruntu
2.
Izolacja stanowiska
pokrycie stanowiska
warstwą o duŜej
rezystancji
ograniczenie prądu raŜeniowego I
r
poprzez
wzrost rezystancji przejścia między stopą a
stanowiskiem
3.
Powłoka
elektroizolacyjna
pokrycie części
przewodzących
dostępnych i obcych
warstwą o duŜej
rezystancji
ograniczenie prądu raŜeniowego I
r
poprzez
wzrost rezystancji przejścia między ręką a
częścią przewodzącą
- 30 -
Tabela 8 cd.
1
2
3
4
4.
Ogrodzenie lub bariera
ochronna
ogrodzenie urządzeń
i stanowisk
uniemoŜliwienie lub utrudnienie dostępu do
urządzeń lub stanowisk, na których mogą
pojawić się U
d
i U
kr
wywołujące
niebezpieczne napięcia raŜeniowe
5.
Izolacja ochronna
izolacja o zwiększonej
wytrzymałości
elektrycznej w postaci
izolatorów dodatkowych
lub nieprzebijalnych
niedopuszczenie do powstania zwarcia
doziemnego i pojawienia się U
d
i U
kr
6.
Wstawka izolacyjna
jedna lub kilka wstawek
izolacyjnych w częściach
przewodzących wycho-
dzących poza teren
przeznaczony dla celów
elektroenergetycznych
niedopuszczenie do wyniesienia napięcia
uziomowego z terenów wydzielonych dla
celów elektroenergetycznych, a tym samym
do powstania U
d
i U
kr
poza tym terenem
NajwaŜniejszym ze środków ochrony dodatkowej było uziemienie ochronne wymienione wyŜej
w tabeli w p. 1. Pozostałe sposoby wymienione w p. 2 ÷ 6 pełnią rolę uzupełniających środków
ochrony. Wprowadzona w 2002 r. norma PN-E 05115 jako sposób ochrony dodatkowej
wprowadza instalację uziemiającą, natomiast dla jej wspomagania w ograniczeniu napięć
dotykowych raŜeniowych zaleca stosowanie następujących uznanych środków uzupełniających
M1÷M4:
•
wykonanie uziomu wyrównawczego w postaci uziomu otokowego lub gęstej kraty ułoŜonej
na niewielkiej głębokości pod rozpatrywanym stanowiskiem (M 1.2, M 2.2, M 2.4, M 3.1,
M 4.1, M 4.2)
•
pokrycie stanowiska warstwą izolacyjną zwiększającą impedancję obwodu raŜeniowego
(M 1.3, M 2.3, M 2.4, M 3.3, M 4.1)
•
wykonanie stanowiska przewodzącego w postaci metalowej płyty lub kraty połączonej z
dostępnymi częściami przewodzącymi ( M 3.2, M 4.1)
•
zastosowanie nie przewodzących przegród np. ścian ( M 1.1, M 2.1)
•
zastosowanie wstawek izolacyjnych dla zapobieŜenia przenoszenia potencjałów (M 2.4)
9. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW EKSPLOATACJI
Podstawowym aktem normatywnym w zakresie eksploatacji jest Ustawa "Prawo
Energetyczne" z 10.04.1997 r.
Ustawa ta określa:
- zasady kształtowania polityki energetycznej państwa,
- zasady i warunki zaopatrzenia i uŜytkowania paliw i energii,
- działalność przedsiębiorstw energetycznych oraz
- organy właściwe w sprawach gospodarki paliwami i energią.
Na podstawie art. 54 ustawy wydane zostało Rozporządzenie Min. Gospodarki, Pracy i
Polityki Społecznej z 28 kwietnia 2003 r. w sprawie wymagań kwalifikacyjnych dla osób
zajmujących się eksploatacją i trybu stwierdzania tych kwalifikacji. Rozporządzenie to określa
rodzaje urządzeń, instalacji i sieci, przy których eksploatacji wymagane jest posiadanie
kwalifikacji. Ustawa z 10.04.97 r. uniewaŜniła zarządzenia określające ogólne i szczegółowe
zasady eksploatacji urządzeń i instalacji energetycznych (z lat 1986
÷
87). Z kolei
Rozporządzenie Min. Gospodarki z 04.05. 2007r. w sprawie szczegółowych warunków
funkcjonowania systemu elektroenergetycznego zobowiązuje operatora prowadzącego ruch i
eksploatację sieci do opracowania instrukcji eksploatacji. Podobny obowiązek posiadają teŜ
- 31 -
podmioty przyłączone do sieci (odbiorcy energii elektrycznej zasilani na napięciu powyŜej
1kV). W odniesieniu do odbiorców zasilanych na napięciu do 1 kV (IV i V grupy
przyłączeniowej) wymaganie dotyczące konieczności opracowania instrukcji eksploatacji
wprowadza Rozp. MG z 17.09.1999r. dotyczące bhp przy urządzeniach i instalacjach
energetycznych.
Instrukcja eksploatacji powinna w szczególności określać:
1) ogólną charakterystykę techniczną urządzeń, instalacji i sieci,
2) zasady przyłączania do sieci urządzeń, instalacji i innych sieci,
3) zakres, zasady i terminy przeprowadzania okresowych przeglądów i kontroli stanu
technicznego urządzeń, instalacji i sieci,
4) zasady postępowania w przypadku wystąpienia zagroŜeń ciągłości dostarczania energii
elektrycznej lub wystąpienia awarii,
5) procedury wprowadzania przerw i ograniczeń w dostarczaniu energii elektrycznej,
6) sposób prowadzenia ruchu sieci,
7) wymagania dotyczące bezpieczeństwa obsługi i otoczenia.
10. ORGANIZACJA BEZPIECZNEJ PRACY
Organizacja
prac
konserwacyjno-remontowych,
elektromontaŜowych
i
kontrolno-
pomiarowych powinna odpowiadać ogólnym warunkom ustalonym przepisami eksploatacji oraz
Rozporządzeniem Min. Gosp. z 17.09.1999r. określającym zasady bezpieczeństwa pracy przy
urządzeniach elektrycznych.
W szczególności prace te powinny być wykonywane zgodnie z instrukcjami eksploatacji.
Prace przy urządzeniach elektroenergetycznych muszą być wykonywane z zachowaniem
maksymalnej ostroŜności oraz przy przestrzeganiu zasad organizacji pracy i przepisów bhp.
Prace te mogą być wykonywane:
1) bez polecenia,
2) na polecenie ustne,
3) na polecenie pisemne.
Bez polecenia mogą być wykonane:
1) czynności związane z ratowaniem Ŝycia lub mienia,
2) proste czynności eksploatacyjne (wymiana Ŝarówek lub świetlówek, wymiana bezpiecznika),
3) stale wykonywane prace określone w instrukcjach stanowiskowych.
Polecenie ustne moŜe być wydane bezpośrednio, telefonicznie lub drogą radiową.
Polecenia pisemnego wymagają prace wykonywane w warunkach szczególnego zagroŜenia
zdrowia i Ŝycia ludzkiego, lub prace szczególnie niebezpieczne w warunkach danego zakładu
pracy.
Do prac wykonywanych w warunkach szczególnego zagroŜenia zalicza się m.in. prace:
1) przy urządzeniach pod napięciem,
2) w pobliŜu urządzeń pod napięciem,
3) przy urządzeniach wyłączonych spod napięcia lecz nie uziemionych,
4) na urządzeniach częściowo wyłączonych spod napięcia,
5) w pomieszczeniach zagroŜonych poŜarem lub wybuchem.
Polecenia mogą wydawać osoby dozoru upowaŜnione przez kierownika zakładu.
Polecenie powinno określać:
- miejsce, zakres i terminy wykonania pracy,
- podstawowe warunki bezpiecznego wykonania,
- liczbę pracowników,
- osoby funkcyjne (koordynującego, dopuszczającego, kierownika robót, nadzorującego
i brygadzistę).
Przygotowanie miejsca pracy polega na:
- 32 -
1) wyłączeniu napięcia,
2) zabezpieczeniu przed ponownym podaniem napięcia (np. przez zablokowanie napędów),
3) sprawdzeniu braku napięcia (wskaźnikiem napięcia - zasada 3-krotnego sprawdzenia -
czynne – wyłączone - czynne),
4) załoŜeniu uziemień (co najmniej 2, w tym jedno widoczne z miejsca pracy),
5) oznaczeniu miejsca pracy przez wywieszenie tablic i załoŜeniu ogrodzeń.
NaleŜy unikać prac pod napięciem, a jeśli są one konieczne stosować środki dla bezpiecznego
ich wykonania. NaleŜy korzystać z pewnego sprzętu ochronnego i nieuszkodzonych narzędzi.
11. SPRZĘT OCHRONNY STOSOWANY PRZY URZĄDZENIACH ELEKTRYCZNYCH
Sprzętem ochronnym nazywane są wszelkie przenośne przyrządy i urządzenia chroniące
osoby pracujące przy urządzeniach elektrycznych lub w pobliŜu tych urządzeń przed poraŜeniem
prądem elektrycznym, szkodliwym działaniem łuku lub urazami mechanicznymi. Sprzęt
ochronny dzieli się na 4 grupy:
1) sprzęt izolujący,
2) sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia,
3) sprzęt zabezpieczający przed działaniem łuku elektrycznego i obraŜeniami mechanicznymi,
4) sprzęt pomocniczy.
Sprzęt izolujący odizolowujący człowieka od urządzeń pod napięciem i od ziemi dzieli się na:
1) zasadniczy,
2) dodatkowy.
Podział sprzętu izolującego podano w tabeli 9.
Tabela 9. Podział sprzętu izolującego.
Rodzaj sprzętu
do 1 kV
powyŜej 1 kV
Zasadniczy
DrąŜki i kleszcze izolacyjne,
wskaźniki napięcia, rękawice
dielektryczne, izolacyjne
narzędzia monterskie
DrąŜki i kleszcze izolacyjne,
wskaźniki napięcia
Dodatkowy
Kalosze izolacyjne, dywaniki
i chodniki gumowe, pomosty
izolacyjne
Rękawice dielektryczne, półbuty
dielektryczne, dywaniki i
chodniki gumowe, pomosty
izolacyjne
Jako sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia słuŜą urządzenia przenośne do uziemienia
i zwierania (uziemiacze przenośne i zarzutki). Jako sprzęt izolacyjny wskazujący obecność
napięcia stosowane są wskaźniki napięcia do 750 V, wskaźniki wysokiego napięcia,
amperomierze cęgowe oraz uzgadniacze faz.
Do sprzętu zabezpieczającego zalicza się: słupołazy, szelki bezpieczeństwa, okulary ochronne,
maski przeciwgazowe, pasy bezpieczeństwa. Sprzęt pomocniczy stanowią: ogrodzenia, barierki i
liny, płyty izolacyjne, siatki ochronne oraz tablice ostrzegawcze. Sprzęt ochronny uŜytkowany i
zapasowy winien być ewidencjonowany. NiezaleŜnie od przeglądów sprzętu, poprzedzających
kaŜdorazowe uŜycie, poszczególne rodzaje sprzętu ochronnego naleŜy poddawać okresowym
próbom napięciowym.
12. RATOWANIE OSÓB PORAśONYCH PRĄDEM
Postępowanie powypadkowe powinno cechować się:
- szybkością działania, - sprawnością, - spokojem
- 33 -
Szczególnie waŜna jest szybkość działania z uwagi na zmniejszające się z kaŜdą minutą szanse
uratowania osoby nieprzytomnej, która utraciła oddech. Po 1 minucie do rozpoczęcia sztucznego
oddychania szanse te wynoszą ok. 95%, po 5-ciu - 25%, a po 8-miu - tylko 5%.
Akcja ratowania rozpoczyna się od natychmiastowego uwolnienia poraŜonego spod działania
prądu. W sieciach do 1 kV uwolnienia moŜna dokonać przez:
a) wyłączenie napięcia we właściwym obwodzie elektrycznym,
b) odciągnięcie poraŜonego od urządzeń będących pod napięciem,
c) odizolowanie poraŜonego.
W sieciach o napięciu powyŜej 1 kV do uwolnienia poraŜonego moŜna stosować metodę a) lub
b).
Wyboru metody i sposobu uwolnienia poraŜonego spod napięcia dokonuje ratujący w zaleŜności
od warunków w jakich nastąpiło poraŜenie oraz mając na względzie własne bezpieczeństwo
(sprzęt ochronny). Po uwolnieniu poraŜonego spod działania prądu naleŜy natychmiast
przystąpić do udzielania pierwszej pomocy.
Mogą tu wystąpić następujące moŜliwości:
A. PoraŜony jest przytomny i oddycha
NaleŜy poraŜonego niezwłocznie przewieźć do lekarza lub wezwać pomoc lekarską dla
przeprowadzenia szczegółowych badań.
B. PoraŜony jest nieprzytomny (nie reaguje na Ŝadne bodźce zewnętrzne i nie moŜna z nim
nawiązać kontaktu),
a) oddycha - brak bezpośredniego zagroŜenia dla Ŝycia
- NaleŜy ułoŜyć poraŜonego na prawym boku, rozluźnić ubranie i obserwując oddech
oczekiwać na przybycie lekarza lub przetransportować na badania lekarskie,
b) nie oddycha - (objawy bezdechu: brak ruchów klatki piersiowej, brak szmeru wydechu,
objawy sinicy warg i uszu)
1) krąŜenie krwi istnieje (sprawdzamy na tętnicy szyjnej) - naleŜy natychmiast podjąć
zabieg sztucznego oddychania, wykonując je do powrotu oddechu lub do przybycia
pomocy lekarskiej,
2) krąŜenie zatrzymane - wraz z zabiegiem sztucznego oddychania naleŜy podjąć
pośredni masaŜ serca.
Metody sztucznego oddychania:
1) bezpośrednie ( usta-usta, usta-nos lub usta-usta/nos),
2) pośrednie ( Silvester - Broscha i Holger - Nielsena) w cyklu 12-15 razy na minutę.
Pośredni masaŜ serca polega na rytmicznym ugniataniu serca w okolicy mostka z szybkością ok.
60-70 razy na minutę.
Stosując pierwszą pomoc u osoby nieprzytomnej musimy pamiętać o utrzymaniu podstawowych
funkcji Ŝyciowych i tu bardzo pomocnym jest schemat postępowania określony polskim skrótem
DOK, w którym D = droŜność dróg oddechowych, którą uzyskujemy przez rozpięcie ciasnego
ubrania, usunięcie ciał obcych z jamy ustnej i ewentualne odchylenie głowy lub wysunięcie
Ŝ
uchwy zapobiegające zapadaniu języka, O = oddychanie samoistne lub wykonywane przez nas
metodą usta-usta lub usta-usta/nos, K = krąŜenie samoistne lub zabezpieczone przez zewnętrzne
uciskanie mostka.
Wykonując sztuczne oddychanie i zewnętrzne uciskanie mostka u osoby dorosłej stosujemy
2 wdechy i 30 uciśnięć mostka.
W 2005 r. Polska Rada Resuscytacji opracowała wytyczne resuscytacji krąŜeniowo-oddechowej,
które uwzględniając aktualny stan wiedzy i praktyki medycznej wprowadziły zmianę
obowiązującego do niedawna sposobu postępowania przy udzielaniu pomocy przedlekarskiej.
- 34 -
PoniŜej przedstawiono wprowadzony przez te wytyczne algorytm podstawowych zabiegów
resuscytacyjnych.
- 35 -
13. OCHRONA PRZECIWPOśAROWA
W warunkach eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych zagroŜenie poŜarowe moŜe być
spowodowane:
a) nieprawidłowym doborem urządzeń do warunków środowiskowych lub układowych,
b) niewłaściwą konserwacją lub eksploatacją urządzeń.
Zasady postępowania w przypadkach zagroŜenia poŜarowego powinny być określone w
instrukcji przeciwpoŜarowej. Do chwili przybycia straŜy poŜarnej wszyscy pracownicy powinni
przystąpić do likwidacji poŜaru za pomocą podręcznego sprzętu gaśniczego. Podręcznym
sprzętem gaśniczym są gaśnice i agregaty - pianowe, halonowe, śniegowe i proszkowe oraz koce
gaśnicze, piasek i woda.
Palące się urządzenia elektryczne naleŜy gasić po wyłączeniu napięcia. JeŜeli wyłączenie
napięcia jest niemoŜliwe, to do gaszenia poŜaru moŜna stosować wyłącznie gaśnice i agregaty
ś
niegowe, proszkowe i halonowe. W pomieszczeniach zamkniętych moŜna stosować gaśnice
halonowe przy korzystaniu z masek gazowych. Palący się olej moŜna po wyłączeniu napięcia
gasić gaśnicami pianowymi. Palące się ubranie na człowieku naleŜy gasić tłumiąc ogień kocami
z włókna szklanego.
14. PRACE KONTROLNO-POMIAROWE
RozróŜnia się podstawowe dwa rodzaje badań i pomiarów:
a) badania i pomiary odbiorcze.
b) badania i pomiary eksploatacyjne okresowe (ochronne).
Badania i pomiary odbiorcze dotyczą instalacji lub urządzeń elektrycznych nowo
instalowanych lub modernizowanych.
Zakres badań odbiorczych obejmuje:
- sprawdzenie dokumentacji,
- oględziny instalacji (urządzenia),
- próby i pomiary parametrów,
- sprawdzenie funkcjonalne działania urządzenia i/lub układu.
Szczegółowe wymagania odnośnie oględzin i prób instalacji elektrycznych przy badaniach
odbiorczych określa norma PN-IEC 60364-6-61:2000, odnośnie instalacji piorunochronnych
norma PN-86-92/E-05003 a w odniesieniu do urządzeń elektrycznych o napięciu do 1 kV norma
PN-E-04700:1998.
Badania eksploatacyjne okresowe mają na celu sprawdzenie, czy stan techniczny instalacji
lub urządzeń elektrycznych w trakcie eksploatacji nie uległ pogorszeniu w stopniu stwarzającym
zagroŜenie dla ich dalszego bezpiecznego uŜytkowania.
Czasookresy przeprowadzania badań okresowych są zaleŜne od charakteru instalacji
(urządzeń) oraz warunków środowiskowych ich eksploatacji. W tabeli 9 podano racjonalne
wymagania odnośnie ramowych czasookresów badań eksploatacyjnych zgodne z Ustawą „Prawo
Budowlane”.
- 36 -
Tabela 10. Zalecane czasokresy pomiarów eksploatacyjnych instalacji i urządzeń elektrycznych
Okres czasu pomiędzy sprawdzeniami
Lp.
Rodzaj pomieszczenia
rezystancji izolacji
skuteczności
ochrony
przeciwporaŜeniowej
1
O wyziewach Ŝrących
Nie rzadziej niŜ co 1 rok Nie rzadziej niŜ co 1 rok
2
ZagroŜone wybuchem
Nie rzadziej niŜ co 1 rok Nie rzadziej niŜ co 1 rok
3
Otwarta przestrzeń
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
Nie rzadziej niŜ co 1 rok
4
Bardzo wilgotne o wilg. ok. 100% i przejściowo
wilgotne (75 do 100%)
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
Nie rzadziej niŜ co 1 rok
5
Gorące (o temperaturze powietrza ponad 35ºC)
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
Nie rzadziej niŜ co 1 rok
6
ZagroŜone poŜarem
Nie rzadziej niŜ co 1 rok
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
7
Stwarzające zagroŜenie dla ludzi
(ZL I, ZL II i ZL III)
Nie rzadziej niŜ co 1 rok
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
8
Zapylone
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
9
Pozostałe nie wymienione w p. 1-8
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
Nie rzadziej niŜ co 5 lat
W kraju nie ma przepisów określających wymaganą dokładność pomiarów, instrukcje
pomiarowe zalecają, aby uchyb pomiarowy nie przekraczał
±
20 %.
W zakresie oceny instalacji elektrycznych podstawowe znaczenie mają pomiary:
- dla oceny skuteczności samoczynnego wyłączania zasilania w sieci TN (dawnego
zerowania),
- uziemień,
- rezystancji izolacji,
- rezystancji stanowiska.
Ocena skuteczności zerowania wymaga przeprowadzenia pomiaru impedancji (rezystancji) pętli
zwarciowej, co realizowane jest metodą sztucznego zwarcia (rys.21).
Rys.21. Pomiar impedancji pętli zwarcia metodą sztucznego zwarcia.
Schemat układu do pomiaru prądu zadziałania wyłącznika róŜnicowoprądowego pokazano
na rys. 22.
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
V
A
R
p
- 37 -
L1
L2
L3
N
I
n
V
A
M
~
W
R
p
Rys. 22. Schemat układu do pomiaru prądu zadziałania wyłącznika róŜnicowoprądowego.
Przy pomiarach rezystancji uziemień stosuje się:
a) metodę techniczną (rys.23)
b) metodę kompensacyjną (rys.24).
A
V
U~
Zasilanie
Rx
x
S
y
P
Rp
Regulacja prądu
6m 6m
20m
20m
Rys.23. Schemat układu do pomiaru oporności uziemienia metodą techniczną
G
r 2
R 2
I
1
I 2
Tr
R x
Ind
R s
R p
X
S
P
U x
20m
20m
Rys.24. Schemat układu do pomiaru oporności uziemienia metodą kompensacyjną.
- 38 -
Ocena wyników pomiarów uziemień:
1) Uziemienie robocze
2) Uziemienie ochronne
n
L
W
L
I
U
I
U
R
⋅
=
≤
5
,
2
0
3) Uziemienie odb. przy wyłączniku
∆∆∆∆
I:
n
L
U
I
U
R
∆
⋅
≤
2
,
1
4 ) Uziemienie odgromowe budowli
PN/E – 05003
ark. 02 – Ochr. podst.
≤≤≤≤
10
÷÷÷÷
50
Ω
Ω
Ω
Ω
ark. 03 – Ochr. obost.
≤≤≤≤
5
Ω
Ω
Ω
Ω
ark. 04 – Ochr. specj.
≤≤≤≤
10
÷÷÷÷
50
Ω
Ω
Ω
Ω
5 ) Uziem. odgr. w liniach napowietrznych
do 1 kV
-
10
Ω
Ω
Ω
Ω
do 110 kV -
10
Ω
Ω
Ω
Ω
>>>>
110 kV
-
15
Ω
Ω
Ω
Ω
R
rg
≤≤≤≤
5
Ω
Ω
Ω
Ω
Rrd
≤≤≤≤
30
Ω
Ω
Ω
Ω
Z
L
I
U
≤
→
→
→
→
2,5
⋅⋅⋅⋅
I
nb
1,2
⋅⋅⋅⋅
I
we
I
C
( bez kom. I
ZZ
)
0,2 I
C
( z komp. I
ZZ
)
i
∆∆∆∆
I
(
≤≤≤≤
300
Ω
Ω
Ω
Ω
)
- 39 -
Pomiary rezystancji wykonuje się prądem stałym stosując mierniki izolacji o róŜnych
napięciach znamionowych (50, 100, 250, 500, 1000, 2500 V).
Napięcie pomiarowe uŜytego miernika zaleŜy od napięcia znamionowego sprawdzanego
obwodu lub urządzenia i tak:
- w obwodach do 50 V (SELV, PELV) stosujemy napięcie pomiarowe 250 V,
- w obwodach 50 V do 500 V stosujemy napięcie pomiarowe 500 V,
- w obwodach 500 V do 1000 V stosujemy napięcie pomiarowe 1000 V.
Napięcie pomiarowe 2500 V stosowane jest przy badaniach kabli elektroenergetycznych o
napięciu znamionowym 1000 V oraz przewodów, kabli i urządzeń elektroenergetycznych o
napięciu znamionowym powyŜej 1000 V.
Wymagane wartości rezystancji izolacji określają szczegółowe przepisy eksploatacji
poszczególnych urządzeń elektrycznych. W odniesieniu do instalacji o napięciu do 500 V
wymagana rezystancja powinna wynosić co najmniej 0,5 M
Ω
, a dla napięcia 500
÷
1000 V
–1 M
Ω
.
Na rys. 25 przedstawiono schemat układu do pomiaru rezystancji stanowiska.
L1
N
V
Rv
P
U
2
U 1
R
st
=
R
v
.
(
U
1
U
2
- 1 ) [k
Ω]
75 kG
1
2
3
4
5
Wymiar elementów zapewniających
styczność z podłoŜem; 250x250 mm
Rys.25. Schemat układu do pomiaru rezystancji stanowiska metodą woltomierzową
1 - sztywna płyta (bakelit ok. 12 mm), 2 - sukno-filc o grubości 2 mm, 3 - folia aluminiowa
lub miedziana o grubości 0,2 mm, 4 - guma przewodząca o grubości 3 mm, 5 –
podłoŜe stanowiska.
Protokół z prac kontrolno-pomiarowych powinien zawierać:
1) dane ogólne o obiekcie badań,
2) informacje o wykonujących pomiary,
3) dane o rodzaju badań,
4) dane o metodzie pomiarów i charakterystykę uŜytych przyrządów pomiarowych,
5) dane o warunkach przeprowadzenia badań (szczególnie waŜne przy pomiarach uziemień),
6) tabelaryczne zestawienie wyników badań i ich ocenę,
7) szkice rozmieszczenia badanych urządzeń, uziomów i obwodów instalacji,
8) wnioski i zalecenia wynikające z pomiarów.
15. LITERATURA :
1. Z. GryŜewski: Prace pomiarowo-kontrolne przy urządzeniach elektroenergetycznych o
napięciu do 1 kV, wyd. VI, W-wa 2006.
2. J. Laskowski: Nowy poradnik elektroenergetyka przemysłowego, W-wa 2005.
3. W. Orlik: Egzamin kwalifikacyjny
elektryka
w pytaniach i odpowiedziach,
Krosno 2003.
- 40 -
4. W. Orlik, J. Przybyłowicz: Badania i pomiary eksploatacyjne urządzeń elektro-
energetycznych dla praktyków, Krosno 2004.
5. Praca zbiorowa pod red. K. Kuprasa: Wytyczne. Pomiary w elektroenergetyce do 1 kV.
Wyd. 6. W-wa 2006.
6. A. Pytlak, H.Świątek : Ochrona przeciwporaŜeniowa w układach energoelektronicznych.
W-wa 2002.
7. A. Rogoń: Ochrona od poraŜeń w instalacjach elektrycznych (poradnik), W-wa 2003.
8. K. Sałasiński : Bezpieczeństwo elektryczne w zakładach opieki zdrowotnej. W-wa 2002.
9. S. Siemek : Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektronicznych. Wyd. 2.
W-wa 2005.
10. J. Strojny, J. Strzałka : Elektroenergetyka – obsługa i eksploatacja urządzeń, instalacji i
sieci. EUROPEX, Kraków 2003.
11. T. Uczciwek: Dozór i eksploatacja instalacji oraz urządzeń elektroenergetycznych
w zakładach przemysłowych i innych jednostkach gospodarczych, (poradnik
szkoleniowy), W-wa 2001.
12. T. Uczciwek: Bezpieczeństwo i higiena pracy oraz ochrona przeciwpoŜarowa
w elektroenergetyce, W-wa 1998.
13. Egzamin kwalifikacyjny D i E ( w pytaniach i odpowiedziach z zakresu eksploatacji
urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych). Zeszyty: 1 do 9.