background image

              Działanie prądu na organizm ludzki

Najważniejsze skutki przepływu prądu przez organizm człowieka:

-skurcze mięśni i utrata kontroli porażonego nad funkcjonowaniem mięśni,

-utrata świadomości  poprzez działanie na układ nerwowy,

-zakłócenia oddychania (skurcz mięśni oddechowych),

-zakłócenie pracy serca, polegające na zatrzymaniu akcji serca bądź migotaniu
 komór sercowych,

-oparzenia zewnętrzne i wewnętrzne,

-pośrednie działanie prądu elektrycznego.

background image

      Efekty oddziaływania prądu elektrycznego o częstotliwości 50 Hz
        na organizm zdrowej dorosłej osoby, przez czas nieokreślony. 

                   

0,5  mA                    -  brak reakcji organizmu

                         1     mA                    -  próg odczuwania
                         1  do   3   mA           -  odczuwanie bezbolesne
                         3  do  10  mA           -  odczuwanie bolesne
                       10     mA                    -  początek skurczów mięśni
                       30     mA                    -  początek paraliżu dróg oddechowych
                       75     mA                    -  początek migotania komór serca
                     250     mA                    -  migotanie komór serca  ( w 99,5%  po 5 s )
         
                4     A                       -  paraliż i zatrzymanie pracy serca
       ponad        5     A                       -  zwęglanie się tkanek organizmu 
   

  Uwaga !

          Skutki porażenia prądem

          zależą od wartości natężenia prądu
                 rażenia i czasu trwania rażenia

 

background image

                 Podział  napięć

                                 

  Zakresy napięciowe prądu przemiennego i stałego

      Zakres napięciowy

           Napięcie

   prądu 

przemiennego

           Napięcie

         Prądu stałego

                        [  V  ]

                        [  V  ]

              
                    

I

     Napięcia 

bezpieczne

          

 ≤   50

                  

 ≤   25

         U  ≤  12

          U 

 ≤ 120

          

 

≤  60

          U  ≤  30

                  II 

    50 <   U 

 ≤  

1000

    

   120 <   U 

 ≤  

1500

 

Gdzie:  U – napięcia międzyfazowe 

background image

         

Układy elektroenergetycznych sieci niskiego napięcia

Sieci napięcia z zakresu II , w zależności od sposobu uziemienia dzielą się na następujące układy:

-TN – C

-TN -  S

-TN -  C – S

-TT

- IT 

                                   Oznaczenia symboli literowych:  
-  pierwsza litera    T  -  bezpośrednie połączenie punktu neutralnego z ziemia,
                               I   -  wszystkie części czynne układu są izolowane od ziemi lub punkt
                                      neutralny układu sieci jest połączony z ziemią przez impedancję,
                                       lub przez bezpiecznik iskiernikowy 
-
  druga litera         N - bezpośrednie połączenie części przewodzących dostępnych
                                     z uziemionym punktem neutralnym układu sieci 
                               T – bezpośrednie połączenie z ziemią podlegających ochronie części
                                      przewodzących dostępnych niezależnie od uziemienia punktu 
                                      neutralnego układu sieci
 
- trzecia litera         C – funkcje przewodów neutralnych i ochronnych pełni przewód  PEN
                               S -  funkcje przewodów neutralnych i ochronnych pełnią oddzielne
                                      przewody  N  i   PE 
 
                        C – S -  w pierwszej części sieci występuje przewód  PEN, w drugiej części
                                      osobny przewód neutralny  N  i przewód ochronny  PE.
  

background image

     

Klasy ochronności urządzeń elektrycznych i elektronicznych

                                 

Klasa
ochronno
ści 

Symbol

Cecha charakterystyczna

         Warunki stosowania

         Przykłady
        
zastosowania

Klasa 

0

nie 

ma

Izolacja jedynie 

podstawowa

Brak zacisku 

ochronnego

Środowisko bez 

części

przewodzących 
obcych.

Izolowanie 

stanowiska,

 separacja 

elektryczna.

Plafoniery,

żyrandole

Klasa 

I

Izolacja jedynie 

podstawowa

Zacisk ochronny do 
przyłączenia 

przewodu PE

lub  PEN

Przyłączenie 

przewodu

ochronnego PE 
lub PEN do 

zacisku 

ochronnego

Silniki 

elektr.

rozdzielnice

,

kuchenki 

pralki,          

        

zmywarki

Klasa 
II

Izolacja podwójna

lub wzmocniona

Brak zacisku 

ochronnego

Stosowanie we 

wszystkich 

warunkach,

o ile 

postanowienia do 

tyczące danych 

pomie –

szczeń nie 

stanowią

inaczej 

Elektronarz

ę –

dzia ręczne,

golarki,

transformat

ory

ochronne

Kasa 

III

Zasilanie napięciem 

bardzo

niskim w układzie 

SELV 

lub PELV

Stosowanie we 

wszystkich 

warunkach

Przenośne

lampy 

oświetl.

zabawki 

elektr.

background image

                      Oznaczenia literowe przewodów i zacisków urządzeń

Rodzaj 
zasilania

Rodzaj przewodów

Oznaczenia
 przewodów

Oznaczenia 
zacisków
 
odbiorników

Oznaczenia
  barwą

  Prąd

przemien

ny

przewody robocze

- fazowe   

(liniowe)
- neutralny

L, L1, L2, 

L3
           N

 U, V, W

       N

Różne warianty

 

Jasnoniebiesk

a

  Prąd

  stały

przewody robocze

-biegun dodatni

-biegun ujemny

-przewód 

środkowy

       L+

       L–

       M

     C

     D

     M

  Czerwona

  Czarna

Jasnoniebiesk

a

Ochrona

przeciwp

o-

rażeniow

a

przewód 

ochronny

ochronno – 

neutralny

uziemiający

wyrównawczy

      PE

     PEN

       E

      CC

    PE

     -

      E

     CC   

Żółto-zielona

Żółto-zielona

z barwą 

niebieską

na 

zakończeniac

h

Żółto-zielona

Żółto-zielona

Uwaga!   Żadna z żył przewodów nie powinna mieć barwy ani żółtej, ani zielonej.
               Nie należy również stosować dwubarwnych oznaczeń żył oprócz żółto-zielonej
                dla przewodów ochronnych.

background image

                                      

Ochrona przeciwporażeniowa

Podstawa prawna
1.Ustawa Prawo Budowlane
2.Rozporządzenie Ministra Infrastruktury (12 IV 2002r.) w sprawie warunków technicznych,
jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie
1.PN-IEC 60364 -4- 41 :  2000

                                           Rodzaje ochron

 

         411. Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim
         
         412. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa)
         
         413. Ochrona przed dotykiem pośrednim (ochrona dodatkowa)

background image

U

U

L

Odbiornik

Transformator

ochronny

PELV

 411. Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim                                                          
         i pośrednim 
 

Ochrona polegająca na zastosowaniu bardzo niskiego napięcia  SELV i  PELV

W równoczesnej ochronie przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim napięcia nie mogą
 przekraczać zakresu I (50 V dla prądu przemiennego i 120 V dla prądu stałego).
                                                                            

background image

412. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim

     ( w warunkach pracy normalnej )

                                                                          
                                                                                                            
                                                                                                                                                                            

1.Ochrona polegająca na izolowaniu części czynnych
2.Ochrona przy użyciu ogrodzeń lub obudów
3.Ochrona przy użyciu barier
4.Ochrona polegająca na umieszczeniu poza zasięgiem ręki
5.Ochrona uzupełniająca za pomocą urządzeń różnicowoprądowych

                    

Izolowanie części czynnych

  412.1 Części czynne powinny być całkowicie pokryte izolacją, która może być usunięta
            tylko przez jej zniszczenie.Izolacja powinna spełniać wymagania odpowiednich norm.
             Izolacja wykonana w trakcie montażu musi być potwierdzona próbami analogicznymi
             do wykonanej fabrycznie.
                     

Ogrodzenia lub obudowy             

1.Części czynne powinny być umieszczone wewnątrz obudów lub ogrodzeń 

o stopniu ochrony  co najmniej  IP2X.

•Łatwo dostępne górne poziome powierzchnie ogrodzeń i obudów powinny

mieć stopień ochrony co najmniej  IP4X.

•Ogrodzenia i obudowy powinny być trwale zamocowane i powinny zapewnić

wymagany stopień ochrony.

1.Usunięcie ogrodzeń lub otwarcie obudów  powinno być możliwe tylko za pomocą

klucza lub narzędzia, lub po wyłączeniu zasilania części czynnych, ponowne załączenie
napięcia możliwe po uprzednim założeniu ogrodzeń lub zamknięciu obudów. 

background image

                       Ochrona przy użyciu barier

1.Bariery powinny utrudniać:

-niezamierzone zbliżenie ciała do części czynnych, lub

-niezamierzone dotknięcie części czynnych w czasie obsługi urządzeń.

2.Bariery mogą być usuwane bez użycia klucza lub narzędzi, lecz powinny

być zabezpieczone przed niezamierzonym usunięciem.    
                    
                   
                      

Ochrona polegająca na umieszczeniu poza zasięgiem ręki

1,2

5m

2,50 m

0,75m

S

             
    
      412.4.1 Części jednocześnie dostępne o różnych potencjałach nie powinny znajdować 
                   się w zasięgu ręki.
  
                    Ochrona uzupełniająca za pomocą urządzeń różnicowoprądowych

1.Prąd zadziałania urządzeń różnicowoprądowych nie może przekraczać 30 mA.
2.Urządzenia te nie mogą być jedynym środkiem ochrony, muszą być zastosowane

środki wymienione w 412.1  do  412.4    

background image

      

413. Ochrona przed dotykiem pośrednim

  

(dodatkowa)   

       

(w warunkach pracy zakłóceniowej )

                                                                          
                                                                                                           
                                                                                                                                                                            

1.Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania
2.Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności
   lub o izolacji równoważnej

Ochrona polegająca na izolowaniu stanowiska

Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych

Ochrona za pomocą separacji elektrycznej 
   
  413.1     Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania
   

            Ochrona przez  samoczynne wyłączenie zasilania realizowana jest przez: 

-urządzenia ochronne przetężeniowe (wyłączniki z wyzwalaczami nadprądowymi,
bezpieczniki topikowe)

-wyłączniki ochronne różnicowoprądowe  (z wyjątkiem sieci TN-C)
       

Integralnym elementem samoczynnego wyłączenia zasilania jest zastosowanie

      połączeń wyrównawczych dodatkowych  (miejscowych).

background image

L1

L2

L3

PEN

6/0,4/0,23 kV

R

B

Dla zapewnienia samoczynnego wyłączenia zasilania powinno być spełnione wymaganie:

Z

s

.I

a

U

o

Z

gdzie:

s

impedancja pętli zwarciowej

I

a

prąd powodujący samoczynne zadziałanie zabezpieczenia w wymaganym

czasie określany z charakterystyk czasowoprądowych

U

o

napięcie fazowe

Układ sieci TN-C

background image

Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania w układach sieci TN-S

background image

               Maksymalne czasy wyłączenia w układzie TN

   U

O

      [ V ]

                  Dla napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale

  U

≤ 50 V ~  ;           U

≤ 

120 V =

U

≤ 25 V ~  ;           U

≤ 

60 V =

                       t  [ s ]

                      t  [ s ]

  120

                  0,80

                      0,35

  

230

                  0,40

                      0,20

  277

                  0,40

                      0,20

  400

                  0,20

                      0,05

  480

                  0,10

                      0,05

  580

                  0,10

                      0,02

W obwodach rozdzielczych można przyjmować czas wyłączenia dłuższy, lecz nie przekraczający 5 s.
Jeżeli z tej samej rozdzielnicy są zasilane obwody odbiorcze, dla których obowiązują  czasy wg tabeli ;
powinien być spełniony przynajmniej jeden z dwóch poniżej podanych warunków:
war. a  -  impedancja przewodu ochronnego pomiędzy rozdzielnicą główną lub wewnętrzną linią
                zasilająca i punktem, w którym przewód ochronny jest przyłączony do głównej szyny
                uziemiającej, nie przekracza:  

                                                   

Z

PE  ≤        

. ZS 

o

U

50

war.b -   w rozdzielnicy (lub WLZ) powinny znajdować się połączenia wyrównawcze
                przyłączone do tych samych części przewodzących obcych co połączenia
                wyrównawcze główne

background image

Bi-Wts-20 A

background image
background image
background image
background image
background image

3

     Maksymalne czasy wyłączenia w układzie IT 

( przy podwójnym zwarciu )

W układach IT do ochrony przed porażeniem powinny być stosowane:

-urządzenia ochronne przetężeniowe,  albo

-urządzenia ochronne różnicowoprądowe,

-urządzenia do stałej kontroli izolacji, powodujące wyłączenie
w przypadku pojedynczego zwarcia z ziemią.

Zaleca się, aby pierwsze doziemienie było usuwane z możliwie
najkrótszym opóźnieniem, zwarcie takie powoduje wzrost napięcia
w pozostałych fazach do ziemi 

 krotnie.

   U

O

/U

      [ V ]

                  Czas  wyłączenia   [ s ]

  U

≤ 50 V ~  ;         U

≤ 120 V =

U

≤ 25 V ~  ;           U

≤ 

60 V =

 Bez przewodu                    Z 

przewodem
  neutralnego

                   

neutralnym

                     

Bez przewodu                       Z 

przewodem
  neutralnego

                     

neutralnym

 120/230

       0,8                         
5,0

      0,4                              
1,0  

 

230/400

       0,4                         
0,8

      0,2                              
0,5

 277/480

       0,2                         
0,4

      0,2                              
0,5

400/690

       0,2                         
0,4

      0,06                            
0,2

580/100
0

       0,1                         
0,2

      0,02                            
0,08

background image

1 2 3

4

              

413.2 Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności

                             lub o izolacji równoważnej

                      Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzeń  II klasy ochronności poprzez zastosowanie podwójnej lub 
                      wzmocnionej izolacji ma na celu zapobieżenie pojawieniu się niebezpiecznego napięcia dotykowego
                     na częściach przewodzących dostępnych urządzeń elektrycznych w przypadku uszkodzenia 
                     izolacji podstawowej.

   Urządzenie tego rodzaju jest oznaczone symbolem 

                    

                                                      

                            
                      Zasada budowy urządzeń II klasy ochronności

               
                                                                                                

1- część  czynna

                                                                                                          

2- izolacja podstawowa

                                                                                   

      

                                                                                                          

3- izolacja dodatkowa

  

                                                                                   
                                                                                                         

4- część przewodząca nie będąca częścią czynną

background image

        

413.3 Ochrona polegająca na izolowaniu stanowiska.

   
Ten środek ochronny ma na celu zapobieżenie równoczesnemu dotknięciu 
części, które mogą mieć różny potencjał w wyniku uszkodzenia izolacji 
podstawowej części czynnych. Dopuszcza się stosowanie urządzeń klasy  0 , 
jeżeli są spełnione następujące warunki:

-ograniczenie prądu rażeniowego na drodze ręka-stopy ( w obwodach 230/400 V do wartości 5 mA),

-niedopuszczenie do przepływu prądu rażeniowego na drodze  ręka – ręka.

413.3.1 Części przewodzące dostępne powinny być tak rozmieszczone, aby w 
normalnych warunkach człowiek nie mógł dotknąć równocześnie:                                                          - dwóch części przewodzących dostępnych lub

-jednej części przewodzącej dostępnej i jakiejkolwiek części przewodzącej obcej.

413.3.2 – Na izolowanym stanowisku nie powinno się umieszczać przewodu    
                ochronnego.
413.3.3 – Stanowisko powinno mieć podłogę i ściany izolowane,oraz:

-oddalenie części przewodzących dostępnych od części przewodz. obcych oraz wzajemne
oddalenie między częściami przewodzącymi dostępnymi powinno być co najmniej 2 m.

-izolacja powinna wytrzymywać próbę napięciem co najmniej 2000 V, przy czym
prąd  upływu nie powinien przekraczać  1 mA.

413.3.4 – Rezystancja izolacji podłóg i ścian powinna być nie mniejsza niż:

                -50 kΩ , jeżeli napięcie znamionowe instalacji nie przekracza 500 V, lub
                -
100 kΩ, jeżeli napięcie znamionowe instalacji przekracza  500 V.

background image

                                   

         

413.4  Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych 

                      miejscowych 

     Uwaga!    Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe mają na celu zapobieżenie
                       pojawieniu się niebezpiecznych napięć dotykowych.
 

413.4.1 Przewody połączeń wyrównawczych miejscowych powinny łączyć między sobą

wszystkie części przewodzące jednocześnie dostępne i części przewodzące obce.

413.4.2 System połączeń wyrównawczych miejscowych nie powinien mieć połączenia

elektrycznego z ziemią przez części przewodzące dostępne lub przez części
przewodzące obce.
 

413.4.3 Należy przewidzieć środki ostrożności zapobiegające narażeniu na niebezpieczną

różnicę potencjałów osób wchodzących do przestrzeni z połączeniami
wyrównawczymi miejscowymi, szczególnie w takim przypadku, gdy przewodząca
podłoga izolowana od ziemi jest połączona z nieuziemionym systemem
połączeń wyrównawczych.  

   

     

 

               

background image

         

413.5  Ochrona za pomocą separacji elektrycznej 

 

     Uwaga! Istota separacji polega na tym, aby przy dotknięciu do części przewodzącej dostępnej,
     prąd płynący przez dotykającego był tak mały, by nie powodował skutków patofizjologicznych. 
 
 Obwód  separowany charakteryzuje się następującymi cechami:
a) zasilanie powinno być wykonane z transformatora separacyjnego lub innego źródła
zapewniającego ten sam stopień bezpiczeństwa,
b) napięcie separowane nie powinno przekraczać 500 V; ponadto zaleca się,aby łączna
długość oprzewodowania obwodu separowanego nie przekraczała 500 m, a iloczyn
długości oprzewodowania i napięcia nie przekraczał  100000 ( LxU≤ 100000),
c) ruchome źródła napięcia separowanego powinny być urządzeniami o II klasie
           ochronności,
d) czynne części obwodu separowanego powinny być oddzielone od :innych obwodów,
części przewodzących dostępnych, części przewodzących obcych, ziemi,
e) części przewodzące dostępne obwodu separowanego zasilającego tylko jeden odbiornik
nie powinny być łączone z żadnymi przewodami ochronnymi oraz częściami
przewodzącymi dostępnymi,
f) z obwodu separowanego może być zasilane więcej odbiorników pod warunkiem,
że wszystkie części przewodzące odbiorników są miedz sobą połączone nieuziemionymi
przewodami wyrównawczymi.

background image

Czas doziemienia t

F

 (s)

Największe dopuszczalne napięcie 

dotykowe rażeniowe U

Tp

 (V)

10

1,1

0,72
0,64
0,49
0,39
0,29
0,20
0,14
0,08
0,04

80

100
125
150
220
300
400
500
600
700
800

Największe dopuszczalne napięcia dotykowe rażeniowe 
U

Tp

 obliczone dla różnych czasów doziemienia t

F

background image

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie 
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie – Dz. U. Nr 109, poz. 1156

§ 183. 1. W instalacjach elektrycznych należy stosować:

1)

złącza instalacji elektrycznej budynku, umożliwiające odłączenie od sieci zasilającej i usytuowane w 

miejscu dostępnym dla dozoru i obsługi oraz zabezpieczone przed uszkodzeniami, wpływami atmosferycznymi, 
a także ingerencją osób niepowołanych,

2)

oddzielny przewód ochronny i neutralny, w obwodach rozdzielczych i odbiorczych,

3)

urządzenia ochronne różnicowoprądowe lub odpowiednie do rodzaju i przeznaczenia budynku bądź 

jego części, inne środki ochrony przeciwporażeniowej,

4)

wyłączniki nadprądowe w obwodach odbiorczych,

5)

zasadę selektywności (wybiórczości) zabezpieczeń,

6)

przeciwpożarowe wyłączniki prądu,

7)

połączenia wyrównawcze główne i miejscowe, łączące przewody ochronne z częściami 

przewodzącymi innych instalacji i konstrukcji budynku,

8)

zasadę prowadzenia tras przewodów elektrycznych w liniach prostych, równoległych do krawędzi 

ścian i stropów,

9)

przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi, jeżeli ich przekrój nie przekracza 

10 mm2,

10)

urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej.

§ 188. 1. Obwody odbiorcze instalacji elektrycznej w budynku wielorodzinnym należy prowadzić w obrębie 
każdego mieszkania lub lokalu użytkowego.

           2. W instalacji elektrycznej w mieszkaniu należy stosować wyodrębnione obwody: oświetlenia, gniazd 
wtyczkowych ogólnego przeznaczenia, gniazd wtyczkowych w łazience, gniazd wtyczkowych do urządzeń 
odbiorczych w kuchni oraz obwody do odbiorników wymagających indywidualnego zabezpieczenia.

background image

Przyjęcie urządzenia do eksploatacji może nastąpić po:
sprawdzeniu kompletności dokumentacji technicznej,
przeprowadzeniu prób i pomiarów w zakresie umożliwiającym stwierdzenie, czy urządzenie odpowiada 
warunkom technicznym,
sprawdzeniu, czy urządzenie jest dopuszczalne do ruchu lub obrotu zgodnie z obowiązującymi przepisami,
sprawdzeniu, czy został przeprowadzony odbiór techniczny przez organ dozoru technicznego, jeżeli 
takiemu odbiorowi podlega,
sprawdzeniu, czy stan urządzenia i miejsca pracy odpowiadają warunkom technicznym oraz wymogom BHP 
oraz ochrony przeciwporażeniowej,
sporządzeniu protokołu przyjęcia energetycznego urządzenia do eksploatacji. 
Protokół przyjęcia do eksploatacji winien zawierać:
wyniki przeprowadzonych prób i pomiarów,
wykaz braków i usterek ze wskazaniem terminu ich usunięcia,
wykaz dokumentacji technicznej, materiałów i części zamiennych,
stwierdzenie, czy zostały spełnione wymagania BHP oraz ochrony przeciwporażeniowej,
stwierdzenie, czy urządzenie, może być przyjęte do eksploatacji.
Dla urządzenia energetycznego przyjętego do eksploatacji kierownik zakładu wyznacza pracowników służby 
energetycznej posiadających odpowiednie kwalifikacje i wymagane zaświadczenia kwalifikacyjne.
Pracowników eksploatacji należy odpowiednio poinstruować i wyposażyć w niezbędne materiały do 
prowadzenia eksploatacji.

background image

Zabezpieczenia przeciążeniowe. Urządzenia zabezpieczające przewody i kable przed skutkami przeciążeń 
powinny być tak dobrane, aby w przypadku przepływu prądów o wartości większej od długotrwałej obciążalności 
prądowej przewodów IZ następowało ich działanie zanim wystąpi nadmierny wzrost temperatury żył przewodów i 
różnych zestyków. Wymagania te uważa się za spełnione, jeżeli są zachowane następujące warunki (rys. 8):

Rys. 8. Relacja pomiędzy różnymi prądami w obwodach 
zabezpieczonych przed skutkami przeciążeń; oznaczenia prądów 
podane w opisie równań (37) i (38), S – przekrój przewodów, F – 
bezpiecznik, PT (WT) – przekaźnik lub wyzwalacz przeciążeniowy

w których: IB – prąd obliczeniowy lub prąd znamionowy odbiornika, jeżeli z danego obwodu 
jest zasilany tylko jeden odbiornik, In – prąd znamionowy lub prąd nastawienia urządzenia 
zabezpieczającego, IZ – obciążalność prądowa długotrwała zabezpieczanych przewodów, I2 –
prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego.
Jako prąd zadziałania bezpieczników można przyjmować wartości prądów probierczych 
górnych If (tabl. 10). Konieczność spełnienia warunków (37) i (38) przez bezpieczniki 
stanowiące zabezpieczenia przeciążeniowe przewodów powoduje, że w pewnych 
przypadkach prąd znamionowy bezpieczników powinien być nawet o kilkanaście procent 
mniejszy od obciążalności prądowej długotrwałej zabezpieczanych przewodów. Oznacza to 
niepełne wykorzystanie zdolności przewodów do przewodzenia prądu, gdyż nie mogą one być 
obciążone długotrwale prądami większymi od prądu znamionowego bezpieczników (tabl. 11). 
Dlatego zabezpieczenia przeciążeniowe przewodów bezpiecznikami są dalekie od 
doskonałości

background image

Wyłączniki instalacyjne o charakterystykach nienastawialnych mają prąd zadziałania It = 1,45In, 
gdzie In jest równocześnie prądem nastawienia wyzwalacza i prądem znamionowym wyłącznika. 
Oznacza to optymalne spełnienie warunku (38), gdyż w granicznym przypadku prąd I2 = It = 
1,45In. Dlatego zastosowanie wyłączników instalacyjnych w porównaniu z bezpiecznikami pozwala 
na pełniejsze wykorzystanie obciążalności przewodów oraz zazwyczaj bardziej skuteczną ich 
ochronę. Warunek (38) dopuszcza przegrzanie się przewodów do temperatur przekraczających 
obciążalność dopuszczalną długotrwale (tabl. 1 w Ei 5/04) na czas nie dłuższy niż umowny czas 
próby zabezpieczeń, równy 1 lub 2 h. Ponadto należy zauważyć, że jeśli przy zabezpieczeniu 
obwodu wyłącznikiem trójbiegunowym przeciążenie wystąpi tylko w jednej lub dwóch fazach, to 
prądy zadziałania mogą się zwiększyć odpowiednio o ok. 10 i 20%, a czas do zadziałania znacznie 
wydłużyć.
Zabezpieczenia przeciążeniowe przewodów powinny być instalowane na początku obwodu oraz w 
miejscach, poza którymi następuje zmniejszenie się obciążalności przewodów, a zastosowane 
zabezpieczenia nie chronią tych odcinków obwodu. Dotyczy to:
– zmniejszenia przekroju przewodów lub zmiany rodzaju przewodów,
– pogorszenia się warunków chłodzenia w wyniku zmiany sposobu ułożenia przewodów, istnienia 
innych instalacji lub podwyższonej temperatury otoczenia.
Można nie stosować dodatkowych zabezpieczeń, jeżeli niechroniona część obwodu nie przekracza 
długości 3 m i nie zawiera rozgałęzień ani gniazd wtyczkowych, oraz jest zabezpieczona 
skutecznie przed prądami zwarciowymi, instalacja zaś jest wykonana w sposób ograniczający do 
minimum niebezpieczeństwo powstania zwarcia, np. przez dodatkowe zabezpieczenie przed 
wpływami zewnętrznymi, i nie znajduje się w pobliżu materiałów łatwo palnych. 

background image

Zabezpieczenia zwarciowe. Zabezpieczenie przewodów przed cieplnymi skutkami prądów zwarciowych mogą być 
wykonane z zastosowaniem bezpieczników lub wyłączników samoczynnych z wyzwalaczami zwarciowymi.
Zgodnie z wymaganiami normy [3] czas od chwili powstania zwarcia do chwili przerwania prądu zwarciowego 
powinien być na tyle krótki, aby temperatura żył przewodów nie była wyższa niż wartość graniczna dopuszczalna 
przy zwarciu dla danego typu przewodów. Czas ten nie powinien przekroczyć wartości tkm, która może być 
wyznaczona z podanego w [3] wzoru 

(39)

gdzie: S – przekrój przewodu, mm2; k – współczynnik zależny od właściwości materiałów 
przewodowych i izolacyjnych (tabl. 12), Ik – spodziewany prąd zwarciowy, A; tkm – graniczny 
dopuszczalny czas zwarcia, s. 
Zależność (39) pozwala na wyznaczenie charakterystyk czasowo-prądowych przewodów (rys. 
9a). Charakterystyki te podają czasy trwania zwarcia w funkcji wartości prądu, dopuszczalne ze 
względu na osiąganą graniczną wartość temperatury podczas zwarcia. Ocena skuteczności 
działania zabezpieczeń przewodów przed cieplnym oddziaływaniem prądów zwarciowych polega 
na porównaniu tych charakterystyk z charakterystykami zabezpieczeń zwarciowych. Warunek 
skuteczności 
ochrony jest spełniony,  jeżeli charakterystyka czasowo-prądowa przewodu przebiega powyżej 
charakterystyki czasowo-prądowej dobranego zabezpieczenia (rys. 9a) w całym zakresie prądów 
przetężeniowych, jakie mogą wystąpić w obwodzie.

background image

Rys. 9. Charakterystyki czasowo-prądowe przewodów (1), 
bezpieczników (2) oraz wyzwalacza przeciążeniowego (3a) i 
zwarciowego (3b) wyłącznika (3); Ik – spodziewany prąd 
zwarciowy; a) układy skutecznie zabezpieczające przewody 
przed prądami przetężeniowymi; b) układ zabezpieczający 
przewody przed prądami przetężeniowymi jedynie o wartości 
mniejszej niż  IkA 

 

Rys. 10. Zależności całki Joule'a bezpieczników typu gL 25-100 A 
oraz wyłączników instalacyjnych typu S190 B 16 A (prosta 1) i 63 A 
(prosta 2) od spodziewanego prądu zwarciowego Ik ; 3 – energia 
jednego półokresu prądu zwarciowego; 4, 5 – wartość k2S2 dla 
przewodów miedzianych o przekroju 1,5 mm2 (4) oraz 2,5 mm2 (5)

background image

Rys. 11. Ilustracja sumowania się prądu trzeciej harmonicznej w 
przewodzie neutralnym; Zobc1, Zobc2, Zobc3 – nieliniowe 
impedancje obciążenia kolejnych faz; IL1, IL2, IL3 – prądy kolejnych 
faz odkształcone prądem trzeciej harmonicznej, IN – prąd w 
przewodzie neutralnym, praktycznie równy sumie prądów trzeciej 
harmonicznej w poszczególnych fazach

Rys. 12. Przykład wykonania połączeń wyrównawczych miejscowych 
odbiorników elektrycznych i uziemionej metalowej instalacji 
wodociągowej

Przebiegi charakterystyk czasowo-prądowych przewodów i wyłączników jako 
zabezpieczeń przetężeniowych (rys. 9b) oznaczają, że przewody są 
zabezpieczone wówczas, gdy prądy zwarciowe są nie większe od prądu IkA. 
Jeżeli natomiast prądy te osiągają wartości większe od IkA, to celowe jest 
zastosowanie dodatkowego dobezpieczenia przez zainstalowanie bezpieczników, 
które wyłączają obwód przy prądach zwarciowych większych niż IkA, z czasem 
znacznie krótszym niż wyłącznik.

background image

Odczytanie czasu trwania zwarcia z charakterystyk czasowo-prądowych bezpieczników i wyłączników 
jest praktycznie możliwe dla czasów dłuższych niż 10 ms. Czas 10 ms to czas pojedynczego 
półokresu, czyli najkrótszy czas, przy którym jest możliwe wyznaczenie wartości skutecznej prądu 
sinusoidalnego o częstotliwości sieciowej. W przypadku czasów wyłączenia prądu przez bezpiecznik 
krótszych niż 10 ms, należy się posłużyć 

całką Joule'a . Całka Joule'a wyraża energię ograniczoną

przez bezpiecznik bądź wyłącznik, jaka przepływa w obwodzie podczas zwarcia, do chwili wyłączenia 
prądu zwarciowego. Energia ta powinna być nie większa od energii równej k2S 2, jaka może być 
skumulowana w przewodach, bez przekroczenia temperatury granicznej dopuszczalnej. 

Na rysunku 10 przedstawiono zależność od prądu zwarciowego Ik bezpieczników i 
wyłączników instalacyjnych o charakterystykach czasowo-prądowych typu B, o zdolności 
wyłączalnej 6 kA i różnych prądach znamionowych oraz podano wartości k2S2 przewodów 
miedzianych o izolacji PVC dla dwóch przekrojów. Na przykład, dla prądu zwarciowego Ik = 
6 kA wartość całki Joule'a wyłącznika 16 A jest równa 20 000 A2·s, natomiast k 2S 2 
przewodu 1,5 mm2 wynosi 29 750 A2·s. Oznacza to, że wyłącznik ten chroni skutecznie 
przewód przed skutkami przepływu prądu zwarciowego.

background image

1

2

3

4

5

10

20

30

40

50

I

1

I

2

I

3

I

4

I

5

Krotność prądu znamionowego
x I

n

 C

za

za

d

zi

an

ia

 [

s]

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

B

Charakterystyka B
(w zakresach prądowych 6...63 A)

Granica zadziałania wyzwalaczy
termobimetalowych zawiera się od 1,13
do 1,45-krotności prądu znamionowego
wyłączników (temperatura odniesienia 30
C).
Obszar zadziałania wyzwalaczy
elektromagnesowych wynosi od 3 do
5-krotności prądu znamionowego.

Wyłączniki nadprądowe o
charakterystyce B sa przeznaczone do
zabezpieczania przewodów i
odbiorników w obwodach oświetlenia,
gniazd wtykowych i sterowania.

background image

1

2 3

4 5

10

20 30 40 50

I

1

I

2

I

3

I

4

I

5

Krotność prądu
znamionowego x
I

n

 C

za

za

d

zi

an

ia

 [

s]

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

C

Charakterystyka C
(w zakresach prądowych 0,3...63 A)

Granica zadziałania wyzwalaczy
termobimetalowych zawiera się od 1,13
do 1,45-krotności prądu znamionowego
wyłączników (temperatura odniesienia 30
C).
Obszar zadziałania wyzwalaczy
elektromagnesowych wynosi od 5 do
10-krotności prądu znamionowego.

Wyłączniki nadprądowe o charakterystyce
działania wyzwalaczy C przeznaczone są
do zabezpieczania przed skutkami
zwarć i przeciążeń instalacji, w których
zastosowano urządzenie
elektroenergetyczne o prądach
rozruchowych do wartości 5 x In
(silniki, transformatory).

background image

1

2 3

4 5

10

20 30 40 50

I

1

I

2

I

3

I

4

I

5

Krotność prądu
znamionowego x
I

n

 C

za

za

d

zi

an

ia

 [

s]

10000

1000

100

10

1

0,1

0,01

0,001

D

5

- dla I

n

 > 32 A

- dla I

n

 < 32 A

- zadziałanie

- bez zadziałania

Charakterystyka D
(w zakresach prądowych 0,3...63 A)

Granica zadziałania wyzwalaczy
termobimetalowych zawiera się od 1,13
do 1,45-krotności prądu znamionowego
wyłączników (temperatura odniesienia 30
C).
Obszar zadziałania wyzwalaczy
elektromagnesowych wynosi od 10 do
20-krotności prądu znamionowego.

Wyłączniki nadprądowe o charakterystyce
działania wyzwalaczy C przeznaczone są
do zabezpieczania przed skutkami
zwarć i przeciążeń instalacji, w których
zastosowano urządzenie
elektroenergetyczne o występujących
przetężeniach w czasie rozruchu do
wartości 10 x In (silniki,
transformatory).

background image

Charakterystyka

Wyzwalacz przeciążeniowy

termobimetalowy

Prąd

I

1

Prąd

I

2

Czas

zadziałania

Wyzwalacz przeciążeniowy

elektromagnesowy

Prąd

I

4

Prąd

I

5

Czas

zadziałania

1,13 x I

n

1,45 x I

n

> 1h

< 1h

3 x I

n

5 x I

n

> 0,1 s

< 0,1 s

B

C

D

1,13 x I

n

1,13 x I

n

1,45 x I

n

1,45 x I

n

> 1h

> 1h

< 1h

< 1h

5 x I

n

10 x I

n

10 x I

n

20 x I

n

> 0,1 s

> 0,1 s

< 0,1 s

< 0,1 s

Dla I

3

 = 2,55 x I

n

zadziałanie następuje w
czasie
1s < t < 60 s (I

n

 < 32 A)

1s < t < 120 s (I

n

 > 32 A)

background image
background image
background image

NOWELIZACJA ZASAD I WYMAGAŃ STAWIANYCH 

OCHRONIE PRZECIWPORAŻENIOWEJ

W NORMACH PN-EN 61140 i PN-HD 60364-4-41

Ochrona podstawowa (3.2) – ochrona przed porażeniem elektrycznym w warunkach braku uszkodzenia.
Ochrona przy uszkodzeniu (3.1.2) – ochrona przed porażeniem elektrycznym przy pojedynczym uszkodzeniu.
Środek ochrony wzmocnionej (3.19) – środek ochrony zapewniający niezawodność ochrony nie niższą niż uzyskiwana za pomocą dwóch 

niezależnych środków ochrony.

Termin nowy zastępujący termin „równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim”.

5. Elementy ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym
5.1 Środki (elementy) ochrony podstawowej

W normie PN-EN 61140 [2] podano podstawowe wymagania stawiane następującym środkom (elementom środków) ochrony podstawowej.
1) instalacja podstawowa,
2) przegrody i obudowy,
3) przeszkody, bariery,
4) umieszczenie poza zasięgiem (ręki),
5) ograniczanie napięcia (ELV),
6) ograniczanie ustalonego prądu dotykowego i ładunku,
7) sterowanie rozkładem potencjałów.

5.2 Środki (elementy) dla ochrony przy uszkodzeniu

Do elementów dla ochrony przy uszkodzeniu w normie PN-EN 61140 [2] zalicza się:
1) izolację dodatkową,
2) ochronne połączenia wyrównawcze,
3) ekranowanie ochronne,
4) sygnalizowanie uszkodzenia i wyłączenie zasilania w instalacjach i sieciach wysokiego napięcia,
5) samoczynne wyłączanie zasilania,
6) separację zwykłą (między obwodami),
7) środowisko nieprzewodzące,
8) sterowanie rozkładem potencjałów.

5.3 Środki ochrony wzmocnionej

Do środków ochrony wzmocnionej zalicza się:
1) izolację wzmocnioną,
2) separację ochronną pomiędzy obwodami,
3) źródła prądu ograniczonego,
4) urządzenia ochronne impedancyjne.
Dopuszcza się stosowanie innych środków ochrony wzmocnionej spełniających wymagania stawiane ochronie wzmocnionej.

Norma PN-HD 60364-4-41 [3] dopuszcza do powszechnego stosowania następujące środki ochrony (z niżej wymienionymi 

ograniczeniami):

1) samoczynne wyłączanie zasilania,
2) izolację podwójną lub wzmocnioną,
3) separację elektryczną (ochronną) dla zasilania jednego odbiornika,
4) bardzo niskie napięcie SELV lub PELV.


Document Outline