Brunon Lejdy
Instalace flfktry czne w obiektach budowlanych Wydaniedrugie zmienione
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne Warszawa
SPIS TREŚCI
Przedm ow a....................................................................... 11 1.
Wyjaśnienia o g ó ln e .................................................. 13
2.
Charakterystyka normy PN-IEC 60364 (IEC 60364) ......................... 15
2.1. 2.2. 2.3.
Układ normy PN-IEC 60364 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych 15 IEC Publication 60364: Electrical Installations of Buildings ................................ 17 Sposób numerowania przyjęty w IEC 60364 ......................................................... 18
2.4.
Opis poszczególnych części n o rm y ......................................................................... 18
3.
Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych .... 21
4.
Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia ........ 30
4.1.
Podział podstawowy .........................................................................
4.2. 4.3.
Układy s ie c i.................................................................................................................. 33 Sieci TN, TT oraz IT w układach prądu stałego .................................................... . 3 7
30
4.4.
Cechy źródła zasilania sieci i podział in sta la cji........................................................ 43
5.
Zakresy napięciowe instalacji elektrycznych
44
6.
Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami .... 48
7.
Klasyfikacja urządzeń elektrycznych I elektronicznych w zakresie ochrony przeciwporażeniowej ................................................ 53
6
8. 9.
Spis treści
Klasyfikacja i kodyfikacja wpływów zew nętrznych..........................................................
56
Ochrona urządzeń przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska ........................
60
10. Dobór urządzeń elektrycznych................................ 66 11. Człowiek w obwodzie prądu elektrycznego
69
12. Ochrona przeciwporażeniowa................................. 74 12.1.
Postanowienia ogólne .............................................................................................. 74
12.2.
Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim ..............
12.2.1.
Ochrona polegająca na zastosowaniu bardzo niskiego napięcia SELV i PELV
...........................................................................................
77 77
12.2.2. 12.3. 12.3.1.
Bardzo niskie napięcie funkcjonalne FELV .......................................................... 80 Ochrona przed dotykiem bezpośrednim .............................................................. 81 Ochrona polegająca na izolowaniu części czyn n ych .......................................... 82
12.3.2.
Ochrona przy użyciu ogrodzeń lub o b u d ó w ......................................................... 82
12.3.3. 12.3.4.
Ochrona przy użyciu b a rie r..................................................................................... 83 Ochrona polegająca na umieszczeniu części czynnych poza zasięgiem ręki .... 83
12.3.5. 12.3.6.
Ochrona uzupełniająca za pomocą wyłączników różnicowo prąd o w y c h 84 W ybór środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim .................................... 86
12.4.
Ochrona przed dotykiem po śred nim ...................................................................... 89
12.4.1. 12.4.2.
W yjaśnienia ogólne ................................................................................................... 89 Ochrona za pom ocą samoczynnego wyłączenia zasilania ............................... 90
12.4.2.1. W ym agania ogólne ................................................................................................... 90 12.4.2.2. W yłączenie za s ila n ia ................................................................................................. 91 12.4.2.3. Uziemienie ................................................................................................................... 92 12.4.2.4. Połączenia wyrównawcze ........................................................................................ 92 12.4.2.5. Połączenia wyrównawcze dodatkowe ................................................................... 94 12.4.2.6. Sam oczynne wyłączenie zasilania w sieci TN ..................................................... 97 12.4.2.7. Zwarcie przewodu fazowego sieci TN z ziem ią ............................................... 12.4.2.8. Sam oczynne wyłączenie zasilania w sieci TT ..................................................
104 108
12.4.2.9. Sam oczynne wyłączenie zasilania w sieci IT ....................................................
111
12.5.
Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT ................. 115
12.5.1. 12.5.2.
Budowa urządzenia różnicow oprądow ego........................................................ 115 Typy wyłączników różnicowo prąd owych ............................................................ 116
12.5.3.
Parametry wyłączników różnicow oprądow ych..................................................
119
12.5.4.
W yłącznik różnicowoprądowy w sieci TN-C .....................................................
120
12.5.5.
W yłącznik różnicowoprądowy w sieci TN-C jako środek uzupełniającej ochrony przeciwporażeniowej ..................................................
122
12.5.6.
M odernizacja instalacji T N -C ................................................................................
123
Spis treści
7
12.5.7.
W yłącznik różnicowoprądowy w sieciach TN-S i T N -C -S
12.5.8.
Wyłącznik różnicowoprądowy w sieci TT ............. .............................................. 126
12.5.9.
W yłącznik różnicowoprądowy w sieci IT ............................................................... 128
12.6.
................... 125
Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej ..........................
12.7. 12.8.
Ochrona polegająca na zastosowaniu izolowania stanowiska
129 .....................
132
Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych
12.9.
miejscowych ................................................. 133 Ochrona za pomocą separacji elektrycznej ........................................................ 135
12.10.
W ybór środków ochrony przed dotykiem p o śre d n im ........................................
137
13. Ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego urządzeń elektrycznych ..........................140 14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego.......................................... 142 14.1. 14.2. 14.3.
W yjaśnienia ogólne ................................................................................................ 142 Zabezpieczenie przed skutkami prądu przeciążeniowego............................. 143 Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego ....................................
149
14.4.
Zabezpieczenie od skutków zwarć przewodów połączonych równolegle ... 156
14.5.
Zabezpieczenie przewodów fazowych ................................................................
158
14.6.
Zabezpieczenie przewodu neutralnego ............................................................... 159
14.7.
Koordynacja ochrony przed przeciążeniem i z w a rc ie m ..................................
160
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziemień w sieciach wysokiego napięcia ......... 161 15.1.
Obwód prądu ziemnozwarciowego ....................................................................
161
15.2.
Uziemienia w stacjach transform atorow ych......................................................
163
15.3.
Układy uziemiające wysokiego i niskiego napięcia ........................................
165
15.3.1.
Sieci TN .................................................................................................................... 165
15.3.2.
Sieć T T .....................................................................................................................
167
15.3.3.
Sieć IT .....................................................................................................................
168
16. Ochrona przed przepięciami atmosferycznymi lub łączeniow ym i..................................................... 173 16.1.
Źródła przepięć w instalacji elektrycznej ...........................................................
173
16.2.
Klasyfikacja kategorii p rz e p ię ć .............................................................................
175
16.3.
Ograniczanie p rz e p ię ć ...........................................................................................
177
8
Spis treści
17. Ochrona przed zakłóceniami elektromagnetycznymi w instalacjach elektrycznych.................................. 183 17.1. 17.2. 17.3.
Środki zapobiegawcze ........................................................................................... 183 Uziemienia i połączenia wyrównawcze instalacji informatycznych ................ 188 Uzyskanie kompatybilności elektrom agnetycznej.............................................. 191
18. Dobór i montaż oprzewodowania ......................... 194 18.1.
Przewody i kable elektroenergetyczne ................................................................
194
18.2. 18.3. 18.4. 18.5.
Rodzaje oprzewodowania ..................................................................................... Przykłady oprzewodowania ................................... ............................................... Obciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli ............. Spadek napięcia w instalacjach odbiorczych ......................................................
196 198 200 213
18.6.
Połączenia elektryczne ........................................................................................... 216
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej ........................................................... 218 19.1. 19.2. 19.3.
W ymagania ogólne ................................................................................................. 218 219 Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe ................................................. W yłączniki nadprądowe do in sta la cji..................................................................... 227
19.4. 19.5.
Bezpieczniki niskiego napięcia ............................................................................. 230 Urządzenia ochronne różnicowoprądowe ......................................................... 234
20. Układy uziem iające................................................. 238 20.1. 20.2. 20.3. 20.4. 20.5.
Zasady podstawowe ................................................................................................ Rezystywność gruntu i betonu ............................................................................. Statyczna rezystancja u zie m ie n ia ......................................................................... Udarowa rezystancja u zie m ie n ia ........................................................................... Budowa uziomów .............................................................................
238 242 246 254 256
20.6.
Trwałość uziomów ...................................................................................................
274
21. Przewody ochrony przeciwporażeniowej ............. 277 21.1. 21.2. 21.3.
Przewody ochronne P E ............................................................................................ 277 Przewody ochronno-neutralne PEN ...................................................................... 281 Przewody połączeń wyrównawczych FB ................. 283
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lo kalizacji............................................................ 284 22.1.
Pomieszczenia wyposażone w wannę lub basen natryskowy .........................
22.2.
Baseny pływackie, baseny fontann i bro dzików ................................................... 288
284
9
Spis treści
22.3.
Pomieszczenia wyposażone w elektryczne ogrzewacze do sauny ................ 293
22.4.
Instalacje na terenie budowy i rozbiórki obiektów budowlanych ...................
22.5.
Instalacje w zabudowaniach rolniczych i ogrodniczych.................................... 299
22.6.
Instalacje w przestrzeniach ograniczonych powierzchniami
22.7.
przewodzącymi ..................................................................................................... 301 Instalacje kempingów i pojazdów wypoczynkowych ......................................... 302
22.8.
Instalacje basenów jachtowych i statków w ycieczkow ych............................... 306
22.9. 22.10.
Instalacje tymczasowe wystaw, scen i stoisk ................................................... Instalacje elektryczne w meblach ...................................
22.11. 22.12.
Instalacje oświetlenia zew nętrznego................................................................... 312 Instalacje w pomieszczeniach medycznych ....................................................... 314
294
310 312
22.13.
Instalacje oświetleniowe o bardzo niskim napięciu ..........................................
22.14.
Instalacje w zespołach ruchomych lub przewoźnych ....................................... 322
22.15.
Instalacje elektryczne obiektów na terenie targów, wesołych miasteczek i c y rk ó w ...............................................................................................
320
328
23. Sprawdzanie odbiorcze ........................................ 330 23.1.
W yjaśnienia ogólne ................................................................................................ 330
23.2. 23.3.
Oględziny .................................................................................................................. 331 Wymagania metrologiczne dotyczące przyrządów pomiarowych .................. 332
23.4.
Dokładność, częstość i zakres wykonywania b a d a ń ...............................
23.5. 23.5.1.
Pomiary ..................................................................................................................... 333 Pomiar ciągłości przewodów ochronnych .......................................................... 333
23.5.2.
Pomiar rezystancji izolacji instalacji elektryczne j................................................ 334
332
23.5.3.
Sprawdzenie ochrony za pom ocą separacji obwodów ....................................
23.5.4.
Pomiar rezystancji podłóg i ścian ......................................................................... 336
335
23.5.5.
Sprawdzenie samoczynnego wyłączenia zasilania ........................................... 337
Literatura .......................................................................... 345 Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna
........... 353
Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki ... 357 A kron im y.......................................................................... 359 Słownik angielsko-polski................................................. 363 Słownik polsko-angielski................................................. 390 Skorowidz ......................................................................... 417
PRZEDMOWA
Instalacje elektryczne stanowią końcowy odcinek całego ciągu różnego rodzaju linii elektroenergetycznych i innych elementów układu elektroenergetycznego, biorących udział w przesyle energii elektrycznej. Instalacje te mają jedną cha rakterystyczną cechę, której nie mają pozostałe elementy: muszą spełniać spe cjalne wymagania, gdyż są użytkowane na ogół przez osoby nie mające żadnych kwalifikacji w zakresie eksploatacji urządzeń elektrycznych. Taka sytuacja zmu sza do szczególnie starannego przygotowania instalacji. Jest w tym zakresie dużo do zrobienia, gdyż w większości obiektów budowlanych są eksploatowane instalacje, których stan zdecydowanie odbiega od wymagań zawartych w obo wiązujących obecnie aktach prawnych. Poznanie zagadnień z szeroko pojętej dziedziny instalacje elektryczne jest ko niecznym i bardzo ważnym etapem poprzedzającym projektowanie, a następnie budowę i eksploatację instalacji. W każdym z tych procesów bowiem zapada wiele decyzji dotyczących prawidłowej pracy instalacji, między innymi chodzi o zapewnienie ciągłości dostawy energii elektrycznej oraz bezpieczeństwa jej użyt kowania i bezpieczeństwa użytkowania odbiorników zasilanych z tej instalacji. Moim zamierzeniem było napisanie książki, która ułatwiałaby poszerzanie wiedzy o instalacjach elektrycznych i wymaganiach, jakie muszą one spełniać. Kieruję ją do uczniów liceów o profilu elektrycznym, studentów wydziałów elektrycznych wyższych szkół technicznych oraz inżynierów elektryków zajmu jących się tymi zagadnieniami. Przy jej pisaniu korzystałem w szerokim zakresie z polskich norm. Tą drogą składam Polskiemu Komitetowi Normalizacyjnemu serdeczne podziękowanie za wyrażenie zgody i udostępnienie mi obszernego materiału. Moim miłym obowiązkiem jest podziękować za trud i życzliwość Panom recenzentom: prof. dr. hab. inż. Bogdanowi Miedzińskiemu i dr. inż. Mirosławo wi Parolowi. Swoimi licznymi cennymi uwagami i propozycjami przyczynili się do znacznego ulepszenia treści książki.
12
Przedmowa
Za pomoc techniczną w czasie pracy nad tekstem dziękuję Pani Annie Parafjan oraz Panu mgr. inż. Piotrowi Kardaszowi i Panu inż. Andrzejowi Kulaszewiczowi.
Białystok, styczeń 2003 r.
Brunon Lejdy
1 WYJAŚNIENIA OGÓLNE
Bezpieczeństwo użytkowania energii elektrycznej wymaga, aby instalacje elek tryczne i odbiorniki energii elektrycznej były w sposób właściwy zbudowane i eksploatowane. Słowa „w sposób właściwy” należy rozumieć również jako przestrzeganie obowiązujących w tym zakresie aktów prawnych. Jeżeli chodzi o instalacje elektryczne, to najobszerniejszym aktem prawnym jest norma PN-IEC 60364 „Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych”. Ścisłe przestrzeganie treści zawartej w tej normie pozwala użytkownikom ko rzystać w sposób bezpieczny, w szerokim zakresie, z „elektrycznej części wypo sażenia obiektu budowlanego”. Przyjęty układ książki pomoże Czytelnikowi w lepszym zrozumieniu pol skich i zagranicznych norm z zakresu instalacji elektrycznych. W tym celu nie które określenia są podane również w języku angielskim, a na końcu książki jest zamieszczony słownik angielsko-polski i polsko-angielski obejmujący terminy związane z instalacjami elektrycznymi. Przedmiotowa norma PN-IEC 60364 jest normą wieloarkuszową i jest wy nikiem prac prowadzonych w Polskim Komitecie Normalizacyjnym, który bli sko 30 lat współpracuje z Międzynarodową Komisją Elektrotechniczną (ang. International Electrotechnical Commission - IEC), w tym z jej 64. Komitetem Technicznym - Instalacje Elektryczne w Budynkach, który przygotowuje nor my IEC 60364. Współpraca taka jest uzasadniona; zgodność bowiem polskich norm technicznych z normami międzynarodowymi jest konieczna i była jed nym z warunków wejścia Polski do Unii Europejskiej. Norma PN-IEC 60364 określa wymagania w zakresie instalacji elektrycznych, zgodnie z ustaleniami IEC oraz CENELEC - Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego Elektro techniki, który przygotowuje odpowiednie dokumenty harmonizacyjne (HD). Krótka charakterystyka tych organizacji jest również zawarta w niniejszej książce.
14
1. W yjaśnienia ogólne
W pierwszej części (rozdz. 2^-3) scharakteryzowano normę PN-IEC 60364 oraz dla jasności sprawy jej odpowiednik w języku angielskim, IEC 60364. Podano również definicje pojęć dotyczących instalacji elektrycznych. W dalszej części, obejmującej rozdz. 4-^ 11, omówiono sieci elektroenerge tyczne niskiego napięcia i podano ogólne wymagania dotyczące urządzeń elek trycznych niskiego napięcia. W obszernym rozdz. 12 przedstawiono zagadnienia dotyczące ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach o napięciu do 1 kV prądu przemiennego. Kolejne rozdziały (13-5-17) dotyczą ochrony urządzeń elektrycznych przed skut kami zakłóceń, jakie mogą wystąpić w instalacjach elektrycznych. Rozdzia ły 18-5-21 poświęcono doborowi i montażowi oprzewodowania i aparatury, ukła dów uziemiających i przewodów ochrony przeciwporażeniowej, a rozdz. 22 specyfice instalacji pracujących w warunkach szczególnego zagrożenia (instala cje specjalne). W rozdziale 23, merytorycznie związanym z wymaganiami PN-IEC 60364, omówiono zasady dokonywania oględzin i prowadzenia pomiarów w instala cjach elektrycznych, zarówno przed oddaniem ich do eksploatacji, jak i w czasie eksploatacji. Książka jest wprowadzeniem w szeroki zakres zagadnień dotyczących urzą dzeń elektrycznych niskiego napięcia, uwzględnionych w różnych normach pol skich i zagranicznych, funkcjonujących w europejskim (i nie tylko) obszarze przemysłu i handlu w dziedzinie elektrotechniki. Przedstawienie jej treści w formie komentarza do przedmiotowej normy ułatwi uporanie się z problema mi, jakie mogą wystąpić przy bezpośrednim korzystaniu z aktów prawnych. Książka jest przeznaczona dla inżynierów i techników elektryków zajmują cych się projektowaniem, wykonawstwem i eksploatacją instalacji elektrycz nych. Będzie również przydatna dla uczniów liceów o profilu elektrycznym i studentów wydziałów elektrycznych wyższych szkół technicznych.
CHARAKTERYSTYKA NORMY PN-IEC 60364 (IEC 60364)
2.1.
Układ normy PN-IEC 60364 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych
Część 1 - Z a k re s , p rz e d m io t i w y m ag a n ia p o d staw o w e Arkusz 11 Zakres Arkusz 12 Przedmiot Arkusz 13 Wymagania podstawowe Część 3 —U s ta le n ie o g ó ln y ch c h a ra k te ry s ty k Arkusz 31 Przeznaczenie, zasilanie i struktura Arkusz 32 Klasyfikacja wpływów zewnętrznych Arkusz 33 Kompatybilność Arkusz 34 Konserwacja Arkusz 35 Instal acj e bezpi eczeń stwa Część 4 - O c h ro n a dla z a p e w n ie n ia b e z p ie c z e ń stw a Arkusz 41 Ochrona przeciwporażeniowa Arkusz 42 Ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego Arkusz 43 Ochrona przed prądem przetężeniowym Arkusz 44 Ochrona przed przepięciami Arkusz 45 Ochrona przed obniżeniem napięcia Arkusz 46 Odłączenie izolacyjne i łączenie Arkusz 47 Stosowanie środków ochrony zapewniających bezpieczeństwo Arkusz 48 Dobór środków ochrony w zależności od w p ły w ó w jz^|^|^j^€ lą Część 5 - D o b ó r i m o n taż w y p o sa ż e n ia e le k tr y c z n e g o /^ Arkusz 51 Postanowienia ogólne
^ ‘
16
2. Charakterystyka normy PN-IEC 60364 (IEC 60364)
Arkusz Arkusz Arkusz Arkusz
52 53 54 56
Oprzewodowanie Aparatura rozdzielcza i sterownicza Uziemienia i przewody ochronne Instalacje bezpieczeństwa
Część 6 - S p ra w d z a n ie Arkusz 61 Sprawdzanie odbiorcze Pozostałe arkusze są nieustanowione Część 7 - W y m a g a n ia d o ty c z ą c e sp e c ja ln y c h in s ta la c ji lu b lo k a liz a c ji Dział Dział Dział Dział Dział Dział Dział
701 702 703 704 705 706 707
Pomieszczenia wyposażone w wannę lub/i basen natryskowy Baseny pływackie i inne Pomieszczenia wyposażone w ogrzewacze do sauny Instalacje na terenie budowy i rozbiórki Instalacje elektryczne w gospodarstwach rolniczych i ogrodniczych Przestrzenie ograniczone powierzchniami przewodzącymi Wymagania dotyczące uziemień instalacji urządzeń przetwarza nia danych Dział 708 Kempingi i pojazdy wypoczynkowe Dział 711 ‘ Instalacje elektryczne na terenach wystawowych, pokazów, stoisk Dział 713* Instalacje elektryczne w meblach Dział 714* Instalacje oświetlenia zewnętrznego Dział 717 Zespoły ruchome lub przewoźne Pozostałe działy będą ustanawiane w dalszej kolejności.
Z dniem 1.01.1997 r. zmieniono numerację norm IEC. Wszystkie nor my otrzymały pięciocyfrowe bloki numerów, które rozpoczynają się cyfrą 6. W przypadku norm IEC wydanych przed rokiem 1997 numery zmieniono w na stępujący sposób: czterocyfrowe bloki numerów poprzedzono cyfrą 6, a trzy cyfrowe i dwucyfrowe bloki numerów odpowiednio 60 i 600. Numer normy IEC 364 został zmieniony na IEC 60364. Nowe numery są podawane w katalo gach oraz w treści norm IEC wydanych po 1997 r., mimo że w powszechnym obiegu znajdują się normy IEC o numerach odpowiadających starej i nowej nu meracji. Wprowadzając normę IEC do zbioru PN, przyjęto zasadę, że numer PN-IEC odzwierciedla nową numerację normy IEC, natomiast w tekście nonny PN-IEC zachowuje się numerację nonn zgodną z oryginałem nonny IEC.
* W pracach PKN.
2.2. IEC Publication 60364: Electrical Installations of Buildings
2.2.
17
IEC Publication 60364: Electrical Installations of Buildings
P a r t i - S c o p e , o b je c t and fu n d a m e n ta l p rin c ip le s (1 9 9 2 ) Chapter 11 Scope Chapter 12 Object Chapter 13 Fundamental principles P a rt 3 - A sse sm e n t o f g e n e ra l c h a ra c te ris tic s (1 9 9 3 ) Chapter 31 Chapter 32 Chapter 33 Chapter 34 Chapter 35
Purposes, supplies and structure Classification of external influences Compatibility Maintainability Safety services
P a rt 4 - P ro te c tio n for sa fe ty Chapter 41 Chapter 42 Chapter 43 Chapter 44 Chapter 45 Chapter 46 Chapter 47 Chapter 48
Protection against electric shock Protection against thermal effects Protection against overcurrent Protection against overvoltages Protection against undervoltage Isolation and switching Application of protective measures for safety Choice of protective measures as a function of external influences
P a rt 5 - S e le c tio n and e re c tio n o f e le c tric a l eq u ip m e n t Chapter Chapter Chapter Chapter Chapter
51 52 53 54 56
Common rules Wiring systems Switchgear and controlgear Earthing arrangement and protective conductors Safety services
P a rt 6 —V e rific a tio n Chapter 61 Initial verification Chapter 62 Periodic inspection and testing Chapter 63 Certification and reporting P a rt 7 —R e q u ire m e n ts fo r sp e c ia l in s ta lla tio n s or lo c a tio n s Section Section Section Section Section
701 702 703 704 705
Locations containing a bath tub or shower basin Swimming pools and other basins Locations containing sauna heaters Construction and demolition site installations Electrical installations of agricultural and horticultural premises
18
2. Charakterystyka normy PN-IEC 60364 (IEC 60364)
Section 706 Restrictive conducting locations Section 707 Earthing requirements for the installations of data processing equipment Section 708 Electrical installations in caravan parks and caravans Section 709 Marinas and pleasure craft Section 710 Medical locations and associated areas Section 711 Electrical installations in exhibitions, shows, stands and funfairs Section 712 Photovoltaic power supply systems (PV Systems) Section 713 Furniture Section 714 External lighting installations Section 715 Extra-low-voltage lighting installations Section 716 Auxiliary circuit Section 717 Mobile or transportable electrical installations Section 718 Electrical installation and safety power supply in communal facilities Section 719 Installations of systems with circuits incorporating equipment with limitation of the fault current and/or with the possibility of DC components in the fault current Section 740 Temporary electrical installations for structures, amusement devices and booths at fairgrounds, amusement parks and circuses
2.3.
Sposób numerowania przyjęty w IEC 60364
W celu logicznego uporządkowania treści zawartej w wieloarkuszowej normie PN-IEC 60364 wprowadzono w niej określony sposób numerowania (tabl. 2.1). Do numeracji użyto wyłącznie cyfr arabskich, z wyjątkiem tablic i rysunków, gdzie wprowadzono również litery alfabetu łacińskiego.
2.4.
Opis poszczególnych części normy
Przyjęta kolejność merytorycznej treści podanych części normy odpowiada pro cedurze projektowania i montażu instalacji elektrycznych w celu zapewnienia bezpieczeństwa i właściwego ich działania zgodnie z przeznaczeniem. Część 1, Zakres, przedmiot i wymagania podstawowe, zawiera postanowie nia normy i jakich instalacji elektrycznych one dotyczą. Wymieniono również obszary, których postanowienia przedmiotowej normy nie dotyczą. Podano po nadto wymagania podstawowe w zakresie zapewnienia bezpieczeństwa, projek towania, doboru wyposażenia elektrycznego oraz montażu i prób wstępnych instalacji elektrycznych. Część 3, Ustalenie ogólnych charakterystyk, obejmuje charakterystyczne ce chy instalacji elektrycznych, które należy ustalić, takie jak: — przeznaczenie danej instalacji, ogólną strukturę i sposób zasilania;
2.4.
19
Opis poszczególnych części normy
Tablica 2.1. Sposób numerowania normy PN-IEC 60364 Podział normy
Sposób zapisu
Przykład
Norma (Standard)
pięć cyfr
60364
Część (Part)
numeracja kolejnymi cyframi
60364-5
Arkusz (Chapter)
numer części uzupełnia się kolejno cyfrą nie oddzie loną kropką
60364-5-52
Dział (Section)
numer arkusza uzupełnia się kolejną cyfrą nie od dzieloną kropką uwaga: gdy arkusz nie dzieli się na działy, numer działu zastępuje się cyfrą zero
Rozdział (Clause)
60364-5-523 60364-5-520
numer części, arkusza i działu uzupełnia się kolejną cyfrą oddzieloną kropką uwaga: 1) jeżeli jest to konieczne, to liczba dotycząca rozdziału może być większa niż dziewięć;
60364-5-523.12
2) gdy rozdziały wstępny i główny pojaw iają się przed podziałem części arkusza na działy, wów czas należy przyjąć cyfry zero na pozycjach nor malnie przeznaczonych dla arkusza i/lub numeru działu
60364-5-500
Podrozdział (Subciause)
numer rozdziału uzupełnia się kolejną cyfrą oddzie loną kropką
60364-5-523.1.1
Tablice i rysunki
do numeru części i arkusza dodaje się duże litery
tablica 52A
60364-5-523.1
!) Podana w przykładzie numeracja nie musi odpowiadać stanowi faktycznemu przedmiotowej normy; obrazuje ona tylko sposób zapisu.
— wpływy środowiskowe, które ocenia się przy projektowaniu i budowie in stalacji; — cechy charakterystyczne wyposażenia, uwzględniające wzajemne szkodliwe oddziaływanie; — częstość i zakres konserwacji instalacji, aby zapewnić właściwą eksploata cję w założonym okresie jej użytkowania; — zasady stosowania urządzeń zasilających zapewniających bezpieczeństwo. Część 4, Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa, określa wymagania w zakresie ochrony przeciwporażeniowej osób i zwierząt, środki chroniące przed niebezpiecznymi prądami przepływającymi przez organizm człowieka (napięcie dotykowe, ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim), prze pięciami, obniżeniem napięcia, pożarami i rozprzestrzenianiem się ognia. Część ta zawiera również opis i warunki stosowania środków ochrony przed prądem przetężeniowym oraz wybór środków ochrony przeciwporażeniowej, w zależno ści od wpływów zewnętrznych. Część 5, Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego, omawia warunki pra cy i wpływy środowiskowe dla urządzeń elektrycznych; warunki dostępności
20
2. C harakterystyka normy PN-iEC 60364 (IEC 60364)
i identyfikacji urządzeń oraz warunki, które zapobiegałyby wzajemnym szkod liwym oddziaływaniom. Część ta zawiera również wymagania w zakresie oprzewodowania, obciążalności prądowej długotrwałej przewodów oraz warunki dotyczące doboru i montażu wyposażenia elektrycznego w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się ognia oraz zbliżenia do innych instalacji. Arkusz 53 doty czy doboru wyposażenia i montażu aparatury łączeniowej i sterowniczej (urzą dzeń zabezpieczających przed dotykiem pośrednim, przed prądem przetężeniowym, przed przepięciem i przed obniżeniem napięcia oraz urządzenia do odłączania izolacyjnego i łączenia). W arkuszu 54 podano wymagania dotyczące uziemienia i przewodów ochronnych oraz połączeń wyrównawczych. Arkusz 56 zawiera wymagania dotyczące instalacji bezpieczeństwa (źródła zasilania obwo dów, użytkowanie urządzeń). Część 6, Sprawdzanie, zawiera zakres oględzin i prób, jakie powinny być wykonywane podczas montażu i/łub po wybudowaniu instalacji, a przed jej od daniem do eksploatacji. Część 7, Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji, obej muje instalacje budowane i eksploatowane, np. w łazienkach, basenach pływac kich, na placach budowy, obiektach rolniczych, kempingach, pomieszczeniach medycznych, terenach wystawowych. Materiał ten jest zawarty w różnych dzia łach (z numeracją rozpoczynającą się od 701). Numeracja różnych działów ma na celu ustalenie zależności między wymaganiami podstawowymi i wymaga niami, jakie muszą spełniać specjalne instalacje (m.in. w warunkach szczególne go zagrożenia). Wymagania w części 7 czynią zatem zadość ustaleniom podanym w czę ściach 3 ^-6 z jednoczesnym rozszerzeniem zagadnień obejmujących szczególne warunki. Przyjęto numerację 7AA-BBB.B.B, w której AA oznacza rodzaj insta lacji lub miejsce (pomieszczenie), natomiast BBB.B.B odpowiada arkuszowi, działowi, rozdziałowi i podrozdziałowi w częściach od 1 do 6, który jest uzupeł niony lub rozszerzony o dodatkowe zagadnienia. Oznacza to, że część 7 może być publikowana w postaci oddzielnych zeszytów opracowanych na podstawie części 1-^6. Na przykład punkt 704.537 dotyczy instalacji placów budowy i robót rozbiórkowych, a szczególnie aparatury łączeniowej i sterowniczej w tych instalacjach (Arkusz 53 —Aparatura rozdzielcza i sterownicza, 537 - Aparatura łączeniowa i sterownicza). W wymienionych częściach normy brakuje części 2. Terminologia. Część ta została zastąpiona normą PN-IEC 60050-826:2000 Międzynarodowy słownik terminologiczny elektryki —Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych.
3 DEFINICJE POJĘĆ Z ZAKRESU INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH
Podane poniżej określenia zaczerpnięto z norm: PN-91/E-05009/2 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Terminologia, PN-I EC 60050-826:2000 Międzynarodowy słownik terminologiczny elektryki. Arkusz 826: Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych oraz z przepisów - Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać urządzenia elektroenergetyczne niskiego napięcia w zakresie ochrony przeciwporażeniowej [51]. W nawiasach podano określenia w języku angielskim. Bardzo niskie napięcie {extra-low voltage) - zobacz SELV, PELV, FELV. B ariera, inaczej przeszkoda {obstacle) - element chroniący przed niezamie rzonym dotykiem bezpośrednim, lecz nie chroniący przed dotykiem bezpo średnim spowodowanym działaniem rozmyślnym (rys. 3.1). Bezpieczeństwo {safety) - brak nieakceptowanego ryzyka szkód. Część czynna {livepart) - żyła przewodu lub część przewodząca urządzenia lub instalacji elektrycznej, która może się znaleźć pod napięciem w warunkach normalnej pracy instalacji elektrycznej, łącznie z przewodem neutralnym N, lecz z wyłączeniem przewodu ochronnego PE i przewodu ochronno-neutrałnego PEN. Bariera
O
Działanie rozmyślne
r. Część czynna
Część czynna
o
- A
Rys. 3.1. Bariera jako ochrona przed niezamierzonym dotykiem
9
Fr
22
3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
Część przew odząca dostępna (
C zęść przew odząca dostępna
Rys. 3.2. Części przewodzące dostępne
Część przew odząca obca {extraneous conductive part) - część nie będąca czę ścią instalacji elektrycznej, która może się znaleźć pod określonym po tencjałem elektrycznym, zwykle pod potencjałem ziemi (rys. 3.3). Części jednocześnie dostępne {simultaneously accessible parts) —przewody lub części przewodzące, które mogą być dotknięte jednocześnie przez człowieka lub zwierzę. Częściami jednocześnie dostępnymi mogą być części czynne, części przewodzące dostępne lub obce, przewody ochronne, uziomy. Dotyk bezpośredni {direct contact) - dotknięcie przez człowieka lub zwierzę części czynnych. Dotyk pośredni {indirect contact) - dotknięcie przez człowieka lub zwierzę części przewodzących dostępnych, które znalazły się pod napięciem w wy niku uszkodzenia izolacji części czynnych (rys. 3.4). E kran ochronny (protective screen) - ekran przewodzący użyty do oddzielenia obwodu elektrycznego i/lub przewodów od niebezpiecznych części czynnych. Ekw ipotencjalność {equipotentiality) - stan, w którym części przewodzące mają praktycznie ten sam potencjał elektryczny. FELV {functional extra-low voltage) —bardzo niskie napięcie funkcjonalne.
b)
c)
Rys. 3.3. Części przewodzące obce: a) stalowa konstrukcja, b) rurociąg metalowy, c) ogrodzenie stalowe
3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
23
Rys. 3.4. Dotknięcie do części przewodzącej do stępnej - dotyk pośredni
Ô Ôó ó ó o Y /A ^/Z /S ? ///^/// ?
Rys. 3.5. Połączenie głównej szyny uziemia jącej z uziomem 1 - główna szyna uziemiająca, 2 - uziom
Główna szyna uziemiająca (main earthing terminal, main earthing bar, groundbus (USA)) —szyna przeznaczona do przyłączenia do uziomu przewodów ochronnych, w tym przewodów połączeń wyrównawczych oraz uziemień roboczych (rys. 3.5). Im pedancja uziemienia (impedance to earth) - impedancja (przy danej często tliwości) między określonym punktem sieci, instalacji lub urządzenia a zie mią odniesienia. Instalacja elektryczna (electrical installation) - zespół współpracujących ze sobą urządzeń elektrycznych o skoordynowanych parametrach technicz nych, przeznaczony do doprowadzenia energii elektrycznej z sieci rozdziel czej do odbiorników. Instalacja uziem iająca (earthing arrangement, grounding arrangement (USA)) - zespół wszystkich połączeń elektrycznych i elementów służących do uziemienia sieci, instalacji lub urządzenia. Izolacja dodatkowa (suplementary insulation) - odrębna izolacja zastosowana oprócz izolacji podstawowej (rys. 3.6). Izolacja podstawowa (basic insulation) - izolacja części czynnych zastoso wana w celu ochrony przed dotykiem bezpośrednim (rys. 3.6). Izolacja podwójna (double insulation) - izolacja składająca się z izolacji pod stawowej i izolacji dodatkowej. Izolacja wzmocniona (reinforced insulation) - izolacja zapewniająca ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym w stopniu równoważnym izolacji podwójnej. Napięcie dotykowe (touch voltage) —napięcie występujące między częściami jednocześnie dostępnymi w przypadku uszkodzenia izolacji.
24
3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
Rys. 3.6. Rodzaje izolacji części czynnej 1 - część czynna, 2 - izolacja podstawowa, 3 - izolacja dodatkowa
Napięcie dotykowe dopuszczalne UL (
*3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
25
Ogrodzenie {barrier) - element zapewniający ochronę przed dotykiem bezpo średnim ze wszystkich ogólnie dostępnych stron. Oprzewodowanie {wiring system) - przewód, przewody i elementy zapewnia jące ich zamocowanie i ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi. Osłona {enclosure) - element, o stopniu ochrony co najmniej IP2X lub IPXXB, chroniący przed umyślnym zetknięciem się z częściami czynnymi. PELV (protective extra-low voltage) - bardzo niskie napięcie ochronne. Osoba poinstruowana ((electrically) instructed person) - osoba wystarczająco pouczona lub nadzorowana przez osoby wykwalifikowane, co pozwala jej na stwierdzenie zagrożenia i uniknięcie niebezpieczeństwa, jakie może stwa rzać elektryczność. Osoba wykwalifikowana ((electrically) skilled person) - osoba mająca odpo wiednie przeszkolenie i doświadczenie, pozwalające jej na ocenę zagrożenia i uniknięcie niebezpieczeństwa, jakie może stwarzać elektryczność. Osoba postronna (ordinary person) - osoba nie będąca ani osobą wykwalifi kowaną, ani osobą poinstruowaną. Połączenie wyrównawcze (equipotential bonding) - elektryczne połączenie części przewodzących dostępnych lub/i części przewodzących obcych w ce lu uzyskania wyrównania potencjałów. Porażenie prądem elektrycznym (electric shock) - skutki patofizjologiczne wywołane przepływem prądu elektrycznego przez organizm człowieka lub zwierzęcia. Porażenie śmiertelne (electrocution) - porażenie elektryczne ze skutkiem śmiertelnym. Prąd dotykowy (touch current) - prąd, który przepływa przez ciało człowieka lub zwierzęcia, gdy dotyk następuje do jednej lub wielu dostępnych części urządzenia lub instalacji elektrycznej w warunkach normalnych lub podczas uszkodzenia. Prąd nietętniący (ripple —free current) - prąd zawierający sinusoidalną skła dową prądu przemiennego o wartości skutecznej nie przekraczającej 10% wartości prądu stałego; dla napięcia znamionowego 120 V nietętniącego prądu stałego maksymalna wartość napięcia nie może przekroczyć 140 V. Prąd obliczeniowy obwodu (desing current o f a circuit) - prąd przewidywany w obwodzie elektrycznym. Prąd przeciążeniowy w obwodzie (overload current o f a circuit) - prąd przetężeniowy powstały w nieuszkodzonym obwodzie elektrycznym. Prąd przetężeniowy (overcurrent) - dowolna wartość prądu większa od warto ści znamionowej; dla przewodów wartością znamionową jest obciążalność prądowa długotrwała. Prąd rażeniowy (shock current) - prąd przepływający przez ciało człowieka lub zwierzęcia, który może powodować skutki patofizjologiczne. Prąd różnicowy (residual current) - prąd o wartości chwilowej równej sumie algebraicznej wartości chwilowych prądów płynących we wszystkich prze wodach czynnych w określonym miejscu sieci lub instalacji elektrycznej;
26
3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
w urządzeniach napięcia przemiennego wartość skuteczna prądu różnico wego jest sumą geometryczną (wektorową) wartości skutecznych prądów płynących we wszystkich przewodach czynnych. Prąd upływowy {leakage current) - prąd, który w urządzeniu nie dotkniętym zwarciem płynie od części czynnych do ziemi; w wielofazowym urządzeniu napięcia przemiennego wypadkowy prąd upływowy jest geometryczną sumą prądów upływowych poszczególnych faz; zawiera on składową czynną wyni kającą z rezystancji izolacji oraz składową pojemnościową wynikającą z po jemności izolacji oraz pojemności przyłączonych kondensatorów. Prąd umowny zadziałania urządzenia zabezpieczającego {conventional oper ating current o f a protective device) — określona wartość prądu powodują cego zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w określonym czasie, zwa nym czasem umownym zadziałania. P rąd uziomowy {earthing current) - część prądu jednofazowego zwarcia do ziemnego przepływającego przez rozpatrywany uziom do ziemi. P rąd wyłączający {cut-off current) - najmniejsza wartość prądu wywołującego zadziałanie, w wymaganym czasie, urządzenia ochronnego przetężeniowego lub różnicowoprądowego powodującego samoczynne wyłączenie zasilania. Prąd zwarciowy przy zwarciu metalicznym {solid short - circuit current) prąd przetężeniowy powstały w wyniku połączenia ze sobą - poprzez impedancję o pomijalnej wartości - przewodów, które w normalnych warunkach pracy instalacji elektrycznej mają różne potencjały. Przewód neutralny N {neutral conductor N) - przewód połączony bezpośrednio z punktem neutralnym układu sieci i mogący służyć do przesyłania energii. Przewód ochronno-neutralny PEN {PEN conductor) —uziemiony przewód speł niający jednocześnie funkcję przewodu ochronnego i przewodu neutralnego. Przewód ochronny PE {protective conductor PE) ~ uziemiony przewód będący elementem zastosowanego środka ochrony przed dotykiem pośrednim (ochrony dodatkowej) nie podlegający obciążeniu prądami roboczymi, do którego przyłącza się części przewodzące dostępne. Przewód uziemiający {earthing conductor, grounding electrode conductor {USA)) - przewód łączący główną szynę uziemiającą (zacisk uziemiający, część uziemianą) z uziomem. Przewód wyrównawczy {equipotential bonding conductor) - przewód zapew niający wyrównanie potencjałów części przewodzących łączonych tym przewodem. Rezystancja stanowiska {resistance o f work-place) - rezystancja między elek trodą odwzorowującą styczność ze stanowiskiem bosych stóp człowieka a ziemią odniesienia. Rezystancja uziemienia {resistance to earth, resistance to ground {USA)) rezystancja między zaciskiem uziemiającym a ziemią odniesienia (część rzeczywista impedancji uziemienia). Rezystywność gruntu {electric resistivity o f soil) - rezystywność charaktery stycznej próbki gruntu.
*3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
27
Samoczynne wyłączenie zasilania (automatic disconnetion o f supply) — prze rwanie ciągłości jednego lub wielu przewodów linii spowodowane przez auto matyczne zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w przypadku zakłócenia. SELV (safety extra-low voltage) - bardzo niskie napięcie bezpieczne. Temperatura otoczenia (ambient temperaturę) - temperatura powietrza lub innego czynnika otaczającego urządzenie elektryczne. Urządzenie elektryczne (electrical equipment) - wszystkie urządzenia i ele menty instalacji elektrycznej przeznaczone do wytwarzania, przekształcenia, przesyłania, rozdziału lub wykorzystania energii elektrycznej (np. maszyny elektryczne, transformatory, aparaty, przyrządy pomiarowe, urządzenia za bezpieczające, oprzewodowanie, odbiorniki). Urządzenie przenośne (przemieszczalne) {portable equipment) - urządzenie, które podczas użytkowania jest przemieszczane lub może być z łatwością przyłączone do innego źródła zasilania w innym miejscu użytkowania. Urządzenie ręczne (hand-held equipment) - urządzenie przenośne przezna czone do trzymania w ręce podczas jego użytkowania, przy czym silnik (je żeli jest) stanowi integralną część tego urządzenia. Urządzenie stacjonarne (stationary equipment) - urządzenie nieruchome ma jące taką masę, że nie może być łatwo przemieszczane. Urządzenie stałe (Jixed equipment) - urządzenie przytwierdzone do podłoża w określonym miejscu. Uziemienie (earthing) - połączenie elektryczne z ziemią. Uziemienie ochronne (protective earthing, protective grounding (USA)) uziemienie jednego lub wielu punktów sieci, instalacji lub urządzenia w ce lu ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym. Uziom {earth electrode, ground electrode (USA)) - przedmiot lub zespół przedmiotów metalowych umieszczonych w gruncie, tworzący elektryczne połączenie przewodzące z tym gruntem. Uziom fundamentowy (earth electrode embedded in foundation) — uziom w postaci taśmy lub pręta stalowego w otulinie betonowej (uziom funda mentowy sztuczny), lub uziom w postaci stalowego zbrojenia fundamentu z betonu zbrojonego (uziom fundamentowy naturalny). Uziom naturalny (natural earth electrode) - uziom wykonany i wykorzystany do innych celów niż uziemienie oraz do celów uziemienia. Uziom sztuczny (artificial earth electrode) - uziom wykonany i wykorzystany tylko do celów uziemienia. Uziomy niezależne (electrically independent earth electrodes, ground élec trodes (USA)) - uziomy umieszczone w takiej odległości od siebie, że naj większa wartość prądu mogącego spływać z jednego uziomu nie wpływa na zmianę potencjału w innym uziomie. Wewnętrzna linia zasilająca (wzt) obiektu budowlanego (distribution circuit o f buildings) - obwód elektryczny zasilający tablicę rozdzielczą. Zacisk uziemiający (earthing terminal, grounding terminal (USA)) — zacisk, w który jest wyposażone urządzenie lub przyrząd, przeznaczony do połą czenia elektrycznego z instalacją uziemiającą.
28
3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
Rys. 3.7. Definicja zasięgu ręki •S - powierzchnia stanowiska, na którym może przebywać człowiek
Rys. 3.8. W ykorzystanie różnego rodzaju przewodów w instalacji elektrycznej 1 — antena, 2 - część przewodząca obca, 3 - rury metalowe, 4 - przewód uziemiający, 5 —odbiorniki energii elektrycznej, 6 —przewód neutralny, 7 - przewody ochronne, 8 - PEN, 9 - przewody wyrównawcze, 10 —główna szyna uziemiająca, 1 1 - główny przewód uziemia jący, 12 - uziom fundamentowy
*3. Definicje pojęć z zakresu instalacji elektrycznych
29
Zasięg ręki {arm's reach) - przestrzeń (obszar) zawarta między dowolnym punktem powierzchni stanowiska, na którym człowiek stoi lub się porusza, a powierzchnią, którą może dosięgnąć ręką w dowolnym kierunku bez uży cia środków pomocniczych (rys. 3.7). Ziemia {earth, ground {USA)) - przewodząca masa ziemi, której potencjał elek tryczny w każdym jej punkcie przyjmuje się umownie równy zeru. Ziemia odniesienia {reference earth, reference ground {USA)) - dowolny punkt na powierzchni lub w głębi ziemi, którego potencjał nie zmienia się pod wpływem prądu spływającego z rozpatrywanego uziomu lub uziomów. Złącze instalacji elektrycznej {origin o f an electrical installation, service en trance {USA)) - urządzenie elektryczne, w którym następuje połączenie in stalacji elektrycznej odbiorcy z siecią elektryczną rozdzielczą. Zastosowanie różnego rodzaju przewodów, zgodnie z ich definicjami, poda no na rys. 3.8.
4 SIECI ELEKTROENERGETYCZNE NISKIEGO NAPIĘCIA
4.1.
Podział podstawowy
Właściwe projektowanie, budowa i eksploatacja sieci powinny być poprze dzone w każdym przypadku ustaleniem następujących czynników: — — — — —
przeznaczenie instalacji elektrycznej, zasilanie i jej struktura, ocena wpływów środowiskowych, szkodliwość wzajemnego oddziaływania wyposażenia instalacji, częstość i zakres konserwacji, aby umożliwić osiągnięcie założonego okresu użytkowania instalacji.
Projektant instalacji elektrycznej powinien dysponować wartością mocy za potrzebowanej lub moc taką obliczyć, wykorzystując niezbędne do tego celu dane i metody obliczeń. Jest to najistotniejszy parametr, który ma wpływ na koszty instalacji, jej dopuszczalną obciążalność prądową (graniczne temperatury dopuszczalne długotrwałe i w warunkach zakłóceniowych) oraz dopuszczalne spadki napięcia. Ta ostatni a wielkość jest ściśle związana z jakością dostarczanej do odbiorcy energii elektrycznej. Aby scharakteryzować sieć, należy podać: — rodzaj układu przewodów czynnych sieci (liczba przewodów), — rodzaj uziemienia układu sieci. Sieci prądu przemiennego, ze względu na liczbę przewodów, dzielą się na: — — — — —
jednofazowe dwuprzewodowe (L+N), jednofazowe dwuprzewodowe (L+PEN), jednofazowe trój przewodowe (L+N+PE), trójfazowe trój przewodowe (3xL), trójfazowe czteroprzewodowe (3xL+N),
4.1.
31
Podział podstawowy
— trójfazowe czteroprzewodowe (3xL+PE), — trójfazowe czteroprzewodowe (3xL+PEN), — trójfazowe pięci oprze wodowe (3xL+N+PE). W każdej z wymienionych sieci prądu przemiennego występują przewody fazowe L oraz w zależności od rodzaju sieci przewody neutralne N, ochronne PE lub ochronno-neutralne PEN. Należy zwrócić uwagę, że w niektórych sieciach nie jest wymieniony przewód ochronny PE. Nie oznacza to, że przewód taki nie jest stosowany w tych sieciach. W takich sieciach przewód ten nie jest połą czony z punktem neutralnym sieci, a więc nie jest połączony metalicznie z tą siecią (rys. 4.1). Sieci prądu stałego, ze względu na liczbę przewodów, dzielą się na: — dwuprzewodowe (2xL), — trój przewodowe (2xL+M), — trójprzewodowe (2xL+PE), przy czym przewód M jest przewodem środkowym. a)
b) Układ sieci TN-C
Układ sieci TT L1
L2
L3
N
Rys. 4.1. Sposób połączenia sieci z ziem ią (a) oraz części przewodzącej dostępnej z ziemią (b) R b - uziemienie punktu neutralnego, RA - uziemienie przewodu ochronnego, 1 - punkt neu tralny, 2 - odbiornik, 3 —część przewodząca dostępna
Sposób połączenia sieci z ziemią jest wyróżniony za pomocą odpowiednich oznaczeń literowych. Przy czym istotne jest, na którym miejscu w zapisie wy stępuje dana litera. Pierwsza litera określa związek między układem sieci a ziemią, a mianowicie: T - bezpośrednie połączenie jednego punktu sieci z ziemią; I - wszystkie części czynne izolowane od ziemi lub jeden punkt połączony z ziemią przez impedancję. Druga litera określa związek między częściami przewodzącymi dostępnymi instalacji a ziemią: T -
bezpośrednie połączenie elektryczne części przewodzących dostępnych z ziemią, niezależnie od uziemienia któregokolwiek układu sieci;
32
4. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia
N -
bezpośrednie połączenie elektryczne części przewodzących dostępnych z uziemionym punktem układu sieci (w sieci prądu przemiennego uzie mionym punktem sieci jest zazwyczaj punkt neutralny albo przewód fa zowy, jeżeli punkt neutralny nie jest dostępny).
Następne litery określają związek przewodu neutralnego z przewodem ochronnym: S -
C -
funkcję przewodu ochronnego pełni przewód oddzielony od przewodu neutralnego albo uziemionego przewodu roboczego (lub uziemionego przewodu fazowego w układzie sieci prądu przemiennego); funkcję przewodu neutralnego i przewodu ochronnego pełni jeden wspól ny przewód (przewód PEN),
Poszczególne litery są skrótami przyjętymi od wyrażeń obcojęzycznych, a mia nowicie: T 1 N S C
— — —
terre (franc.) - ziemia, insulation (ang.), isolation (franc.) - izolować, neutral (ang.), neutre (franc.) - neutralny, separated (ang.), separé (franc.) - oddzielony, combined (ang.), combiné (franc.) - łączony.
Stosowany w układach sieci przewód PEN pełni funkcję przewodu ochron nego PE oraz przewodu neutralnego N. Określenie „przewód PEN” zostało za proponowane przez Swiss National Committee w maju 1974 r. Komitet Tech niczny nr 64 IEC (IEC Technical Committee No. 64) przyjął następujące ustale nia dla przewodów N, PE i PEN: N — przewód neutralny (neutral conductor), PE — przewód ochronny {protective conductor), PEN — przewód ochronno-neutralny {combined neutral and protective con ductor or PEN conductor). Na rysunkach są stosowane następujące symbole tych przewodów (zgodnie z IEC 617-11/1983)): f przewód ochronny PE, —f — przewód neutralny N, przewód ochronno-neutralny PEN. Na zamieszczonych rysunkach układów sieci należy zwrócić uwagę na przyjęte oznaczenia: R b - uziemienie układu sieci {earthing o f system, earthing at the source), R a - uziemienie przewodu ochronnego (earth electrode fo r protective conductor). W zapisie matematycznym R Q i RA oznaczają odpowiednio - rezystancję uzie mienia układu sieci oraz rezystancję uziemienia ochronnego (wraz z przewodem ochronnym).
4.2.
Układy sieci
33
Przedstawione układy sieci TN, TT oraz IT (rys. 4.2-r 4.6) nie zawierają urządzeń ochronnych przetężeniowych i różni cowoprądowych (bezpieczniki instalacyjne, wyłączniki instalacyjne, wyłączniki różnicowoprądowe). Należy je traktować w sposób poglądowy, przedstawiający tylko stosowane układy sieci. Wymagania dla urządzeń ochronnych i przewodów ochronnych przedstawiono w dalszych rozdziałach. Przykłady zastosowań tych sieci są następujące: Sieci typu TN: — sieci rozdzielcze zasilające budynki mieszkalne i użyteczności publicznej (public andprivate distribution Systems), — instalacje w budynkach (building installations), — instalacje w obiektach przemysłowych (industrial installations). Sieci typu TT: — sieci rozdzielcze zasilające budynki mieszkalne i użyteczności publicznej, — instalacje w budynkach, — instalacje w obiektach rolniczych i ogrodniczych (installations o f agricultural and horticulturalpromises). Sieć TT jest możliwa do zastosowania tylko wówczas, gdy istnieje możliwość oddzielenia elektrycznego uziomu układu sieci (uziomu roboczego) od uziomu przewodu ochronnego. Oznacza to, że uziomy te powinny być poza strefą wza jemnego wpływu (zob. definicję „uziomy niezależne”). W warunkach przemy słowych jest to praktycznie niemożliwe do uzyskania z uwagi na dosyć dużą liczbę uziomów naturalnych na terenie obiektu przemysłowego. Sieci typu IT: — pomieszczenia medyczne {médical used rooms), — oświetlenie bezpieczeństwa w obiektach zgromadzeń (safety luminaries in meeting places), — górnictwo (mining), — przemysł chemiczny (Chemical industry), — sieci zasilania komputerów (computer power supplies), — obwody sterowania (control circuits), — i inne.
4.2.
Układy sieci
Układ sieci TN Układ sieci TN ma jeden punkt bezpośrednio uziemiony, a części przewodzące dostępne instalacji są przyłączone do tego punktu za pomocą przewodów ochronnych. Wyróżnia się następujące układy sieci TN: — TN-S, w którym stosowany jest oddzielny przewód ochronny;
34
4. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia
— TN-C-S, w którym w części sieci funkcję przewodu neutralnego i przewodu ochronnego pełni jeden przewód; — TN-C, w którym w całej sieci funkcję przewodu neutralnego i przewodu ochronnego pełni jeden przewód. Na rysunkach 4.2 -t 4.4 przedstawiono różne układy sieci TN (trójfazowe oraz jednofazowe). a)
b) ■L1 ■L2 L3 N PE
r>rv\ /r T /
/
L1 N ■PE
r ~r
/
PE d!) d)
fi cl) clb iW>
Rys. 4.2. Sieć typu TN-S: a) trójfazowa; b) jednofazowa R b - uziemienie układu sieci, 1 - część przewodząca dostępna TN-C-S
a) Złącze instalacji 1
\f
Nf TN-S
TN-C
- L1
-L2 • L3 ■N
b)
TN-C-S Złącze instalacji V
1
TN-C
\r TN-S
-L1 PEN
PEN
¥
IP E
ÓO
--------N -7 ^ -P E
- *B Rys. 4.3. Sieć TN-C-S: a) trójfazowa; b) jednofazowa R q - uziemienie układu sieci, 1 - części przewodzące dostępne, 2 - odbiornik
4.2.
35
Układy sieci
a)
b) L1 _
T _ PEN
PE
N PEN c1) Ó
PEN
ci) c
Rys. 4.4. Sieć TN-C: a) trójfazowa; b) jednofazowa R b - uziemienie układu sieci, R B{ - dodatkowe uziemienie układu sieci, 1 - części przewo dzące dostępne
L1 L2 L3 N
Ó ÓÓÓ
^
Ó O ÓÓ PE
PE
Ra4 -
— Ra
b)
................. r / i) i1) -
Rys. 4.5. Sieć TT: a) trójfazowa; b) jednofazowa R b - uziemienie układu sieci, RA - uziemienie przewodu ochronnego, 1 - części przewodzą ce dostępne
36
4. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia
Układ sieci TT Układ TT ma jeden punkt bezpośrednio uziemiony, a części przewodzące do stępne instalacji są przyłączone do uziomu niezależnego elektrycznie od uziomu układu sieci. Na rysunku 4.5 przedstawiono układy sieci TT (trójfazowy i jedno fazowy). a) L1 L2 13
Ó ÓOO
b) L1 r
—
N d!> c!>
’~ 7Z~\
PE
Rys. 4.6. Sieć IT: a) trójfazowa; b) jednofazowa R A — uziemienie przewodu ochronnego, R B - uziemienie układu sieci, Z — impedancja, 1 - część przewodząca dostępna
TN-S/TT Złącze instalacji
Y TN-S
Rys. 4.7. Układ sieci TT przyłączony do sieci TN-S (lokalna sieć TT) - uziem ienie układu sieci, RA - uziemienie przewodu ochronnego, 1 - części przewo dzące dostępne, 2 - odbiorniki
37
4.3. Sieci TN, TT oraz IT w układach prądu stałego
TN-C/TT Złącze instalacji
TN-C
Rys. 4.8. Układ sieci TT przyłączony do sieci TN-C (lokalna sieć TT) R q - uziemienie układu sieci, R A - uziemienie przewodu ochronnego, 1 dzące dostępne, 2 - odbiorniki
części przewo-
Uklad sieci IT Układ sieci IT ma wszystkie części czynne odizolowane od ziemi albo jeden punkt przyłączony do ziemi za pośrednictwem impedancji Z, a części przewo dzące dostępne instalacji elektrycznej są uziemione niezależnie od siebie albo wspólnie, albo są przyłączone do uziemienia układu sieci. Na rysunku 4.6 przed stawiono układy sieci IT (trójfazowy i jednofazowy). Układy TT i TN w jednej sieci Z punktu widzenia zasad budowy sieci oraz wymagań w zakresie ochrony prze ciwporażeniowej istnieje możliwość utworzenia sieci TT zasilanej z sieci TN (lecz nie odwrotnie). Na rysunkach 4.7^ 4.9 podano przykłady takich rozwiązań. Należy zwrócić uwagę na konieczność stosowania wówczas urządzeń ochron nych różnicowoprądowych w lokalnej sieci TT.
4.3.
Sieci TN, TT oraz IT w układach prądu stałego
W tych sieciach przewody mają następujące oznaczenia: Przewód L+ {positive conductor), Przewód L - {negative conductor), Przewód środkowy M (mid-wire conductor), Przewód ochronny PE {protective conductor), Przewód ochronno-neutralny PEN (PEN conductor). Na rysunkach 4.10-^4.19 przedstawiono stosowane układy sieci prądu sta łego. Występujące na tych rysunkach symbole oznaczają: R b - uziemienie układu sieci, R a - uziemienie przewodów ochronnych w układach TT oraz IT, d.c. - prąd stały {direct current).
38
4. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia
L1 L2 L3 PEN
Rys. 4.9. Różne ukiady sieci prądu przemiennego zasilane z sieci TN-C
4.3. Sieci TN, TT oraz IT w układach prądu stałego
39
Rys. 4.10. Układ sieci TN-S (d.c.) z uziemionym przewodem ujemnym (przewód ochronny od dzielony w całym układzie) R B - uziemienie układu sieci, 1 - części przewodzące dostępne
Rys. 4.11. Układ sieci TN-S (d.c.) z uziemionym przewodem środkowym (przewód ochronny od dzielony w całym układzie); rezystancja R B (uziemienia układu sieci) może być alternatyw nie usytuowana (Rm lub R B2) 1 - części przewodzące dostępne
Rys. 4.12. Układ sieci TN-C (d.c.), w której przewód PEN (d.c.) pełni jednocześnie funkcję uzie mionego przewodu ujemnego L - i uziemionego przewodu ochronnego R b - uziemienie układu sieci, 1 ~ część przewodząca dostępna
40
4. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia
Rys. 4.13. Układ sieci TN-C (d.c.), w której przewód PEN (d.c.) pełni jednocześnie funkcję uzie m ionego przewodu środkowego M i przewodu ochronnego R B - uziemienie układu sieci, I - część przewodząca dostępna
Rys. 4.14. Układ sieci TN-C-S (d.c.), w której przewód PEN (d.c.) pełni jednocześnie funkcję uziemionego przewodu L - i przewodu ochronnego w części układu sieci R B - uziemienie układu sieci, 1 - części przewodzące dostępne
Rys. 4.15. Układ sieci TN-C-S (d.c.), w której przewód PEN (d.c.) pełni funkcję uziemionego przewodu środkowego M i przewodu ochronnego R b - uziemienie układu sieci, 1 - część przewodząca dostępna
4.3. Sieci TN, TT oraz IT w układach prądu stałego
41
Rys. 4.16. Układ sieci TT (d.c.) z uziemionym przewodem ujemnym R b - uziemienie układu sieci, R A — uziemienie części przewodzącej dostępnej, / - część przewodząca dostępna
Rys. 4.17. Układ sieci TT (d.c.) z uziemionym przewodem środkowym R b - uziemienie układu sieci, RA — uziemienie części przewodzącej dostępnej, I - część przewodząca dostępna
Rys. 4.18. Układ sieci IT (d.c.) bez przewodu środkowego R a - uziemienie części przewodzącej dostępnej, 1 - część przewodząca dostępna
42
4. Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia
Rys. 4.19. Układ sieci IT (d.c.) z przewodem środkowym R a - uziemienie części przewodzącej dostępnej, / - część przewodząca dostępna
a) 3L
PEN
3L
PEN
b) L1 N PE
wiz
jr - L1 -N ~PE
¡ 7 Rys. 4.20. Przykład instalacji elektrycznej (a) i jej podział na obwody (b) 1 - tablica rozdzielcza, 2 —gniazda wtyczkowe, 3 — odbiorniki, wiz - wewnętrzna linia zasi lająca
4.4. Cechy źródła zasilania sieci i podział instalacji
4.4.
43
Cechy źródła zasilania sieci i podział instalacji
Źródło zasilające daną sieć musi być odpowiednio scharakteryzowane, za pomo cą następujących parametrów: — — — —
rodzaj prądu (;nature o f current), częstotliwość prądu {frequency o f current), napięcie znamionowe {nominal voltage), spodziewana wartość prądu zwarciowego na zaciskach źródła zasilania (prospective value o f short—circuit current at the supply intake point), — wymagania dotyczące instalacji łącznie z mocą zapotrzebowaną {require ments o f the installation, including the maximum demand). Właściwa eksploatacja instalacji wymaga, aby była ona podzielona na obwody, głównie z uwagi na ewentualne rozmiary skutków awarii (rys. 4.20). W obwodzie na rysunku 4.2Qa zwarcie jest równoznaczne z awarią w całej instalacji (brak napięcia w gniazdach wtyczkowych oraz brak oświetlenia). Zwarcie w instalacji na rys. 4.20b powoduje brak zasilania tylko części odbior ników. Uszkodzenie w jednym obwodzie nie oddziałuje na inny obwód. Podział na obwody jest konieczny również wówczas, gdy wymagają one oddzielnego sterowania.
ZAKRESY NAPIĘCIOWE INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH
Wartość zastosowanego napięcia w instalacji elektrycznej stawia odpowiednie wymagania tej instalacji oraz zastosowanym środkom ochrony przed poraże niem prądem elektrycznym. Dla instalacji elektrycznych, w skład których wchodzą obwody elektryczne zasilane napięciem znamionowym do 1000 V prądu przemiennego o częstotli wości do 60 Hz lub do 1500 V prądu stałego ustala się dwa zakresy napięciowe I i II (tabl. 5.1 i 5.2). Tablica 5.1. Zakresy napięciowe prądu przemiennego; zaczerpnięto z PN-91/E-05010 Zakres napięciowy
Uziemione układy instalacji faza-ziemia2)
faza-faza2)
Układy instalacji izolowane lub pośrednio uziem ione^ faza-faza3)
1
U <50
U < 50
U <50
11
50 < U < 600
50 < U< 1000
50 < U< 1000
U —napięcie znamionowe instalacj i, w V. l} Przy zastosow aniu przew odu neutralnego wyposażenie elektryczne przyłączone m iędzy przewodem fazow ym i neutralnym powinno mieć izolację dobraną na napięcie międzyprzewodowe. 2) Skuteczna w artość napięcia między fazą a ziemią lub między fazami. j) Skuteczna w artość napięcia między fazami.
Zakres napięciowy I obejmuje napięcia w instalacjach, w których ochronę przed porażeniem elektrycznym zapewnia się przez określoną wartość napięcia (U < 50 V prądu przemiennego lub U < 120 V prądu stałego). Podaną wartość
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 W arszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
45
5. Zakresy napięciowe instalacji elektrycznych
napięcia stosuje się również w instalacjach, w których napięcie jest ograniczone ze względów funkcjonalnych (np. instalacje telekomunikacyjne, sygnalizacyjne, dzwonkowe, sterowania i alarmowe). Zakres napięciowy II obejmuje napięcia w instalacjach elektrycznych w bu dynkach mieszkalnych, handlowych i przemysłowych. Tablica 5.2. Zakresy napięciowe prądu stałego; zaczeipnięto z PN-91/E-05010 Zakres napięciowy
Uziemione układy instalacji biegun-ziemia
biegun-biegun
Układy instalacji izolowane lub pośrednio uziem ione0 biegun-biegun
i
U< 120
U< 120
U< 120
II
120 < U < 9 0 0
120 < U< 1500
120 < U< 1500
U - napięcie znamionowe instalacji, w V. !) Przy zastosow aniu przewodu neutralnego, wyposażenie elektryczne przyłączone między biegunami i przew odem środkowym powinno mieć izolację dobraną na napięcie m iędzybiegunowe.
Uwaga: Podane wartości odnoszą się także do pulsującego prądu stałego.
W tablicach 5.1 i 5.2 uziemione układy instalacji oznaczają, że określony punkt instalacji (zwykle punkt neutralny) jest bezpośrednio połączony z ziemią. Natomiast w izolowanych lub pośrednio uziemionych układach instalacji jest ona izolowana względem ziemi lub określony punkt (zazwyczaj punkt neu tralny) jest połączony z ziemią za pośrednictwem impedancji ograniczającej. Norma PN-88/E-02000 podaje wartości napięć znamionowych zgodnie z publikacją IEC 38(1983). W zakresie niskich napięć znamionowych prądu przemiennego podaje się następujące wartości napięć znamionowych: — 220/380 V dla sieci trójfazowych, — 220 V dla sieci jednofazowych. Są one stosowane we wszystkich instalacjach elektrycznych obiektów bu dowlanych i w instalacjach o podobnych zastosowaniach. Zgodnie z ustaleniami IEC 38(1983) do końca 2003 r. powinno nastąpić zwiększenie napięcia sieci i jej wyposażenie w odpowiednie urządzenia i od biorniki. Dotyczy to w szczególności układów trójfazowych prądu przemien nego. Dotychczas stosowane napięcie 220/380 V będzie zastąpione napięciem 230/400 V, a napięcie 380/660 V napięciem 400/690 V (tabl. 5.3). Napięcie znamionowe prądu przemiennego 50 Hz do 110 V podano w tabl. 5.4. Napięcia znamionowe sieci i urządzeń prądu stałego wynoszą 6, 12, 24, 48, 60, 110, 220, 440, 600, 750, 1000, 1200, 1500 V.
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa ł, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
46
5. Zakresy napięciowe instalacji elektrycznych
Tablica 5.3. Napięcia znamionowe (w V) sieci i urządzeń prądu przemiennego 50 Hz powyżej 110 V do 1000 V Sieci trójfazowe czter o p rze wo d o we i urządzenia trój fazowe’)
Odgałęzienia jednofazowe i urządzenia jednofazowe0
230/400 400/690
230 400
Sieci trójfazowe trójprzewodowe i urządzenia trójfazowe'0 1000
1} Pierwsza liczba oznacza napięcie fazowe, druga - napięcie międzyprzewodowe. 2) Napięcie fazowe. 2) Napięcie międzyprzewodowe. Tablica 5.4. Napięcia znamionowe prądu przemiennego do 110 V Sieci i odbiorniki Jednofazow e0
Napięcie znamionowe, V 12
6
Trójfazow e0
24
48
60
110
48
1) Napięcia doziemne. 2) Napięcia międzyprzewodowe. Tablica 5.5. Znam ionowe napięcia urządzeń prądu przemiennego (mniejsze niż 120 V a.c.) i prądu stałego (mniejsze niż 750 V d.c.) [54, wg 1EC 38 (1983) „IEC standard voltages”] Prąd przemienny (a.c.)
Prąd stały (d.c.)
wartość znamionowa, V
wartość znamionowa, V
preferowana
dodatkowa
preferowana
dodatkowa 2,4 3 4 4,5 5
5 6
6
7,5 9 12
12 15 24 36
24
15
36
30
48 60 72
40
96 110
80
220
125
440 600
250
42 48 60
100 110
5. Zakresy napięciowe instalacji elektrycznych
47
W tablicy 5.5 podano napięcia urządzeń prądu przemiennego (preferowane i dodatkowe) mniejsze niż 120 V i prądu stałego mniejsze niż 750 V [54]. W skład urządzeń prądu przemiennego wchodzą: — urządzenia zasilające prądu przemiennego; — urządzenia elektryczne, w tym również przemysłowe i telekomunikacyjne; — odbiorniki. W skład urządzeń prądu stałego wchodzą: —- baterie i ich zestawy, z wyjątkiem pojedynczych ogniw o napięciu mniej szym niż 2,4 V; — urządzenia elektryczne, w tym również przemysłowe i telekomunikacyjne; — odbiorniki; — inne urządzenia zasilające prądu stałego.
OZNACZENIA PRZEWODÓW ELEKTRYCZNYCH BARWAMI
Oznaczenia izolowanych i gołych przewodów oraz kabli w instalacjach elek trycznych stosuje się w celu identyfikacji, a tym samym zwiększenia stopnia bezpieczeństwa i uniknięcia wieloznaczności. W oznaczeniach stosuje się następujące barwy (obok podano nazwy w ję zyku angielskim oraz kod literowy): czarna (blacky BK); brązowa (brown, BN); czerwona (red, RD); pomarańczowa (orange, OG); żółta (yellow, YE); zielona (green, GN); niebieska, również jasnoniebieska (blue, including light blue, BU); fioletowa (violet, VT); szara (grey, GY); biała (white, WH); różowa (pink, PK); złota (gold, GD); turkusowa (turquoise, TQ); srebrna (silver, SR); zielono-żółta ((green-and-yellow, GN YE). Z powodów bezpieczeństwa nie powinna być używana pojedyncza barwa zielona i pojedyncza barwa żółta w miejscach, gdzie występuje ryzyko pomyłki z kombinacją przewodu barwy zielono-żółtej zarezerwowanej wyłącznie dla oznaczenia przewodu ochronnego. Zaleca się, aby barwa zielono-żółta była sto sowana z barwami: jasnoniebieską, czarną i brązową. Gdy żyły przewodu wielożyłowego są oznaczone różnymi barwami, wów czas oznaczenia literowe barw powinny być oddzielone znakiem plus. Na przy kład BK+BN+BK+BU+GNYE.
6. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
49
Oznaczenia barwne (Identification by colours) powinny być stosowane na całej długości przewodu za pomocą barwnej izolacji lub za pomocą barwnych oznaczników. Dopuszcza się stosowanie oznaczeń barwnych tylko w dostępnych i widocznych miejscach. Barwa jasnoniebieska jest przeznaczona dla przewodu neutralnego N lub przewodu środkowego M. Barwa ta nie może być używana w celu identyfikacji innych przewodów, jeżeli może zaistnieć możliwość pomyłki. W przypadku braku żył N lub M w przewodzie wielożyłowym, żyła oznaczona barwą jasno niebieską może być wykorzystana dla innych celów z wyjątkiem wykorzystania jej jako żyły ochronnej. Jeżeli stosuje się oznaczenie barwne, to gołe przewody szyn zbiorczych wy korzystane jako przewody N lub M powinny być oznaczone barwą jasnoniebie ską na całej długości lub w postaci jasnoniebieskich pasków (light blue strips) szerokości 15-^ 100 mm, umieszczonych w określonych odległościach od siebie albo we wszystkich widocznych i dostępnych miejscach. Za ofoeśloną odległość uważa się odległość, przy której w danych warunkach jest zawsze zapewniona możliwość identyfikacji. W USA i Kanadzie do oznaczenia przewodu neutralnego i środkowego używa się barwy białej jako równoważnej do jasnoniebieskiej. Kombinacja dwubarwna, zielono-żółta powinna być używana tylko do ozna czeń i identyfikacji przewodu ochronnego PE. Jeżeli przewód ochronny może być łatwo zidentyfikowany przez jego kształt, konstrukcję lub usytuowanie, np. przewód koncentryczny, to nie jest konieczne oznaczenie na całej długości. Wymagane jest wówczas oznaczenie zakończeń przewodu i części dostępnych za pomocą wyraźnych symboli graficznych (graphical symbols) lub kombinacji dwubarwnej zielono-żółtej. Gołe przewody lub szyny zbiorcze wykorzystane jako przewód ochronny PE powinny być oznaczone baiwami żółtą i zieloną na przemian, w postaci pasków o szerokości 15 100 mm stykających się ze sobą («close together) na całej dłu gości przewodu, albo we wszystkich dostępnych i widocznych miejscach. Jeżeli do oznaczenia przewodu PE stosuje się taśmę samoprzylepną, to powinna ona być wyłącznie dwubarwna, zielono-żółta. W USA i Kanadzie do oznaczenia przewodu ochronnego używa się barwy zielonej jako równoważnej do kombina cji dwubarwnej zielono-żółtej. Przewód ochronno-neutralny PEN izolowany powinien być oznakowany jedną z następujących metod (PN-IEC 60364-5-51): — barwą zielono-żółtą na całej długości i dodatkowo jasnoniebieskimi znacz nikami przy zakończeniach lub —■ barwą jasnoniebieską na całej długości i dodatkowo zielono-żółtymi znacz nikami przy zakończeniach. W Polsce są stosowane obie metody. Nie wymaga się identyfikowania okre ślonymi barwami przewodów fazowych. W tablicy 6.1 podano oznaczenia alfa numeryczne oraz oznaczenia barwami przewodów gołych i izolowanych oraz zacisków przyłączeniowych odbiorników.
50
6. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
Tablica 6.1. Oznaczenia identyfikacyjne przewodów i zacisków przyłączeniowych odbiorników; zaczerpnięto z PN-90/E-01242 [127] (zastąpiona przez PN-EN 60445)* Identyfikacja
Rodzaj przewodów
alfanumeryczna
barwą
Oznaczenia zacisków przyłączeniowych
Prąd przemienny nie nonnalizuje się^
Przewody fazowe
L I, L 2, L3
Przewód neutralny
N
jasnoniebieski (L IG H T BLUE)
N
Biegun dodatni
L+
nie normalizuje się^
C
Biegun ujemny
L-
nie normalizuje sięi}
D
Przewód środkowy
M
jasnoniebieski
M
zielono-żółty
PE
U, V , W
Prąd stały
Przewód ochronny
PE
Przewód ochronno-neutralny
PE N
zielono-żółty z jasno niebieskimi znakami lub jasnoniebieski z zielono-żółtymi znakami
Przewód uziem iający
PEL
zielono-żółty2)
PEL, E
FB
zielono-żółty2^
FB
Przewód wyrównawczy
Zaleca się kolor czarny i brązowy. 2) Jeżeli przew ody są w ykorzystane w ochronie przeciwporażeniowej.
Na rysunkach 6.1 -ró.4 podano przykłady oznaczeń identyfikacyjnych prze wodów w różnych układach sieci niskiego napięcia prądu przemiennego.
...................
-/ / \ \ \
L1 L2 L3
Brązowa BN Jasnoniebieska BU Czarna BK
PEN
Zielono-żółta GNYE
• BN+BU+BK+GNYE
C9 CDC9( P L Rys. 6.1. Oznaczenia barwami przewodów sieci TN-C 1 —uzwojenie wtórne transformatora, 2 - część przewodząca dostępna
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
51
6. O znaczenia przew odów elektrycznych barwami
L1 L2 L3
fT
N PE
\
\
\ \
>
Czarna BK Brązowa BN Czarna BK Jasnoniebieska BU Zielono-żółta GNYE
BK+BN+BK+BU+GNYE
C!> cS c X !)
Rys. 6.2. Oznaczenia barwami przewodów sieci TN-S / - uzwojenie wtórne transformatora, 2 - część przewodząca dostępna BK+BN+BK+GNYE — L1 Czarna BK — L2 Brązowa BN — L3 Czarna BK — N Jasnoniebieska BU ~ PE Zielono-żółta GNYE BK+BN+BK+BU+GNYE
-7^PEN ó óó$ B
TN-C
O OOP |
O OOP T N -S S
TN-C-S
B K+BN+BK+GNYE
Rys. 6.3. Oznaczenia barwami przewodów sieci TN-C-S 1 —uzwojenie wtórne transformatora, 2 - tablica rozdzielcza, 3 - część przewodząca dostępna
L1 L2 L3
N
Czarna BK Brązowa BN Czarna BK Jasnoniebieska BU
- BK+BN+BK+BU
Ó ÓÓÓ -K o
^
Zieiono-żółta GNYE
t Ra
Rys. 6.4. Oznaczenia barwami przewodów sieci TT 1 - uzwojenie wtórne transformatora, 2 - część przewodząca dostępna, R a ~ uziemienie przewodu ochronnego, R& - uziemienie układu sieci
W celu identyfikacji żył przewodu wielożyłowego żyły te oznacza się barwami. Przewody i kable wielożyłowe, które zawierają żyłę ochronną o barwie zielono-żółtej, powinny mieć (wg IEC oraz PN-90/E-05029) żyły o następujących barwach: — zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) - jeżeli są 2 żyły, — zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) - jeżeli są 3 żyły,
52
6. Oznaczenia przewodów elektrycznych barwami
— zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) + brązowa (BN) -je ż e li s ą 4 żyły, — zielono-żółta (GNYE) + czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) + brązowa (BN) + czarna (BK) - jeżeli jest 5 żył, — zielono-żółta (GNYE) + brązowa (BN) z liczbą porządkową —jeżeli jest 6 i więcej żył. Przewody i kable wielożyłowe, które nie zawierają żyły ochronnej o barwie zielono-żółtej, powinny mieć (wg IEC oraz PN-90/E-05029) żyły o następują cych barwach: — czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) - jeżeli są 2 żyły, — czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) + brązowa (BN) + czarna (BK) - jeżeli są cztery żyły, — czarna (BK) + jasnoniebieska (BU) + brązowa (BN) + czarna (BK) + czarna (BK) —jeżeli jest pięć żył. W przypadku 6 i więcej żył: czarna (BK) z odpowiednią liczbą oznaczającą kolejny numer żyły.
7 KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH I ELEKTRONICZNYCH W ZAKRESIE OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ
Klasyfikacją są objęte urządzenia elektryczne i elektroniczne niskiego napięcia, które zasilane są z zewnętrznego źródła. Urządzenia te są podzielone na klasy (tabl. 7.1) ze względu na wymagany lub możliwy do zastosowania sposób ochrony przeciwporażeniowej w przypadku uszkodzenia izolacji. Ochrona może być zapewniona przez środowisko (otoczenie), przez same urządzenia lub przez sieć zasilającą. Podział powyższy obejmuje urządzenia elektryczne i elektroniczne (lecz nie ich części składowe), które są przyłączone do zewnętrznych źródeł energii w sieciach o napięciu międzyfazowym nie wyższym niż 440 V i napięciu wzglę dem ziemi nie wyższym niż 250 V i są użytkowane w mieszkaniach, biurach, warsztatach, szkołach, gospodarstwach wiejskich i ogrodniczych, płacach bu dowy, pomieszczeniach medycznych itp. Klasy urządzeń nie stanowią gradacji poziomu bezpieczeństwa, lecz okre ślają środki, których zastosowanie zapewnia bezpieczeństwo. Klasa ochronności 0. Ochrona przeciwporażeniowa polega na zastosowa niu w urządzeniach tylko izolacji podstawowej. Korzystanie z takich urządzeń powinno być ograniczone do miejsc, w których są zapewnione odpowiednio ko rzystne warunki środowiskowe. Podstawowym warunkiem jest użytkowanie takich urządzeń na izolowanych stanowiskach, co w wielu przypadkach nie jest przestrzegane. Odbiorniki w klasie ochronności 0 można również zasilać indy widualnie przez transformator separacyjny. Dąży się do ograniczenia produkcji i stosowania tego rodzaju urządzeń. Zgodnie z przepisami niemieckimi (DIN VDE) urządzenia o tej klasie ochronności nie są dopuszczane do stosowania. Klasa ochronności I. Stosowana jest ochrona przeciwporażeniowa podsta wowa (ochrona przed dotykiem bezpośrednim) oraz zastosowany jest również dodatkowy środek bezpieczeństwa. Części przewodzące dostępne takich urzą dzeń są wyposażone w zacisk ochronny, do którego przyłącza się przewód PE. W razie uszkodzenia ochrony podstawowej (izolacji) następuje samoczynne
7. Klasyfikacja urządzeń elektrycznych i elektronicznych w zakresie ochrony..
55
zadziałanie urządzeń ochronnych przetężeniowych lub różnicowoprądowych. Uzyskuje się przez to wymóg, że na częściach przewodzących dostępnych nie może utrzymywać się długotrwale napięcie przekraczające wartości napięć uznanych za bezpieczne w przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej. Klasa ochronności II. W urządzeniach tych ochrona przeciwporażeniowa jest zapewniona przez izolację podstawową i izolację dodatkową (izolacja po dwójna) lub przez izolację wzmocnioną części czynnych. Zakłada się przy tym, że zniszczenie tak wykonanej izolacji jest mało prawdopodobne. Nie jest wyma gany przewód ochronny w instalacji zasilającej takie urządzenie. Klasa ochronności III. Ochrona przeciwporażeniowa jest zapewniona przez zasilanie urządzenia ze źródła bardzo niskiego napięcia SEL V lub PEL F, którego napięcie nie przekracza napięcia Ul (dotykowego dopuszczalnego), mo gącego się utrzymywać długotrwale w danych warunkach. Urządzenie takie nie może być przyłączone do jakiegokolwiek innego źródła napięcia.
KLASYFIKACJA I KODYFIKACJA WPŁYWÓW ZEWNĘTRZNYCH
Instalacje elektryczne oraz odbiorniki energii elektrycznej są narażone na działanie otaczającego środowiska. Uwzględnienie oddziaływania środowiska to uwzględ nienie wpływu takich czynników, jak: — — — — — — — — — — — — —
temperatura otoczenia; wilgotność; wysokość nad poziomem morza; obecność wody; obecność obcych ciał stałych; obecność substancji powodujących korozję lub zanieczyszczenie; narażenia mechaniczne; obecność flory i/lub pleśni; obecność fauny; oddziaływanie elektromagnetyczne, elektrostatyczne i jonizujące; promieniowanie słoneczne; wstrząsy sejsmiczne; wyładowania atmosferyczne, poziom kerauniczny (przeciętna liczba dni bu rzowych w roku); — ruch powietrza; — wiatr. Wpływy zewnętrzne to również użytkowanie urządzeń. W tej grupie anali zuje się następujące elementy:
— — — — —
zdolność osób, rezystancję ciała ludzkiego, styczność ludzi z potencjałem ziemi, warunki ewakuacji, rodzaj produkowanych lub magazynowanych materiałów.
57
8. Klasyfikacja i kodyfikacja wpływów zewnętrznych
Istotna jest również konstrukcja obiektów budowlanych, w których znajdują się urządzenia elektryczne. Bierze się wówczas pod uwagę: — materiały konstrukcyjne, — konstrukcję budynku. Przedstawione rodzaje wpływów zewnętrznych są oznaczone za pomocą kodu składającego się z dwóch dużych liter i liczby. Sposób zapisu jest następujący: — pierwsza litera określa ogólną kategorię wpływu zewnętrznego: A - środowisko, B - użytkowanie, C - konstrukcję obiektów budowlanych; — druga litera określa charakter wpływu zewnętrznego: A ... B ... C ... — liczba określa klasę w obszarze każdego wpływu zewnętrznego: 1 ... 2 ... 3 ... Na przykład kod AD2 oznacza: A środowisko, AD środowisko —obecność wody, AD2 środowisko - obecność wody - swobodnie spadające krople. Skrócony wykaz wpływów zewnętrznych podano w tabl. 8.1. Tablica 8.1. Skrócony wykaz wpływów zewnętrznych; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-3:2000 [140] Kategoria
A-środowisko
Zapis kodu wpływu i jego wyjaśnienie AA T em p era tu ra AA1 - 6 0 - + 5 ° C AA2 - 40 -i- +5°C AA3 -25-5- +5°C AA4 -5-5- +40°C AA5 + 5 -r +40°C AA6 + 5 4- +60°C AB T em p era tu ra i wilgotność
AC W ysokość n.p.m . AC 1 < 2000 m AC2 > 2000 m AD W oda AD 1 pomijalna AD2 krople AD3 rozpylana AD4 rozbryzgi
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
58
8. Klasyfikacja i kodyfikacja wpływów zewnętrznych
Tablica 8.1 (cd.) Kategoria
A-środowisko
Zapis kodu wpływu i jego wyjaśnienie AD5 strumienie AD6 fale AD7zanurzenie AD8 zatopienie AE obce ciała AE1 pomijalne AE2 małe AE3 bardzo małe AE4 nieznaczny pył AE5 umiarkowany pył AE6 znaczny pył AF korozja AFl pom ijalna AF2 atmosferyczna AF3 sporadyczna AF4 ciągła AG udary AGI słabe AG2 średnie AG3 silne AH wibracje AH1 słabe AH2 średnie AH3 silne AJ inne narażenia mechaniczne AK flora AK1 brak zagrożeń AK2 zagrożenie
AM promieniowanie AM I pomijalne AM2 prądy błądzące AM3 elektromagnetyczne AM4 jonizujące AM5 elektrostatyczne AM6 indukcyjne AN promieniowanie słoneczne ANI słabe AN2 średnie AN3 wysokie AP wstrząsy sejsmiczne AP1 pomijalne AP2 słabe AP3 średnie AP4 silne AQ wyładowania atmosferyczne AQ1 pomijalne AQ2 pośrednie AQ3 bezpośrednie AR ruch powietrza AR1 słaby AR2 średni AR3 silny AS wiatr ASI słaby AS2 średni AS3 silny
AL fauna ALI brak zagrożenia AL2 zagrożenie
B-użytkowanie
C-obiekty budowlane
BA kwalifikacje; osoby BA1 postronne BA2 dzieci BA3 upośledzone BA4 poinstruowane BA5 wykwalifikowane BB rezystancja BC styczność z ziemią BC1 brak BC2 rzadka BC3 częsta BC4 ciągła
BD ewakuacja BDł normalna BD2 trudna BD3 zatłoczenie BD4 trudna i zatłoczenie B E materiały BE1 brak zagrożenia BE2 zagrożenie pożarowe BE3 zagrożenie wybuchowe BE4 zagrożenie skażeniem
CA materiały CA1 niepalne CA2 zapalne
CB Konstrukcja CB1 zagrożenie pomijalne CB2 rozprzestrzenianie się ognia CB3 przemieszczanie CB4 elastyczna łub niestabilna
8. Klasyfikacja i kodyfikacja wpływów zewnętrznych
59
Instalacja i jej wyposażenie powinny być kompatybilne. Oznacza to, że po winny one poprawnie działać w określonym środowisku. Instalacja i jej wyposa żenie powinny być tak dobrane, aby zdolne były do właściwego działania bez wprowadzania niedopuszczalnych zakłóceń środowiska. Urządzenie elektryczne w mniejszym lub większym stopniu może być źródłem niepożądanych sygnałów (zakłóceń). Zakłóceń tych najczęściej nie można całkowicie wyeliminować. Ich poziom powinien być jednak obniżony do wymaganego minimum. Źródłem zakłóceń mogą być takie zjawiska, jak: — — — — — — —
przepięcia w stanach nieustalonych, obciążenia o szybkich zmianach, prądy rozruchowe, wyższe harmoniczne prądów, sprzężenie zwrotne prądu stałego, drgania wielkiej częstotliwości, prądy upływowe do ziemi.
Dla każdej instalacji powinien być ustalony zakres i częstość jej konserwa cji. Należy uwzględnić okresowe przeglądy, badania i naprawy. Czynności te powinny być wykonywane w sposób łatwy i bezpieczny. Warunkiem dopusz czenia instalacji do ruchu jest spełnienie wszystkich wymagań w zakresie sku teczności działania środków ochrony.
9 OCHRONA URZĄDZEŃ PRZED SZKODLIWYM ODDZIAŁYWANIEM ŚRODOWISKA
Urządzenia elektryczne powinny być chronione przed szkodliwym oddziaływa niem środowiska. Urządzenia te mogą również stwarzać zagrożenie dla obsługi i otoczenia. Wyposaża się je więc w obudowy lub osłony, które powinny być dobrane w ten sposób, aby spełniały odpowiednie wymagania. Właściwy dobór stopnia ochrony ma zapewnić wysoką niezawodność pracy i bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elektrycznych. Obudowa lub osłona powinna być tak wykonana, aby przypisany jej stopień ochrony był niezmienny w czasie, w całym okresie eksploatacji. Materiał obudowy lub osłony nie może zmieniać swoich własności pod wpływem temperatury, wilgotności, promienio wania UV lub agresywnego środowiska odpowiednio do warunków środowi skowych pracy. Rozróżnia się: — siedem stopni ochrony przed dotknięciem lub zbliżeniem do części będą cych pod napięciem lub ruchomych oraz przed przedostaniem się do wnę trza urządzeń obcych ciał stałych (tabl. 9.1), — dziewięć stopni ochrony urządzeń przed wnikaniem do wnętrza urządzenia wody (tabl. 9.2). Stopień ochrony osłony lub obudowy oznaczony jest literami IP (.Internal Protection) oraz dwoma cyframi, które określają cechy osłony lub obudowy. Na rysunku 9.1 pokazano schematy poglądowe objaśniające podane w tabl. 9.1 i 9.2 stopnie ochrony.
9. Ochrona urządzeń przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska
61
Tablica 9.1, Stopnie ochrony urządzeń przed dotknięciem przez człowieka oraz przed przedosta waniem się do ich wnętrza ciał stałych (oznaczone pierwszą cyfrą w kodzie IP); zaczerpnięto z PN-92/E-08106 [135]* Ochrona ludzi przed dostępem do części będących pod napięciem lub ruchomych
Ochrona urządzeń przed przedostawaniem się do ich wnętrza obcych ciał stałych
0
brak ochrony
brak ochrony
1
przed przypadkowym dotknięciem wierzchem dłoni
o średnicy > 5 0 mm
2
przed dotknięciem palcem
o średnicy > 12,5 mm
3
przed dotknięciem narzędziem
o średnicy > 2,5 mm
przed dotknięciem drutem
ograniczona ochrona przed pyłem
Stopień ochrony
o średnicy > 1 mm
4 5
pyłoszczelne
6
T ablica 9.2. Stopnie ochrony urządzeń przed przedostawaniem się do ich wnętrza wody (ozna czone drugą cyfrą w kodzie IP); zaczerpnięto z PN-92/E-08106 [135] Stopień ochrony
Sposób działania wody, przy którym obudowa zapewnia ochronę
0
bez osłony
1
krople opadające pionowo
2 3
natryskiwanie wodą pod kątem 60° od pionu
4
rozbryzgiwanie wody na obudowę z dowolnego kierunku
5
oblewanie strumieniem wody z dowolnego kierunku
6 7
oblewanie silną strugą wody krótkotrwałe zanurzenie urządzenia w wodzie o określonym ciśnieniu długotrwałe zanurzenie w wodzie
8
krople opadające pionowo na urządzenia odchylone o 15° od położenia pionowego
W oznaczeniu stopnia ochrony mogą występować również duże litery na trzecim i czwartym miejscu po literach IP (tabl. 9.3). Litery te zawierają dodatkowe informacje o ochronie przed dostępem do części niebezpiecznych (litera dodatkowa na trzecim miejscu, np. IP43A) oraz informacje o rodzaju urządzenia i jego odporności na różne warunki pogodowe (litera dodatkowa na czwartym miejscu, np. IP43AH).
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
62
9. Ochrona urządzeń przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska Druga litera oznacza: ochronę przed w odą
Pierwsza litera oznacza: ochronę przed ciałami stałym i
Brak ochrony
Brak ochrony
Ochrona przed kroplami padającymi pionowo
Ochrona przed ciałami stałym i > 5 0 mm
f-15° /
w
W iz ,o mm Ochrona przed ciałami stałym i > 1 2 ,5 mm
Ochrona przed kroplami padającymi na urządzenie odchylone od położenia pionowego o 15°
2
60 Ochrona przed w odą natryskiw aną pod kątem 60°od pionu
0 2,5 mm Ochrona przed ciałami stałym i > 2 ,5 mm
0 1 mm Ochrona przed ciałami stałym i >1 mm
Ochrona przed w odą rozbryzgiwaną z dowol nego kierunku
O graniczona ochrona przed pyłem
Ochrona przed strumie niem wody z dowolnego kierunku
Całkowita ochrona przed pyłem - pyłoszczelna
Ochrona przed silną strugą wody
Ochrona przed skutkami krótkotrwałego zanurzenia w wodzie
Przykład:
IP43
Ochrona przed w odą natryskiw aną pod kątem 60° od pionu
Ochrona przed ciałami stałym i >1 mm_______
JM
Rys. 9.1. Schematy poglądowe objaśniające stopnie ochrony urządzeń
Ochrona przed skutkami długotrwałego zanurzenia w wodzie
9. Ochrona urządzeń przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska
63
Tablica 9.3. Stopnie ochrony osłon oznaczone symbolami literowymi; zaczerpnięto z PN-92/E-08106 [135]* Zakres ochrony przed dostępem do części niebezpiecznych
Litery
A
ochrona przed dostępem wierzchem dłoni
mają być zachowane odpowiednie odstępy do części niebezpiecznych przy wciskaniu próbnika dostępu w postaci kuli o średnicy 50 mm, w każdy otwór osłony
B
ochrona przed dostępem palcem
jw., lecz z zastosowaniem próbnika w postaci palca probierczego o średnicy 12,5 mm i długości 80 mm
C
ochrona przed dostępem narzędziem
jw., lecz z zastosowaniem próbnika w postaci pręta o średnicy 2,5 mm i długości 100 mm
D
ochrona przed dostępem drutem
jw., lecz z zastosowaniem próbnika o średnicy 1 mm i długości 100 mm
< m d,
o ’TD O Q
-
aparat wysokiego napięcia
M
-
ochrona przed wnikaniem wody, gdy części ruchome urządzenia są w ruchu
S
-
ochrona przed wnikaniem wody, gdy części ruchome urządzenia są nieruchome
-
urządzenie nadaje się do stosowania w określonych warunkach pogodowych po zapewnieniu dodatkowych środków ochrony lub zabiegów
H
co -3* CX C
& *2* G "S o3N O
Wymagania ochrony lub zakres stosowania
W
Jeżeli urządzenie nie jest określone cyfrą lub cyframi, to należy j ą (je) za stąpić literą X (literami XX), na przykład IP4X, IPX4, IPXX. Liter, jeżeli nie występują po cyfrach, nie zastępuje się innymi symbolami. Normy niektórych krajów wymagają, aby przy oznaczeniu kodem IP za mieszczać trzecią cyfrę znaczącą (np. IPXX3), określającą zasadę oznaczenia udarności, zgodnie z EN 60529 4:1992 (IEC 529). Cyfra ta charakteryzuje od porność obudowy lub osłony na uderzenia mechaniczne (rys. 9.2). Inne oznaczenia przyjęte są w Ameryce Północnej. W tablicy 9.4 podano porównanie stopni ochrony urządzeń elektrycznych wg wymagań obowiązują cych w USA i Kanadzie.
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002.Oryginały norm dostępne są w Wydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
64
9. Ochrona urządzeń przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska
|
1 150 9 i
250 15 cm
15 cm z
Brak ochrony
Udar 0,225 dżuia
^ 1
U dar 0,375 dżula
500 g
1>5kd
■
250 g
U dar 0,50 dżula
40 cm
40 cm
20 cm
Udar 2,00 dżule
U dar 6,00 dżuli
40 cm
U dar 20,00 dżuli
Rys. 9.2. Klasyfikacja ochrony przed udarami mechanicznymi (trzecia cyfra w kodzie IP)
Tablica 9.4. Stopnie ochrony urządzeń elektrycznych.przyjęte w USA i Kanadzie Oznaczenia obudów i stopnie ochrony
Odpowiednik IP obowiązujący w Polsce
wg NEC NFPA70 wg UL508 wg NEM A Nr 250
wg NEMA (ICS6) wg EEMAC
wg CSA -C22.1 wg CSA-C22.2 nr 94)
Typ 1 ogólnego stosowania
Typl ogólnego stosowania
Typl ogólnego stosowania
IP20
Typ 2 kroploodpom a
Typ 2 kroploodpoma
Typ 2 kroploodpoma
IP22
Typ 3 pyłoodporna, bryzgoodporna
Typ 3 pyłoodporna, bryzgoodporna, odporna na grad i lód
Typ 3 odporna na wpływy atmosferyczne
IP54
65
9. Ochrona urządzeń przed szkodliwym oddziaływaniem środowiska T a b lic a 9.4 (cd .)
Oznaczenia obudów i stopnie ochrony wg NEC NFPA70 wg UL508 wg NEM A Nr 250
wg NEMA (1CS6) wg EEMAC
Typ 3R strugoodpoma
Typ 3R strugoodpoma, odporna na grad i lód
Typ 3S pyłoodporna i bryzgoodpoma
Typ 3S pyłoodporna i bryzgoodpoma, odporna na grad i łód
Typ 4 bryzgoodpoma, strugoodporna
Typ 4 pyłoszczelna, strugoodpoma
Typ 4X bryzgoodpoma, strugoodporna, odporna na korozję
Typ 4X bryzgoodpoma, strugoodpoma, odporna na korozję
Typ 6 strugoodporna
Typ 6 pyłoszczelna, strugoodpoma, wodoodporna, odporna na grad i lód
wg CSA-C22.1 wg CSA-C22.2 nr 94)
Odpowiednik IP obowiązujący w Polsce
Typ 4 strugoodporna
IP65
Typ 5 pyłoodporna
IP54
Typ 6 strugoodporna, odporna na korozję Typ 11 kroploodporna, odporna na korozję
Typ 11 kroploodporna, odporna na korozję i na zanurzenie w oleju
Typ 12 pyłoodporna, bryzgoodpoma
Typ 12 stosowana w przemyśle, kroplo- i pyłoodporna
Typ 12K pyłoodporna, bryzgoodpoma Typ 13 pyłoodporna, kroploodporna,
Typ 13 pyłoodporna, olejoszczelna
NEC - National Electrical Code (USA). NFPA - National Fire Protection Association, Quincy, USA. UL - Underwriters Laboratories, Chicago, USA. NEM A —National Electrical Manufacturers Association (USA). EEMAC - Electrical and Electronic Manufacturers Association o f Canada. CSA - Canadian Electrical Code.
10 DOBÓR URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Urządzenia elektryczne powinny być tak dobrane i zainstalowane, aby były za pewnione właściwe i skuteczne środki ochrony przeciwporażeniowej, aby było za pewnione prawidłowe działanie instalacji zgodnie z jej przeznaczeniem, a jej wyko nanie powinno być odpowiednie do przewidywanych wpływów zewnętrznych. Części składowe całego wyposażenia elektrycznego powinny spełniać wy magania odpowiednich norm Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej (International Organization for Standard izat i011 - ISO) oraz norm IEC. Warunki pracy urządzeń są charakteryzowane napięciem znamionowym, prądem (mocą) znamionowym i częstotliwością. Powinny być również spełnione wymagania w zakresie kompatybilności. Oznacza to, że wszystkie urządzenia powinny być tak dobrane, aby nie zakłócały pracy innych urządzeń i źródła za silania w warunkach normalnej pracy i podczas przełączeń. Wyposażenie elektryczne powinno spełniać wymagania dotyczące jego cech, które są uzależnione od wpływów zewnętrznych środowiska, w jakim się to wy posażenie znajduje. Cechy charakterystyczne, jakie są wymagane dla urządzeń ze względu na niektóre wpływy środowiskowe, podano w tabl. 10.1 10.3. Urządzenie elektryczne, które z uwagi na swoją konstrukcję nie ma właściwo ści odpowiadających wpływom zewnętrznym w miejscu jego zainstalowania, może być zainstalowane pod warunkiem zastosowania dodatkowych środków ochron nych. Odpowiednią ochronę należy przewidzieć wówczas, gdy wy stępują jednocze śnie różne wpływy zewnętrzne, których skutki mogą być niezależne od siebie. Przy uwzględnianiu wpływów zewnętrznych wyposażenie dobiera się, bio rąc również pod uwagę niezawodność działania środków ochrony w zakresie: — ochrony przeciwporażeniowej (protection against electric shock), — ochrony przed skutkami oddziaływania cieplnego {protection against thermal effects), — ochrony przed prądem przetężeniowym (protection against overcurrent),
67
10. Dobór urządzeń elektrycznych
— ochrony przed spadkiem napięcia (protection against undervoItage), — odłączania i łączenia (isolation and switching). Środki ochrony, które zapewnia konstrukcja wyposażenia, uważa się za sku teczne w danych warunkach wypływów zewnętrznych, jeżeli zostały wykonane odpowiednie badania danej konstrukcji w określonych warunkach wpływów zewnętrznych. Wszystkie urządzenia powinny być tak zainstalowane, aby była możliwość wykonywania przeglądów i konserwacji oraz był możliwy dostęp do połączeń. Czynności te są określane jako dostępność, która nie powinna być gorsza wów czas, gdy urządzenia elektryczne są umieszczone w obudowach lub kasetach. Urządzenia powinny być łatwo identyfikowalne przez umieszczenie na nich tab liczek lub innych środków identyfikacyjnych. T ablica 10.1. Cechy urządzeń elektrycznych ze względu na obecność wody; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-51:2000 [153]* * Kod wg tabl. 8.1
Wpływy zewnętrzne
AD AD1 AD2 AD 3 AD4 AD5 AD6 AD7 AD 8
Obecność wody Pomijalna Swobodnie spadające krople W postaci rozpylonej Rozbryzgi strumienia Strumienie wody Fale Zanurzenie Zatopienie
Wymagane własności do wyboru i montażu urządzenia
IPX0 IPX1 lub IPX2 IPX3 IPX4 IPX5 IPX6 IPX7 IPX8
T ablica 10.2. Cechy urządzeń elektrycznych ze względu na obecność obcych ciał stałych; zaczerp nięto z PN-IEC 60364-5-51:2000 [153]* Kod wg tabl. 8.1
Wpływy zewnętrzne
AE AE1
Obecność obcych ciał stałych Pomijalna Małe przedmioty 2,5 mm
AE2 AE3 AE4
Bardzo małe przedmioty 1 mm Lekkie zapylenie
AE5
Umiarkowane zapylenie
Wymagane własności do wyboru i montażu urządzenia
IP0X IP3X IP4X IP5X, jeżeli wnikające pyły nie sąszkodIliw e dla funkcjonowania urządzenia i IP6X, jeżeli pyły nie powinny wnikać do J urządzenia
AE6
Silne zapylenie
IP6X
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
68
10. Dobór urządzeń elektrycznych
T ablica 10.3. Cechy urządzeń elektrycznych ze względu na obecność flory i fauny; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-51:2000 [153]* Kod wg tabl. 8.1
W pływy zewnętrzne
Wymagane własności do wyboru i montażu urządzenia
AK
Obecność flory i/lub pleśni
AK1
N ie ma zagrożenia
normalne
AK2
Istnieje zagrożenie
specjalne zabezpieczenia, takie jak: - zastosowanie większego stopnia ochrony, - zastosowanie specjalnych materiałów albo pokryć ochronnych na obudowę, - zastosowanie środków eliminujących florę z miejsca lokalizacji
AL ALI
Brak zagrożenia
normalne
AL2
Istnieje zagrożenie
ochrona może zawierać: - odpowiedni stopień ochrony przed wnikaniem obcych ciał, - dostateczną mechaniczną wytrzymałość, - środki eliminujące faunę w miejscu ulokowania, takie jak czystość, użycie pestycydów, - specjalne wyposażenie lub pokiycie ochronne obudowy
Obecność fauny
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
11 CZŁOWIEK W OBWODZIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO
Sytuacja taka, że człowiek znajdzie się w obwodzie prądu elektrycznego, nie powinna mieć nigdy miejsca. Może się jednak zdarzyć wówczas, gdy pojawiają się niekontrolowane przez człowieka obwody elektryczne zasilane z układu e 1ektr o ener gety c zn ego. Jeżeli człowiek (lub zwierzę) stanowi element takiego obwodu (zamkniętego), to wówczas przez organizm tego człowieka płynie prąd elektryczny. Prąd ten wy wołuje w żywym organizmie zmiany fizyczne, chemiczne i biologiczne. Zmiany te nazywa się porażeniem elektrycznym. Jeżeli człowiek znalazł się pod działaniem prądu oznacza to, że został rażony prądem elektrycznym. Należy zwrócić uwagę, że nie rozważa się tutaj niebezpieczeństwa wynikającego z obecności napięcia elek trycznego. Negatywne (często tragiczne) skutki wywołuje prąd przepływający przez organizm człowieka, a nie napięcie działające na organizm. Napięcie jest parame trem pośrednim, a jego wartość ma wpływ na wartość prądu przepływającego przez organizm —zgodnie z prawem Ohma. Jeżeli nastąpił przepływ prądu elektrycznego przez organizm człowieka, oznacza to, że nastąpił wypadek. W technice bezpie czeństwa stwierdza się, że wypadki mogą być takie, jakie człowiek może sobie wy obrazić, plus pozostałe. Twierdzenie to obliguje człowieka do bardzo starannego podejścia do budowy urządzeń elektrycznych oraz do starannej ich eksploatacji. Działanie prądu elektrycznego na organizm żywy może być bezpośrednie lub pośrednie. Skutki bezpośredniego działania prądu zależą od jego rodzaj u (przemienny, stały), wartości natężenia, częstotliwości, czasu trwania, drogi przepływu w orga nizmie. Skutki te zależą również od indywidualnych cech organizmu i jego stanu biologicznego. Nazywane są one skutkami patofizjologicznymi, do których zali cza się: mrowienie, ból, skurcze mięśni, podwyższone ciśnienie krwi, zatrzymanie pracy serca, migotanie komór serca —fibrylacja {ventricular fibrillation). Próg fibrylacji komór serca to najmniejsza wartość prądu, który powoduje wystąpienie fibrylacji komór serca. Wartość tego prądu zależy zarówno od bio
70
11. Człowiek w obwodzie prądu elektrycznego
logicznego stanu organizmu: anatomii organizmu i stanu funkcjonowania serca, jak też od fizycznego stanu organizmu: czasu trwania i drogi przepływu prądu, rodzaju prądu i powierzchni styczności. Próg fibrylacji komór serca zależy rów nież od indywidualnych cech fizjologicznych. Fibrylacja komór serca jest uwa żana za główną przyczynę rażeń ze skutkiem śmiertelnym. Główne zagrożenie zależy od wartości prądu przepływającego przez or ganizm oraz od czasu jego trwania. Przy projektowaniu urządzeń ochronnych (protective measures) interesuje nas więc wartość prądu i czas trwania rażenia niebezpieczne dla życia i zdrowia ludzkiego. Do zaburzeń wywołanych pośrednim działaniem prądu zaliczamy: oparze nia łukiem elektrycznym (zewnętrzne), oparzenia wewnętrzne, uszkodzenie oczu na skutek działania promieni ultrafioletowych, dużej luminancji łuku elektrycz nego, uszkodzenia narządu słuchu na skutek efektów akustycznych w czasie zwarć i uszkodzenia mechaniczne organizmu na skutek upadku spowodowanego rażeniem elektrycznym.
2
5
10
20
50
100 200
500
mA 2000
Rys. 11.1. Strefy czasowo-prądowe charakteryzujące różne skutki przepływu prądu przez ciało człowieka na drodze lewa ręka - stopy (wg IEC Report 479-1 (1984) [80]) Linie ciągłe - dla prądu przemiennego o częstotliwości 15-r 100 Hz, linia kreskowa - dla prądu rażeń iowego stałego
Raport Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (IEC Raport 479-1 oraz 479-2) podaje skutki przepływu prądu elektrycznego przez organizm człowieka, przypisując im określone wartości prądu. Na rysunku 11.1 przedstawiono charak terystyki czasu rażenia tr w funkcj i prądu rażeniowego na drodze lewa ręka - sto py. Rozdzielają one strefy o różnych skutkach przepływu przez ciało człowieka prądów rażeniowych stałych i przemiennych o częstotliwości 15 + 100 Hz. Zachowanie się organizmu człowieka w poszczególnych strefach podano w tabl. 11.1.
71
11. Człowiek w obwodzie prądu elektrycznego
T ablica 11.1. Zachowanie się organizmu w poszczególnych strefach przedstawionych na rys. 11.1 (wg IEC Report 479-1 (1984) [80]) Num er strefy 1 2 3
Skutki fizjologiczne Zwykle nie ma szkodliwych skutków fizjologicznych Zwykle nie ma uszkodzeń organizmu Prawdopodobieństwo wystąpienia migotania komór serca i innych skutków pato fizjologicznych; krzywa c s odpowiada 0,14% prawdopodobieństwu wystąpienia fibrylacji; krzywa c2 odpowiada 5% prawdopodobieństwu wystąpienia fibrylacji
Uwaga: Przy przepływie prądu o wartości 0,5 mA zwykle nie występują żadne skutki.
Jeżeli rażenie występuje na innej drodze niż lewa ręka - stopy, wartość prą du rażeń iowego Irh powodującego zagrożenie migotaniem komór serca wyzna cza się z zależności h-H=ljF
(11.1)
w której: Ir — prąd na drodze lewa ręka - stopy, powodujący zagrożenie mi gotaniem komór serca; F —współczynnik prądu serca (tabl. 11.2). T ablica 11.2. Współczynniki prądu serca (wg IEC Report 479-1 (1984) [80]) Droga prądu {the pathway o f the current)
W spółczynnik F
Lew a ręka - stopa lub stopy {left hand to fo o t or feet) Prawa ręka - stopa lub stopy {right hand to fo o t or feet)
1,0 0,8
Lewa ręka - prawa ręka {left hand to right hand)
0,4
Plecy - lewa ręka {back to left hand) Plecy —prawa ręka (back to right hand)
0,7 0,3
Pierś - lewa ręka {chest to left hand)
1,5
Pierś - prawa ręka {chest to right hand)
1,3 0,7
Siedzenie —ręce {seat to hands)
Przykładowo, na podstawie tabl. 11.2, prąd o wartości 200 mA na drodze ręka - ręka powoduje wystąpienie takich samych efektów jak prąd o wartości 80 mA na drodze lewa ręka - stopy. Dla danej drogi przepływu prądu przez ciało człowieka, skutki jego prze pływu zależą od wartości prądu rażeńiowego. Przy danej wartości napięcia, pod jakim znalazł się człowiek, wartość prądu rażeniowego zależy od impedancji ciała człowieka. Impedancja ta nie jest łatwa do wyznaczenia, ponieważ tkanki charakteryzują się specyficznymi właściwościami. Wartość impedancji ciała ludzkiego zależy od wielu czynników, takich jak napięcie, jego rodzaj i często tliwość, czas trwania rażenia, temperatura, powierzchnie elektrod oraz siły ich docisku do ciała rażonego oraz wilgotność naskórka.
72
11. Człowiek w obwodzie prądu elektrycznego
Podczas przepływu prądu przez organizm człowieka, zależność prądu rażeniowego w funkcji napięcia nie jest liniowa, ponieważ impedancja ciała czło wieka zależy od wartości napięcia (napięcia dotykowego). Na rysunku 11.2 oraz w tabl. 11.3 przedstawiono zależność całkowitej impedancji ciała człowieka w funkcji napięcia dotykowego.
u T-----> Rys. 11.2. Zależność całkowitej impedancji ciała ZT od napięcia dotykowego UT dla drogi prze pływu prądu ręka - ręka lub ręka - stopa dla 5%, 50% i 95% populacji (wg [54])
Podane w tablicy 11.3 wartości impedancji otrzymano z pomiarów przy prądzie rażeń iowym na drodze ręka - ręka i ręka - stopy i elektrodach o po wierzchni 5 0 1 0 0 cm2, stykających się z suchą skórą człowieka. Dla napięć o wartościach 25 V, 50 V i zwilżonych wodą miejscach styczności elektrod ze skórą otrzymano mniejsze o 10-^25% wartości impedancji w stosunku do „su chych warunków” . Z mniejszymi wartościami impedancji należy się liczyć wówczas, gdy ciało człowieka jest zanurzone w wodzie. Ciało człowieka można przedstawić w postaci odpowiedniego, elektrycz nego schematu zastępczego (rys. 11.3). Główny wpływ na impedancję ciała człowieka ma rezystancja skóry Rs. Skóra człowieka składa się z dwóch warstw: naskórka i skóry właściwej. Naskórek ma grubość od 0,03 0,06 mm i rezystyw-
73
11. Człowiek w obwodzie prądu elektrycznego
T ablica 11.3. Całkowita impedancja ciała człowieka (wg [54]) Napięcie dotykowe V
Całkowita wartość impedancji ciała człowieka, której nie przekracza podana w procentach populacja, £2 5%
50%
95%
25
1750
3250
50
1450
2625
6100 4375
75 100
1250
2200
3500
1200
1875
125
1125 1000 750
1625 1350 1100
3200 2875
700
1050
1500
650
750
850
220 700 1100 Wartość asymptotyczna
2125 1550
ność w sianie suchym 104^-106D -m (dla porównania zimna woda wodo ciągowa ma rezystywność 15 Cl • m, beton całkowicie nasycony wodą ma rezystywność 100-^150 Q • m). Pojemność naskórka Cs występuje w układzie „elektroda - zrogowaciała część naskórka - wewnętrzna część ciała”. Zrogowaciała warstwa naskórka, której grubość wynosi ok. 0,01 mm, ma własności die lektryka o przenikalności względnej 100-^200 oraz wytrzymałości elektrycznej 500 -2 0 0 0 V/mm. «s1
Rs2
C81
Cs2
2p1
Zj
^p2
2T Rys. 11.3. Schemat połączeń impedancji ciała człowieka i?si, -^s2 ~ rezystancje skóry (;resistances o f the skin); Csl, Cs2 - pojemności skóry (
Wartość pojemności naskórka jest wprost proporcjonalna do pola po wierzchni styczności elektrody ze skórą. W przypadku styku punktowego (lub o niewielkiej powierzchni) ze skórą elementu będącego pod napięciem, pojem ność Cs « 0 i wówczas można rozpatrywać tylko rezystancję skóry. Rażenie przez „dotknięcie punktowe” często występuje w praktyce.
12 OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA
12.1.
Postanowienia ogólne
Podstawowa zasada ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym jest nastę pująca: niebezpieczne części czynne nie powinny być dostępne, a dostępne czę ści przewodzące nie powinny być niebezpieczne w warunkach normalnych lub w przypadku pojedynczego uszkodzenia. Pod uwagę należy brać każde uszkodzenie, które powoduje, że część prze wodząca dostępna, nie będąca pod napięciem w warunkach normalnych, staje się częścią niebezpieczną (np. na skutek uszkodzenia izolacji). Ochrona przeciwporażeniowa powinna być przewidziana dla wszystkich urządzeń elektrycznych i instalacji przez zastosowanie: — w normalnych warunkach pracy ochrony przed dotykiem bezpośrednim, inaczej nazywanej ochroną podstawową; — w przypadku uszkodzenia ochrony przed dotykiem pośrednim, inaczej na zywanej ochroną przy uszkodzeniu lub ochroną dodatkową; — ochrony zarówno w warunkach normalnych, jak i w przypadku uszkodzenia. Na rysunku 12.1 przedstawiono środki realizacji ochrony przeciwporażeniowej. Środki te mają za zadanie zapobiec groźnym dla człowieka skutkom prze pływu przez jego organizm prądu elektrycznego. Każdą z wymienionych ochron realizują środki wykonane oddzielnie. Każ dy z dwóch niezależnych środków ochrony powinien być zaprojektowany, wy produkowany, poddany próbom i zainstalowany tak, aby nie został uszkodzony w warunkach określonych dla tego urządzenia. Warunkami takimi mogą być wpływy zewnętrzne i sposób użytkowania. Dwa niezależne środki ochrony nie powinny mieć wzajemnego wpływu na siebie. Oznacza to, że uszkodzenie jednego z nich nie powinno powodować uszkodzenia drugiego środka.
75
12.1. Postanow ienia ogólne [4 1 3
| 412
| 411
Ochrona przed doty kiem pośrednim (pro tection against indirect contact)
Ochrona przed doty kiem bezpośrednim ochrona podstawowa (protection against direct contact - basie protection)
Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpo średnim i pośrednim (protection against both direct and indirect contact)
411.1 Ochrona polegająca na zastosow aniu bardzo niskiego napięcia SELV i PELV (protection by extra-low voltage: SELV and PELV)
412.1 Ochrona polegająca na izolowaniu części czyn nych (protection by ins ulation of live parts)
412.2 411.2 O chrona za pom ocą ograniczenia energii roz ładow ania (protection by lim itation of dischar ge energy)
| 411.3 - O bw ody FELV (FELV system )
Ochrona przy użyciu ogrodzenia lub obudo wy (protection by barr iers or enclosures)
413.1 Ochrona za pom ocą sa moczynnego wyłączenia zasilania (protection by automatic disconection o f supply)_______________
413.2 Ochrona polegająca na zastosowaniu urządze nia II klasy ochronności lub o izolacji rów now aż nej (protection by use of Class II eguipm ent o r by eguivalent insulation)
| 412.3 Ochrona przy użyciu barier (protection by obstacles)
413.3 Ochrona polegająca na izolowaniu stanow iska (protection by non-conducting location)
412.4 Ochrona polegająca na um ieszczeniu poza za sięgiem ręki (protection by placing out of reach)
412.5
W oryginale normy (IEC 364-4-41) jest: 412 Pro tection against electric shock in norm al service (P rotection against direct contact, or basic protection)
Ochrona uzupełniająca za pom ocą urządzeń różnicowoprądowych (additional protection by residual current devices, RCDs)
413.4 Ochrona za po m ocą nieuziem ionych połączeń w yrów naw czych (prote ction by earthfree local eguipotential bonding)
[4 1 3 .5 Ochrona za pom ocą separacji elektrycznej (protection by electrical separation)
Rys. 12.1. Rodzaje ochrony przeciwporażeniowej i środki jej realizacji w instalacjach elektrycz nych niskiego napięcia (liczby w prostokątnych polach - zgodnie z PN-IEC 60364-4-41)
76
12. Ochrona przeciwporażeniowa 1
Rys. 12.2. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim, ochrona podstawowa; ochrona polegająca na izolowaniu części czynnych; ochrona przy użyciu obudowy i przegrody 1 - część czynna, 2 - izolacja części czynnej, 3 - przegrody, 4 - osoba niepoinstruowana, 5 - obudowa
Rys. 12.3. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim w czasie normalnej pracy; ochrona przy użyciu bariery i przez umieszczenie części czynnej poza zasięgiem ręki, zabezpieczająca przed nie zamierzonym dotykiem części czynnych 1 - część czynna, 2 - część czynna poza zasięgiem ręki, 3 - bariera, 4 - osoba przeszkolona
12.2. R ównoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim
77
W ochronie przeciwporażeniowej zakłada się, że nie jest prawdopodobne jednoczesne uszkodzenie dwóch niezależnych środków ochrony - przyjmuje się, że jeden ze środków ochrony jest skuteczny. Jeżeli są stosowane środki, które spełniają zadania stawiane obu rodzajom ochrony, to mówi się o jednoczesnej ochronie przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (rys. 12.2 i 12.3) chroni ludzi i zwie rzęta przed zagrożeniami, które wynikają z dotyku części czynnych instalacji elek trycznych lub odbiorników (części znajdujących się pod napięciem w czasie nor malnej pracy urządzeń elektrycznych).
O " - A / \ k^P E
Rys. 12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim; ochro na w przypadku uszkodzenia izolacji 1 - część przewodząca dostępna, 2 - przewód ochronny
Ochrona przed dotykiem pośrednim (rys. 12.4) zabezpiecza ludzi i zwie rzęta przed zagrożeniami wynikającymi z dotyku części przewodzących dostęp nych, które znalazły się pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji części czynnych (ochrony podstawowej) względem części przewodzących dostępnych.
12.2. Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim 12.2.1. Ochrona polegająca na zastosowaniu bardzo niskiego napięcia SELV i PELV Aby zapewniona była równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i po średnim, czyli ochrona przeciwporażeniowa zarówno w czasie normalnej pracy, jak i w czasie zakłócenia, powinny być spełnione następujące warunki: — napięcie znamionowe nie przekracza górnej granicy zakresu I (50 V prądu przemiennego i 120 V prądu stałego - tabl. 5.1 i 5.2); — źródłem zasilania jest transfonnator ochronny lub źródło prądu, które za pewnia stopień bezpieczeństwa równoważny ze stopniem bezpieczeństwa zapewnionym przez transformator ochronny (na przykład przetwornica dwumaszynowa) lub baterię akumulatorów, lub generator napędzany silni kiem spalinowym, lub zespół urządzeń elektronicznych, w których zastoso wano takie środki, aby napięcie na zaciskach w czasie dotyku, w żadnych warunkach, nie przekroczyło napięcia zakresu I;
78
12. Ochrona przeciwporażeniowa
— części czynne obwodów SELV i PELV powinny być elektrycznie oddzie lone od obwodów wyższego napięcia. Obwody SELV są obwodami nieuziemionymi {unearthed circuits), nato miast obwody PELV są obwodami z uziemieniami. Przykłady obwodów SELV i PELV pokazano na rys. 12.5, a źródła bardzo niskiego napięcia na rys. 12.6. L1 L2 L3 N PE
SELV
im PELV
R ys. 12.5. Obwody i urządzenia bardzo niskich napięć SELV i PELV
1 - transform ator ochronny, 2 - transformator ochronny, dopuszczalne jest połączenie z zie m ią 3 - odbiornik III klasy ochronności
R ys. 12.6. Źródła zasilania dla SELV i PELV
I - transform ator ochronny, 2 —przetwornica dwumaszynowa, 3 - urządzenie elektroniczne, 4 - bateria akumulatorów, 5 —zespół prądotwórczy napędzany silnikiem Diesla
Przewody obwodu SELV i PELV powinny być prowadzone oddzielnie od innych obwodów. Jeżeli nie można spełnić tego wymagania, to przewody ob wodu SELV i PELV powinny być umieszczone w osłonie izolacyjnej, niezależ nie od izolacji roboczej. Przewody obwodów o różnych napięciach powinny być oddzielone od siebie uziemionymi metalowymi ekranami lub uziemionymi osłonami.
12.2. Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim
79
Przewody obwodów SELV i PELV mogą być prowadzone w przewodzie wielożyłowym lub w oddzielnych przewodach ułożonych w wiązce pod warun kiem, że przewody obwodów ELV mają izolację na najwyższe napięcie, wystę pujące w tym przewodzie wielożyłowym lub w grupie przewodów. Wtyczki i gniazda wtyczkowe obwodów SELV i PELV nie mogą pasować do gniazd i wtyczek będących częścią instalacji o innym napięciu i nie powinny mieć styków ochronnych. Nie wszystkie wymagania dla obwodów SELV i PELV są wspólne. Części czynne nieuziemionych obwodów SELV nie powinny być połą czone z uziomem ani z częściami czynnymi lub przewodami ochronnymi, które są częścią innych obwodów. Części przewodzące dostępne nie powinny być połączone z: — uziomem (earth)\ — przewodami ochronnymi (protective conductors); — częściami przewodzącymi dostępnymi innych obwodów (exposed conduc tive parts o f another systems); — częściami przewodzącymi obcymi (extraneous conductive parts), z wyjąt kiem przypadków, gdy urządzenia elektryczne są z założenia połączone z częściami przewodzącymi obcymi; jednak powinien być spełniony wy móg, że na tych częściach nie wystąpi napięcie przekraczające wartości na pięć dopuszczalnych dla obwodów bardzo niskiego napięcia bezpiecznego. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim musi być zapewniona,, jeżeli napię cie znamionowe przekracza 25 V wartości skutecznej prądu przemiennego (25 V a.c.r.m.s - alternating current root-mean-square) lub 60 V nietętniącego prądu stałego (riplle-free direct current, d.c.). Ochronę taką można realizować przez zastosowanie ogrodzenia lub obudowy o stopniu ochrony co najmniej IPXXB lub izolacji zdolnej wytrzymać napięcie probiercze przemienne o wartości sku tecznej 500 V w ciągu 1 minuty. Prąd nietętniący jest to prąd zawierający sinusoidalną składową prądu przemiennego o wartości skutecznej nie przekraczającej 10% wartości prądu stałego. Największa szczytowa wartość napięcia nie może przekraczać 140 V dla napięcia znamionowego 120 V nietętniącego prądu stałego i 70 V dla napięcia znamionowego 60 V nietętniącego prądu stałego. Jeżeli napięcie znamionowe nie przekracza 25 V prądu przemiennego łub 60 V nietętniącego prądu stałego, to ochrona przed dotykiem bezpośrednim nie jest konieczna. W szczególnych warunkach środowiskowych mogą być wymagane napięcia niższe niż 50 V prądu przemiennego lub 120 V prądu stałego (np. 25 V lub 12 V prądu przemiennego lub 60 V prądu stałego). Części czynne obwodów PELV (jeden przewód fazowy lub jeden biegun obwodu) powinny być uziemione (rys. 12.5) Ochrona przed dotykiem bezpo średnim powinna być zapewniona przez ogrodzenia lub obudowy o stopniu ochrony co najmniej IPXXB lub izolację, która wytrzymuje próbę napięciem probierczym 500 V wartości skutecznej prądu przemiennego w ciągu 1 minuty.
80
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Ochrona przed dotykiem bezpośrednim nie jest wymagana, jeżeli urządzenie znajduje się w strefie objętej wpływem połączenia wyrównawczego, a napięcie znamionowe nie przekracza 25 V prądu przemiennego lub 60 V nietętniącego prądu stałego. Wymagane jest również, aby urządzenie było użytkowane w miej scach suchych oraz nie występował wielkopowierzchniowy dotyk ciała ludz kiego do części czynnych. Jeżeli napięcie znamionowe nie przekracza 6 V prądu przemiennego lub 15 V nietętniącego prądu stałego, to urządzenie można użytkować we wszyst kich innych przypadkach.
12.2.2. Bardzo niskie napięcie funkcjonalne FELV Jeżeli nie są spełnione wymagania podane dla obwodów SELV i PELV, a stosu je się napięcie zakresu I (50 V prądu przemiennego łub 120 V prądu stałego), to obwody te są nazywane obwodami FELV, czyli obwodami z zastosowaniem bardzo niskiego napięcia funkcjonalnego. W obwodach tych występują następu jące uwarunkowania: — jeden punkt obwodu jest połączony z ziemią (rys. 12.7); — obwód zawierający takie urządzenia, jak transformatory, przekaźniki, wy łączniki zdalnie sterowane, styczniki itp., nie jest dostatecznie izolowany w stosunku do obwodów wyższego napięcia.
Rys. 12.7. Urządzenia i obwody bardzo niskiego napięcia funkcjonalnego FELV (nie zaznaczono urządzeń ochronnych przetężeniowych) Rft - uziem ienie układu sieci, 1 - część przewodząca obca
Ochronę przed dotykiem bezpośrednim zapewnia się przez zastosowanie: — ogrodzeń lub obudów, zapewniających stopień ochrony co najmniej IP2X; jeżeli górne powierzchnie obwodów są łatwo dostępne, to powierzchnie te powinny mieć stopień ochrony co najmniej IP4X; — izolacji spełniającej wymagania napięciowe obwodu pierwotnego; jeżeli izolacja urządzenia stanowiącego część obwodu FELY nie wytrzymuje pro-
81
12.3. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim
by napięciem, jakie wymagane jest dla obwodu pierwotnego, to izolację części nieprzewodzących dostępnych należy podczas montażu wzmocnić tak, aby mogła wytrzymać próbę napięciem probierczym 1500 V prądu przemiennego w ciągu 1 min. Ochronę przed dotykiem pośrednim można realizować przez: — połączenie części przewodzących dostępnych urządzeń obwodu FELV z przewodem ochronnym obwodu pierwotnego, wyposażonego w urządze nia ochronne przetężeniowe lub różnicowoprądowe, powodujące samo czynne wyłączenie zasilania; — połączenie części przewodzących dostępnych urządzenia obwodu FELV z nieuziemionym przewodem połączenia wyrównawczego obwodu pier wotnego, gdy ochrona w tym obwodzie jest wykonana za pomocą separacji elektrycznej.
12.3. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa) jest ochroną przed porażeniem prądem elektrycznym w czasie normalnej eksploatacji. Każde urządzenie elektryczne powinno być objęte jednym ze środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim części czynnej urządzenia przez ludzi lub zwierzęta domowe (tab 1. 12.1). Środki ochrony polegające na izolowaniu części czynnych, zastosowaniu ogrodzeń łub obudów mają na celu zabezpieczenie przed jakimkolwiek doty kiem części czynnych. Można je stosować we wszystkich warunkach wpływów zewnętrznych w obszarach, w których przebywają ludzie niepoinstruowani. Środki ochrony przed niezamierzonym dotykiem stosuje się w tych po mieszczeniach i obszarach, w których przebywają osoby przeszkolone, zdające sobie sprawę z niebezpieczeństwa dotknięcia części czynnych urządzeń elek trycznych. Są to środki ochrony częściowej. Nie ma trudności w zamierzonym dotyku części czynnych (np. użycie drabiny w przypadku umieszczenia części czynnych poza zasięgiem ręki). Ochrona uzupełniająca za pomocą urządzeń ochronnych różnicowoprądowych RCD ma na celu tylko zwiększenie skuteczności ochrony przed dotykiem bezpośrednim w normalnych warunkach eksploatacji. T ablica 12.1. Środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim Ochrona przed jakimkolwiek dotykiem
Ochrona przed niezamierzonym dotykiem
Uzupełniająca ochrona w przy padku dotyku bezpośredniego
Ochrona za pomocą: - izolacji, - ogrodzenia, - obudowy
ochrona za pomocą: - bariery, - umieszczenia poza zasięgiem ręki
ochrona za pomocą: - urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o dużej czułości (/An < 3 0 mA)
82
12. Ochrona przeciwporażeniowa
12.3.1. Ochrona polegająca na izolowaniu części czynnych Warunkiem spełnienia tej ochrony jest, aby wszystkie części czynne były pokry te izolacją, która może być usunięta tylko przez jej zniszczenie. Na przykład izolacji przewodu nie można usunąć (zsunąć z żyły), nie niszcząc jej. Izolacja ma zabezpieczać przed jakimkolwiek dotykiem do części czynnych. Urządzenia produkowane fabrycznie powinny być wyposażone w izolację części czynnych spełniającą wymagania norm dotyczących tych urządzeń. Ozna cza to, że normę taką traktuje się jako nonnę obowiązującą. Ochronę innych urzą dzeń należy zapewnić, stosując izolację, która może długotrwale wytrzymywać obciążenia mechaniczne oraz wpływy środowiskowe (cieplne, elektryczne i che miczne) w zależności od tego, na jaki rodzaj wpływów środowiskowych izolacja jest narażona podczas eksploatacji. Wymagań takich nie będą spełniać (i nie są uznawane za odpowiednie) wszelkie pokrycia malarskie, jak farby, pokosty, lakie ry i podobne produkty zastosowane jako jedyne materiały pokryciowe części czynnych. Nie mogą one być uznane za odpowiednią izolację chroniącą przed porażeniem prądem elektrycznym podczas eksploatacji. Jakość izolacji wykonanej w trakcie montażu instalacji powinna być po twierdzona odpowiednimi próbami - podobnymi do tych, którym poddaje się izolacje urządzeń produkowanych fabrycznie.
12.3.2. Ochrona przy użyciu ogrodzeń lub obudów Ogrodzenia (przegrody) lub obudowy są stosowane w celu zapobiegnięcia ja kiemukolwiek dotykowi części czynnych. Aby to było spełnione, części czynne m uszą być umieszczone wewnątrz obudów lub ogrodzeń, które powinny zapew nić stopień ochrony co najmniej IP2X. Oznacza to, że obudowa lub ogrodzenie powinny stanowić ochronę przed dotknięciem palcem części pod napięciem i ru chomych oraz powinny chronić urządzenia elektryczne przed przedostaniem się ciał stałych o średnicy 12,5 mm i większej. Nie stawia się wymagań w zakresie ochrony przed działaniem wody. Dopuszcza się występowanie niższego stopnia ochrony (IP10, IPOO) wów czas, gdy występuje wymiana części, np. opraw oświetleniowych, gniazd wtycz kowych i bezpieczników. Niższy stopień ochrony można również dopuścić, je żeli jest on konieczny do właściwego funkcjonowania urządzenia. Powinny jednak być zapewnione odpowiednie środki ostrożności: — pełna informacja o niebezpieczeństwie porażenia, — podjęcie działań zapobiegających dotknięciu części czynnych. Jeżeli górne poziome powierzchnie przegród i obudów są łatwo dostępne, to powinny one mieć stopień ochrony co najmniej IP4X. Oznacza to, że powinna być zapewniona ochrona ludzi przed dotknięciem części pod napięciem i ruchomych drutem o średnicy 1 mm i większej. Urządzenie będzie wówczas chronione przed przedostaniem się ciał stałych o średnicy 1 mm i większej (rys. 12.8).
83
12.3. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim Obudowa co najmniej IP2X
b)
Obudowa co najm niej IP4X
Rys. 12.8. W ymagania dotyczące stopnia ochrony obudów w przypadku niedostępnej górnej, poziomej powierzchni obudowy (a) i dostępnej górnej powierzchni obudowy (b)
Usunięcie ogrodzenia lub otwarcie obudowy może być możliwe tylko przy użyciu narzędzi po uprzednim wyłączeniu zasilania. Jeżeli ogrodzenie lub obu dowa są usunięte, to niemożliwe powinno być włączenie zasilania urządzenia chronionego przez te ogrodzenia lub obudowy. Wewnątrz ogrodzenia może występować również osłona wewnętrzna. Jeżeli ma ona stopień ochrony nie mniejszy niż IP2X, to usunięcie jej powinno być możliwe tylko za pomocą klucza lub narzędzia.
12.3.3. Ochrona przy użyciu barier Bariery zabezpieczają przed niezamierzonym dotknięciem części czynnych. Nie chronią natomiast przed zamierzonym działaniem. Jeżeli bariera ma stanowić środek ochrony przed dotknięciem bezpośrednim, to powinna być tak wykonana i zamocowana, aby zapobiec niezamierzonemu zbliżeniu ciała do części czynnych oraz niezamierzonemu dotknięciu części czyn nych w trakcie czynności obsługowych przy urządzeniach elektrycznych. Bariera musi być zabezpieczona przed niezamierzonym usunięciem.
12.3.4. Ochrona polegająca na umieszczeniu części czynnych poza zasięgiem ręki Celem tej ochrony jest zapobieżenie niezamierzonemu dotknięciu części czyn nych przez zastosowanie odpowiednio dużych odległości (rys. 32.9). Części mające różne potencjały nie powinny znajdować się w zasięgu ręki. Jeżeli dwie części znajdują się w odległości nie większej niż 2,5 m, to uważa się je za jedno cześnie dostępne (gołą ręką bez użycia innych przedmiotów, np. narzędzi lub drabin). Jeżeli w danym miejscu używa się przewodzących przedmiotów o du żych wymiarach, to wymagane odległości powinny być odpowiednio zwięk szone.
84
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Rys.
12.9. Umieszczenie części czynnej poza zasięgiem ręki 1 - części mające różne po tencjały
Jeżeli bariera (np. poręcz, siatka) zapewnia ochronę w stopniu mniejszym niż IP2X, to zasięg ręki (w kierunku poziomym) powinien być mierzony od tej bariery. W kierunku pionowym nie uwzględnia się barier o stopniu ochrony mniejszym niż IP2X.
12.3.5. Ochrona uzupełniająca za pom ocą wyłączników różnicowoprądowych Wprowadzenie w instalacjach elektrycznych ochrony uzupełniającej jest rozu miane jako zastosowanie środków mających na celu uniknięcie lub złagodzenie skutków rażenia prądem elektrycznym, w przypadku uszkodzenia ochrony przed dotykiem bezpośrednim (ochrony podstawowej). Można to zrealizować przez zastosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych (wyłączników różni cowoprądowych). Warunkiem jest jednak, aby znamionowy prąd różnicowy nie przekraczał 30 mA. Klasyczny przykład realizacji ochrony uzupełniającej realizowanej za po mocą wyłącznika różnicowoprądowego przedstawiono na rys. 12.10. Wyłącznik różni co woprądowy na tym rysunku stanowi ochronę przeciwpo rażeniową dodatkową, w przypadku uszkodzenia izolacji odbiornika (ochrony podstawowej) oraz ochronę uzupełniającą, w przypadku dotknięcia przewodu o uszkodzonej izolacji.
Rys. 12.10. Rażenie bezpośrednie na skutek dotknięcia przewodu o uszkodzonej izolacji; wyłącz nik o znamionowym prądzie różnicowym /An < 30 mA stanowi ochronę uzupełniającą (sieć TT) R b - uziem ienie układu sieci, RA - uziemienie przewodu ochronnego, l ~ wyłącznik różni co w oprądowy (RCD - residual current device)
85
12.3. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim
Na rysunku 12.11 przedstawiono przykład wystąpienia przerwy w przewo dzie ochronnym. Wyłącznik róźnicowoprądowy, stanowiący ochronę przeciw porażeniową dodatkową, przed zaistnieniem przerwy w przewodzie ochronnym, jest kwalifikowany jako ochrona uzupełniająca, jeżeli nastąpi przerwanie prze wodu ochronnego. ■L1 -L2 ■L3 •N -P E RCD
Przerwa w przew o dzie ochronnym
Rys. 12.11. Wyłącznik róźnicowoprądowy jako środek ochrony uzupełniającej w przypadku prze rwy w przewodzie ochronnym (/All < 30 mA); sieć TN-S R b - uziemienie układu sieci, 1 - część przewodząca dostępna
Wyłącznik róźnicowoprądowy o / An ^ 30 mA może stanowić również ochronę uzupełniającą w przypadku uszkodzenia izolacji w urządzeniu II klasy ochronności, a nawet wówczas, gdy urządzenie odbiorcze, objęte ochroną prze ciwporażeniową za pomocą wyłącznika różnicowoprądowego, wpadnie do wody w wannie kąpielowej (rys. 12.12). Uzasadnione jest więc zaliczanie wyłączni ków róźnicowoprądowych do uzupełniającej ochrony przeciwporażeniowej. L
RCD
N PE
(
}
.
/r - prąd rażeniowy
Rys. 12.12. W ystąpienie zagrożenia porażeniowego w przypadku wpadnięcia do wanny odbiorni ka elektrycznego (przepływ prądu przez ciało człowieka) 1 - gniazdo wtyczkowe, 2 - wtyczka, 3 - przewód wielożyłowy, 4 - bateria wannowa, 5 - urządzenie ręczne elektryczne
86
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Należy zwrócić uwagę, że odbiornik wyłączony wyłącznikiem znajdującym się na jego obudowie, jeżeli wpadnie do wanny, stanowi również zagrożenie, ponieważ na zaciskach wejściowych tego wyłącznika istnieje napięcie. Powinna więc obowiązywać zasada, że w czasie kąpieli nie wolno korzystać z żadnych urządzeń elektrycznych
12.3.6. Wybór środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim Ochronę polegającą na izolowaniu części czynnych oraz ochronę przy użyciu ogrodzenia lub obudowy można stosować we wszystkich warunkach wpływów zewnętrznych, czyli niezależnie od kwalifikacji osób (BA), elektrycznej rezy stancji ciała ludzkiego (BB) i kontaktu ludzi z potencjałem ziemi (BC). Ochrony przy użyciu bariery lub umieszczenie części czynnej poza zasię giem ręki są dopuszczone jedynie w obszarach obsługi wyposażenia elektrycz nego, czyli w miejscach dostępnych tylko dla osób poinstruowanych (BA4) lub osób z kwalifikacjami (BA5). Należy jednak przestrzegać następujących warunków: — napięcie znamionowe, jakie może występować w rozpatrywanych miej scach, nie powinno przekraczać napięcia zakresu II; — spełnić wymaganie w zakresie minimalnych dopuszczalnych wymiarów korytarzy obsługi i korytarzy nadzoru; — właściwie oznakować korytarze obsługi i nadzoru. Korytarz nadzoru jest dostępny tylko dla wykwalifikowanego personelu i wyko rzystywany jest głównie w celu konserwacji zainstalowanego wyposażenia. Aby zapewnić ochronę przy użyciu bariery, powinny być spełnione nastę puj ące wymagania (rys. 12.13): — szerokość korytarza między barierami lub dźwigniami napędów łączników, albo między barierami lub dźwigniami napędów a ścianą, powinna wynosić minimum 700 mm; — wysokość przejścia pod przegrodą lub obudową powinna wynosić minimum 2000 mm. Podane wartości powinny być zachowane po zamontowaniu i zamknięciu wszystkich przegród łub obudów. Jeżeli nie przewiduje się żadnych środków ochrony, to korytarze obsługi i nadzoru powinny mieć (rys. 12.14) następujące wymiary (jeżeli części czynne są tylko po jednej stronie korytarza): — szerokość korytarza między ścianą i częściami czynnymi powinna wynosić co najmniej 1000 mm; — swobodne przejście, mierząc od wystających części elementów napędowych (np. dźwigni napędów łączników), powinno mieć szerokość co najmniej 700 mm; — części czynne powinny być umieszczone nad podłogą na wysokości co naj mniej 2300 mm.
12.3. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim
87
Rys. 12.13. Minimalne wymiary korytarzy obsługi i nadzoru urządzeń elektrycznych chronionych barierami i przegrodami; jeżeli długość korytarza jest większa niż 20 m, to powinien być on dostępny z obu końców 1 - przegroda, obudowa; 2 - część czynna; 3 - bariery; 4 - izolator przepustowy; 5 - kory tarz; 6 - dźwignia napędu wyłącznika
Rys. 12.14. Minimalne wymiary w przypadku umieszczenia części czynnych tylko po jednej stronie korytarza (nie chronione części czynne umieszczone z jednej strony); jeżeli długość korytarza jest większa niż 20 m, to powinien być on dostępny z obu końców 1 - część czynna, 2 - dźwignia napędu wyłącznika
88
12. Ochrona przeciwporażeniowa Część czynna
Rys. 12.15. Minimalne wymiary w przypadku umieszczenia części czynnych po obu stronach korytarza (nie chronione części czynne umieszczone po obu stronach); jeżeli długość koryta rza jest większa niż 20 m, to powinien być on dostępny z obu końców / - przed rozpoczęciem prac przewiduje się ustawienie przegród dodatkowych, 2 - przed rozpoczęciem prac nie przewiduje się ustawienia przegród dodatkowych
Jeżeli części czynne znajdują się po obu stronach korytarza (rys. 12.15), to powinny być spełnione następujące wymagania: — korytarz służący jedynie do nadzoru, jeżeli przed rozpoczęciem prac przewiduje się ustawienie przegród, powinien mieć szerokość co najmniej 1000 mm; — korytarz służący jedynie do nadzoru, jeżeli przed rozpoczęciem prac nie przewiduje się ustawienia przegród, powinien mieć szerokość co najmniej 1500 mm; — korytarz służący do obsługi i nadzoru, jeżeli przed rozpoczęciem prac przewiduje się ustawienie przegród, powinien mieć szerokość co najmniej 1200 mm; — korytarz służący do obsługi i nadzoru, jeżeli przed rozpoczęciem prac nie przewiduje się ustawienia przegród, powinien mieć szerokość co najmniej 1500 mm; — swobodne przejście między wystającymi częściami elementów napędowych powinno mieć szerokość co najmniej 900 mm, jeżeli przejścia te znajdują się w korytarzach nadzoru, lub co najmniej 1100 mm, jeżeli przejścia te znajdują się w korytarzach obsługi; — części czynne powinny być umieszczone nad podłogą na wysokości co naj mniej 2300 mm.
89
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim 12.4.1. Wyjaśnienia ogólne Ochrona przed dotykiem pośrednim jest ochroną w przypadku uszkodzenia urzą dzenia elektiycznego. Dotyk pośredni oznacza dotknięcie przez człowieka lub zwnerzę części przewodzącej dostępnej, która znalazła się pod napięciem w wyniku uszkodzenia. Oznacza to, że nastąpiło dotknięcie części przewodzącej dostępnej, na której, wskutek uszkodzenia izolacji urządzenia (ochrony podstawowej), poja wiło się napięcie w wyniku „wywleczenia” potencjału z części czynnej. Wszystkie urządzenia elektryczne powinny być wyposażone (lub takie wy posażenie należy przewidzieć) w jeden ze środków ochrony przed dotykiem pośrednim. Środki ochrony przed dotykiem pośrednim przedstawiono w tabl. 12.2. T ablica 12.2. Środki ochrony przed dotykiem pośrednim i zakres ich stosowania Ochrona przed dotykiem pośrednim Z przewodem ochronnym (with protective conductor)
Bez przewodu ochronnego (withoutprotective conductor)
Ochrona przez zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania (protection hy automatic disconnection o f supply)
Stała kontrola stanu izolacji (SK.SI) (continuous monitoring o f the insulation conditions)
Bez samoczynnego wyłączenia lub stałej kontroli stanu izolacji
Zastosowanie w: - sieci TN, - sieci TT, - sieci IT dla drugiego uszkodzenia (fo r the second fault)
Zastosowanie w: - sieci IT tylko dla pierwszego uszkodzenia ( fo r the fir s t fault only)
Ochrona przez zastosowanie: -11 klasy ochronności lub izolacji równoważnej (equivalent insulation),
Urządzenia ochronne do samoczynnego wyłączenia: - urządzenia ochronne przetężeniowe (overcurrent protective devices),
Urządzenie kontrolne: - urządzenie kontroli stanu izolacji (UK.SI) (insulating monitoring device)
- izolowania stanowiska (non-conducting location), - nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych (earth-free local equipotential bonding) (ekwipotencj alny ch)
- urządzenia ochronne różnicowoprądowe (residual-current devices)
Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych powinny być objęte ochro ną przez zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania. Odstępstwa od tej zasady są dopuszczalne w tych instalacjach obiektów budowlanych, dla których są określone specjalne środki. Dotyczy to głównie instalacji pracujących w wa runkach ekstremalnych, przedstawionych w arkuszach grupy 700 normy PN-IEC 60364-7...
90
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Pierwszy, podstawowy podział ochrony przed dotykiem pośrednim to po dział na środki ochrony wymagające przewodu ochronnego oraz środki ochrony nie wymagające przewodu ochronnego.
a)
TN L1 ■L2 L3 N
C)
d)
TN
TN
■L1
-L2 ■ L3 •N PE
OJ □ II klasa ochronności Rys. 12.16. Przykłady zastosowania rozwiązań ochrony przed dotykiem pośrednim: a), b) z prze wodem ochronnym; c), d) bez przewodu ochronnego
Jeżeli w ochronie przed dotykiem pośrednim ma być wykorzystany przewód ochronny, to musi być z tym związany również rodzaj sieci (TN, TT, IT). Ochrona przed dotykiem pośrednim, w której nie wykorzystano przewodu ochronnego, nie jest związana z rodzajem sieci. Na rysunku 12.16 przedstawio no przykładowe rozwiązania ochrony przed dotykiem pośrednim (nie wyczerpu ją one wszystkich możliwych rozwiązań).
12.4.2. Ochrona za pom ocą sam oczynnego wyłączenia zasilania 12.4.2.1. W ym agania ogólne
Jest to środek ochrony, w którym ochroną podstcm?ową stanowi izolacja między częściami czynnymi i częściami przewodzącymi dostępnymi, a ochronę dodatko wą stanowi samoczynne wyłączenie zasilania w przypadku zagrożenia niebez piecznymi skutkami patofizjologicznymi przy uszkodzeniu izolacji podstawowej.
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
91
Samoczynne wyłączenie zasilania powinno nastąpić w wymaganym czasie wówczas, gdy na skutek uszkodzenia ochrony podstawowej na części przewo dzącej dostępnej pojawi się napięcie, które ze względu na wartość i czas utrzy mywania może powodować przy dotyku tej części niebezpieczne dla ludzi skut ki patofizjologiczne. Środek ten wymaga koordynacji układu sieciowego (TN, TT, IT), parametrów przewodów ochronnych (połączenia z uziomem za pomocą przewodu ochronnego, będącego jednym z przewodów instalacji lub wprost z niezależnym uziomem) i urządzeń ochronnych (urządzenia ochronne przetężeniowe, różnicowoprądowe, urządzenia kontroli stanu izolacji). 12.4.2.2. W yłączenie zasilania
Urządzenie ochronne przetężeniowe (bezpiecznik, wyłącznik) lub różnicowo prądowe powinno samoczynnie wyłączyć zasilanie, chronionego przed dotykiem pośrednim, obwodu lub urządzenia. Istotne jest tutaj, aby w następstwie zwarcia między częścią czynną i częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym tego obwodu lub urządzenia (w następstwie uszkodzenia ochrony podstawowej), spodziewane napięcie doty kowe przekraczające 50 V wartości skutecznej prądu przemiennego lub 120 V nietętniącego prądu stałego było wyłączone tak szybko, żeby nie wystąpiły nie bezpieczne skutki patofizjologiczne dla człowieka, w przypadku gdy dotknie on części przewodzących jednocześnie dostępnych (rys. 12.17). Samoczynne wyłą czenie w obwodzie następuje w wyniku pojawienia się przy zwarciu prądu zdol nego przepalić element topikowy bezpiecznika lub spowodować zadziałanie wyzwałacza elektromagnesowego wyłącznika (urządzenia ochronne przetęże niowe) lub prądu różnicowego o wartości równej co najmniej prądowi zadziała nia, w przypadku urządzenia ochronnego różnicowoprądowego. A więc warun kiem podstawowym samoczynnego wyłączenia jest zbudowanie takiego układu, aby w przypadku zagrożenia wymusić prąd (zwarciowy) o odpowiedniej warto ści. Urządzenie ochronne wyłączające może być zainstalowane w instalacji lub w urządzeniu objętym ochroną przeciwporażeniową. L1
L2
L3 PE
Rys. 12.17. Szkic wyjaśniający zasadę samoczynnego wyłączenia zasilania /p - prąd uszkodzenia (zwarciowy), UT - napięcie dotykowe, 1 ~ bezpieczniki, 2 - części jednocześnie dostępne, 3 - część czynna, 4 - część przewodząca dostępna
92
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Dla instalacji specjalnych - w specjalnych warunkach środowiskowych, mogą być wymagane niższe wartości napięcia dotykowego. 12.4.2.3. Uziemienie
Części przewodzące dostępne powinny być połączone z przewodem ochronnym zgodnie z wymaganiami określonymi dla każdego układu sieciowego (TN, TT, IT). Części przewodzące jednocześnie dostępne powinny być przyłączone do tego samego uziomu indywidualnie, grupowo lub zbiorowo (rys. 12.18). a)
c)
b)
O rf
m w
FFFfm
Rys. 12.18. Połączenie części jednocześnie dostępnych z uziomem: a) indywidualnie, b) grupowo, c) zbiorowo 1 - części przewodzące jednocześnie dostępne, 2 - uziom
12.4.2.4.
Połączenia wyrównawcze
Połączenia wyrównawcze główne (main equipotential bonding) powinny być stosowane w każdym obiekcie budowlanym. Połączenia te łączą z główną szyną uziemiającą (main earthing conductor) lub głównym zaciskiem uziemiającym (main earthing terminal): — — — — — — —
główny przewód ochronny (main protective conductor), przewód ochronno-neutralny (PEN conductor) w sieci TN-C, metalowe rury wodociągowe, metalowe rury gazowe, metalowe elementy konstrukcyjne, metalowe rury centralnego ogrzewania, urządzenia systemów klimatyzacyjnych.
Zasadę stosowania połączeń wyrównawczych głównych przedstawiono na rys. 12.19.
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
1
93
2
Rys. 12.19. Zasada stosowania połączeń wyrównawczych głównych 1 - część przewodząca dostępna, 2 - dodatkowy przewód wyrównawczy, 3 —część przewo dząca obca, 4 - przewód ochronny PE, 5 - przewód odprowadzający urządzenia piorunochronnego, 6 - główny rurociąg metalowy wody lub gazu (część przewodząca obca), 7 - główne przewody wyrównawcze, 8 - przewód uziemiający, 9 - uziom, np. fundamento wy, J O - główna szyna uziemiająca
Jeżeli elementy przewodzące są doprowadzane z zewnątrz budynku, to po winny one być złączone połączeniami wyrównawczymi możliwie jak najbliżej miejsca wprowadzenia ich do budynku. Ważny jest również sposób objęcia po łączeniami wyrównawczymi głównymi przewodów ochronnych łub ochronno-neutralnych linii wprowadzonych do obiektu budowlanego (rys. 12.20). Połączenia wyrównawcze to celowe połączenia elektryczne, które zapobie gają występowaniu niebezpiecznych napięć dotykowych między jednocześnie dostępnymi częściami przewodzącymi (rys. 12.20). Połączenie wyrównawcze powinno mieć potencjał zbliżony do potencjału ziemi. W warunkach praktycz nych zapewnia to dobrze wykonane uziemienie (np. połączenie wszystkich przedmiotowych elementów z uziomem fundamentowym). Połączenie wyrów nawcze główne to bardzo ważny element dla bezpiecznej eksploatacji całej in stalacji obiektu budowlanego i odbiorników z niej zasilanych. Połączenie wszystkich części przewodzących z uziemioną główną szyną uziemiającą two rzy strefę ekw ip otencj al n ą. W zależności od rozległości obiektu budowlanego, obiekt taki może zawierać jedną lub kilka stref ekw ipotencjalnych. Każdy obiekt budowlany musi mieć co najmniej jedną strefę ekwipotencjalną. Celem takich działań jest zredukowanie do minimum wartości napięć dotykowych między częściami przewodzącymi obcymi lub między częściami przewodzącymi ob cymi i częściami przewodzącymi dostępnymi. Wszystkie te części będą miały ten sam potencjał lub zbliżoną wartość tego potencjału.
94
12. Ochrona przeciwporażeniowa
FB
Szczegół A TN-C L1 L2 L3PEN-
OOOOQI
f FB
PEL L1 L2L3” NPE -
PE
TN-C-S
TN-S
[2.£
oooo \ PEL
L1 L2 L3PEN-
T fb
PEL
rP E
L1L2L3N-
PEL
FB
Rys. 12.20. Przykład zastosowania połączenia wyrównawczego głównego; punkt zasilający - złącze 1 - główna szyna uziemiająca, 2 - kabel zasilający, 3 - złącze, 4 - rurociąg kanalizacyjny, 5 - uziom fundamentowy obiektu budowlanego, FB - przewody wyrównawcze, PEL - prze wód uziemiający
12.4.2.5. Połączenia wyrównawcze dodatkowe
Jeżeli w instalacji lub jej części nie są spełnione warunki samoczynnego wyłą czenia zasilania obwodu lub urządzenia chronionego przed dotykiem pośrednim, to powinny być wykonane miejscowe połączenia wyrównawcze, zwane połą czeniami wyrównawczymi dodatkowymi. Powinny one obejmować wszystkie części przewodzące jednocześnie dostępne urządzeń stałych i części przewodzą ce obce. Do układu połączeń wyrównawczych należy przyłączyć również (jeżeli to możliwe) główne metalowe zbrojenie konstrukcji żelbetowej. Połączeniami wyrównawczymi należy objąć także przewody ochronne wszystkich urządzeń, w tym również gniazd wtyczkowych. Szczególną uwagę należy zwrócić na pomieszczenia o zwiększonym za grożeniu porażeniowym tam, gdzie występują warunki środowiskowe zmniej szające odporność człowieka na prąd elektryczny lub gdzie występuje duże prawdopodobieństwo stałej styczności człowieka z uziemionymi częściami
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
95
przewodzącymi. W tych warunkach wykonanie miejscowych połączeń wyrów nawczych jest wymagane. Brak połączeń wyrównawczych dodatkowych może spowodować, że w po bliżu miejsca zwarcia pojawią się napięcia dotykowe UT o dużych wartościach (rys. 12.21).
Rys. 12.21. Napięcie dotykowe w obiekcie: a) bez stosowania połączeń wyrównawczych m iej scowych, b) z połączeniami wyrównawczymi 1 - złącze, 2 - główne połączenie wyrównawcze, 3 - uziom, 4 - rura wodociągowa m etalo wa, 5 —dodatkowe połączenie wyrównawcze
96
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Przy zwarciu w punkcie K (rys. 12.2la) wartość napięcia między przewo dem ochronnym PE a metalową rurą będzie większa od zera. W pobliżu głów nego połączenia wyrównawczego wartość tego napięcia będzie zbliżona do zera. Jeżeli w pobliżu miejsca zwarcia K zostanie wykonane miejscowe połączenie wyrównawcze (rys. 12.2lb), to wartości napięć dotykowych ulegną zmniejsze niu. Oznacza to, że wielokrotnie wykonane miejscowe połączenia wyrównawcze zmniejszają wartość napięcia dotykowego poprzez wielokrotne zrównywanie potencjałów części jednocześnie dostępnych. Jeżeli zachodzą wątpliwości co do skuteczności połączeń wyrównawczych dodatkowych, to należy sprawdzić, czy rezystancja R między częściami przewo dzącymi jednocześnie dostępnymi i częściami przewodzącymi obcymi (rys. 12.22) spełnia warunek ( 12.1)
w którym l a - prąd zadziałania urządzenia ochronnego w wymaganym czasie.
2
Rys. 12.22. Zasada skuteczności połączenia wyrównawczego miejscowego 1 - część przew odząca dostępna, 2 - połączenie wyrównawcze m iejscowe, 3 - część przewodząca obca
5s
Rys. 12.23. Charakterystyka czasowo-prądowa pasmowa wkładki bezpiecznikowej i sposób w y znaczenia prądu l a
97
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
Należy przyjąć Ia - Isn dla urządzeń ochronnych różnicowoprądowych oraz Ia równy prądowi zadziałania w czasie nie dłuższym niż 5 s dla urządzeń ochronnych przetężeniowych (rys. 12.23). 12.4.2.6. Samoczynne wyłączenie zasilania w sieci TN
Sieć TN charakteryzuje się tym, że wszystkie części przewodzące dostępne in stalacji są przyłączone do uziemionego punktu zasilania za pomocą przewodów ochronnych PE. Przewody ochronne powinny być uziemione na każdym trans formatorze lub generatorze lub w ich możliwie najbliższym sąsiedztwie jak po kazano na rys. 12.24.
a) 1
2
PEN - co najmniej: 10 m m 2Cu, 16 m m 2Al U ziemione przewody ochronne w najbliższym sąsiedztwie transform atora lub generatora
'«B Rys. 12.24. Charakterystyczne elementy sieci TO (uziemienie punktu neutralnego oraz uziem ienie przewodów ochronnych): a) transformator, b) generator 1 - punkt neutralny, 2 - uzwojenie wtórne transformatora, 3 - części przewodzące dostępne
Uziemionym punktem układu zasilania powinien być punkt neutralny. Jeżeli punkt neutralny jest niedostępny lub nie istnieje, to powinien być uziemiony przewód fazow y transformatora lub generatora. Przewód ten wówczas nie może być wykorzystany jako przewód PEN. W instalacjach ułożonych na stałe ten sam przewód może służyć jako przewód ochronny i przewód neutralny (przewód ochronno-neutralny PEN). Musi on jednak spełniać określone wymagania dla
98
12. Ochrona przeciwporażeniowa
tych przewodów. Przekrój tego przewodu nie może być mniejszy niż 10 mm2, jeżeli wykonany jest z miedzi, lub 16 mm2, jeżeli wykonany jest z aluminium. W przewodach (kablach) współosiowych minimalny przekrój żyły PEN może wynosić 4 mm2. Warunkiem jest jednak, aby wszystkie połączenia i przy łączenia tej żyły były dublowane (żyła w miejscu łączenia powinna mieć dwa niezależne od siebie połączenia lub przyłączenia, rys. 21.2). Warunkiem samoczynnego wyłączenia jest stosowanie urządzeń ochron nych i przewodów tak dobranych, aby w przypadku zwarcia o pomijalnej irnpedancji przewodu fazowego z przewodem ochronnym łub częścią przewodzącą dostępną nastąpiło samoczynne wyłączenie zasilania w określonym czasie. Wy maganie to będzie zapewnione przy spełnieniu warunku Zsl a < U0
(12.2)
w którym: Zs - impedancja pętli zwarciowej, la - prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia ochronnego w wymaganym czasie, JJq - napięcie między przewodem fazowym i neutralnym - znamionowe napięcie względem ziemi. Jeżeli warunek (12.2) nie może być spełniony, to konieczne jest wykonanie połączenia wyrównawczego dodatkowego (miejscowego). Impedancja pętli zwarciowej obejmuje źródło zasilania, przewód fazowy aż do punktu zwarcia i przewód ochronny (lub ochronno-neutralny i ochronny) między punktem zwarcia a źródłem (rys. 12.25). la
Rys. 12.25. Impedancja pętli zwarciowej Zs oraz prąd zwarciowy Ic, w sieci TN-S - zwarcie mię dzy LI i częścią przewodzącą dostępną 1 - pętla zwarciowa, 2 - część przewodząca dostępna, 3 - zwarcia o pomijalnej impedancji
Impedancja pętli zwarciowej w sieci uziemienia punktu neutralnego. Impedancja towaniu instalacji lub zmierzona w instalacji Czas wyłączenia zależy od napięcia w tabl. 12.3.
TN jest niezależna od rezystancji ta może być obliczona przy projek istniejącej. znamionowego Uo i jest podany
99
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
Tablica 12.3. Maksymalne czasy t wyłączenia w układach sieci TN; zaczerpnięto zPN -IE C 60364-4-41:2000 [141]* £ /o ,V
Czas wyłączenia, s
120
0,8
230 277
0,4
400 > 400
0,2
0,4 0,1
Dla napięć pośrednich należy przyjąć wyższą wartość napięcia podaną w tablicy.
Podane w tej tablicy czasy wyłączenia t przyjmuje się dla obwodów odbior czych zasilających bezpośrednio lub za pośrednictwem gniazd wtyczkowych urządzenia o klasie ochronności I, przenośne lub ręczne, przemieszczane w cza sie użytkowania. Czas wyłączenia nie przekraczający 5 sjest dopuszczony w: — obwodach rozdzielczych; — w obwodach końcowych, które zasilają tylko stacjonarne urządzenia, gdy są one przyłączone do rozdzielnic, do których nie są przyłączone żadne obwo dy wymagające podanych w tabl. 12.3 czasów wyłączenia; — w obwodach końcowych, które zasilają tylko urządzenia stacjonarne, gdy są one przyłączone do rozdzielnic zasilających także obwody, dla których wy magane czasy wyłączenia są podane w tabl. 12.3. W tym ostatnim przypadku powinien być spełniony jeden z następujących warunków (rys. 12.26): a)
b)
impedancja przewodu ochronnego między rozdzielnicą i punktem, w któ rym przewód ochronny jest przyłączony do głównej szyny uziemiającej, nie przekracza (w omach) wartości
lub w rozdzielnicy znajdują się połączenia wyrównawcze, które są przyłączone do tych samych części przewodzących obcych, co połączenia wyrównawcze główne, i spełniają wymagania dotyczące połączeń wyrównawczych głów nych.
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 W arszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
100
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Rys. 12.26. Szkic objaśniający dopuszczenie czasu wyłączenia przekraczającego wartości podane w tabl. 12.3, lecz nie dłuższego niż 5 s 1 - rozdzielnica, 2 - urządzenie stacjonarne, 3 - rurociąg, 4 - główna szyna uziemiająca, 5 - zbrojenie betonu, 6 - uziom
Jeżeli nie jest możliwe spełnienie powyższych wymagań przez zastosowanie urządzeń ochronnych przetężeniowych, to należy wykonać dodatkowe połącze nia wyrównawcze lub skuteczną ochronę należy zapewnić za pomocą urządzeń różnicowoprądowych. Przewody ochronne sieci TN powinny być uziemione w pobliżu transfor matora lub generatora. Oprócz tych punktów uziemiających zaleca się, aby przewody ochronne i ochronno-neutralne były także przyłączone do uziomów wszędzie tam, gdzie jest to możliwe (rys. 12.27). Wykonanie dodatkowych uziemień przewodów PE i PEN powoduje, że w przypadku zwarcia potencjał tych przewodów jest możliwie najbliższy poten cjałowi ziemi. Zaleca się więc, aby uziemienie tych przewodów było wykony-
12.4. O chrona przed dotykiem pośrednim
101
a)
c) L1 L2 L3 N PE
Rys. 12.27. Uziemienie przewodów ochronnych: a) w sieci TN-C, b) w sieci TN-C-S, c) w sieci TN-S (podane rozwiązania uziomów należy traktować jako przykłady) 1 - główna szyna uziemiająca
wane w punkcie wprowadzenia ich do każdego obiektu budowlanego (z wyko rzystaniem głównej szyny uziemiającej). Jest ono ostatnim uziemieniem prze wodu PE (PEN) i w głównej mierze określa potencjał strefy ekwipotencjalnej w obiekcie budowlanym. W sieci TN mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne: — urządzenia ochronne przetężeniowe (bezpiecznik, wyłącznik instalacyjny), — urządzenia ochronne różnicowoprądowe.
102
12. Ochrona przeciwporażeniowa
a)
TN-C
• L1 ' L2 L3 PEN
C)
N iepoprawnie! TN-C
Rys. 12.28. Przykłady wykorzystania urządzeń ochronnych przetężeniowych (a,b) oraz różnicowoprądowych (c,d) przewód A - należy wykorzystać w przypadku odbiornika niesymetrycznego lub do zasilania odbiornika jednofazowego, RCD - urządzenie ochronne różnicowoprądowe
Gdy jest zastosowany przewód PEN, wówczas można stosować tylko urzą dzenia ochronne przetężeniowe (rys. 12.28). Jeżeli urządzenie ochronne różnicowoprądowe jest stosowane w układzie TN-C-S (rys. 12.28), to przewód PEN nie może być stosowany po stronie jego zaci sków wyjściowych. Połączenie przewodu ochronnego z przewodem PEN powinno być wykonane po stronie zasilania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego. Wiele odbiorników energii elektrycznej może być eksploatowanych poza obiektem budowlanym przy jednoczesnym ich zasilaniu z instalacji elektrycznej znajdującej się w tym obiekcie. Mówimy wówczas, że odbiornik i obwód, który go zasila, znajdują się poza strefą objętą połączeniami wyrównawczymi głównymi. Mogą być wówczas stosowane następujące środki ochrony przeciwporaże niowej (rys. 12.29): — urządzenie ochronne różnicowoprądowe, — zasilanie przez transformator ochronny, — użycie urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej.
12.4. O chrona przed dotykiem pośrednim
103
W przypadku stosowania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego, części przewodzące dostępne chronionych tym urządzeniem odbiorników nie muszą być przyłączone do przewodów ochronnych układu TN, pod warunkiem, że są przyłączone do uziomu mającego rezystancję uziemienia, której wartość spełnia warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Obwód zabezpieczony w ten sposób jest zaliczany do układu TT, a część przewodząca dostępna jest uziemiona przez połączenie jej przewodem ochron nym z uziomem i?A. Przewodów ochronnych nie stosuje się w układach zasilają cych przedstawionych na rys. 12.2%, c.
Rys. 12.29. Stosowanie urządzeń poza strefą objętą połączeniami wyrównawczymi: a) z wykorzy staniem urządzenia ochronnego różnicowoprądowego, b) z wykorzystaniem transformatora ochronnego, c) z wykorzystaniem transformatora separacyjnego, w obudowie w II klasie ochronności, d) zasilanie odbiornika II klasy ochronności
104
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Dla sieci TN (szczególnie napowietrznej) należy sprawdzić jeszcze jeden warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej (poniżej). 12.4.2.7. Zwarcie przewodu fazowego sieci TN z ziemią
W przypadkach gdy może nastąpić zwarcie przewodu fazowego z ziemią (rys. 12.30), np. w liniach napowietrznych, aby napięcie między przewodem ochronnym i przyłączonymi do niego częściami przewodzącymi dostępnymi a ziemią nie przekraczało wartości umownej 50 V, powinien być spełniony wa runek ^ Re
50 D o-5 0
(12.3)
gdzie: RB - rezystancja uziemienia wszystkich, połączonych równolegle, uzio mów; R E - minimalna rezystancja styku z ziemią obcych części przewodzących nie połączonych z przewodem ochronnym, przez które może nastąpić zwarcie przewodu fazowego z ziemią; U0 - napięcie znamionowe względem ziemi.
Rys. 12.30. Zwarcie jednofazow e w sieci TN-C
Warunek (12.3) powinien być brany pod uwagę dla linii napowietrznych za równo z przewodami gołymi, jak i izolowanymi, ponieważ przewód izolowany, który został przerwany, nie jest już przewodem izolowanym. Dla zwarcia w obwodzie przedstawionym na rys. 12.30 można napisać rów nanie IR l + IR e + IR b = U 0
(12.4)
gdzie: / - prąd w obwodzie zwarciowym. Zakładając, że spadek napięcia na rezystancji RB równy U] otrzymuje się IR l + IR e + U ^ U
o
(12.5)
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
105
Z zależności (12.4) wynika, iż prąd zwarciowy Do R l + R e + Rb
( 12 .6 )
Wstawiając zależność (12.6) do wzoru (12.5), otrzymuje się wyrażenie Rb = Di Rl + R e D o - D
(12.7)
Przyjmując RL = 0 (zwarcie w pobliżu transformatora) oraz U\ — 50 V, otrzy muje się zależność (12.3). Z zależności (12.3) dla D0 = 220 V otrzymuje się nierówność
R e < 0,297?e
( 12.8)
Dla warunków szczególnego zagrożenia przyjmuje się U\ = 25 V. Zależność (12.3) przyj m uj e wówczas po stać — < — —— Re t / o - 2 5
(12.9)
Dla Do = 220 V otrzymuje się
RB<09\3RE
(12.10)
Spełnienie warunku (12.3) jest uzależnione zatem od wartości rezystancji Re. Dodatkowe uziemienie przewodu ochronno-neutralnego (ochronnego) powoduje zmniejszenie wypadkowej rezystancji RB, a tym samym zwiększenie prawdopo dobieństwa spełnienia warunku (12.3). Wartość rezystancji i?Ejest trudna do wyznaczenia, połączenie przewodu fa zowego z ziemią może być bowiem pośrednie lub bezpośrednie (rys. 12.31). W przypadku pośredniego połączenia z ziemią w obwodzie zwarciowym pojawia się dodatkowo rezystancja przejścia Rp. Ponieważ nie zakłada się zwarcia przewodu fazowego z ziemią przy pomijalnej rezystancji tego zwarcia (Re & 0), stąd rezystancja RE może przyjmować wartości z przedziału (0, co). Podobne założenia można przyjąć dla rezystancji Rp. Podobna sytuacja jak przedstawiona na rys. 12.31 może wystąpić w przy padku zwarcia w odbiorniku uziemionym w sposób naturalny (rezystancja uzie mienia naturalnego RE), do którego nie przyłączono przewodu ochronnego lub przewód ten został przerwany (rys. 12.32). Jeżeli odbiornik jest zainstalowany na stałe, to wartość RE można łatwo wy znaczyć. W przypadku jednak odbiornika ruchomego wyznaczenie wartości RE nie jest możliwe.
106
12. Ochrona przeciwporażeniowa
a)
b) L1 L2
c)
L1 ■ L2 ■
d) L1 -----------------L2 ------
L1 L2
Rys. 12.31. Przykłady połączeń przewodu fazowego z ziemią: b), d) bezpośrednie; a), c) przez obce części przewodzące nie połączone z przewodem ochronno-neutralnym Rp - rezystancja przejścia
Rys. 12.32. Zwarcie w odbiorniku o rezystancji uziemienia naturalnego RE przy uszkodzeniu przewodu ochronnego PE
Zmianę wartości RE może wywołać również połączenie ekwipotencjalne, które wykonano w celu usunięcia zagrożenia porażeniowego w pobliżu części przewodzących obcych (rys. 12.33). Wykonanie takiego połączenia (rys. 12.33b) powoduje, że między częściami przewodzącymi 2 i 3 nie wystąpi różnica potencjałów, ale jednocześnie zmniej-
107
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
Rys. 12.33. Zagrożenie porażeniowe na skutek uszkodzenia instalacji (a) oraz brak tego zagroże nia po wykonaniu połączenia wyrównawczego (b) i w konsekwencji zmniejszenie rezystancji uziemienia rurociągu 2 I - przewody instalacji elektrycznej, 2 , 3 - części przewodzące obce, 4 - przewód połączenia wyrównawczego
szona zostanie wartość RE, co zwiększa prawdopodobieństwo niespełnienia wa runku (12.3). Aby zwiększyć prawdopodobieństwo spełnienia warunku (12.3), należy zmniejszyć wartość rezystancji wypadkowej RE. Można to osiągnąć na przykład przez połączenie części przewodzących obcych (poprzez które może wystąpić zwarcie przewodu fazowego z ziemią) z przewodem ochronno-neutralnym (ochronnym). Następuje wówczas „przekształcenie” rezystancji RE w rezystan cję^ » (rys. 12.34). Oznacza to, że wszystkie części przewodzące obce, za pośrednictwem któ rych może nastąpić zwarcie przewodu fazowego z ziemią, powinny być połą czone z przewodem ochronnym PE lub ochronno-neutralnym PEN. a)
b) L1
L2
■L1 • L2
Rys. 12.34. Kwalifikacja rezystancji uziemienia części przewodzącej obcej K: a) przed połącze niem jej z przewodem ochronnym, b) po połączeniu z przewodem ochronnym
108
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Wymóg ten można złagodzić (w sposób uzasadniony), przyjmując wartość rezystancji R B jako daną dla rozpatrywanej sieci. Na przykład dla = otrzymuje się — <— — R b 2 2 0 -5 0
(12.11)
czyli R e > 11 Ci. Z tego przykładu wynika, że wszystkie przedmiotowe części przewodzące obce powinny być połączone z przewodem PE lub PEN, jeżeli ich rezystancja uziemienia jest mniejsza niż 17 Cl. Należy zwrócić jednak uwagę na możliwy brak stabilności wartości rezy stancji styku z ziemią obcych części przewodzących, gdyż w wielu przypadkach będzie ona rezystancją uziemienia naturalnego (samouziemienia), która pojawia się w czasie styku tych części z ziemią. Zagadnienia dotyczące usytuowania części przewodzących obcych pod li niami napowietrznymi oraz rezystancji uziemienia tych części powinny być przedmiotem uwagi i analizy służb energetycznych w czasie eksploatacyjnych oględzin i przeglądów linii. 12.4.2.8. Sam oczynne wyłączenie zasilania w sieci TT
Sieć TT charakteryzuje się tym, że części przewodzące dostępne powinny być połączone przewodem ochronnym z uziomem. Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w tej sieci będzie zapewniona, jeżeli będzie spełniony warunek RAIa < U L
(12.12)
w którym: RA - suma rezystancji uziemienia uziomu i przewodu ochronnego części przewodzących dostępnych, Ia - prąd zapewniający samoczynne zadzia łanie urządzenia ochronnego w wymaganym czasie, UL - dopuszczalna w danych warunkach środowiskowych wartość napięcia dotykowego (50 V lub 25 V). Obwód zwarciowy w systemie ochrony przeciwporażeniowej sieci TT przedstawiono na rys. 12.35. W sieci TT mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne: — urządzenia ochronne różnicowoprądowe {residual current protective devices), — urządzenia ochronne przetężeniowe {overcurrentprotective devices). Jeżeli urządzeniem ochronnym jest urządzenie ochronne różnicowoprą dowe, to prąd Iajest znamionowym prądem różnicowym / An. Natomiast w przypadku wspólnego uziomu, dla przewodów ochronnych kilku obwodów chronionych urządzeniami różnicowoprądowymi (rys. 12.36), prąd Ia oblicza się z zależności
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
/ * = £ / A„/ 1=1
109 (12.13)
w której: IAni - znamionowy prąd różnicowy z-tego urządzenia ochronnego róż nico woprądowego, N - liczba urządzeń ochronnych różnicowoprądowych.
Rys. 12.35. Obwód prądu zwarciowego w sieci TT obwód zwarciowy, Ia - prąd zwarciowy, prąd uszkodzenia, I - urządzenia ochron ne przetężeniowe - bezpieczniki, 2 - urządzenie ochronne przetężeniowe - wyłącznik, 3 - gniazdo wtyczkowe, 4 - uziom przewodu ochronnego
Rys. 12.36. Zasada wyznaczania prądu Ia w przypadku równoległego połączenia urządzeń ochron nych różnicowoprądowych (wspólny uziom RA dla grupy odbiorników)
Wynika to z tego, że przez uziom mogą przepływać i dodawać się prądy o wartościach mniejszych niż prąd zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego, powodując wystąpienie na nim spadku napięcia o wartości prze kraczającej wartość napięcia UL. Rezystancja RA powinna więc spełniać ostrzejszy warunek.
110
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Dopuszcza się również stosowanie łagodniejszego warunku przy wyznacza niu prądu Iai a mianowicie: h = g ' Z h ni (12.14) 1=1 przy czym g jest współczynnikiem uwzględniającym prawdopodobieństwo za działania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego przy równoległym ich połączeniu (rys. 12.36). Wartości współczynnika g są następujące [26]: g —0,5 dla 2-^4 urządzeń ochronnych / A, g = 0,35 dla 5 -r 10 urządzeń ochronnych / A, g = 0,25 dla ponad 10 urządzeń ochronnych /A. Dla urządzeń ró żn ico woprądo wy ch typu S (selektywnych, o opóźnieniu działania nie przekraczającym ls) prąd l a = 2/An (rys. 12.37).
Rys. 12.37. Szeregowy układ połączeń urządzeń ochronnych różnicowoprądowych (zasada wy znaczania prądu I a) [S] urządzenie ochronne różnicowoprądowe o czasie działania nie przekraczającym 1 s
Urządzenia ochronne różnicowoprądowe typu S stosuje się ze względu na wybiórczość działania. Opóźnienie w działaniu nie przekraczające 1 s dopuszcza się w obwodach rozdzielczych. Jeżeli urządzeniem ochronnym jest zabezpieczenie przetężeniowe, to po winno być ono urządzeniem o zależnej charakterystyce czasowo-prądowej, a prąd Ia powinien być prądem powodującym samoczynne zadziałanie w czasie nie dłuższym niż 5 s lub urządzeniem z działaniem natychmiastowym, a prąd Ia powinien być najmniejszą wartością prądu zapewniającego bezzwłoczne za działanie (rys. 12.38). Warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej jest trudny do spełnie nia w przypadku stosowania urządzeń ochronnych przetężeniowych już o nie wielkich prądach znamionowych (np. / n = 16 A). Wówczas wymagana wartość rezystancji R A jest równa lub mniejsza niż 1 Ci. Często takie wartości rezystancji R a są trudne do uzyskania i wymagają dużych nakładów inwestycyjnych na budowę uziomu. Taka sytuacja nie występuje, jeżeli są stosowane urządzenia ochronne różnicowoprądowe.
111
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
a)
b)
Charakterystyka B
/a=5/n Rys. 12.38. Stylizowane charakterystyki urządzeń ochronnych przetężeniowych: a) wkładki bez piecznikowej, b) wyłącznika wyposażonego w przekaźnik termiczny i elektromagnetyczny I n - prąd znamionowy wyłącznika
Jeżeli warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w sieci TT nie może być spełniony, to należy wykonać połączenia wyrównawcze dodatkowe, obejmujące wszystkie części przewodzące jednocześnie dostępne urządzeń stałych i części przewodzące obce, łącznie (jeżeli warunki na to pozwalają) ze zbrojeniem konstrukcji żelbetowej. W sieciach tych dopuszcza się stosowanie urządzeń ochronnych napięcio wych. 12.4.2.9. Samoczynne wyłączenie zasilania w sieci IT
Podstawowym założeniem w technice instalacji elektrycznych jest odłączenie tej jej części, w której nastąpiło uszkodzenie. Występują jednak sytuacje, w których należy zapewnić ciągłość zasilania nawet w przypadku uszkodzenia instalacji, np. z uwagi na ochronę życia lub zabezpieczenie towarów. Sieci IT pozwalają, po wystąpieniu pierwszego zwarcia, na dalsze wykorzy stanie instalacji aż do najbliższej przerwy w jej eksploatacji. Konieczne jest jed nak, aby zwarcie to było natychmiast lokalizowane i usuwane (uszkodzone urządzenia powinny być odłączane od sieci). Sieci takie są stosowane dość po wszechnie w zakładach górniczych (górnictwo podziemne i odkrywkowe), na statkach, w pomieszczeniach medycznych, fabrykach chemicznych, układach zasilania komputerów, obwodach sterowania i innych. Cechą charakterystyczną tych sieci jest mała wartość prądu pojedynczego zwarcia części czynnej z ziemią. Wartość tego prądu zależy od impedancji przewodów sieci względem ziemi. Impedancja ta jest tym mniejsza, im sieć jest bardziej rozległa. W sieci IT (rys. 12.39) instalacja powinna być odizolowana od ziemi lub po łączona z ziemią za pośrednictwem impedancji o odpowiednio dużej wartości.
112
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Rys. 12.39. Sieć IT z urządzeniem kontroli stanu izolacji; ochrona przed dotykiem pośrednim, uziemienie zbiorowe 1 - urządzenie ochronne zapewniające samoczynne wyłączenie zasilania, 2 - odbiornik II klasy ochronności, 3 - odbiornik I klasy ochronności, 4 - urządzenie kontroli stanu izolacji, 5 - części przewodzące obce, FB - przewody połączeń wyrównawczych
W sieci IT żaden przewód czynny instalacji nie powinien być bezpośrednio połączony z ziemią. Części przewodzące dostępne powinny być uziemione in dywidualnie, grupowo lub zbiorowo. Części przewodzące jednocześnie dostępne powinny być przyłączone do jednego uziomu. Powinien być wówczas spełniony następujący warunek skuteczności ochro ny przeciwporażeniowej RAId < 5 0
(12.15)
gdzie: RA - rezystancja uziemienia części przewodzących dostępnych {the resis tance o f the earth electrode fo r exposed conductive pans), f ~ prąd poje dynczego zwarcia przewodu fazowego z częścią przewodzącą dostępną. Sieci IT powinny być wyposażone w urządzenia kontrolujące stan izolacji, które powinny sygnalizować lub powodować wyłączenie sieci w przypadku zwar cia części czynnej z częścią przewodzącą dostępną (przewodem ochronnym) lub ziemią. Czas usunięcia zwarcia nie jest zdefiniowany. Oznacza to możliwość dłu gotrwałej pracy sieci z jednofazowym doziemieniem. Wówczas, w przypadku wystąpienia drugiego zwarcia z ziemią zmieniają się warunki bezpieczeństwa porażeniowego. Po wystąpieniu pierwszego zwarcia części czynnej z częścią przewodzącą dostępną warunki wyłączenia zasilania przy podwójnym zwarciu zależą od tego, czy części przewodzące dostępne są połączone ze sobą przewodem ochronnym i uziemione (uziemienie zbiorowe), czy też są one uziemione grupowo lub indy widualnie. Jeżeli części przewodzące dostępne są uziemione grupowo lub indywidual nie, jak przedstawiono na rys. 12.40, to warunki skuteczności ochrony są takie jak dla układu TT, czyli RAIa < UL. Jeżeli części przewodzące dostępne są uziemione zbiorowo, jak przedsta wiono na rys. 12.41, to warunki skuteczności ochrony są takie same jak dla układu TN. Ostateczna postać tych warunków zależy od tego, czy sieć IT jest wyposażona w przewód neutralny.
113
12.4. Ochrona przed dotykiem pośrednim
a)
b) L1 L2 L3
Rys. 12.40. Sieć IT - części przewodzące dostępne uziemione grupowo (a) oraz indywidualnie (b) -L1
-L2 -L3
Rys. 12.41. Zwarcie podwójne w sieci 1T bez przewodu neutralnego, z odbiornikami uziemionymi zbiorowo 4 - prąd zwarcia między fazowego (międzyprzewodowego)
Jeżeli w sieci IX nie jest stosowany przewód neutralny (rys. 12.41), to po winien być spełniony warunek 2ZJa < S u „
(12.16)
przy czym
z s = zL+zPE gdzie: ZL, ZPE - impedancje przewodu fazowego i ochronnego; U0 - znamiono we napięcie prądu przemiennego między przewodem fazowym i punktem neu tralnym; Ia —prąd powodujący samoczynne wyłączenie urządzenia ochronnego w wymaganym czasie (tabl. 12.4). Jeżeli w sieci IT jest stosowany przewód neutralny (rys. 12.42), to powinien być spełniony warunek 2Z ’Ia
(12.17)
114
12. Ochrona przeciwporażeniowa
T ablica 12.4. M aksym alny czas wyłączenia w sieciach IT przy podwójnym zwarciu z udziałem przewodów ochronnych (dla warunków środowiskowych, w których UL = 50 V); zaczerpnię to z PN-IEC 60364-4-41:2000 [141]* UQ/Un, V
Czas wyłączenia, s w sieci bez przewodu neutralnego
w sieci z przewodem neutralnym
120-240 230/400 400/690
0,8
5,0
0,4 0,2
0,8 0,4
580/1000
0,1
0,2
Un - znamionowe międzyprzewodowe napięcie prądu przemiennego.
Zakładając, że jedno zwarcie występuje do przewodu fazowego, a drugie do przewodu neutralnego, całkowita impedancja pętli zwarciowej nigdy nie będzie większa niż 2Zv'. ■L1 • L2 -L3 -N
T Rys. 12.42. Zwarcie podwójne w sieci IT z przewodem neutralnym, z odbiornikami uziemionymi zbiorowo Jz - prąd zwarcia fazowego (urządzenie połączone z przewodem fazowym i neutralnym powinno mieć izolację dostosowaną do napięcia międzyfazowego)
W sieciach IT mogą być stosowane następujące urządzenia kontrolne i och ronne: — urządzenia do stałej kontroli izolacji, — urządzenia ochronne przetężeniowe, — urządzenia ochronne różnicowoprądowe. W przypadku występowania w sieci IT części przewodzących jednocześnie dostępnych urządzeń stałych należy stosować połączenia wyrównawcze dodat kowe, łączące te części, oraz części przewodzące obce. Przewody połączeń wy równawczych powinny być połączone z przewodami ochronnymi wszystkich urządzeń, w tym również gniazd wtyczkowych (rys. 12.43). Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
115
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT
. rm _
-L1
i—mrv_ L nnrL.
-L2 -L3
FB r ’ 3
r PE
PE
i« .
FB
r*
3
PE
p PE PE
i« .
Rys. 12.43. Połączenia wyrównawcze FB w sieci IT a - części przewodzące jednocześnie dostępne
Rezystancja połączenia między częściami przewodzącymi jednocześnie do stępnymi i częściami przewodzącymi obcymi powinna spełniać warunek (12.18) In przy czym la - prąd zadziałania urządzenia ochronnego.
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT 12.5.1. Budowa urządzenia różnicowoprądowego Budowę i zasadę działania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego przed stawiono na rys. 12.44. W konstrukcji urządzenia różnicowoprądowego można wyróżnić trzy podstawowe elementy: a) b) c)
przekładnik sumujący (Ferrantiego); wyzwalacz przetwarzający wielkości elektryczne i mechaniczne, odryglowujący zestyki wyłącznika; zamek wyłącznika.
Przekładnik sumujący (Ferrantiego) obejmuje wszystkie przewody, przez które przepływają prądy wynikające z obciążenia elektrycznego powodowanego przez odbiorniki przyłączone za wyłącznikiem różnicowoprądowym. W warunkach normalnej pracy suma wartości chwilowych prądów przepły wających przewodami fazowymi i neutralnym jest równa zeru, czyli ¿li + 42 + 43 + 4 = 0
(12.19)
116
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Rys. 12.44. Zasada budowy wyłącznika różnicowoprądowego 1 - przekładnik Ferrantiego, 2 - część przewodząca dostępna, Z - zamek wyłącznika, R - wyzwałacz, cewka wyzwalacza, PK - przycisk kontrolny, R d - rezystor dodatkowy
Ponieważ każdy przewód fazowy oraz neutralny w wyłączniku ma jedna kową liczbę zwojów, to przy spełnieniu równania (12.19) nie występuje w rdze niu strumień magnetyczny resztkowy, który mógłby indukować napięcie w ob wodzie cewki wyzwalacza. Jeżeli w obwodzie chronionym wyłącznikiem wystąpi uszkodzenie izolacji (ochrony podstawowej w odbiorniku), to w prze wodzie ochronnym PE popłynie prąd różnicowy IA. Wówczas suma prądów w równaniu (12.19) jest różna od zera. W rdzeniu przekładnika pojawi się stru mień magnetyczny, który indukuje napięcie w obwodzie cewki wyzwalacza. Napięcie to będzie tym wyższe, im większa będzie wartość prądu IA. Przekro czenie zadanej dla danego wyłącznika różnicowoprądowego wartości prądu IA powoduje jego zadziałanie (otwarcie jego styków). Do sprawdzenia stanu tech nicznego wyłącznika służy przycisk kontrolny PK. Po naciśnięciu tego przyci sku następuje wymuszenie przepływu prądu różnicowego w obwodzie, który to obwód wyłącznik musi wyłączyć. Sprawność działania wyłącznika należy kon trolować w czasie jego eksploatacji. Należy zwrócić uwagę, że w tym przypadku tylko sprawdza się, czy sprawny jest wyłącznik. Nie sprawdza się natomiast, czy właściwie są przyłączone i chronione odbiorniki przyłączone do obwodu za badanym wyłącznikiem różnicowoprądowym.
12.5.2. Typy wyłączników różnicowoprądowych W zależności od sposobu budowy i przeznaczenia wyróżnia się różne typy wy łączników różnicowoprądowych (tabl. 12.5). Konstrukcja wyłączników różnicowoprądowych jest taka, że w czasie wyłą czania są otwierane zestyki biegunów fazowych i bieguna neutralnego N. Czasy wyłączenia wyłączników (tabl. 12.6) zależą od krotności prądu uszkodzeniowego (różnicowego) IA w stosunku do znamionowego prądu różnicowego IAn oraz typu wyłącznika.
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT
117
T ablica 12.5. Typy wyłączników różnicowoprądowych Typ
Oznaczenie
Zakres stosowania
Do stosowania przy prądach różnicowych przemiennych. Wyłączniki można stosować do zabezpieczenia instalacji i urządzeń elektrycznych, w których nie są zainstalowane urządzenia energoelektroniczne, mogące powodować znaczne odkształcenia parametrów sieci zasilającej.
AC
Do stosowania w obwodach, w których występuje prąd różnicowy przemienny i prąd stały pulsujący ze składową stałą do 6 mA oraz ze sterowaniem (lub bez) kąta fazowego. Zastosowanie w sieciach elektroenergetycznych, w których zainstalowane są źródła dużych zakłóceń (np. zasilacze energoelektroniczne).
A
Do stosowania w sieciach, w których prąd różnicowy ma przebieg sinusoidalnie przemienny, stały pulsujący z prądem stałym wygładzonym o wartości do 6 mA, stałym występującym w układach prostownikowych. Wyłączniki mają człon działający w sposób bezpośredni na prądy różnicowe oraz człon o działaniu pośrednim reagujący na składową stałą tego prądu (rys. 12.45). Wyłącznik bezzwłoczny odporny na prąd różnicowy 500 A o przebiegu 8/20 ps.
Wyłącznik krótkozwloczny o czasie przetrzymywania 10 ms. Odporny na udarowy prąd różnicowy 3 kA, 8/20 ps. Wyłącznik selektywny działający z opóźnieniem. Opóźnienie czasowe wyzwalania - element RC w obwodzie wtórnym przekładnika sumującego. Przeznaczony do współpracy przy połączeniu szeregowym z wyłącznikiem różnicowoprądowym bezzwłocznym. Wyłącznik przeznaczony do pracy poza pomieszczeniem, w temperaturze do minus 25°C.
100 A
-E E ł-
kV
i
10000
Realizacja dobezpieczenia za pom ocą wkładek bezpiecznikowych - aby zdolność zwarciowa układu bezpiecznik - wyłącznik była wystarczająca. Brak wartości prądu znamionowego wkładki bez piecznikowej oznacza, że dopuszczalny prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej wynosi 63A. W podanym przykładzie spodzie wany prąd zwarciowy nie może przekraczać 10 kA. Wyłącznik o podwyższonej odporności na udary prądowe o znormalizowanej fali 8/20 ps.
118
12. Ochrona przeciwporażeniowa
N L1 L2 L3
Rys. 12.45. Zasada budowy wyłącznika różnicowoprądowego na dowolny rodzaj prądu różnico wego (typ B) PSI - przekładnik sumujący, reagujący na prądy różnicowe przemienne i pulsujące; PS2 - przekładnik sumujący, reagujący na prądy wyprostowane; E - moduł elektroniczny (zasilacz i układ wykonawczy); W - wyzwalacz; Z - zamek mechaniczny; PK - przycisk kontrolny; R j - re zystor dodatkowy
T ablica 12.6. Czasy wyłączenia wyłączników różnicowoprądowych typu AC (wg [26]) Typ wyłącznika
A
An
A
A
Czas wyłączenia (s) dla / A równego An
2An
^An
Uwagi
Bezzwłoczny
dowolny
dowolny
0,3
0,15
0,04
czas maksymalny
Selektywny S
>25
> 0,03
0,5 0,13
0,2 0,06
0,16 0,05
czas maksymalny czas minimalny
Jn —prąd znamionowy w torach głównych. A - Pr¥ ł wyzwalający.
An - znamionowy prąd różnicowy.
Podane w tablicy 12.6 maksymalne czasy wyłączenia odnoszą się również do wyłączników typu A i B, z tym że podane wartości prądów uszkodzeniowych (A = An? A = 2/ah, A = 5/ao) niesinusoidalnych należy pomnożyć przez współ czynnik o wartości 1,4, w przypadku wyłączników o prądach An > 0,01 A, i współczynnik o wartości 2,0, w przypadku wyłączników o prądach /An < 0,01 A. Wyłączniki różnicowoprądowe reagują tylko na prąd uszkodzeniowy pły nący do uziemionego przewodu PE lub do ziemi przez izolację lub przez ciało człowieka. Wyłączniki takie nie reagują na prądy uszkodzeniowe (przeciążę-
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT
119
niowe lub zwarciowe), które płyną jedynie w przewodach fazowych. Wymaga się więc, aby w każdym obwodzie z wyłącznikiem różnicowoprądowym było zastosowane również urządzenie przetężeniowe, którym może być wyłącznik samoczynny lub bezpiecznik instalacyjny (rys. 12.46).
b)
a) L1 L2 L3 PEN
PE RCD
Rys. 12.46. Realizacja dobezpieczenia wyłącznika różnicowoprądowego za pom ocą urządzenia przetężeniowego: a) bezpiecznika, b) wyłącznika samoczynnego; sieć TN-C-S
Zespół urządzenie przetężeniowe-wyłącznik różnicowoprądowy powinien być dobrany tak, aby nie została przekroczona zdolność takiego układu do po prawnego wykonywania czynności łączeniowej i aby nie została przekroczona jego wytrzymałość zwarciowa. Podana na rys. 12.46 zasada dobezpieczenia nie jest wymagana w przypadku, gdy wyłącznik różnicowoprądowy ma wbudowany człon realizujący również zabezpieczenie przetężeniowe.
12.5.3. Param etry wyłączników różnicowoprądowych Wyłączniki różnicowoprądowe charakteryzowane są następującymi parametrami: — — — —
napięcie znamionowe Un, prąd znamionowy ciągły / n, prąd znamionowy różnicowy /An, częstotliwość znamionowa f
Napięcie znamionowe wyłączników jednofazowych dwubiegunowych wy nosi 230 V, natomiast wyłączników trójfazowych czterobiegunowych —400 V (230/400 V). Prądy znamionowe ciągle l n (w torach głównych wyłącznika) są takie jak dla wyłączników samoczynnych i wynoszą 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 100, 125 i 160 A. Wyłączniki różnicowoprądowe są budowane na różne wartości znamiono wych prądów wyzwalających IAn, takie jak:
120
12. Ochrona przeciwporażeniowa
— wysoko czułe (high-sensitive) o prądzie / An równym 6, 10, 30 mA; — średnio czułe (moderately-sensitive) o prądzie / An równym 100, 300, 500 mA; — nisko czułe {low-sensitive) o prądzie /An równym 1000, 3000 mA. Wyłączniki różnicowoprądowe mogą stanowić następującą ochronę: — przed dotykiem pośrednim - wszystkie wyłączniki o dowolnej czułości, — przed dotykiem bezpośrednim (jako ochrona uzupełniająca) - wyłączniki o prądzie / An <30 mA, — przed pożarem instalacji elektrycznej - wyłączniki o prądzie / An <500 mA. Bardziej szczegółowe dane dotyczące wyłączników różnicowoprądowych przed stawiono w p. 19.5.
12.5.4. Wyłącznik różnicowoprądowy w sieci TN-C Zgodnie z wymaganiami PN-IEC 60364-4-41 wyłączników różnicowoprądowych nie powinno się stosować w sieci TN-C, jeżeli mają one stanowić ochronę przed dotykiem pośrednim (ochronę dodatkową). Warunkiem realizacji takiej ochrony w sieci TN-C z wyłącznikiem różnicowoprądowym jest konieczność rozdziału przewodu PEN na PE i N. Rozdział ten może być „w pobliżu” odbiornika, na końcowym odcinku instalacji (rys. 12.47). Powstaje wówczas lokalna sieć TN-S poprzez dołączenie jej do sieci TN-C. Całość zaś two rzy sieć TN-C-S Tak zainstalowany wyłącznik podlega przyjętemu dla sieci TN warunkowi skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Końcowy odcinek instalacji
Rys. 12.47. Sieć TN-C, w której zainstalowano wyłącznik różnicowoprądowy jako środek ochro ny przeciwporażeniowej dodatkowej (konieczność rozdziału przewodu PEN na PE i N po woduje, że powstaje sieć TN-C-S)
Jeżeli rozdział przewodu PEN (PE i N) nie będzie dokonany i wyłącznik różnicowoprądowy zostanie zainstalowany w sieci TN-C, to nie uzyska się do datkowej ochrony przeciwporażeniowej za pomocą wyłącznika różnicowoprądowego (rys. 12.48b).
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT
121
Końcowy odcinek instalacji
Rys. 12.48. Brak ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej po zainstalowaniu wyłącznika różnicowoprądowego (b) oraz ochrona dodatkowa realizowana przy zastosowaniu bezpiecznika (a); ewidentny błąd w instalowaniu wyłącznika różnicowoprądowego - przewód ochronny jest przeprowadzony przez wyłącznik; sieć TN-C
Ochrona taka może być ewentualnie zrealizowana poprzez fakt zainstalo wania bezpieczników (urządzeń ochronnych przetężeniowych) przed wyłączni kiem różnicowoprądowym (rys. 12.48b), po sprawdzeniu warunku skuteczności ochrony przeciwporażeniowej, z wykorzystaniem wkładek bezpiecznikowych. W sytuacji przedstawionej na rysunku 12.48b nie następuje jednak całko wite pozbycie się ochrony za pomocą wyłącznika różnicowoprądowego. Jeżeli wyłącznik ten ma prąd znamionowy różnicowy nie większy niż 30 mA, to tak zainstalowany będzie spełniał zadania ochrony przeciwporażeniowej uzupełnia jącej. Wystąpią jednak dwie sytuacje niezgodne z wymaganiami normy PN-IEC 60364: brak ochrony dodatkowej (ochrony przed dotykiem pośrednim) oraz możliwość przerywania przewodu PE wyłącznikiem różnicowoprądowym. Zagadnienia ochrony uzupełniającej można przeanalizować na przykładzie sieci jednofazowej, np. instalacji w mieszkaniu, zasilanej z wewnętrznej linii zasilającej (rys. 12.49). Zainstalowanie wyłącznika różnicowoprądowego w sieci TN-C powoduje, że pojawia się ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca, lecz nie ma ochrony dodatkowej realizowanej za pomocą tego wyłącznika. Od biorniki za wyłącznikiem nie mają dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej (nie są wyposażone w przewód ochronny), ponieważ przewód ten jest przyłą czony do przewodu ochronno-neutralnego PEN za wyłącznikiem. W układzie tym (rys. 12.49) może również nastąpić błędne zadziałanie wy łącznika różnicowoprądowego w przypadku, gdy obudowa odbiornika 1 (część przewodząca dostępna) będzie miała połączenie z ziemią (R e), mimo że odbior nik będzie sprawny - nie została uszkodzona ochrona podstawowa. W takiej sytuacji, na skutek połączenia przewodu N i PE w gnieździe wtyczkowym, część prądu roboczego popłynie przewodem PE do uziomu RE. Pojawia się więc prąd różnicowy (jako część prądu obciążenia odbiornika) i może nastąpić zadziałanie wyłącznika. Błędne zadziałanie wyłącznika może nastąpić wówczas, gdy w ob-
122
12. Ochrona przeciwporażeniowa L1 L2 L3 PEN
Rys. 12.49. Wyłącznik różni co woprądowy obejmujący ochroną przeciwporażeniową uzupełniają cą odbiorniki zainstalowane w sieci TN-C; wyłącznik o znamionowym prądzie różnicowym / An < 30 mA; odbiornik 1 posadowiony na uziemionym podłożu (opis problemu w tekście)
wodzie za wyłącznikiem różnicowoprądowym włączony będzie kolejny odbior nik (niekoniecznie musi być uziemiona jego obudowa, nawet może to być od biornik wykonany w II klasie ochronności). Część prądu roboczego tego odbior nika (odbiornika 2 na rys. 12.49) popłynie przewodem ochronnym odbiornika 7, jeżeli będzie on włączony do gniazda wtyczkowego, a jego obudowa będzie uziemiona. W obu analizowanych przypadkach zadziałanie wyłącznika nastąpi wówczas, gdy wartość prądu spływającego przez uziom RE będzie równa lub przekroczy wartość prądu zadziałania tego wyłącznika.
12.5.5. Wyłącznik różnicowoprądowy w sieci TN-C jako środek uzupełniającej ochrony przeciwporażeniowej W sytuacji przedstawionej na rys. 12.50 nie zastosowano świadomie (łub nie) wyłącznika różnicowoprądowego jako elementu, za pomocą którego realizo wana jest ochrona dodatkowa, gdyż takiej ochrony takim wyłącznikiem w sieci TN-C nie można zrealizować. Jest natomiast ochrona uzupełniająca pod warun kiem, że wyłącznik ma prąd 7^ < 30 mA. Uszkodzenie w odbiorniku (uszkodzenie ochrony podstawowej) spowoduje przepływ prądu zwarciowego i jednoczesne zadziałanie wkładki bezpieczniko wej. Nie musi to jednak być zadziałanie w czasie wymaganym przez warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Na pewno nie zadziała wyłącznik różnicowoprądowy (nie ma prądu różnicowego). Dotknięcie przez człowieka obudowy odbiornika spowoduje przepływ prą du rażeniowego Ir przez jego organizm. W następstwie tego m ogą wystąpić dwie sytuacje: a)
b)
przepływ prądu rażeniowego o wartości równej lub większej niż 15 mA (/An = 30 mA) powoduje zadziałanie wyłącznika w ciągu kilkunastu milise kund, co jest równoznaczne z przerwaniem przepływu tego prądu; przepływ prądu rażeniowego o wartości mniejszej niż 15 mA i jednoczesne samouwolnienie się człowieka spod działania prądu.
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i !T
123
Rys. 12.50. Ochrona przeciwporażenio wa uzupełniająca po zainstalowa niu wyłącznika różnicowoprądowego w sieci TN-C; założenia: wyłącznik o prądzie JAn < 30 mA, odbiornik nie jest uziemiony w spo sób naturalny
Wynika z tego, że obecność ochrony uzupełniającej spowodowała, że nie nastąpiło zagrożenie śmiertelnego rażenia prądem elektrycznym. Musiał jednak nastąpić przepływ prądu elektrycznego przez organizm człowieka. Jeżeli wyłącznik różnicowoprądowy nie byłby zainstalowany, to utrzymy wanie się długotrwałe napięcia na obudowie odbiornika (jeżeli nie jest spełniony warunek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w układzie z bezpieczni kiem) i jednoczesne dotknięcie przez człowieka tej obudowy spowodowałoby przepływ prądu rażeniowego i nawet śmiertelne porażenie. Nie ma w tym przy padku ochrony uzupełniającej, która jest cenną zaletą wyłączników różnicowo prądowy ch.
12.5.6. Modernizacja instalacji TN-C Zainstalowanie wyłącznika różnicowoprądowego wymaga wydzielenia przewodu ochronnego PE. Jest to równoznaczne z ułożeniem dodatkowego przewodu. Istnieje wówczas możliwość wykonania na pewnym odcinku sieci TN-S, w której są roz dzielone przewody N i PE (rys. 12.5la). Rozwiązaniem, które nie wymaga przebu dowy instalacji, jest zastosowanie gniazd wtyczkowych z wbudowanym wyłączni kiem różnicowoprądowym (rys. 12.5 lb). Podane rozwiązania będą skuteczne pod warunkiem jednak, że jest zachowana ciągłość przewodu PEN. W starych instala cjach jego przerwanie (z różnych przyczyn) jest wielce prawdopodobne z uwagi na stosowany przekrój przewodu (mniejszy niż obecnie wymagany). W razie przerwania przewodu ochronno-neutralnego PEN może wystąpić zagrożenie porażenia prądem elektrycznym (rys. 12.52). Napięcie fazowe będzie podane na część przewodzącą dostępną (obudowę odbiornika) przez impedancję odbiornika i przewód ochronny PE. Jeżeli czło wiek dotknie obudowy odbiornika, który jest sprawny, to ulegnie porażeniu. W takiej sytuacji wyłącznik różnicowoprądowy nie zadziała, ponieważ nie wy-
124
12. Ochrona przeciwporażeniowa
a)
b) ........ RCD
L ■
..
i
PEN-
1 ,—
r»CM lL,
M
RCD
V
,
--- ------------
( F
)
---- PE
ffl
ffl
Rys. 12.51. M odernizacja ochrony przeciwporażeniowej odbiorników zasilanych z gniazd wtycz kowych: a) wykorzystanie wyłącznika różnicowoprądowego, b) zestaw wyłącznika różnicowoprądowego z gniazdem wtyczkowym (całość włączona w istniejące gniazdo wtyczkowe)
Rys. 12.52. Przerwanie ciągłości przewodu ochronno-neutralnego PEN i pojawienie się napięcia fazowego na obudowie odbiornika - zagrożenie
a)
b) L
PEN
C zęść odbiorcza --------
L
N
PE
— L
■L
■N
•N
-P E
PE
wiz Złącze Szyna uziem iająca L -
L-
PEN •
PEN-
Rys. 12.53. Modernizacja instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym, zasilanym z sieci TN-C: a) zachowany układ TN-C w wewnętrznej linii zasilającej; b) wewnętrzna linia zasilająca w układzie pięcioprzewodowym (L I, L2, L3, N, PE)
12.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT N T
125
stąpi prąd różnicowy - suma prądów w przewodach L i N jest równa zeru. Ewentualne stosowanie bezpieczników również nie usunie tego zagrożenia. Najwłaściwszym rozwiązaniem jest więc modernizacja całej instalacji w da nym obiekcie tak, aby uzyskać układ TN-C-S. Na odcinku wewnętrznej linii zasilającej (wiz) można zachować układ TN-C. Warunkiem jest jednak, aby przekrój przewodu PEN nie był mniejszy niż 10 mm2 Cu lub 16 mm2 Al. W części odbiorczej powinno nastąpić wydzielenie przewodów N i PE. Otrzy mujemy wówczas sieć typu TN-C-S (rys. 12.53a). Jeżeli przekrój przewodu PEN w wewnętrznej linii zasilającej jest mniejszy niż podany wyżej, trzeba w tej części instalacji rozdzielić przewód PEN na PE i N (rys. 12.53b). Należy wówczas ułożyć w wiz dodatkowy przewód (ochron ny). Obwody odbiorcze powinny być wykonane w układzie TN-S.
12.5.7. Wyłącznik różnicowoprądowy w sieciach TN-S i TN-C-S Wyłącznik różnicowoprądowy może być stosowany w sieci TN-S bez żadnych ograniczeń (rys. 12.54), gdyż sieć taka ma oddzielne przewody N i PE.
Rys. 12.54. Zastosowanie wyłącznika różnicowoprądowego w sieci TN-S 1 - część przewodząca dostępna
W sieci TN-C-S wyłączniki można stosować bez żadnych ograniczeń w tej części, w której jest rozdzielony przewód PEN na PE oraz N (rys. 12.55). W czę ści zaś instalacji, w której występuje przewód PEN, można stosować tylko urzą dzenia ochronne przetężeniowe (bezpieczniki i wyłączniki samoczynne). Zainstalowany w sieciach TN-S łub TN-C-S wyłącznik różnicowoprądowy stanowi element ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej (ochrony przed do tykiem pośrednim). Jeżeli w wymienionych sieciach nastąpi przerwa w przewodzie ochronnym (rys. 12.56), to wyłącznik różnicowoprądowy nie będzie spełniał wymagań ochrony dodatkowej. Będzie natomiast tylko ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca. Uszkodzenie izolacji w odbiorniku powoduje, że na obudowie tego odbior nika utrzymuje się długotrwale napięcie. Nie zostaje również wymuszony prąd zwarciowy. Dotknięcie zatem przez człowieka takiej obudowy powoduje prze pływ prądu rażeniowego przez jego organizm.
126
12. Ochrona przeciwporażeniowa 1
Rys. 12.55. Zastosowanie wyłącznika różnicowoprądowego w sieci TN-C-S 1 - złącze, 2 - część przewodząca dostępna
Rys. 12.56. Ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca w przypadku przerwy w przewodzie ochronnym PE (/An < 3 0 mA)
Jeżeli wartość tego prądu jest równa lub większa niż wartość prądu zadzia łania wyłącznika różnicowoprądowego, to nastąpi jego zadziałanie.
12.5.8. Wyłącznik różn ico wo p rąd owy w sieci TT Układ sieci T T z wyłącznikiem różn ico w op ra d o w y m przedstawiono na rys. 12.57. Wartość rezystancji uziemienia RA powinna być taka, aby był spełniony wa runek skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Należy wziąć również pod uwagę sezonowe zmiany rezystancji uziemienia. Jako uziomy można stosować taśmy, druty, pręty pogrążone w gruncie lub betonie (betonowy fundament bu dynku).
12.5. U rządzenia ochronne różnicowoprądowe w sieciach TN, TT i IT
127
Rys. 12.57. Wyłącznik różnico woprądowy zainstalowany w sieci TT
Przewód ochronny PE powinien być izolowany od przewodów fazowych znajdujących się przed wyłącznikiem. Oznacza to, że nie jest dopuszczalne umieszczenie przewodu ochronnego i przewodu fazowego w tej samej osłonie. W przypadku uszkodzenia izolacji między przewodem fazowym i ochronnym, na metalowej obudowie chronionego odbiornika, może pojawić się napięcie o war tości przekraczającej wartość napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale (rys. 12.58). Za wyłącznikiem różnicowoprądowym przewody ochronny i fazo we mogą być prowadzone we wspólnej osłonie (rys. 12.58b). W tym przypadku zwarcie przewodu fazowego z ochronnym spowoduje zadziałanie wyłącznika różnicowoprądo wego. a)
b)
Rys. 12.58. Możliwość uszkodzenia izolacji między przewodem fazowym i ochronnym w przy padku układania tych przewodów w tej samej osłonie: a) niezadziałanie wyłącznika różnicowoprądowego i pojawienie się na metalowej obudowie odbiornika napięcia U¥, b) zadzia łanie wyłącznika różnicowoprądowego - brak zagrożenia
Jeżeli przewód ochronny za wyłącznikiem znajduje się we wspólnej osłonie z przewodami fazowymi, to powinien on mieć przekrój poprzeczny taki sam jak przewody fazowe. Jeżeli przewód ochronny jest prowadzony oddzielnie od przewodów fazo wych, to powinien on mieć przekrój co najmniej: — 2,5 mm2, jeżeli jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi; — 4,0 mm2, jeżeli nie jest chroniony przed uszkodzeniami mechanicznymi.
128
12. Ochrona przeciwporażeniowa
12.5.9. Wyłącznik różnicowo prądowy w sieci IT W sieci IT wyłączniki różnicowoprądowe można dobrać tak, aby wyłączały zabezpieczone obwody przy pojedynczym zwarciu doziemnym lub tylko przy zwarciu doziemnym podwójnym. Spełnienie warunku wyłączania przy pojedynczym zwarciu doziemnym (rys. 12.59) wymaga, aby wyłącznik różnicowoprądowy był wysokoczuły (/An < 3 0 mA). Znamionowy prąd różnicowy / An powinien być mniejszy niż prąd pojedynczego zwarcia doziemnego Ą. • L1 ■
12
■L3
[łon i RCD
T A
T II 1'
Rys. 12.59. Sieć IT z wyłącznikiem różni cowoprądowym, który wyłącza chroniony obwód przy pojedynczym zwarciu doziemnym; obwód prądu 7k zamyka się w obwodzie przewodów fa zowych nieuszkodzonych R, C - rezystancja i pojemność sieci względem ziemi, / - odbiornik
. nr>r\----------1 rvv>_______
-L1
-L2
T r>rv~\ \
a)
-L3
00 -
-
R'J Ć\ L,! "f
b)
III
V
RCD
1
V
O) “X ' T T ::
H i--
Zh Rys. 12.60. Obwody prądu zwarcia doziemnego I k w sieci IT: a), b) obwody zamykające się do przewodów fazowych nieuszkodzonych przed wyłącznikiem; c) obwód zamykający się do przewodów fazowych nieuszkodzonych za wyłącznikiem 1 - odbiornik
12.6. Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia U klasy ochronności lub o izolacji.,
129
Rys. 12.61. Wyłączniki różnicowoprądowe w sieci 1T, działające podczas podwójnego zwarcia doziemnego Ik » JAn
Należy zwrócić uwagę, że obwód prądu 4 powinien zamykać się przed wy łącznikiem (prąd 4 nie powinien płynąć przez wyłącznik różnicowoprądowy, rys. 12.59). Jeżeli usytuowanie wyłącznika różnicowoprądowego jest takie, że istnieje możliwość wyodrębnienia innego obwodu (rys. 12.60), to należy ten fakt uwzględnić przy doborze wyłącznika. Prąd w obwodzie na rys. 12.60c nie bę dzie miał wpływu na prąd różnicowy, powodujący zadziałanie wyłącznika. Zadziałanie wyłącznika różnicowoprądowego mogą zapewnić tylko prądy płynące przez rezystancje i pojemności w zamkniętych obwodach pokazanych na rys. 12.60a, b. Jeżeli wyłącznik różnicowoprądowy ma wyłączać uszkodzone obwody tyl ko podczas podwójnego zwarcia doziemnego (rys. 12.61), to muszą być speł nione dwa warunki: — ochroną za pomocą wyłącznika różnicowoprądowego powinno być objęte jedno urządzenie, — zainstalowany wyłącznik powinien być nisko czuły (/An ^ 1 0 0 mA). Wartość prądu 4 w tym obwodzie jest zawsze dużo większa niż prąd / An za instalowanych wyłączników różnicowoprądowych. Rezystancja uziemienia każ dego odbiornika (Rai, Ra 2 ) powinna być dobrana z uwzględnieniem prądu / An odpowiedniego wyłącznika.
12.6. Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej Jest to środek ochrony bez samoczynnego wyłączenia zasilania, nie wymagający zastosowania przewodu ochronnego PE. Środek ten ma na celu zapobiec poja wieniu się napięcia o wartości większej od wartości napięcia dotykowego, do-
130
12. Ochrona przeciwporażeniowa
puszczałnego długotrwale na częściach przewodzących dostępnych w przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej. Należy zwrócić uwagę, że w przypadku środ ków ochrony wymagających przewodu ochronnego (samoczynne wyłączenie zasila nia) ich działanie następuje w przypadku pojawienia się na częściach przewodzą cych dostępnych napięcia o wartości większej od wartości napięcia dotykowego, dopuszczalnego długotrwale. Ochrona przez zastosowanie urządzenia drugiej klasy ochronności lub o izo lacji równoważnej jest stosowana szczególnie w urządzeniach elektrycznych eksploatowanych w warunkach domowych, a więc w warunkach, w których urządzenia elektryczne są obsługiwane przez osoby niepoinstruowane i nieprzeszkolone. Ogólnie środek ten można stosować we wszystkich pomieszczeniach i warunkach, o ile szczegółowe wymagania nie ograniczają jego stosowania. Takim ograniczeniem może być na przykład bardzo duża wilgotność otaczające go środowiska. W wielu przypadkach środek ten nie może być zastosowany, na przykład gdy praca urządzenia jest związana z wysoką temperaturą lub jego części kon strukcyjne są rozległe. Ochronę za pomocą tego środka należy zapewnić przez zastosowanie: a) b) c) d)
urządzeń mających izolację podwójną lub wzmocnioną (urządzenia II klasy ochronności); w pełni izolowanych zespołów urządzeń elektrycznych wykonanych fa brycznie; urządzeń mających izolację podstawową z wykonaną w czasie montażu instalacji elektrycznej izolacją dodatkową; urządzeń o izolacji wzmocnionej wykonanej w czasie montażu instalacji i pokrywającej części czynne (tylko w tych miejscach, w których warunki konstrukcyjne uniemożliwiają zastosowanie izolacji podwójnej).
Urządzenia wymienione w punktach a) i b) powinny być oznaczone symbo lem 0 , natomiast urządzenia wymienione w punktach c) i d) powinny mieć symbol ,®., umieszczony w widocznym miejscu na zewnątrz i wewnątrz obu dowy. Na rysunku 12.62 przedstawiono zasadę różnych konstrukcji urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej. Przez obudowę izolacyjną nie powinny przechodzić części przewodzące umożliwiające przenoszenie potencjału (rys. 12.63). Obudowa izolacyjna nie powinna również zawierać śrub z materiału izolacyjnego, których zastąpienie śrubami metalowymi może pogorszyć izolację zapewnioną przez obudowę. Jeżeli pokrywa lub drzwi obudowy izolacyjnej mogą być otwierane bez uży cia narzędzi lub klucza, to wszystkie części przewodzące dostępne, po otwarciu pokrywy lub drzwi, powinny być usytuowane za izolacyjną przegrodą (rys. 12.64). Przegroda ta zapobiega przypadkowemu dotknięciu tych części przewodzących i powinna mieć stopień ochrony co najmniej IP2X. Usunięcie tej przegrody po winno być możliwe tylko za pomocą narzędzi.
12.6. Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji...
a)
b)
c)
d)
e)
131
f)
Rys. 12.62. Podstawowe konstrukcje urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej: a) obudowa izolacyjna; b), c), d) izolacja podwójna; e), i) izolacja wzmocniona 1 - izolacja podstawowa, 2 - osłona metalowa, 3 - izolacja dodatkowa, 4 - izolacja wzmocniona
a)
Rys. 12.63. Łączenie elementów obudowy: a) niepoprawne, b) poprawne
Rys. 12.64. W ymagania dotyczące obudowy izolacyjnej z otwieranymi pokrywą lub drzwiami bez użycia narzędzi lub klucza 1 - części przewodzące dostępne, 2 - przegroda izolacyjna co najmniej IP2X, 3 - pokrywa lub drzwi
Części przewodzące, które znajdują się w obudowie izolacyjnej, nie powinny być połączone z przewodem ochronnym. Ochrona przez zastosowanie urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej jest środkiem ochrony dodatkowej (ochrony przed dotykiem pośrednim) bez przewodu ochronnego (rys. 12.65).
132
12. Ochrona przeciwporażeniowa L1 L2 L3
N PE
U rządzenie II klasy ochronności
Rys. 12.65. Urządzenie II klasy ochronności (przewód PE nie jest przyłączony do tego urządzenia)
Jeżeli urządzenie II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej ma części przewodzące połączone z przewodem ochronnym (w sieci TN, TT, IT), to jest ono uważane za urządzenie I klasy ochronności.
12.7. Ochrona polegająca na zastosowaniu izolowania stanowiska Izolowanie stanowiska jest stosowane w odniesieniu do urządzeń zainstalowa nych na stałe. Stanowisko (podłoga i ściany) powinno być wówczas odizolowa ne od ziemi. Części przewodzące powinny być tak rozmieszczone, aby w nor malnych warunkach człowiek nie mógł dotknąć jednocześnie dwóch części przewodzących dostępnych lub części przewodzącej dostępnej i części przewo dzącej obcej (rys. 12.66). Aby te warunki były spełnione, to odległość między dwoma częściami przewodzącymi dostępnymi lub częścią przewodzącą dostępną i częścią prze wodzącą obcą nie powinna być mniejsza niż 2 m. Odległość ta może wynosić 1,25 m, jeżeli części przewodzące znajdują się poza strefą zasięgu ręki. Między częściami przewodzącymi obcymi i dostępnymi można umieszczać bariery (w miarę możliwości z materiału izolacyjnego) zwiększające odległość na drodze jednoczesnego dotyku tych części. Bariera taka nie może być połączona z ziemią lub częścią przewodzącą. Części przewodzące obce można pokryć mate riałem izolującym. Izolacja taka powinna mieć dostateczną wytrzymałość mecha niczną i wytrzymywać próbę napięciem o wartości co najmniej 2 kV. Prąd upły wowy w normalnych warunkach nie powinien przekraczać 1 niA. Należy zastosować w danych warunkach takie z wymienionych rozwiązań, aby można było uważać stanowisko za izolowane. Istotna jest również wartość rezystancji podłóg i ścian. Rezystancja ta powinna mieć następujące wartości: — 50 kQ, jeżeli napięcie znamionowe instalacji nie przekracza 500 V lub — 100 kQ, jeżeli napięcie znamionowe instalacji przekracza 500 V.
12.8. Ochrona za pom ocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych
1 33
a)
Rys. 12.66. Zasada ochrony przeciwporażeniowej za pom ocą izolowania stanowiska: a) rozwiąza nie niewłaściwe - zbyt mała odległość między częściami przewodzącymi dostępnymi łub częściami przewodzącymi dostępnymi i obcymi, b) rozwiązanie poprawne / - ściana izolacyjna, 2 - podłoga izolacyjna, 3 - bariera
Izolacja ścian i podłóg nie powinna podlegać działaniu wilgoci. Na stanowi skach izolowanych nie mogą być stosowane urządzenia I klasy ochronności. Oznacza to zakaz umieszczania na tych stanowiskach przewodu ochronnego.
12.8. Ochrona za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych Stosowanie nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych ma na celu zapobieżenie pojawieniu się niebezpiecznych napięć dotykowych. Przewody połączeń wyrównawczych powinny łączyć między sobą wszyst kie części przewodzące jednocześnie dostępne i części przewodzące obce (rys. 12.67). Przewody połączeń wyrównawczych miejscowych nie powinny być połączone z ziemią przez części przewodzące dostępne lub części przewo dzące obce. W przestrzeń, w której zastosowano nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe, nie wolno wprowadzać przewodu ochronnego. Oznacza to, że w tym układzie ochrony nie mogą być stosowane urządzenia I klasy ochronności.
134
12. Ochrona przeciwporażeniowa
Rys. 12.67. Zasada ochrony za pom ocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych; podłoga i ściany izolacyjne FB - przewód połączenia wyrównawczego miejscowego
Jeżeli w przestrzeni, w której zastosowano nieuziemione połączenia wy równawcze, występuje przewodząca podłoga izolowana od ziemi i połączona z nieuziemionym przewodem tego połączenia wyrównawczego, to należy zacho wać środki ostrożności zapobiegające narażeniu na niebezpieczną różnicę poten cjałów osób wchodzących (lub wychodzących) do przestrzeni z połączeniami wyrównawczymi miejscowymi (rys. 12.68). Środki ostrożności podczas wcho dzenia (i wychodzenia) do takiej przestrzeni należy zachować również w przy padku braku podłogi przewodzącej. Może wystąpić zagrożenie tylko od przewo dów połączeń wyrównawczych na skutek wystąpienia różnicy potencjałów między ziemią a przewodami połączeń wyrównawczych.
Zagrożenie Rys. 12.68. Możliwość wystąpienia niebezpiecznej różnicy potencjałów w przypadku wchodzenia do przestrzeni objętej nieuziemionymi połączeniami wyrównawczymi miejscowymi l r - prąd rażeniowy, 1 - ściana izolacyjna, 2 - podłoga izolacyjna, 3 - podłoga przewodząca izolowana od ziemi, 4 - podłoga nieizolowana
Aby nie dopuścić do wystąpienia zagrożenia, należy zastosować rozwiąza nie uniemożliwiające dotknięcie przez człowieka przewodu połączenia wyrów nawczego lub przewodzącej podłogi izolowanej od ziemi, jeżeli znajduje się on na stanowisku nieizolowanym.
12.9. Ochrona za pom ocą separacji elektrycznej
135
12.9. Ochrona za pomocą separacji elektrycznej Ochrona przed dotykiem pośrednim za pomocą separacji (oddzielenie) polega na odizolowaniu obwodu elektrycznego odbiornika od obwodu sieci zasilającej. Obwód zalicza się do separowanego wówczas, gdy jest zasilany z transformatora separacyjnego tub źródła zapewniającego poziom bezpieczeństwa równoważny transformatorowi separacyjnemu (np. przetwornica separacyjna z uzwojeniami zapewniającymi równoważną separację). Podstawowym warunkiem bezpiecznej eksploatacji urządzeń jest dobry stan izolacji obwodu odbiornika i obwodu transformatora lub przetwornicy separa cyjnej. Napięcie obwodu separowanego nie powinno przekraczać 500 V. Części czynne obwodu separowanego nie mogą być połączone z innym obwodem lub ziemią. Zaleca się stosowanie oddzielnego oprzewodowania obwodów separowa nych. W obwodzie separowanym iloczyn napięcia znamionowego (w woltach) i łącznej długości przewodów oprzewodowania (w metrach) nie powinien prze kraczać liczby 100 000. Jednak łączna długość oprzewodowania nie powinna przekraczać 500 m. Wynikają z tego następujące maksymalne długości oprze wodowania: — — —
dla Un = dla Un = dla Un =
230 V długość ta wynosi 435m, 400 V - 250 m, 500 V - 200 m.
Jeżeli zasilane jest jedno urządzenie (rys. 12.69), to części przewodzące do stępne obwodu separowanego nie powinny być przyłączone zarówno do prze wodu ochronnego, jak i do części przewodzących dostępnych innych obwodów.
Rys. 12.69. Ochrona przeciwporażeniowa za pomocą separacji elektrycznej 1 —transformator seperacyjny, 2 —gniazdo wtyczkowe i wtyczka
W czasie eksploatacji odbiornika zasilanego z obwodu separowanego może zaistnieć sytuacja, w której część przewodząca dostępna tego odbiornika zetknie się przypadkowo lub rozmyślnie z częściami przewodzącymi dostępnymi innych obwodów (linie kreskowe na rys. 12,69 oraz stalowa konstrukcja stołu na rys. 12.70).
136
12. O chrona przeciwporażeniowa
Rys. 12.70. Przypadkowe połączenie części przewodzących dostępnych należących do różnych obwodów 1 - transform ator separacyjny, 2 - części przewodzące dostępne, 3 - wiertarka, 4 - stalowa konstrukcja stołu
W takich przypadkach ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym nie zależy już od ochrony zrealizowanej przez separację elektryczną, lecz również od środków ochrony zastosowanych do części przewodzących dostępnych tych innych obwodów. Jeżeli źródło zasilania obwodu separowanego zasila więcej niż jedno urzą dzenie, to części przewodzące dostępne obwodu separowanego powinny być połączone między sobą za pomocą izolowanych nieuziemionych przewodów wyrównawczych (rys. 12.71). W takim przypadku wszystkie gniazda wtyczkowe powinny mieć styki ochronne przyłączone do systemu połączeń wyrównawczych. W przypadku wystąpienia podwójnego zwarcia dwóch części czynnych róż nej biegunowości z częściami przewodzącymi dostępnymi urządzenie ochronne powinno wyłączyć zasilanie w czasie wymaganym dla sieci TN. ■L1
L2
Rys. 12.71. Obwód separowany z większą niż jeden liczbą odbiorników FB - przew ód wyrównawczy (izolowany, nieuziemiony)
137
12.10. W ybór środków ochrony przed dotykiem pośrednim
Rys. 12.72. Ochrona przeciwporażeniowa przez separowanie odbiorników przy użytkowaniu odbiornika I klasy ochronności na metalowym stanowisku
Jeżeli odbiornik o części przewodzącej dostępnej (metalowej obudowie), zasilany z obwodu separowanego, jest użytkowany na stanowisku przewodzą cym stykającym się z częściami przewodzącymi obcymi, to stanowiska te i czę ści przewodzące obce łączy się z zaciskiem ochronnym odbiornika (rys. 12.72). Środek ochrony za pomocą separacji elektrycznej znajduje zastosowanie przy zasilaniu narzędzi ręcznych i innych urządzeń w trudnych warunkach śro dowiskowych, np. w ograniczonych przestrzeniach przewodzących lub w śro dowisku o dużej wilgotności (przestrzenie bardzo niebezpieczne).
12.10. Wybór środków ochrony przed dotykiem pośrednim Ochronę za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania można stosować w sie ciach TN, TT oraz IT. W warunkach szczególnego zagrożenia, przedstawionych w niektórych arkuszach grupy 700 normy PN-IEC 60364 (np. dział 704 lub 705), są postanowienia, które ograniczają napięcie dotykowe dopuszczalne do wartości 25 V prądu przemiennego lub do wartości 60 V prądu stałego nietętniącego. Jeżeli ograniczenia te dotyczą całej instalacji, to powinny być spełnione na stępujące wymagania: — w sieciach TN i IT należy przyjąć czas wyłączenia podany w tabl. 12.7, — w sieci TT powinien być spełniony warunek R da ^ 25 V
( 12.20)
— w sieci IT powinien być spełniony warunek RAId < 25 V
( 12.21)
gdzie: R A - rezystancja uziemienia uziomu i przewodu ochronnego części prze wodzących dostępnych, Ia - prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządze nia ochronnego w wymaganym czasie, / d — prąd pojedynczego zwarcia przy pomijalnej impedancji między przewodem fazowym i częścią przewodzącą do stępną. Jeżeli podane ograniczenia, dotyczące wartości napięć dotykowych dopusz czalnych, odnoszą się do części instalacji, to mogą być w tej części stosowane ogólne wymagania dotyczące ochrony przez samoczynne wyłączenie zasilania, jeżeli zastosowano jeden z następujących środków:
138
12. Ochrona przeciwporażeniowa
— połączenia wyrównawcze dodatkowe obejmujące wszystkie części prze wodzące jednocześnie dostępne urządzeń stałych i części przewodzące obce i połączone z przewodami ochronnymi; rezystancja R połączenia między częściami przewodzącymi jednocześnie dostępnymi i częściami przewodzą cymi obcymi powinna spełniać warunek
( 12.22 )
R < — I a
gdzie: Ia - prąd zadziałania urządzenia ochronnego (dla urządzeń ochron nych różnicowoprądowych Ia = / An, dla urządzeń ochronnych przetężeniowych Iajest prądem zadziałania w czasie nie dłuższym niż 5 s), — urządzenia ochronne różnicowoprądowe o znamionowym prądzie różnico wym nie większym niż 30 mA. T ablica 12.7. M aksym alne czasy wyłączenia w sieciach TN i IT w przypadku ograniczenia napię cia dotykowego dopuszczalnego do wartości 25 V prądu przemiennego lub 60 V prądu stałe go nietętniącego; zaczerpnięto zPN -IE C 60364-4-481:1994 [151]* Sieć IT
Sieć TN U0 V
czas wyłączenia
120 230
0,35 0,2
277
0,2
400, 480
0,05 0,022)
580
s
U0/U n V
czas wyłą_czenia, s sieć bez przewodu neutralnego
sieć z przewodem neutralnym
120^2401}
0,4
230/400 277/480
0,2 0,2
1,0 0,5 0,5
400/690
0,06
0,2
580/1000
0,022)
0,08
U0 - napięcie między przewodem fazowym i przewodem neutralnym. Un - napięcie znam ionowe sieci. 0 N apięcia 1 2 0 /2 10-s-140/240. 2) Jeżeli nie m ożna zapew nić takiego czasu wyłączenia, to konieczne je st zastosowanie innych środków ochrony (np. połączenia w yrów naw cze dodatkowe).
Ochronę polegającą na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej można stosować we wszystkich przypadkach. Ewentual ne ograniczenia mogą wprowadzać arkusze grupy 700 (warunki szczególnego zagrożenia) normy PN-IEC 60364. Urządzenie II klasy ochronności powinno być dobrane odpowiednio, w zależności od wpływów zewnętrznych. Ochronę polegającą na zastosowaniu izolowania stanowiska stosuje się zgodnie z posta nowieniami podanymi w p. 12.7. * Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
12.10. W ybór środków ochrony przed dotykiem pośrednim
139
Ochronę za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych można stosować wówczas, gdy brak jest styczności ludzi z potencjałem ziemi, czyli osoby powinny przebywać na stanowiskach nieprzewodzących (wpływy ze wnętrzne BC1). Ochronę za pomocą separacji elektrycznej można stosować we wszystkich przypadkach. Jednak konieczność spełnienia wymagania, że jeden transformator separacyjny może zasilać tylko jedno urządzenie ruchome powinna być wów czas, gdy osoby obsługujące to urządzenie ruchome mają ciągłą styczność z potencjałem ziemi - są w stałej styczności z otoczeniem metalicznym i mają ograniczoną możliwość przerwania tej styczności (metalowe kotły, zbiorniki). Wymienione cechy opisują warunki zewnętrzne BC4. Obwody SELV i PELV, jeżeli są wykonane zgodnie z wymaganiami, uznaje się jako środek ochrony przed dotykiem pośrednim we wszystkich przypadkach, jednak wymagania zawarte w arkuszach grupy 700 normy PN-IEC 60364 mogą ograniczać wartość bardzo niskiego napięcia do wartości 25 V lub 12 V. Dla niektórych instalacji lub ich części, np. usytuowanych w miejscach, w których osoby mogą być zanurzone w wodzie, odpowiednie arkusze grupy 700 normy PN-IEC 60364 zawierają wymagania szczególnych środków ochrony.
13 OCHRONA PRZED SKUTKAMI ODDZIAŁYWANIA CIEPLNEGO URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Urządzenia elektryczne powinny być tak zaprojektowane, aby osoby oraz urzą dzenia stałe i materiały trwale zamocowane, znajdujące się w pobliżu tych urzą dzeń, były chronione przed szkodliwymi skutkami nagrzewania lub promieniowa nia cieplnego wywołanego przez te urządzenia elektryczne. Takimi szkodliwymi skutkami mogą być oparzenia, spalenie łub zniszczenie materiału oraz zakłócenia w poprawnym działaniu innych urządzeń elektrycznych. Aby urządzenie elektryczne nie powodowało oparzeń, jego dostępne części nie powinny przekraczać odpowiednich wartości dopuszczalnych temperatur (tabl. 13.1). Tablica 13.1. Dopuszczalne temperatury pracy części dostępnych urządzenia elektrycznego ochrona przed oparzeniem; zaczerpnięto z PN-iEC 60364-4-42: 1999 [142] Najwyższa dopuszczalna tem peratura, °C
Części dostępne
Materiał powierzchni dostępnej
Elementy manewrowe ręczne
metalowe
55
niemetalowe
65
Elementy przeznaczone do dotykania, ale nie do trzymania w ręku
metalowe niemetalowe
70
Elementy, których dotykanie nie jest konieczne podczas normalnej pracy
metalowe niemetalowe
80 90
80
Jeżeli w instalacji występują elementy, których temperatura przekracza na wet krótkotrwale wartości podane w tabl. 13.1, to należy je osłonić w sposób uniemożliwiający ich dotknięcie. Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
13. Ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego urządzeń elektrycznych
141
Urządzenie do wymuszonego ogrzewania powietrzem powinno być tak wy konane, aby jego elementy grzejne nie mogły być włączone przed ustaleniem się odpowiedniego przepływu powietrza. Elementy te powinny być wyłączone po ustaniu przepływu powietrza. Urządzenie do ogrzewania wymuszonego po winno być wyposażone w dwa niezależne od siebie regulatory temperatury, za pobiegające wzrostowi temperatury w kanałach powietrznych ponad wartość dopuszczalną. Uzależnienie pracy urządzenia grzejnego od odpowiedniego przepływu po wietrza nie dotyczy grzejników akumulacyjnych. Korpusy i obudowy grzejni ków powinny być wykonane z materiałów niepalnych. Urządzenia do wytwarzania gorącej wody lub pary powinny być tak wyko nane i zainstalowane, aby niemożliwe było ich przegrzanie we wszystkich wa runkach pracy. Urządzenie elektryczne nie powinno stwarzać zagrożenia pożarowego. Stałe urządzenia elektryczne, mogące stwarzać zagrożenie pożarowe, po winny być montowane na elementach z materiałów odpornych na temperaturę, jaką osiągają takie urządzenia elektryczne, lub powinny być one odgrodzone od elementów obiektu budowlanego materiałami odpornymi na taką temperaturę. Urządzenia elektryczne powinny być tak montowane, aby było możliwe rozpraszanie się ciepła w bezpiecznej odległości od wszystkich materiałów, które mogłyby być narażone na szkodliwe jego działanie. Materiały, na których montuje się urządzenie elektryczne, mogące stwarzać zagrożenie pożarowe lub materiały odgradzające takie urządzenia powinny cha rakteryzować się małą przewodnością cieplną. Jeżeli urządzenie elektryczne przyłączone na stałe może w czasie normalnej pracy powodować powstanie łuku elektrycznego lub iskrzenie, to powinno ono być całkowicie osłonięte materiałem odpornym na działanie łuku elektrycznego. Powinno się również stosować odgrodzenie takiego urządzenia materiałem od pornym na działanie łuku elektrycznego, jeżeli łuk elektryczny może spowodo wać uszkodzenie cieplne. Wymaga się aby zgaśniecie łuku elektrycznego nastę powało w takiej odległości od elementów obiektu budowlanego, aby łuk ten nie powodował uszkodzeń cieplnych. Materiał odporny na działanie łuku elektrycznego powinien charakteryzo wać się małą przewodnością cieplną właściwą, być niepalny oraz mieć odpo wiednią wytrzymałość mechaniczną. Jeżeli urządzenie elektryczne zainstalowane na stałe wytwarza skupione promieniowanie cieplne, to powinno ono znajdować się w dostatecznej odległo ści od wszelkich przedmiotów lub elementów obiektu budowlanego, aby nie były one narażone na osiągnięcie temperatury o niebezpiecznej wartości. Jeżeli urządzenie elektryczne zawiera znaczące ilości palnej cieczy (co naj mniej 25 l), to należy przewidzieć odpowiednie środki zapobiegające rozprze strzenianiu się płonącej cieczy i produktów jej spalania.
14 ZABEZPIECZENIE PRZEWODÓW PRZED SKUTKAMI PRĄDU PRZETĘŻENIOWEGO
14.1. Wyjaśnienia ogólne Prąd przetężeniowy charakteryzuje się wartością przekraczającą obciążalność dopuszczalną długotrwałą przewodu (urządzenia). Prądami przetężeniowymi są: — prądy przeciążeniowe, — prądy zwarciowe. Przy niewłaściwym doborze zabezpieczeń prądy przetężeniowe mogą po wodować przekroczenie dopuszczalnej temperatury przewodu, co może prowa dzić do wielu niepożądanych zjawisk: pożaru, wybuchu, zniszczenia izolacji, przewodów, połączeń zestykowych. Prądy zwarciowe są wynikiem uszkodzeń, polegających na połączeniu me talicznym lub poprzez rezystancję łuku elektrycznego, elementów obwodu ma jących różne potencjały. Wartości prądów zwarciowych mogą przekraczać dziesiątki, a nawet setki razy wartości prądów występujących w normalnych warunkach obciążeniowych. Przewody robocze powinny więc być odpowiednio zabezpieczone przed skutkami przetężen za pomocą urządzeń, powodujących samoczynne wyłączenie zasilania w razie wystąpienia w nich prądu przeciążeniowego lub prądu zwar ciowego. Każde zabezpieczenie przetężen io we samoczynnie wyłączające zasila nie jest opisane m.in. charakterystyką czasowo-prądową (rys. 14.1). Urządzeniami zabezpieczającymi jednocześnie przed prądem przeciążenio wym i prądem zwarciowym są: — bezpieczniki z wkładką topikową ogólnego przeznaczenia o pełnozakresowej zdolności wyłączania (charakterystyka bezpieczników typu gG), — wyłączniki wyposażone w wyzwałacze przeciążeniowe, — wyłączniki współpracujące z bezpiecznikami.
14.2. Zabezpieczenie przed skutkami prądu przeciążeniowego
143
Rys. 14.1. Stylizowane charakterystyki czasowo-prądowe zabezpieczeń przetężeniowych: 1 —wyłącznika instalacyjnego, 2 - bezpiecznika (w analizie pracy tych zabezpieczeń należy uwzględnić pasmowy przebieg tych charakterystyk)
Urządzenia te mają za zadanie przerwanie prądu przetężeniowego o warto ści spodziewanego prądu zwarciowego w miejscu ich zainstalowania. Urządzeniami zabezpieczającymi tylko przed prądem przeciążeniowym są urządzenia z wyzwąlaczami przeciążeniowymi, mające zdolność przerywania przepływu prądu o wartości mniejszej niż spodziewana wartość prądu zwarcio wego w miejscu ich zainstalowania. Urządzenia zabezpieczające tylko przed prądem zwarciowym stosuje się wówczas, gdy zabezpieczenie przed prądem przeciążeniowym jest realizowane przez inne urządzenia lub nie jest ono konieczne (nie jest prawdopodobne wy stąpienie przeciążenia w zabezpieczonym obwodzie). Urządzenie zabezpiecza jące przed prądem zwarciowym powinno mieć zdolność do przerywania prze pływu prądu zwarciowego o wartości nie niniejszej niż wartość spodziewanego prądu zwarciowego w miejscu zainstalowania takiego urządzenia. Takimi urzą dzeniami są: — wyłączniki z wyzwalaczami zwarciowymi, — bezpieczniki.
14.2. Zabezpieczenie przed skutkami prądu przeciążeniowego Urządzenie zabezpieczające przed skutkami prądu przeciążeniowego należy zainstalować w miejscu, w którym występuje zmiana przekroju, rodzaju, sposo bu ułożenia przewodów lub budowy instalacji, jeżeli zmiany te są powodem zmniejszenia obciążalności prądowej długotrwałej tych przewodów (rys. 14.2).
144
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
Si PT
Zabezpieczenie przeciążeniowe gdy:
1. Zm iana przekroju 2. Zm iana rodzajów przewodów (lub/i)
3. Zm iana sposobu prowadzenia instalacji 4. Zm iana budowy instalacji
Rys. 14.2. Zmiany wprowadzone w instalacji, wymagające zainstalowania zabezpieczenia prze ciążeniowego (jeżeli zmiany te powodują zmniejszenie obciążalności prądowej długotrwałej przewodów)
Zabezpieczenie przeciążeniowe może być zainstalowane przed miejscem zmiany przekroju, rodzaju przewodów, sposobu ułożenia przewodów lub bu dowy instalacji, jeżeli na odcinku przewodów między miejscem zmiany a zabez pieczeniem przeciążeniowym nie występują odgałęzienia instalacji lub gniazda wtykowe oraz przewody są zabezpieczone przed prądami zwarciowymi lub dłu gość odcinka przewodów nie przekracza 3 m i jest on wykonany w ten sposób, że niebezpieczeństwo zwarcia jest ograniczone do minimum, a przewody te nie znajdują się w pobliżu materiałów palnych. Zabezpieczenie przeciążeniowe należy tak dobrać, aby przerwanie prądu uważanego za przeciążeniowy - następowało, zanim pojawi się niebezpieczeń stwo uszkodzenia izolacji, połączeń, zacisków oraz elementów otoczenia na skutek wzrostu temperatury ponad wartość dopuszczalną (ochrona przed skut kami przepływu prądów przeciążeniowych). Wymaganie to będzie spełnione, gdy zachowane będą następujące warunki (rys. 14.3): h< h< h
(14.1)
72 < 1 ,4 5 / z
(14.2)
w których: IB — prąd obliczeniowy w obwodzie elektrycznym {current fo r which the circuit is designed); 7n - prąd znamionowy urządzenia zabezpieczającego {nominal current o f the protective device) - w urządzeniu zabezpieczającym z możliwością regulowania wartości prądu, prąd In jest prądem nastawionym (for adjustable protective device, the nominal current In is the current setting selectedf Iz - obciążalność prądowa długotrwała przewodu {continuous currentcarrying capacity o f the cable)\ f — prąd zapewniający zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w wymaganym czasie {current ensuring operation in con ventional time o f the protective device) - prąd wyzwalający wyłącznika lub za działania bezpiecznika {tripping or fusing current).
145
14.2. Zabezpieczenie przed skutkami prądu przeciążeniowego
1,45 Prąd wyzwalający wyłącznika lub zadziałania bezpiecznika
lz W artość graniczna Dane znam ionowe przewodu
/2 --
lz Obciążalność prądowa długotrwała
Prąd znam ionow y lub prąd nastawienia
/n
lB Prąd obliczeniowy Dane urządzenia zabezpieczającego
Rys. 14.3. Koordynacja parametrów przewodów i urządzeń zabezpieczających przeciążeniowych
Rys. 14.4. Przykładowa charakterystyka czasowo-prądowa wyzwalacza przeciążeniowego wyłącz nika instalacyjnego (charakterystyka pasmowa)
Wyjaśnienia wymaga wartość prądu zadziałania / 2 urządzenia zabezpiecza jącego przed przeciążeniem. Prąd ten zawiera się w przedziale 1 , 1 3 1 ,45/n (rys. 14.4). Charakterystyczne czasy zadziałania lub niezadziałania takiego urzą dzenia podano w tabl. 14.1. Z tablicy 14.1 wynika, że przy przeciążeniach prądem I2 = l,4 5 /n czas do wyłączenia nie przekracza 1 lub 2 godzin. Tablica 14.1. Charakterystyczne czasy zadziałania lub niezadziałania wyłącznika instalacyjnego wypo sażonego w wyzwalacz przeciążeniowy (wyłączniki o charakterystykach B, C, D - rys. 19.7) Prąd
Czasy zadziałania lub niezadziałania
Reakcja wyłącznika
I\ = 1,13/n
/ > 1 h (/„ < 63 A) i > 2 h (/„ > 63 A)
niedziałanie
h = l,45/n
t < 1 h (/„ < 63 A) / < 2 h (/„ > 63 A)
zadziałanie
/i, 12 - według rys. 14.4. / n - prąd znamionowy wyłącznika.
146
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
Jako prąd I2 zadziałania bezpieczników można przyjmować wartość prądu probierczego górnego wkładek bezpiecznikowych (tabl. 14.2). Prąd probierczy górny jest to prąd, który powoduje zadziałanie wkładki topikowej w określonym (umownym) czasie trwania próby. T ablica 14.2. Prąd probierczy górny wkładek bezpiecznikowych przyjęty jako prąd I2 zadziałania
gG
Zakres prądu znamionowego wkładek, A
Umowny czas zadziałania, h
Krotność prądu znam ionowego1'1
6+16 20 + 63
1 1
1,6
00 o •I* ON O
Wkładki typu
2
200 + 400
3 4
> 400 6+10 16 + 25 32 + 63 00 o •1ON o
GL
200 + 400 400
1 ł ł 2 3 4
1,9 1,6 1,6 1,6 1,9 1,75 1,6 1,6 1,6 1,6
Prąd probierczy górny je st krotnością prądu znamionowego wkładek.
Z tablicy 14.2 wynika, że iloraz prądów probierczych górnych i prądów znamionowych bezpieczników wynosi 1,6^- 1,9. Taką krotność prądu znamio nowego wkładki bezpiecznikowej można przyjmować jako wartość prądu I2. Zabezpieczenie przeciążeniowe nie jest wymagane, jeżeli nie przewiduje się występowania prądów przeciążeniowych oraz jeżeli przewody, które znajdują się za miejscem zmiany przekroju, rodzaju, sposobu ułożenia przewodów lub budowy instalacji, są zabezpieczone przed skutkami przeciążeń za pomocą za bezpieczenia przeciążeniowego od strony zasilania. Powyższe wymagania nie dotyczą sieci IT. Wymagania dla tej sieci, w zakre sie zabezpieczeń przeciążeniowych, są podane w PN-IEC 60364-4-473: 1999. Z uwagi na bezpieczeństwo nie zaleca się stosowania zabezpieczeń przecią żeniowych w obwodach zasilających odbiorniki, których niezamierzone wyłą czenie może spowodować zagrożenie. Do takich przypadków można zaliczyć: — obwody wzbudzenia maszyn wirujących, — obwody zasilające elektromagnesy dźwigowe, — obwody wtórne przekładuików prądowych. W wymienionych przypadkach należy rozważyć zastosowanie urządzeń sy gnalizujących przeciążenie. Jeżeli zabezpieczenie przeciążeniowe zabezpiecza wiele przewodów po łączonych równolegle, to wartość prądu Iz jest sumą obciążalności prądowej długotrwałej każdego z przewodów. Zakłada się, że w każdym przewodzie
147
14.2. Zabezpieczenie przed skutkami prądu przeciążeniowego
równoległym płynie prąd o takiej samej wartości. M uszą więc być spełnione następujące warunki: — — — — -— —
przewody powinny być wykonane z tego samego materiału, przewody powinny mieć jednakową długość, przewody powinnymieć jednakowy przekrój, przewody wielożyłowe powinny być jednakowej budowy, przewody powinny być instalowane w jednakowy sposób, w przewodach równoległych nie powinno być rozgałęzień oraz urządzeń odłączających lub wyłączających.
Przewodów połączonych równolegle nie należy stosować w instalacjach domowych. Można je stosować na przykład w liniach zasilających. Przykłady przewodów połączonych równolegle przedstawiono na rys. 14.5. a)
Rozdzielnica 1
Rozdzielnica 2
PE
b)
L1 L2 L3 PE
L1 L2 L3 PE
Rozdzielnica 1
Rozdzielnica 2
L1 L2 L3
L1 L2 L3
N
N
Rys. 14.5. Przewody połączone równolegle: a) trzy przewody trójżyłowe oraz oddzielny przewód PE; b) dwa przewody czterożyłowe (3 żyły fazowe oraz żyła przewodu neutralnego)
Przyjmuje się, że równomierny rozpływ prądów w przewodach równole głych jest wówczas, gdy różnica każdego z prądów nie przekracza 10% wartości prądu przewidywanego dla każdego z przewodów.
148
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
Jeżeli jest nierównomierny rozkład prądu, to prąd przewidywany i zabezpiecze nie przeciążeniowe powinny być rozpatrzone oddzielnie dla każdego przewodu. Rozpływ prądów w przewodach połączonych równolegle jest funkcją ich impedancji. Wartość reaktancji zależy od położenia przewodu względem innych przewodów oraz od budowy przewodu (kabla), na przykład kabel opancerzony i nieopancerzony. Zaleca się, żeby rozpływ prądów w kablach połączonych rów nolegle był potwierdzony pomiarami. Jeżeli w układzie połączenia równoległego występuje m przewodów połą czonych równolegle, to prąd przewidywany IBk dla przewodu k można wyzna czyć z zależności
Ul
^2
Zk-1
Zk
Z m)
w której: IB- prąd całkowity w rozpatrywanym obwodzie równoległym; IBk - prąd spodziewany dla przewodu k ; Zk - impedancja przewodu k\ Z) +Zm - impedancja przewodów 1 -s- m.
Rys. 14.6. Obwód z przewodami połączonymi równolegle i zabezpieczeniem przeciążeniowym w każdym przewodzie
/zi /n
n
•%
^Z2 /Z3
1 ,
lZk
-
Rys. 14.7. Obwód z przewodami połączonymi równolegle, z jednym zabezpieczeniem przeciąże niowym dla wszystkich przewodów
14.3. Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego
149
Powinny więc być spełnione warunki (14.1) i (14.2) dla każdego przewodu połączenia równoległego. Otrzymamy zatem Ti — I z k
(1 4.4)
I i < l A 5 I Zk
(14.5)
I ] ik
—
przy czym IZk jest obciążalnością prądową długotrwałą przewodu k. Jeżeli zabezpieczenie przeciążeniowe jest zainstalowane w każdym przewo dzie (rys. 14.6), to wówczas h ik
^
In k
^ h
k
(1 4 .6 )
przy czym: Ink - prąd znamionowy zabezpieczenia przeciążeniowego dla prze wodu k, IZk~ obciążalność prądowa długotrwała przewodu k. Jeżeli zastosowano jedno zabezpieczenie przeciążeniowe dla wszystkich przewodów połączonych równolegle (rys. 14.7), fo hi ^ h < Z/z,
(14.7)
gdzie: 7n - prąd znamionowy zabezpieczenia przeciążeniowego, ZIzk - obciążal ność prądowa długotrwała dla m przewodów połączonych równolegle.
14.3. Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego Przerwanie przepływu prądu zwarciowego w obwodzie powinno nastąpić, zanim pojawi się niebezpieczeństwo uszkodzeń cieplnych i mechanicznych w przewodach i połączeniach. Wymaga to poprawnego dobrania urządzenia zabezpieczającego przed skutkami przepływu prądu zwarciowego (zabezpieczenia zwarciowego). Prąd, który może płynąć w zwartym obwodzie nazywa się spodziewanym prądem zwarciowym. Jego wartość powinna być znana w chwili doboru zabez pieczenia zwarciowego. Przewidywane wartości prądów zwarciowych należy więc określić w tych miejscach, w których ich znajomość jest niezbędna. Dla danego obwodu elektrycznego wartość prądu zwarciowego będzie ma lała wraz z oddalaniem się od źródła zasilania, ponieważ zwiększać się będzie impedancja obwodu - impedancja przewodów zależy od ich przekroju po przecznego i ich długości. Na ogół podczas doboru zabezpieczeń zwarciowych charakterystycznym miejscem, dla którego oblicza się wartość spodziewanego prądu zwarciowego, będzie rozdzielnica, w której zabezpieczenie zwarciowe jest zainstalowane (rys. 14.8). W takiej sytuacji, jeżeli zwarcie wystąpi w odbiorniku objętym tym zabezpieczeniem, zabezpieczenie to zostanie pobudzone. W przy padkach wątpliwych należy sprawdzić skuteczność działania zabezpieczenia zwarciowego przy założeniu zwarcia w chronionym odbiorniku. Ma to szcze gólne znaczenie w przypadku znacznej długości przewodów od miejsca zainsta-
150
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
GD
Z 4 max
Zabezpieczenie przed skutkam i prądu zwarciow ego
0
4 min
Ochrona przed dotykiem pośrednim - sieć TN
Rys. 14.8. Wyznaczanie prądów zwarciowych w analizie ochrony przed skutkami przepływu prądu zwarciowego ( 4 max) >ochrony przeciwporażeniowej (/kmin)
lowania zabezpieczenia zwarciowego do miejsca zainstalowania odbiornika, a tym samym znacznych różnic wartości prądów zwarciowych w tych miejscach. Należy zwrócić uwagę, że badając skuteczność ochrony przeciwporażenio wej (w sieci TN), zawsze należy założyć miejsce zwarcia w odbiorniku objętym ochroną (rys. 14.8). Obliczając wartość prądu 7kmax uwzględnia się maksymalne efekty cieplne. Obliczając zaś 7kmin, uwzględnia się maksymalną wartość impedancji pętli zwar ciowej, czyli najmniejszą spodziewaną wartość prądu w przypadku jednofazo wego zwarcia do przewodu ochronnego. W wielu przypadkach zdolność do przerywania prądu zwarciowego za po mocą wyłącznika w miejscu jego zainstalowania jest niewystarczająca. Przykła dem takiej sytuacji jest duża liczba wyłączników instalacyjnych (o niewielkiej zdolności do przerywania prądu zwarciowego), zainstalowanych w rozdzielnicy zasilanej przewodem o dużym przekrój u (rys. 14.9). W tej sytuacji zarówno wyłączniki instalacyjne, jak i obwody przez nie chronione powinny być objęte zabezpieczeniem rezerwowym (dobezpieczeniem) —bezpiecznikiem o wysokiej zdolności wyłączałnej. Zasada dobezpieczenia polega więc na zainstalowaniu szeregowo z łączni kiem zestykowym drugiego łącznika (bezpiecznika) tak dobranego, że oba połą czone szeregowo łączniki są w stanie poprawnie wyłączać prądy przeciążeniowe i zwarciowe.
1
Rys. 14.9. Zasada dobezpieczania wyłączników instalacyj nych bezpiecznikiem o większej zdolności do prze rywania spodziewanego prądu zwarciowego 1 - zabezpieczenia rezerwowe (dobezpieczenie), 2 - wyłączniki instalacyjne
14.3. Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego
151
Rys. 14.10. Zasada współpracy wyłącznika z bezpiecznikiem 1 —charakterystyka wyłącznika wyposażonego w przekaźnik termobimetałowy i elektromagnesowy, 2 - charakterystyka wkładki dobezpieczajacej, 3 - wytrzymałość cieplna wyzwalacza przeciążeniowego, / - spodziewany prąd zwarciowy, / nw - znamionowy prąd wyłączainy
Na rysunku 14.10 przedstawiono zasadę dobezpieczania —współpracy wy łącznika z bezpiecznikiem dobezpieczającym. Przy prądach przetężeniowych mniejszych niż znamionowy prąd wyłączainy / nw obwód będzie przerwany przez wyłącznik. Prądy przekraczające tę wartość powodują jednoczesne działanie wyłącznika i bezpiecznika. W tym przypadku uzyskuje się większą zwarciową zdolność wyłączania niż suma zdolności wyłączania wyłącznika i bezpiecznika. Położenie punktu K (rys. 14.10) jest wyznaczone znamionową zdolnością wyłączalną wyłącznika. Istotna jest znajomość spodziewanego prądu zwarciowego w celu doboru urządzeń elektrycznych lub sprawdzenia działania zabezpieczeń zwarciowych. Czas przepływu prądu zwarciowego powinien być taki, aby nie została przekro czona dopuszczalna temperatura graniczna przewodów w końcu trwania zwarcia. Dla zwarć o czasie trwania do 5 s czas potrzebny do podwyższenia tempe ratury przewodu, od temperatury granicznie dopuszczalnej długotrwale do tem peratury granicznej dopuszczalnej przy zwarciu, można obliczyć z zależności t 14-8) w której: t - czas, s; S - przekrój przewodu, mm2; I - wartość skuteczna prądu zwarciowego, A; k - współczynnik zależny od rezystywności, współczynnika temperaturowego i pojemności cieplnej materiału przewodu oraz od temperatury początkowej i końcowej przewodu. Przekształcając zależność (14.8), powinien być zawsze spełniony warunek skutecznego działania zabezpieczenia k 2S 2 > I 2t
(14.9)
u
> Cu
o
^
cd £ £ ^o ^N ^c x¿ O «£ ^ ^ o O c= cpd C £*Z-) c¿ O
X NO cd 'O y: ^ UJ X 0 0-* ’—* W X
O .2 c > ex O x -C < ud T ex d o
> ex CJ > ex CJ
ex x¿
•S
£
I I tq te o> (X XX ^ ex w X er
153
14.3. Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego
Lewa strona nierówności charakteryzuje zdolność przewodu do pochłonięcia energii cieplnej wydzielonej w przewodzie w czasie przepływu prądu zwar ciowego. Prawa strona nierówności charakteryzuje parametry zwarciowe obwo du w miejscu rozpatrywania warunków zwarciowych. Wartości współczynnika k dla przewodów podano w tabl. 14.3. Jeżeli czas przepływu prądu zwarciowego nie przekracza 0,1 s, to duże zna czenie ma składowa nieokresowa prądu zwarciowego. W takich przypadkach iloczyn ¡CŚ2 powinien mieć wartość większą niż wartość energii 72/, która może być przenoszona przez urządzenie zabezpieczające. Podane w tablicy 14.3 wartości współczynnika k dotyczą przewodów, w któ rych wykorzystano pełną obciążalność prądową długotrwałą. Występują jednak przypadki niepełnego wykorzystania obciążalności długotrwałej przewodu. Ma to miejsce na przykład wówczas, gdy przekrój przewodu został zwiększony ze względu na konieczność spełnienia warunku dopuszczalnego spadku napięcia w tym przewodzie lub warunku skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Niepełne wykorzystanie obciążalności przewodu wystąpi również, gdy zainsta lowany zostanie odbiornik o mniejszej mocy, niż wynikało to z obliczeń projek towych, lub w wyniku modernizacji nastąpi jego wymiana na odbiornik o mniej szej mocy. W takich przypadkach należy przyjąć wartości współczynnika k wyż sze niż podane w tabl. 14.3, gdyż przewody te nie osiągają przyjętej temperatury początkowej. Jest to niekiedy bardzo istotne, m.in. podczas zwiększenia się wartości prądu zwarciowego w miejscu zainstalowania przewodu, np. na sku tek wymiany transformatora lub zmiany konfiguracji układu elektroenergetycz nego. Na rysunku 14.11 przedstawiono zależność współczynnika &= / ( / Zv/7z), a)
b)
hJh
>
hJh
>
Rys. 14.11. Wartość współczynnika k dla przewodów miedzianych (a) oraz aluminiowych (b) o róż nej izolacji, przy niepełnym wykorzystaniu ich obciążalności prądowej długotrwałej 1 - guma zwykła, 2 - guma odporna na starzenie, 3 - polwinit PVC, 4 - polwinit ciepłoodporny, 5 - kauczuk butylowy, 6 —guma (NR, SR), 7 - polietylen usieciowany XLPE, kau czuk etylenowo-propylenowy EPR, 8 - guma silikonowa; /Zv, Iz - odpowiednio prąd prze pływający długotrwale przez przewód i prąd dopuszczalny długotrwale tego przewodu
154
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
przy czym IZx jest prądem przepływającym długotrwale przez przewód, nato miast Iz jest prądem dopuszczalnym długotrwale tego przewodu. Z charaktery styk tych wynika, że zmniejszanie wartości prądu płynącego długotrwale w prze wodzie pozwala na zwiększenie wartości współczynnika k tego przewodu. Przyjęcie uzasadnionej, większej wartości współczynnika A: przewodów jest celowe gospodarczo i w wielu przypadkach pozwala na uniknięcie przewymia rowania ich przekroju. Wartość współczynnika k można obliczyć wg zależności infi + j L ^ )
V
p„
(
(14.10)
B+a J
w którym: Qc - pojemność cieplna właściwa materiału przewodu, J/°C • mm3; B - odwrotność współczynnika temperaturowego rezystywności przewodu w tem peraturze 0°C , °C; p 2o - rezystywność materiału przewodu w temperaturze 20°C, Cl • mm; 9, - temperatura początkowa przewodu, °C; Sj - temperatura końcowa przewodu, °C. Wartości wielkości występujących we wzorze (14.10) podano w tabl. 14.4. T ablica 14.4. Dane do obliczenia współczynnika k wg wzoru (14.10); zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-54: 1999 [156]* ¡Qc(ß + 20)
Materiał
B [\ °C
Qc2\ J/°C • mm3
Miedź Aluminium
23 4 ,5
3 ,4 5 • 10~6
17,241 • 10~6
226
228
2 ,5 0 • 10"3
28 ,2 6 4 • 10 “6
148
p2ol\ & • tom2
V
P 20
11 Wg IEC Publication 287: Calculation of the Continuous Current Rating of Cables. 2) Wg Plectra, No. 24, October 1972, p. 63.
Wartość współczynnika k można obliczyć, przyjmując podane wartości sta łych dla miedzi lub aluminium, po przyjęciu uzasadnionych wartości temperatur: początkowej 3 t oraz końcowej ¿^przewodu, po przepływie prądu zwarciowego w określonym czasie. Temperatura 3, jest jednocześnie dopuszczalną długotrwa le temperaturą przewodu o podanej izolacji lub ustaloną temperaturą przewodu długotrwałą przy niepełnym wykorzystaniu jego obciążalności dopuszczalnej długotrwale. Temperatura jest dopuszczalną temperaturą w końcu trwania zwarcia dla przewodu o podanej izolacji. Zabezpieczenie zwarciowe powinno być instalowane w miejscu, w którym występuje zmiana przekroju przewodu, jego rodzaj u i sposobu ułożenia, jeżel i zmiany te powodują zmniejszenie obciążalności prądowej długotrwałej tych przewodów (rys. 14.12a). Zabezpieczenie zwarciowe można zainstalować w inPrzedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
155
14.3. Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego
a)
b) M --- > S,
--- >Si
Si>S2
A s2 \f
A
S^S2^S^
M s2 A \f S 33
M
--- >Si S-\^S2
S2 \t
Rys. 14.12. Zasady zabezpieczania przewodów od skutków zwarć (opis w tekście) M — miejsce zmiany przekroju przewodu; S h S2, Ą - przekroje przewodów; A - zabezpiecze nie zwarciowe
nym miejscu, jeżeli odcinek instalacji między punktem zmniejszenia przekroju, lub innej zmiany, a zabezpieczeniem zwarciowym spełnia jednocześnie następu jące warunki (rys. 14.12b): — jego długość nie przekracza 3 m, — sposób wykonania ogranicza do minimum niebezpieczeństwo powstania zwarcia (np. dodatkowe zabezpieczenie przewodów przed wpływami ze wnętrznymi), — nie znajduje się w pobliżu materiałów palnych. Dopuszcza się również zainstalowanie zabezpieczenia zwarciowego od strony zasilania, w miejscu zmniejszenia przekroju przewodów lub zmiany in nych własności, jeżeli zabezpieczenie to zabezpiecza przed skutkami zwarć przewody po stronie obciążenia (rys. 14.12c) zgodnie z zależnością (14.8). Zabezpieczeń zwarciowych można nie instalować w przypadkach: —
przewodów łączących prądnice, transformatory, prostowniki, baterie aku mulatorów z tablicami sterowniczymi, jeżeli zabezpieczenia te znajdują się w tych tablicach; — obwodów wzbudzenia maszyn wirujących, obwodów zasilających elek tromagnesy dźwigowe, obwodów wtórnych przekładu ikó w prądowych; — niektórych obwodów pomiarowych. Brak zabezpieczeń zwarciowych w wymienionych obwodach wymaga jed nak takiego ułożenia przewodów, aby do minimum ograniczyć niebezpieczeń stwo powstania zwarcia, np. przez dodatkowe zabezpieczenie przewodów przed wpływami zewnętrznymi. Przewody nie mogą być również ułożone w pobliżu materiałów palnych.
156
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkam i prądu przetężeniowego
14.4. Zabezpieczenie od skutków zwarć przewodów połączonych równolegle Przewody połączone równolegle mogą być zabezpieczone przed skutkami zwarć jednym zabezpieczeniem zwarciowym. Warunkiem jest jednak, aby urządzenie zabezpieczające było skuteczne w przypadku wystąpienia zwarcia w najbardziej niekorzystnym miejscu (rys. 14.13). a)
b) RZ
L K1
z
i
RO
K2
RZ
->
RO
1 Nn.
-> Z
—>
K3
K4
Rys. 14.13. Wspólne zabezpieczenie zwarciowe przewodów połączonych równolegle RZ, RO - rozdzielnice - zasilająca i odbiorcza; Z - zabezpieczenie przewodów; K I,..., K4 - miejsca zwarcia
W podanych na rys. 14.13 układach zwarcie będzie zasilane z obu końców przewodów połączonych równolegle. Przez zabezpieczenie Z będzie płynął prąd zwarciowy, będący sumą prądów zwarciowych dopływających do miejsca zwar cia. Zakładając jednakowe parametry wszystkich przewodów wchodzących w skład układu równoległego, najbardziej niekorzystne warunki zwarciowe za leżeć będą od liczby przewodów równoległych oraz od miejsca zwarcia. W układzie przedstawionym na rys. 14.13a prąd zwarciowy o największej wartości popłynie przez zabezpieczenie Z wówczas, gdy zwarcie wystąpi w punk cie K I, możliwie najbliżej rozdzielnicy RZ (lub w rozdzielnicy RZ). Przewody należy więc dobrać na wytrzymałość cieplną zwarciową, przy założeniu zwarcia w rozdzielnicy RZ. Aby zabezpieczenie Z reagowało na zwarcia występujące w każdym miejscu analizowanego układu równoległego, to powinno ono działać również przy najmniejszej spodziewanej wartości prądu zwarciowego. Wystąpi ona przy zwarciu w punkcie K2 usytuowanym możliwie blisko rozdzielnicy RO (lub w rozdzielnicy RO). Podobna sytuacja wystąpi w przypadku układu trzech przewodów połączonych równolegle (rys. 14.13b). Zabezpieczenie Z powinno poprawnie zadziałać przy zwarciu w punkcie K4 możliwie najbliżej rozdzielnicy RO (lub zwarciu w rozdzielnicy RO). Wytrzymałość cieplna zwarciowa każdego z przewodów powinna być dobrana przy założeniu zwarcia w punkcie K3, możli wie najbliżej rozdzielnicy RZ (lub zwarcia w rozdzielnicy RZ). Zastosowanie wspólnego zabezpieczenia powoduje wystąpienie przerwy w zasilaniu odbiorników w przypadku zwarcia w dowolnym przewodzie układu równoległego. Jeżeli występują trudności w dobraniu zabezpieczenia zwarciowego, wspól nego dla przewodów połączonych równolegle, to można zainstalować takie za bezpieczenia w każdym z przewodów (rys. 14.14).
157
14.4. Zabezpieczenie od skutków zwarć przewodów połączonych równolegle
b)
a) RZ Z1 Z2
i
RO K1 rL
21 Z2
Z4 i------1 —----- 1 1 Z5
Z3
Z6
i1
•
Rys. 14.14. Zabezpieczenie zwarciowe indywidualne przewodów połączonych równoległe: a) z za bezpieczeniem po stronie zasilania, b) z zabezpieczeniami po stronie zasilania i odbioru Z l, Z6 —zabezpieczenia przewodów; K I, K2 - miejsca zwarcia; RZ, RO - rozdzielnice
Przy zastosowaniu indywidualnych zabezpieczeń zwarciowych dwóch prze wodów połączonych równolegle (rys. 14.14a) należy przeanalizować ich działa nie w przypadku wystąpienia zwarcia w jednym przewodzie. W przypadku zwar cia w punkcie KI prąd dopływa do miejsca zwarcia z dwóch stron. Zadziałanie zabezpieczenia Zl nie likwiduje całkowicie przepływu prądu zwarciowego. Prąd zwarciowy dopływa do punktu KI tylko z jednej strony - przez zabezpieczenie Z2. Warunkiem przerwania przepływu prądu zwarciowego jest dobranie parametrów zabezpieczenia Z2. aby zadziałało przy zwarciu w punkcie K znajdującym się w pobliżu rozdzielnicy RZ. Podobną analizę można przeprowadzić, zakładając wystąpienie zwarcia w drugim przewodzie układu równoległego. Wytrzymałość cieplna zwarciowa przewodów powinna być sprawdzona na prąd zwarciowy spodziewany w rozdzielnicy RZ. W przypadku trzech lub więcej przewodów połączonych równolegle występuje wiele dróg przepływu prądu zwarciowego. Może więc być konieczne zastosowanie zabezpieczeń zwarciowych zarówno po stronie zasilania, jak i po stronie obciążenia (odbioru) każdego z przewodów połączonych równolegle (rys. 14.14b). Przy zwar ciu np. w punkcie K2 prąd zwarciowy będzie dopływał do miejsca zwarcia z dwóch stron, w proporcji zależnej od miejsca zwarcia. Jeżeli zwarcie wystąpi w pobliżu rozdzielnicy RZ, to największy prąd zwarciowy popłynie przez za bezpieczenie Z l. Jeżeli zabezpieczenie zadziała, to prąd zwarciowy będzie nadal dopływał do punktu K2 pozostałymi przewodami. Prądy płynące w pozostałych przewodach, przez zabezpieczenia Z5 i Z6, mogą nie spowodować ich zadziała nia. Zadziałać może natomiast zabezpieczenie Z4, przez które płynie prąd równy sumie prądów płynących przez zabezpieczenia Z5 i Z6, jeżeli wartość tego prą du będzie wystarczająca do pobudzenia tego (Z4) zabezpieczenia. Zadziałanie zabezpieczeń Zl i Z4 powoduje wyłączenie uszkodzonego przewodu z eksplo atacji. Pozostałe przewody mogą nadal pracować. Należy jednak zwrócić wów czas uwagę na dwa zagadnienia: — wystąpienie przeciążenia pozostałych przewodów może wymagać wyłą czenia części odbiorników; — zapewnienie warunku skuteczności ochrony przeciwporażeniowej, ponie waż odcinek przewodów między RZ i RO będzie miał większą impedancję po wyłączeniu jednego z przewodów układu równoległego.
158
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
Eksploatując układy równoległe przewodów, należy zawsze traktować je tak jak sieci zasilane dwustronnie, co jest ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy.
14.5. Zabezpieczenie przewodów fazowych Zabezpieczenia przetężeniowe powinny być instalowane we wszystkich prze wodach fazowych. Urządzenie zabezpieczające powinno przerywać przepływ prądu przetężeniowego w przewodzie, w którym on wystąpił (np. za pomocą wkładek bezpiecznikowych), ale niekoniecznie przerywać w innych przewodach czynnych (np. za pomocą wyłączników). Wyjątkiem jest sieć TT bez przewodu neutralnego, w której można nie sto sować zabezpieczenia przetężeniowego w jednym z przewodów fazowych, jeżeli są spełnione jednocześnie dwa warunki (rys. 14.15): — w obwodzie zasilającym jest zainstalowany wyłącznik różnicowoprądowy, powodujący wyłączenie prądu we wszystkich przewodach fazowych przy zwarciu doziemnym; -— nie występuje przewód neutralny N wyprowadzony ze sztucznego punktu neutralnego w obwodach występujących za wyłącznikiem różnicowoprądowym.
Rys. 14.15. Sieć TT, w której nie zastosowano zabezpieczenia w jednym z przewodów fazowych (wymagania: w sieci występuje wyłącznik różnicowoprądowy oraz nie występuje sztuczny punkt neutralny) 1 - sztuczny punkt neutralny
Jeżeli przerwanie przepływu prądu w jednym z przewodów fazowych może spowodować zagrożenie, np. w przypadku silników trójfazowych, to należy zastosować odpowiednie środki zapobiegające (na przykład zabezpieczenie od pracy ni epełnofazowej). W sieci IT bez przewodu neutralnego można nie stosować zabezpieczenia przed prądem przeciążeniowym w jednym z przewodów fazowych, jeżeli każdy obwód jest wyposażony w wyłącznik różnicowoprądowy.
14.6. Zabezpieczenie przewodu neutralnego
159
14.6. Zabezpieczenie przewodu neutralnego Jeżeli w sieci TN lub TT przekrój przewodu neutralnego jest co najmniej równy (lub równoważny) przekrojowi przewodów fazowych, to nie wymaga się wy krywania prądów przetę żeni owych w przewodzie neutralnym lub wyposażenia tego przewodu w urządzenie przerywające przepływ prądu, W obwodach, w których przekrój przewodu neutralnego jest mniejszy niż przekrój przewodów fazowych, wymagane jest wykrywanie prądów przetężeniowych w przewodzie neutralnym (odniesionych do jego przekroju). Następ stwem wykrycia takiego prądu powinno być odłączenie od zasilania wszystkich przewodów fazowych. W tym przypadku przewód neutralny nie musi być odłą czony. Prądy przetężeniowe w przewodzie neutralnym sieci TN i TT nie muszą być wykrywane, jeżeli przewód ten jest chroniony przed skutkami prądu zwarcio wego przez zabezpieczenie zainstalowane w przewodach fazowych, oraz zakłada się, że przesyłana moc będzie możliwie równomiernie rozłożona na wszystkie przewody fazowe. Należy zwrócić jednak uwagę, że przewód neutralny powi nien mieć taki sam przekrój jak przewód fazowy, jeżeli jest on częścią obwodu jednofazowego dwuprzewodowego, niezależnie od przekroju tych przewodów. W obwodach wielożyłowych i jednofazowych trój przewodowych przewód neu tralny powinien mieć taki sam przekrój jak przewody fazowe, jeżeli ich przekrój jest mniejszy lub równy 16 mm2 Cu lub 25 mm2 Al. W sieci IT jest wymagane wykrywanie prądów przetężeniowych w przewo dzie neutralnym (jeżeli występuje) każdego obwodu. Następstwem wykrycia takiego prądu powinno być rozłączenie przewodów czynnych odpowiedniego obwodu, w tym również przewodu neutralnego. Wykrywanie prądów przetężeniowych w przewodzie neutralnym sieci IT nie jest wymagane jedynie wówczas, gdy przewód ten jest skutecznie zabezpie czony przed prądem zwarciowym od strony zasilania (np. w złączu instalacji elektrycznej), zgodnie z obowiązującymi wymaganiami dotyczącymi zabezpie czeń przewodów przed skutkami prądów zwarciowych. Wykrywanie tych prą dów nie jest również wymagane wówczas, gdy obwód jest zabezpieczony wy łącznikiem różnicowoprądowym o znamionowym prądzie różnicowym /An nie większym niż 0,15 wartości obciążalności prądowej długotrwałej przewodu neutralnego I zm wchodzącego w skład tego obwodu. Powinien więc być speł niony warunek IAn<0,l5IzM
(14.11)
Wyłącznik różnicowoprądowy powinien spowodować wyłączenie wszyst kich przewodów czynnych, w tym również przewodu neutralnego. Jeżeli prze widuje się rozłączenie przewodu neutralnego, to powinna być stosowana nastę pująca sekwencja załączania i wyłączania obwodu:
160
14. Zabezpieczenie przewodów przed skutkami prądu przetężeniowego
— załączanie: przewód neutralny łącznie z przewodami fazowymi lub przewód neutralny, a następnie przewody fazowe; — wyłączanie: przewody fazowe łącznie z przewodem neutralnym lub prze wody fazowe, a następnie przewód neutralny. Jeżeli w określonym punkcie instalacji przewiduje się rozdzielenie prze wodu neutralnego od ochronnego, to nie wolno łączyć tych przewodów w żad nym innym dalszym miejscu obwodu. Punkt rozdziału tych przewodów powi nien mieć oddzielne zaciski lub szyny przewodów neutralnych i ochronnych.
14.7. Koordynacja ochrony przed przeciążeniem i zwarciem Jeżeli zabezpieczenie przeciążeniowe ma zdolność do przerywania prądu zwar ciowego o wartości nie mniejszej niż spodziewany prąd zwarciowy w miejscu zainstalowania tego zabezpieczenia, to może być ono traktowane jako zabezpie czenie zwarciowe przewodów znajdujących się za tym urządzeniem zabezpie czającym. Jeżeli zabezpieczenie od skutków przeciążeń i zabezpieczenie od skutków zwarć jest realizowane przez osobne urządzenia, to charakterystyki tych urzą dzeń powinny być skoordynowane tak, aby energia przeniesiona przez zabezpie czenia zwarciowe nie była większa niż energia, którą może bez uszkodzenia wytrzymać zabezpieczenie przeciążeniowe.
15 OCHRONA INSTALACJI NISKIEGO NAPIĘCIA PRZED SKUTKAMI DOZIEMIEŃ W SIECIACH WYSOKIEGO NAPIĘCIA
15.1. Obwód prądu ziemnozwarciowego Podane w tytule niniejszego rozdziału określenie „wysokie napięcie” dotyczy napięć przekraczających górną granicę napięcia zakresu II (tabl. 5.1 i 5.2). Okre ślenie „niskie napięcia” dotyczy napięć nie przekraczających górnej granicy napięć zakresu II. Postać obwodu zwarciowego oraz jego impedancja zależą od sposobu pracy punktu neutralnego sieci. Sieci średnich napięć SN (należące do grupy urządzeń wysokiego napięcia)., z których są zasilane sieci niskiego napięcia nn (rys. 15.1), mogą mieć punkt neutralny izolowany albo uziemiony za pośrednictwem dławika lub rezystora przyłączonego do punktu neutralnego. W sieci o izolowanym punkcie neutralnym (rys. 15.2) obwód prądu zwar ciowego /k, w przypadku zwarcia jednofazowego doziemnego w sieci SN, zamy ka się poprzez admitancje (główne pojemności) poprzeczne linii. W sieci z zastosowaną kompensacją (rys. 15.3) prąd płynie przez dławik Dł przyłączony do sieci SN za pośrednictwem transformatora uziemiającego Tri. Transformatory uziemiające służą jednocześnie do zasilania urządzeń potrzeb własnych stacji. W przypadku uziemienia punktu neutralnego za pomocą rezystora R o małej rezystancji obwód prądu zwarcia doziemnego będzie podobny jak w sieci kom pensowanej (rys. 15.3). W tym jednak przypadku prądy zwarcia doziemnego mogą osiągać wartości kilkudziesięciu, a niekiedy kilkuset amperów. Czas przepływu prądu zwarcia doziemnego w sieci z izolowanym punktem neutralnym może być bardzo długi (zakłada się długotrwały przepływ prądu). Podobnie w sieciach kompensowanych prądy zwarcia doziemnego (resztkowe) mogą płynąć długotrwale, lecz dąży się zwykle do ograniczenia tego czasu.
162
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziemleń w sieciach...
a)
sn
Rys. 15.1. Układ sieci średniego napięcia SN: a) z izolowanym punkiem neutralnym, b) z punk tem neutralnym uziemionym za pośrednictwem rezystora R lub dławika Di Tri - transformator uziemiający, Tr2 — transformator SN/nn, R - rezystor uziemiający, Dl —dławik uziemiający
U >1000 V
U<10Q0V
Rys. 15.2. Przykłady (K I, K2, K3) zwarcia jednofazowego z ziemią w sieci z izolowanym punk tem neutralnym K I, K2, K3 -- zwarcie doziemne (K3 - na skutek uszkodzenia izolacji w transformatorze); 4 - PrT^ zwarcia doziemnego; C l, C2 - pojemności doziemne faz niedoziemionych; R q —rezystancja uziem ienia roboczego
163
15.2. Uziem ienia w stacjach transform atorowych
SN
SN
nn
Rys. 15.3. Przykłady (KI, K2) zwarcia doziemnego w sieci kompensowanej K I, K2 - zwarcie doziemne (K2 - na skutek uszkodzenia izolacji w transformatorze); Tri —transformator uziemiający; R B - rezystancja uziemienia punktu neutralnego
W sieciach z uziemionym punktem neutralnym za pomocą rezystora o małej rezystancji prądy zwarć doziemnych są bezwarunkowo wyłączane po ok. 1 s. Z rysunków 15.2 i 15.3 wynika, że zwarcie może również wystąpić w trans formatorze SN/nn, które może okazać się groźne dla sieci niskiego napięcia, gdy nie będą spełnione odpowiednie wymagania dotyczące rezystancji uziemienia R&.
15.2. Uziemienia w stacjach transformatorowych W stacji transformatorowej stosuje się najczęściej jeden system uziemienia. Przynosi to wiele korzyści - obniżenie kosztów budowy, zmniejszenie po wierzchni terenu niezbędnego do rozmieszczenia uziomów oraz zmniejszenie rezystancji (impedancji) uziemienia. Uziom w stacji jest wykorzystywany do celów ochrony przeciwporażeniowej, ochrony odgromowej i uziemienia robo czego - niezależnie od wartości napięć znamionowych uziemionych urządzeń. Do systemu uziemienia powinny być przyłączone: — — — —
uziomy; obudowa transformatora; powłoki metalowe i żyły powrotne kabli wysokiego napięcia; osłony metalowe kabli i przewodów niskiego napięcia z wyjątkiem takich, w których przewód neutralny jest uziemiony za pomocą oddzielnego uzio mu; — przewody uziemiające sieci wysokiego napięcia; — części przewodzące dostępne wyposażenia wysokiego i niskiego napięcia; — części przewodzące obce.
164
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziem ień w sieciach...
Wykonanie wspólnego uziomu dla urządzeń wysokiego i niskiego napięcia może pociągać za sobą groźne skutki zarówno dla ludzi, jak i urządzeń. Prąd za kłóceniowy (w czasie zwarć w urządzeniach wysokiego napięcia), przepływa jący przez uziom stacji, powoduje wystąpienie napięcia zakłóceniowego w wy niku czego występuje: — wzrost potencjału, w stosunku do ziemi, w sieci niskiego napięcia (części czynnych); — wzrost potencjału, w stosunku do ziemi, części przewodzących dostępnych urządzeń niskiego napięcia, mogący powodować uszkodzenie izolacji urzą dzeń oraz pojawienie się niebezpiecznego napięcia dotykowego. Wartość prądu zakłóceniowego Im może być równa prądowi jednofazowego zwarcia z ziemią 7k w urządzeniu wysokiego napięcia lub może być jego częścią. Wyznaczyć go można wg zależności Im = rlk
(15.1)
gdzie: r - współczynnik redukcyjny, którego wartość (w przypadku braku do kładnych danych) można przyjąć r = 0,6 przy zasilaniu stacji transformatorowej linią kablową z sieci z punktem neutralnym uziemionym za pośrednictwem re zystora. W innych przypadkach, jeżeli nie dysponujemy dokładnymi danymi, należy przyjąć r — 1.
10
20
50 67 100 U ------>
200
V500 670 1000
Rys. 15.4. Maksymalny dopuszczalny czas t trwania napięcia zakłóceniowego Ó/F i napięcia doty kowego U j spowodowanego doziemieniem w sieci wysokiego napięcia (wg [147])
15.3. Układy uziem iające wysokiego i niskiego napięcia
165
Przyjęcie innej (mniejszej niż 1) wartości współczynnika redukcyjnego mo że być w wielu przypadkach uzasadnione, gdyż podczas zwarcia doziemnego w stacji prąd Ik wraca do źródła wieloma drogami powrotnymi z udziałem i bez udziału ziemi. Prąd zakłóceniowy, który płynie przez uziom części przewodzących dostęp nych stacji, powoduje podwyższenie potencjału tych części względem ziemi. Wartość tego potencjału jest wyznaczona przez wartość prądu zakłóceniowego oraz rezystancję uziemienia uziomu stacji. Dopuszczalne wartości napięcia zakłóceniowego i związane z tym wartości napięcia dotykowego podano na rys. 15.4. Podczas rozpatrywania wartości napięcia zakłóceniowego UF należy brać pod uwagę następujące okoliczności: — niewielkie ryzyko doziemienia w sieci średniego napięcia; — fakt, że w warunkach rzeczywistych napięcie dotykowe jest zawsze niższe niż napięcie zakłóceniowe. Wartość i czas utrzymywania się przepięcia (napięcia, pod wpływem któ rego znajduje się izolacja) w urządzeniach niskiego napięcia, na skutek dozie mienia w sieci wysokiego napięcia, nie powinny przekraczać odpowiednio: a) b)
U0 + 250 V dla czasów wyłączenia > 5 s, Uo + 1200 V dla czasów wyłączenia < 5 s,
gdzie: Uq- napięcie fazowe w sieci niskiego napięcia.
15.3. Układy uziemiające wysokiego i niskiego napięcia 15.3.1. Sieci TN W stacji transformatorowej uziomy wysokiego i niskiego napięcia mogą być ze sobą połączone lub też mogą występować niezależnie. Jeżeli napięcie zakłóceniowe UF- I mR (rys. 15.5) nie utrzymuje się przez czas dłuższy, niż wynika to z charakterystyki na rys. 15.4, to w stacji może być wykonany wspólny uziom dla urządzeń wysokiego i niskiego napięcia. Wystąpienie zwarcia między uzwojeniem wysokiego napięcia transforma tora a jego uziemioną obudową powoduje pojawienie się nie tylko napięcia UP na uziomie R stacji, ale również (w sieci TN) na częściach przewodzących do stępnych w sieci niskiego napięcia. Zagrożenie porażeniowe w sieci TN będzie wówczas takie jak w stacji wysokiego napięcia. Dlatego też obowiązuje do puszczalny czas utrzymywania się napięcia zakłóceniowego, zgodnie z charakte rystyką podaną na rys. 15.4. Jeżeli nie jest spełniony warunek dopuszczalnego czasu utrzymywania się napięcia zakłóceniowego, to uziom roboczy sieci niskiego napięcia TN powinien być wykonany niezależnie od uziomu wysokiego napięcia (rys. 15.6). W tym przy-
166
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziem ień w sieciach.. Stacja transform atorow a
Odbiornik
R ys. 15.5. W spólny uziom R układu wysokiego i niskiego napięcia (sieć TN) - spełnienie warun ku maksymalnego dopuszczalnego czasu trwania napięcia zakłóceniowego wg rys. 15.4 1 - obudowa transformatora, 2 - część przewodząca dostępna, U0 - napięcie znamionowe sieci niskiego napięcia w stosunku do ziemi
Stacja transform atorow a
Odbiornik
Rys. 15.6. Oddzielne uziomy R wysokiego i RB niskiego napięcia w stacji transformatorowej (sieć TN) - nie jest spełniony warunek maksymalnego dopuszczalnego czasu trwania napięcia za kłóceniowego wg rys. 15.4 1 —obudowa transformatora, 2 - część przewodząca dostępna
padku przepięcie (ImR+ Uo) powinno być wyłączane w czasie odpowiadającym poziomowi izolacji urządzenia niskiego napięcia zainstalowanego w stacji trans formatorowej. Oznacza to, że izolacja stała podstawowa i dodatkowa powinny wytrzymywać przepięcia o wartości i czasie utrzymywania się podanych w p. 15.2. Jeżeli uziomy stacyjne wysokiego napięcia są połączone z uziomami urzą dzeń sieci TN, to na izolację urządzeń niskiego napięcia przed zwarciem oraz w czasie zwarcia działa napięcie fazowe U0 (względem ziemi). Jeżeli uziomy te są rozdzielone, to podczas zwarcia w urządzeniach wysokiego napięcia na izola cję uzwojeń niskiego napięcia będzie działało napięcie równe (ImR + t/o). Napię cie zakłóceniowe Uf na odbiornikach niskiego napięcia w czasie zwarcia będzie równe zeru.
15.3. Układy uziem iające wysokiego i niskiego napięcia
1
67
15.3.2. Sieć TT W sieci TT (rys. 15.7) podczas zwarcia w urządzeniach wysokiego napięcia nastąpi podwyższenie napięcia (U2) w odbiorniku zasilanym z instalacji niskiego napięcia. Stacja transformatorowa
Odbiornik
Rys. 15.7. Wspólny uziom układu wysokiego i niskiego napięcia (sieć TT) / - obudowa transformatora, 2 - część przewodząca dostępna
Powstałe przepięcie wyniesie (ImR + To), ponieważ punkt neutralny odbior nika w instalacji niskiego napięcia będzie miał ten sam potencjał względem zie mi co potencjał punktu neutralnego uzwojeń niskiego napięcia transformatora. Wspólny uziom w stacji może być stosowany wówczas, gdy iloczyn ImR < < 1200 V dla. czasów trwania zwarcia nie przekraczających 5 s lub ImR < 250 V dla czasów trwania zwarcia dłuższych niż 5 s. Jeżeli podane nierówności nie mogą być spełnione, to w stacji należy zasto sować oddzielne uziomy dla urządzeń wysokiego napięcia i punktu neutralnego uzwojeń niskiego napięcia transformatora (rys. 15.8). Stacja transformatorowa
Odbiornik
Rys. 15.8. Niezależne uziomy układu wysokiego i niskiego napięcia (sieć TT) 1 - obudowa transformatora, 2 - część przewodząca dostępna
168
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziemień w sieciach.
Przy takim rozwiązaniu układów uzi omowych napięcie działające na izola cję urządzeń niskiego napięcia w stacji podwyższy się i będzie wynosiło U\ = ImR + Uq. Przepięcie to powinno być wyłączone w czasie odpowiadającym poziomowi izolacji urządzeń niskiego napięcia zainstalowanych w stacji trans formatorowej .
15.3.3. Sieć IT W sieciach IT należy rozpatrywać przypadki, w których części przewodzące dostępne urządzeń zainstalowanych w sieci niskiego napięcia są połączone z uziomami stacji transformatorowej lub takie połączenie nie występuje. Jeżeli napięcie zakłóceniowe ImR jest wyłączane w czasie nie dłuższym niż wynika to z charakterystyki podanej na rys. 15.4, to części przewodzące do stępne urządzeń w instalacji niskiego napięcia mogą być przyłączone do uziomu części przewodzących dostępnych stacji transformatorowej (rys. 15.9 + 15.11). Stacja transformatorowa
Odbiornik
, / ( 1 ) - pierwsze doziemienie
Rys. 15.9. W spólny uziom R układu wysokiego i niskiego napięcia (sieć IT) z częściami prze wodzącymi dostępnymi sieci niskiego napięcia przyłączonymi do uziomu stacji (sieć IT uzie m iona za pośrednictwem impedancji Z) 1 - obudowa transformatora, 2 - część przewodząca dostępna
Jeżeli napięcie zakłóceniowe jest wyłączane w czasie dłuższym niż wynika to z charakterystyki podanej na rys. 15.4, to części przewodzące dostępne urzą dzeń instalacji odbiorczych powinny być przyłączone do uziomu niezależnego od uziomu części przewodzących dostępnych stacji (rys. 15.12-h 15.15). Jeżeli części przewodzące dostępne urządzeń w instalacji niskiego napięcia są uziemione za pomocą osobnego uziomu i urządzenia te spełniają następujące zależności między przepięciem a czasem wyłączania: — ImR + U < Uq + 250 V dla czasów > 5 s, — JmR + U < Uq + 1200 V dla czasów < 5 s
169
15.3. Układy uziem iające wysokiego i niskiego napięcia
(U — napięcie przewodowe instalacji nn, U0 ~ napięcie fazowe w sieci niskiego napięcia, Im - prąd zwarcia doziemnego w sieci WN, płynący przez uziom części przewodzących dostępnych stacji), to uziemienie punktu neutralnego instalacji niskiego napięcia za pomocą impedancji Z może być przyłączone do uziomu części przewodzących dostępnych stacji transformatorowej (rys, 15.12). Stacja transformatorowa
Odbiornik
Rys. 15.10. Niezależne uziomy układu wysokiego napięcia R i niskiego napięcia R B (sieć IT) z częściami przewodzącymi dostępnymi sieci niskiego napięcia, przyłączonymi do uziomu stacji (sieć IT uziemiona za pośrednictwem impedancji Z) ] - obudowa transformatora, 2 - część przewodząca dostępna
Rys. 15.11. Wspólny uziom R układu wysokiego i niskiego napięcia (sieć IT) z częściami przewo dzącymi dostępnymi sieci niskiego napięcia, przyłączonymi do uziomu stacji 1 - obudowa transformatora
170
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziemień w sieciach.
Stacja transformatorowa
Rys. 15.12. Niezależne uziomy R stacji wysokiego napięcia oraz części przewodzącej dostępnej Ra w instalacji niskiego napięcia (sieć IT uziemiona poprzez impedancję Z - wspólnie z uziomem WN stacji) 7d - prąd zwarcia doziemnego w instalacji nn; Jm - prąd zwarcia doziemnego w sieci WN, płynący przez uziom części przewodzących dostępnych stacji; 1 - obudowa transformatora
Stacja transformatorowa
Rys. 15.13. Niezależne uziomy R stacji wysokiego napięcia oraz części przewodzącej dostępnej R A w instalacji niskiego napięcia (sieć IT uziemiona poprzez impedancję Z - oddzielne uziomy R i R A). l d - prąd zwarcia doziemnego w instalacji nn; Im - prąd zwarcia doziemnego w sieci WN, płynący przez uziom części przewodzących dostępnych stacji; 1 - obudowa transformatora
15.3. Układy uziemiające wysokiego i niskiego napięcia
171
Stacja transformatorowa
Rys. 15.14. Niezależne uziomy R stacji wysokiego napięcia oraz części przewodzącej dostępnej Ra w instalacji niskiego napięcia (sieć IT) Id - prąd zwarcia doziemnego w instalacji nn; Im - prąd zwarcia doziemnego w sieci WN, płynący przez uziom części przewodzących dostępnych stacji; 1 - obudowa transformatora
Stacja transformatorowa
Rys. 15.15. Niezależne uziomy R i RA w stacji oraz przyłączona do uziomu R B część przewodząca dostępna w instalacji niskiego napięcia 1 - obudowa transformatora
172
15. Ochrona instalacji niskiego napięcia przed skutkami doziemień w sieciach.
Jeżeli warunek powyższy nie może być spełniony, to uziemienie punktu neutralnego za pośrednictwem impedancji Z powinno być realizowane za pomo cą osobnego uziomu (rys. 15.13, 15.15). Jeżeli w sieciach IT uziemienie części przewodzących dostępnych w insta lacji odbiorczej i uziemienie punktu neutralnego przez impedancję Z są realizo wane za pomocą uziomów elektrycznie niezależnych od uziomu stacji trans formatorowej (rys. 15.13, 15.14, 15.15), to występujące przepięcie (ImR + U ) powinno być wyłączone w czasie odpowiadającym poziomowi izolacji urządzeń niskiego napięcia stacji transformatorowej. Uziomy uważa się za elektrycznie niezależne (oddzielne) wówczas, gdy prąd uziomowy spływający z jednego uziomu nie wywołuje niebezpiecznych napięć dotykowych na częściach przewodzących połączonych z innymi uzio mami.
16 OCHRONA PRZED PRZEPIĘCIAMI ATMOSFERYCZNYMI LUB ŁĄCZENIOWYMI
16.1. Źródła przepięć w instalacji elektrycznej W instalacji elektrycznej mogą pojawiać się szybkozmienne udary o znacznych amplitudach, które nazywa się przepięciami. Przepięcia w instalacjach mogą wystąpić na skutek: — wyładowań atmosferycznych, — czynności łączeniowych, — elektryczności statycznej. Konieczność stosowania w instalacjach elektrycznych ochrony przeciwprzepięciowej jest podyktowana ograniczoną odpornością na przepięcia coraz większej liczby urządzeń elektrycznych, szczególnie urządzeń i systemów elek tronicznych, telekomunikacyjnych itp. Wartości przepięć zależą od charaktery styki sieci zasilającej (kablowa lub napowietrzna) i od ewentualnej obecności niskonapięciowego urządzenia ochronnego za złączem instalacji. Przepięcia na skutek wyładowań atmosferycznych (przepięcia atmosfe ryczne) mogą być wywołane przez: — bezpośrednie uderzenie pioruna w przewody sieci zasilającej lub obiekty budowlane, w których są zainstalowane urządzenia elektryczne; — uderzenie pioruna w pobliżu urządzeń elektrycznych (oddziaływanie po średnie na skutek indukowania przepięcia przez impulsowe pole elektroma gnetyczne wywołane przez prąd piorunowy). Powstające w ten sposób przepięcia rozchodzą się w instalacjach jako fale wędrujące. Analizując zagrożenie na skutek wyładowań atmosferycznych, nale ży wziąć pod uwagę obszar o promieniu 1,5 km od miejsca wyładowania atmosfe rycznego, w którym urządzenia elektryczne mogą ulec uszkodzeniu.
174
16. Ochrona przed przepięciami atm osferycznymi lub łączeniowym i
W ochronie przed przepięciami atmosferycznymi należy uwzględnić spo dziewany poziom kerauniczny, który charakteryzuje przeciętną liczbę dni bu rzowych w roku. Przy czym dniem burzowym określa się dzień, w którym jest słyszalny odgłos wyładowania atmosferycznego. W Polsce przyjmuje się występowanie: — 25 dni burzowych w roku w południowo-zachodnim obszarze Polski (2,5 uderzenia na 1 km2 w ciągu roku), — 20 dni burzowych w ciągu roku dla pozostałej części kraju (1,8 uderzenia na 1 km" w ciągu roku). Możliwości zagrożenia zniszczeniem sprzętu elektronicznego na skutek wyła dowania atmosferycznego przedstawiono na rys. 16.1.
Przepięcie jako fala w ędrująca
Rys. 16.1. Możliwości zagrożenia zniszczeniem sprzętu elektronicznego na skutek przepięć wy wołanych wyładowaniami atmosferycznymi R b - uziom punktu neutralnego sieci niskiego napięcia
Przepięcia łączeniowe powstają na skutek nagłych zmian napięcia zasilają cego lub zmian konfiguracji układu elektroenergetycznego przez odpowiednie czynności łączeniowe. Przepięcia te są przepięciami wewnętrznymi. Powstają one podczas wyłączania i ponownego załączania nieobciążonych linii, baterii kondensatorów, silników, lamp wyładowczych, likwidacji zwarć za pomocą szybkich układów automatyki SPZ, zwarć doziemnych i międzyfazowych. Przepięcia o dużych wartościach występują również podczas wyłączania odbiorników o charakterze indukcyjnym za pomocą łączników próżniowych. Przepięcia występujące w sieciach średnich napięć mogą być transformowane przez transformatory energetyczne na stronę niskiego napięcia. Przepięcia łączeniowe mogą osiągać wartości kilkakrotnie przekraczające napięcia zna mionowe. Przepięcia powodowane elektrycznością statyczną są wywołane przez po tencjały zgromadzonych ładunków elektrycznych na przedmiotach wykonanych z materiałów nieprzewodzących. Wzajemny ruch takich przedmiotów powodu
16.2. Klasyfikacja kategorii przepięć
175
je gromadzenie się ładunków na pojemnościach przemieszczanych materiałów i w efekcie pojawienie się napięć o wartości do kilkudziesięciu kilowoltów. Zbliżenie naładowanego elektrycznie elementu do przedmiotu przewodzącego prąd elektryczny powoduje wystąpienie wyładowania iskrowego, oznaczonego w technice ochrony odgromowej jako ESD (.Electrostatic Discharge). Proces ten zależy od rodzaju przedmiotu przewodzącego prąd elektryczny, do którego wy ładowanie to następuje. Energia impulsu elektrostatycznego zawiera się w przedziale od kilku do kilkuset mili dżu i i i jest wystarczająca do wywołania przeskoku iskrowego. W warunkach przemysłowych ładunek elektryczny może się gromadzić w czasie przewijania różnego rodzaju materiałów nieprzewodzących, ruchu pasów trans misyjnych, ruchu (wzajemnym przemieszczaniu) materiałów sypkich. Przeskok iskrowy może być przyczyną wybuchu materiałów łatwopalnych, pyłów (mąka, cukier) itp. W przypadku elementów elektronicznych zagrożeniem może być nie tylko wyładowanie elektryczne do urządzenia, ale również napię cia indukowane w pętlach utworzonych z przewodów (np. ścieżki na płytkach drukowanych), w pobliżu których płynie prąd spowodowany wyładowaniem el ektrostaty czny m. Eliminowanie skutków oddziaływań elektryczności statycznej może być re alizowane poprzez uziemienie wszystkich elementów przewodzących, które mogą potencjalnie gromadzić ładunek elektryczny, zastosowanie materiałów przewodzących w miejsce materiałów izolacyjnych i zastosowanie przewodzą cych powłok elektrostatycznych. Nieodzowne (i w wielu przypadkach sku teczne) może być również zapewnienie w pomieszczeniu odpowiedniej wilgot ności powietrza.
16.2. Klasyfikacja kategorii przepięć Kategorie wytrzymałości udarowej (kategorie przepięć) wprowadzono po to, aby wyodrębnić różne stopnie dyspozycyjności urządzeń w zakresie pewności ich pracy oraz dopuszczalnego ryzyka uszkodzeń na skutek występujących w insta lacji przepięć. Dobierając poziom wytrzymałości udarowej urządzeń, można osiągnąć koordynację izolacji w całej instalacji, obniżając ryzyko uszkodzeń do dopuszczalnego (przyjętego) poziomu. Kategorie wytrzymałości udarowej są stosowane do urządzeń zasilanych bezpośrednio z sieci. W tablicy 16.1 podano wymagane wytrzymywane wartości napięć udarowych (wytrzymałości udaro wej) urządzeń. Podane w tablicy 16.1 kategorie wytrzymałości udarowej urządzeń są zwią zane z miejscem ich zainstalowania w instalacji elektrycznej (rys. 16.2). K ategoria IV dotyczy urządzeń przy złączu instalacji projektowanej z uwzględnieniem przepięć atmosferycznych i łączeniowych. Przykładem takich urządzeń są mierniki energii elektrycznej, zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe itp.
176
16. Ochrona przed przepięciami atm osferycznym i lub łączeniowymi
T ablica 16.1. W ymagane wytrzymywane wartości napięć udarowych (wytrzymałości udarowej) urządzeń; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-4-443: 1999 [148]* W ymagana wytrzymałość udarowa, kV (udar napięciowy 1,2/50 ps/ps wg kategorii
Napięcie znamionowe instalacji, V
IV
III
II
I
1 2 0 -2 4 0
4
2,5
1,5
0,8
6
4
2,5
1,5
8
6
4
2,5
230/400° 277/480° 400/690 1000
wartości uzależnione od konstrukcji sieci2)
u W K anadzie i USA dla napięć fazowych wyższych niż 300 V wartość napięcia wytrzymałości udarowej odpow iada następnemu, wyższemu poziomowi podanemu w kolumnie. 2) W dokum encie UD 384.4.443 SI :2000 (CENELEC) podano również, że w przypadku braku danych można przyjąć wartości jak dia napięcia 400/690 V.
Tablica m ieszkaniow a w iz
W ytrzym ałość udarow a 6 kV K ategoria IV zasilanie z linii napow ietrznej lub kablowej
4 kV Kategoria III odbiorniki adm inistra cyjne, dźwigi, oświetle nie klatek schodowych, piwnic, itp.
2,5 kV Kategoria II wyposażenie elektryczne mieszkań
1,5 kV Kategoria I urządzenia w ym agające szczególnej niezawod ności,elektroniczne, telekom unikacyjne
Rys. 16.2. Podział instalacji na kategorie oraz poziomy przepięć przy napięciu sieci zasilającej 230/400 V
K ategoria II I dotyczy urządzeń rozdzielczych i obwodów odbiorczych nie narażonych bezpośrednio na przepięcia atmosferyczne, ale które mogą być nara żone na przepięcia atmosferyczne zredukowane i przepięcia łączeniowe. Do tej kategorii wytrzymałości udarowej zalicza się urządzenia będące częścią stałej Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
16.3. Ograniczanie przepięć
177
instalacji. Przykładem mogą być tablice rozdzielcze, wyłączniki, oprzewodowanie (wraz z kablami, szynami, złączami, łącznikami, gniazdami) w instalacji stałej oraz urządzenia przemysłowe, np. silniki przyłączone na stałe. K ategoria II dotyczy odbiorników instalowanych w częściach instalacji nie narażonych bezpośrednio na przepięcia atmosferyczne, ale narażonych na prze pięcia atmosferyczne zredukowane i przepięcia łączeniowe. Urządzenia w tej kategorii są przyłączane do instalacji stałej budynku (urządzenia gospodarstwa domowego, narzędzia przenośne). K ategoria I dotyczy urządzeń specjalnie chronionych, stosowanych tylko w tych częściach instalacji, w których poziom przepięć jest kontrolowany, np. przez ochronniki. Środki ochrony, służące ograniczeniu przepięć do określonej wartości, są stosowane na zewnątrz urządzenia w przypadku stałej instalacji lub między instalacją a urządzeniem. Przykładem mogą być urządzenia zawierające obwody elektroniczne.
16.3. Ograniczanie przepięć Jeżeli instalacja obiektu budowlanego jest zasilana za pomocą kabla ułożonego w gruncie i nie jest połączona z liniami napowietrznymi, to wytrzymywane na pięcie udarowe urządzeń (tabl. 16.1) jest wystarczające i nie wymaga się wów czas dodatkowej ochrony przed przepięciami atmosferycznymi. Kabel podwie szany z żyłami izolowanymi i z uziemionym metalowym ekranem jest uważany za równoważny linii kablowej ułożonej w ziemi. Dodatkowej ochrony przed przepięciami atmosferycznymi nie wymaga się również, gdy instalacja jest zasilana linią napowietrzną niskiego napięcia, a licz ba dni burzowych w roku nie przekracza 25 (warunek wpływów zewnętrznych AQ1 - tabl. 8.1). Liczba 25 dni burzowych w roku jest równoważna wartości 2,24 wyładowań/km2/rok, czyli gęstości Ng doziemnych wyładowań pioruno wych, która powinna być wyznaczona z pomiarów. Jeżeli gęstość piorunowych udarów doziemnych (Ng) nie jest dostępna, to można ją oszacować, korzystając z zależności N g =0,04 T 1/ 5
(16.1)
gdzie: Td - liczba dni burzowych w roku, uzyskiwana z map burzowych (mapy izokerauniczne). Podane sposoby zasilania instalacji umożliwiają ograniczenie przepięć w spo sób naturalny. Nawet w takich przypadkach może jednak zaistnieć konieczność zastosowania dodatkowego środka ochrony przed przepięciami, zwłaszcza w przy padku gdy jest wymagana większa niezawodność pracy instalacji lub występuje większe ryzyko (np. zagrożenie wybuchem, pożarem). Ograniczanie przepięć za pomocą elementów ochrony przeciwprzepięciowej (odgromników i ochronników) dzieli się na dwie grupy (w zależności od miejsca instalowania tych elementów):
178
16. Ochrona przed przepięciami atm osferycznymi lub łączeniow ym i
— odgromniki instalowane w liniach elektroenergetycznych niskiego napięcia, — odgromniki i ochronniki instalowane w instalacji elektrycznej w obiektach budowlanych. W przypadku gdy instalacja jest zasilana linią napowietrzną niskiego napię cia (lub z taką linią połączona), należy zastosować w tej linii odgromniki (rys. 16.3), jeżeli liczba dni burzowych w roku przekracza 25 (wpływy ze wnętrzne AQ2 - tabl. 8.1).
Rys. 16.3. Odgromniki zainstalowane w linii napowietrznej doprowadzanej do obiektu budowla nego (poziom ochrony odgromnika nie powinien być wyższy niż poziom II kategorii prze pięć, tabl. 16.1) 1 - odgromniki, 2 - złącze
Poziom przepięć może być ograniczony za pomocą ograniczników przepięć zainstalowanych blisko złącza albo w linii napowietrznej, albo w instalacji bu dynku. W przypadku sieci rozdzielczych napowietrznych urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej należy zainstalować w miejscach połączenia odcinków sieci, a szczególnie na końcu każdego odcinka linii zasilającej o długości większej niż 500 m (rys. 16.4). Ograniczniki przepięć powinny być zainstalowane w liniach rozdzielczych co 500 m. Odległość ta nie powinna jednak być większa niż 1000 m. W napowietrznej sieci rozdzielczej TN przewody uziemiające ograniczni ków przepięć, które są przyłączone do przewodów fazowych, łączy się z prze wodem PEN (rys. 16.5a) lub z przewodem PE (rys. 16.5b). W napowietrznej sieci rozdzielczej TT zastosowanie ograniczników prze pięć należy przewidzieć zarówno dla przewodów fazowych, jak i przewodu neu tralnego (rys. 16.5c). W miejscu gdzie przewód neutralny jest skutecznie uzie miony (np. w punkcie neutralnym transformatora) nie jest konieczne insta lowanie ogranicznika przepięć dla przewodu neutralnego (rys. 16.5d). W celu zapewnienia bezawaryjnej pracy urządzeń elektrycznych i elektro nicznych jest konieczne zainstalowanie urządzeń ochrony przepięciowej w in stalacji elektrycznej obiektu budowlanego.
179
16.3. Ograniczanie przepięć
Rys. 16.4. Rozmieszczenie urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej w sieci napowietrznej niskie go napięcia
a)
b) L1 L2 L3 PEN
II I TN-C
C)
d) L1 L2 L3 N
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N
1111
1141 Bil
TN-S
Rys. 16.5. Zasada stosowania ograniczników przepięć w sieciach napowietrznych (opis w tekście)
Urządzenia te powinny być tak dobrane, aby ich znamionowe napięcie wy trzymałości udarowej nie było mniejsze niż wymagane wytrzymywane napięcie udarowe (tabl.l 6.1). Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej dzieli się na trzy klasy (rys. 16.6): — odgromniki, które instaluje się w miejscach doprowadzenia przewodów za silających obiekt budowlany (klasa B); — ochronniki, które instaluje się w rozdzielnicach instalacji budynku (klasa C); — ochronniki, które umieszcza się w gniazdach i bezpośrednio w odbiornikach (klasa D). Urządzenia te stanowią ochronę wewnętrzną instalacji elektrycznej zarówno przed skutkami działania prądu piorunowego, przepięć atmosferycznych, jak i przepięć łączeniowych. Wynika z tego, że występujące w instalacji przepięcia są kontrolowane.
180
16. Ochrona przed przepięciami atm osferycznymi lub łączeniowymi
W arystor
U Iskiernik
Rys. 16.6. Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej w instalacji elektrycznej
Idea ochrony przeciwprzepięciowej polega na połączeniu za pomocą ochronnika części czynnej z uziomem. W warunkach rzeczywistych ochronniki są przyłączone do głównej szyny uziemiającej. Do uziemienia tej szyny należy wykorzystywać uziom fundamentowy obiektu. Nie podaje się wartości rezystan cji uziemienia uziomu współpracującego z urządzeniami ochrony wewnętrznej. Na rysunkach 16.7 -r 16.10 podano przykłady miejsc zainstalowania od gromników i ochronników w instalacji elektrycznej obiektu budowlanego.
Rys. 16.7. Rozmieszczenie odgromników i ochronników w sieci TN-S J - uziom fundamentowy, 2 - główna szyna uziemiająca, 3 - szyna uziemiająca
16.3. Ograniczanie przepięć
181
Rys. 16.8. Rozmieszczenie odgromników i ochronników w sieci TN-C-S 1 - uziom fundamentowy, 2 - główna szyna uziemiająca, 3 - szyna uziemiająca
Rys. 16.9. Rozmieszczenie odgromników i ochronników w sieci TT 1 - uziom fundamentowy, 2 - główna szyna uziemiająca
Jako elementy ochrony przed przepięciami w instalacjach elektrycznych stosuje się ochronniki z wyładowaniem iskrowym, do których zalicza się ochronniki gazowe i ochronniki z wyładowaniem ślizgowym oraz elementy półprzewodnikowe (warystory i diody zabezpieczające). Wszystkie te elementy charakteryzują się możliwością zmiany własnej impedancji w zakresie od bardzo dużych wartości, w czasie normalnej pracy w instalacji elektrycznej, do bardzo małych wartości, w chwili wystąpienia przepięcia. Po zaniku przepięcia impedancja ochronnika ponownie wzrasta do dużej (wyjściowej) wartości.
182
16. Ochrona przed przepięciami atm osferycznymi lub łączeniowym i
Rys. 16.10. Rozmieszczenie odgromników i ochronników w sieci IT 1 - uziom fundamentowy, 2 - główna szyna uziemiająca, 3 - szyna uziemiająca
Urządzenia ochrony przeciwprzepięciowej powinny być tak instalowane, aby mogły być w sposób ciągły kontrolowane.
17 OCHRONA PRZED ZAKŁÓCENIAMI ELEKTROMAGNETYCZNYMI W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH
17.1. Środki zapobiegawcze Źródłem zakłóceń elektromagnetycznych (EMI - electromagnetic interferences) są wyładowania atmosferyczne. Piorun jako źródło zakłóceń charakteryzuje się dużą energią o wartości wieluset megadżuli, co kontrastuje z energią o wartości kilku milidżuli, wystarczającą do negatywnego oddziaływania na czułą elektro nikę. Objawia się to nieprawidłowym działaniem, a nawet uszkodzeniem syste mów informatycznych, urządzeń informatycznych oraz urządzeń wyposażonych w elementy elektroniczne. Źródłem zakłóceń elektromagnetycznych są również prądy powstające w wy niku operacji łączeniowych, zwarć i innych zjawisk elektromagnetycznych. Zakłócenia elektromagnetyczne występują zwłaszcza wtedy, gdy pojawią się duże pętle metalowe na skutek istnienia połączeń wyrównawczych, zbrojenia konstrukcji budynku lub systemu rur wodnych, gazowych, klimatyzacyjnych itp. Tego rodzaju pętle tworzą w obiekcie pętle indukcyjne. Zakłócenia takie mogą wystąpić również wówczas, gdy różnego rodzaju oprzewodowanie elektryczne, np. dostarczające energię i sygnałowe urządzeń informatycznych, przebiegają różnymi trasami (instalacja jest układana w sposób nieuporządkowany). Prądy o dużych wartościach i dużych stromościach narastania (duże di/d/), pojawiające się w instalacjach elektrycznych, mogą indukować przepięcia w przewodach systemów informatycznych. Wymaganie poprawnej pracy wszelkich urządzeń elektrycznych i elektro nicznych zmusza do tworzenia, optymalnego pod względem ekonomicznym oraz niezawodnego w działaniu, systemu ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej. Sprowadza się to do tworzenia wewnątrz obiektów budowlanych stref ochronnych, w których występuje różny stopień narażenia urządzeń na działanie zakłóceń elektromagnetycznych. Urządzenia w danej strefie należy dobierać tak, aby ich odporność na zakłócenia była większa od występujących w pobliżu ta kiego urządzenia udarów zakłócających.
184
17. Ochrona przed zakłóceniam i elektrom agnetycznym i w instalacjach elektrycznych
Urządzenia elektryczne powinny więc spełniać odpowiednie wymagania kompatybilności elektromagnetycznej (EMC - electromagnetic compatibility). Przy podziale obiektu na strefy przyjmuje się zasadę, że przejście z jednej strefy do drugiej powoduje ograniczenie, do wartości dopuszczalnych w danej strefie, amplitudy przepięć występujących w instalacji niskiego napięcia oraz amplitudy impulsowego pola elektromagnetycznego. Elementami ograniczają cymi mogą być różnego rodzaju ekrany powodujące tłumienie impulsowego pola elektromagnetycznego, ochronniki i odgromniki przeciwprzepięciowe, które instaluje się w instalacji elektrycznej i w systemach transmisji sygnałów oraz kanały kablowe budowane w obiektach i między obiektami. W tworzonych strefach ochrony odgromowej (LPZ - lightning protection zone) określa się przestrzeń o różnej intensywności piorunowego impulsu elek tromagnetycznego (LEMP - lightning electromagnetic pulse) i ustala punkty po łączeń na granicach stref (rys. 17.1).
Rys. 17.1. Zasada podziału przestrzeni objętej ochroną na strefy ochrony odgromowej LPZ - strefa ochrony odgromowej
Podział i charakterystyka stref są następujące: L PZ 0A - elementy w tej strefie są narażone na bezpośrednie uderzenie pioruna (bezpośrednie działanie impulsowego pola elektromagnetycznego). Wystę pujące w tej strefie pole elektromagnetyczne nie jest tłumione. Elementy pracujące w otwartej przestrzeni nie są ekranowane i nie zabezpieczone przed udarami napięciowymi i prądowymi. L PZ 0B — elementy występujące w tej strefie nie są narażone na bezpośrednie uderzenie pioruna. Występuje jednak nietłumione pole elektromagnetyczne,
17.1. Środki zapobiegawcze
185
a więc urządzenia są narażone na jego bezpośrednie oddziaływanie. Szcze gólnie zagrożone są urządzenia, które są zainstalowane w nieekranowanych miejscach lub są pozbawione własnych ekranów elektromagnetycznych (np. metalowej obudowy). LPZ 1 - elementy w tej strefie są chronione przed bezpośrednim działaniem impulsowego pola magnetycznego przez naturalny ekran, utworzony naj częściej przez przewodzące elementy konstrukcyjne obiektu (tłumienie pola elektromagnetycznego). Chronione są one również przed udarami napięcio wymi i prądowymi za pomocą układów zabezpieczających (podstawowa ochrona przed przepięciami). LPZ 2 i następne - tworzone są, jeżeli jest wymagane dodatkowe zmniejszenie prądów przewodzonych i/łub pola elektromagnetycznego. Konieczne jest wówczas wprowadzenie dodatkowych ekranów oraz kolejnych stopni ochrony przed udarami napięciowymi i prądowymi. Elementami mającymi ekranujące właściwości mogą być obudowy chronionych urządzeń, lite kon strukcje osłonowe pomieszczeń oraz żelbetowe ściany pomieszczeń we wnątrz obiektu, w których rolę ekranu spełnia zawarte w ścianach stalowe zbrojenie (rys. 17.2).
Rys. 17.2. Sposób obniżenia wartości pola elektromagnetycznego wewnątrz pomieszczenia przez wykorzystanie siatki utworzonej z prętów zbrojeniowych konstrukcji żelbetowej 1 - połączenie metaliczne, 2 —uziom fundamentowy
Na granicy poszczególnych stref należy przewidzieć połączenia wszystkich metalowych przenikań i mogą być również zainstalowane odpowiednie urządze nia ekranujące. Na rysunku 17.3 podano przykład podziału obiektu na kilka stref. Zasadą jest, aby wszystkie linie elektroenergetyczne i sygnalizacyjne wchodziły do chro-
186
17. O chrona przed zakłóceniam i elektromagnetycznymi w instalacjach elektrycznych
Rys. 17.3. Przykład podziału obiektu na różne strefy ochrony odgromowej (LPZ) i odpowiednich połączeń 1 - zewnętrzny ekran obiektu, 2 - wewnętrzny ekran obiektu, 3 - zewnętrzny system ochro ny odgromowej (LPS), 4 - szyny wyrównawcze na granicy stref, 5 - linia telekomunikacyjna lub kabel elektroenergetyczny, 6 — połączenie ekranów, 7 - uziom (np. fundamentowy)
n ion ej przestrzeni (LPZ 1) w jednym punkcie i były połączone z szyną wyrów nawczą na granicy stref LPZ 0B? LPZ 1. Dodatkowo linie powinny być połączone z szyną wyrównawczą na granicy stref LPZ 1 i LPZ 2, a zewnętrzny ekran obiektu połączony z szyną wyrównaw czą (ł), zaś wewnętrzny ekran - z szyną wyrównawczą (2). Przy przejściu kabli z jednej strefy LPZ do drugiej połączenie musi być wykonane na każdej granicy. Ponadto celowe jest stosowanie takiej zasady, aby obok linii elektroenerge tycznych i sygnalizacyjnych również rury metalowe (wody, gazu, ogrzewania) były wprowadzane do obiektu w tym samym miejscu (rys. 17.4). Powłoki metalowe, ekrany, rury metalowe oraz łączenia tych części po winny być połączone ze sobą i przyłączone do głównej szyny uziemiającej (GSU) obiektu budowlanego przewodami o małej impedancji. Aby ograniczyć skutki przepięć indukowanych oraz zakłóceń elektroma gnetycznych, należy, podczas projektowania obiektu budowlanego, wziąć pod uwagę następujące zagadnienia: — wzajemne usytuowanie potencjalnych źródeł zakłóceń w stosunku do urzą dzeń wrażl iwych na zakłócenia; — instalowanie urządzeń wrażliwych na zakłócenia w odpowiedniej odległości od urządzeń elektrycznych o dużej obciążalności prądowej, takich jak prze wody szynowe lub inne urządzenia (np. dźwigi); — wyposażenie w filtry i/lub ograniczniki przepięć obwodów zasilających urządzenia wrażliwe na zakłócenia; — dobór urządzeń zabezpieczających tak, aby uniknąć niepożądanego wyłą czenia podczas zakłóceń przejściowych;
17.1. Środki zapobiegawcze
187
Rys. 17.4. Doprowadzenie przewodów i rur do obiektu budowlanego: a) preferowane wspólne wejście, b) powinno się unikać wejścia w różnych miejscach 1 - przewód anteny; 2 - linia telefoniczna; 3 - kabel elektroenergetyczny; 4 - rury wody, gazu, centralnego ogrzewania; 5 - uziom fundamentowy; GSU - główna szyna uziemiająca
— połączenia wszystkich metalowych osłon i ekranów celem wprowadzenia ekwipotencjalizacji; — właściwe oddzielenie (lub ekranowanie) przewodów instalacji elektrycznej od sygnałowych z uwzględnieniem skrzyżowań pod właściwymi kątami; — właściwe oddzielenie (lub ekranowanie) przewodów instalacji elektrycznej i sygnałowych od przewodów odprowadzających instalacji piorunochronnej; — unikanie tworzenia pętli indukcyjnych przez prowadzenie różnych oprzewodowań wspólną trasą; — użycie ekranowanych i/lub skręconych par przewodów sygnałowych; — wykonanie możliwie krótkich połączeń wyrównawczych; — unikanie w obiekcie budowlanym instalacji elektrycznych w układzie TN-C i stosowanie osobnych przewodów ochronnych PE i neutralnych N po to, aby uzyskać zminimalizowanie możliwości zaistnienia zakłóceń elektromag netycznych związanych z przepływem prądu w przewodzie neutralnym do przewodów sygnałowych, w przypadku wystąpienia uszkodzenia lub zakłó cenia (rys. 17.5); — stosowanie kabli światłowodowych (bez elementów metalowych) w przy padku konieczności wykonywania połączeń sygnałowych między obszarami mającymi osobne systemy połączeń wyrównawczych. W układzie TN-C (rys. 17.5) prąd w przewodzie PEN, wynikający z ob ciążenia sieci oraz nierównomiernego obciążenia w układzie trójfazowym, płynie do źródła przewodem PEN oraz ekranami i/lub przewodami do przeno szenia sygnałów, przewodami połączeń wyrównawczych i poprzez części przewodzące obce. W układzie TN-S prąd płynie do źródła tylko przewodem neutralnym N.
188
17. O chrona przed zakłóceniam i elektromagnetycznymi w instalacjach elektrycznych
a) L1 L2 L3 PEN
C zęść przewodząca obca
Rn
i
X
Urządzenie A
i X
Urządzenie B
b)
Rys. 17.5. Rozpływ prądu przewodu neutralnego przewodami połączeń wyrównawczych w ukła dzie TN-C (a) i unikanie takiego rozpływu po wprowadzeniu układu TN-S (b) 1 — przewód sygnałowy, 2 - przewód połączenia wyrównawczego, jc - połączenie przewodu wyrównawczego z ekranem przewodu sygnałowego
17.2. Uziemienia i połączenia wyrównawcze instalacji informatycznych Urządzenia informatyczne obejmują wszystkie rodzaje elektrycznych i elektro nicznych urządzeń biurowych i telekomunikacyjnych. Przykładami takich urzą dzeń i instalacji mogą być: —
urządzenia telekomunikacyjne i przesyłania i/lub przetwarzania danych lub instalacje sygnalizacyjne, wykorzystujące ziemię jako przewód powrotny w wewnętrznych i zewnętrznych połączeniach obiektów budowlanych; — sieci prądu stałego zasilające urządzenia informatyczne wewnątrz obiektów budowlanych; — urządzenia lub instalacje cyfrowych central abonenckich (PABX - private automatic branch exchange);
17.2. Uziemienia i połączenia w yrównawcze instalacji informatycznych
1 89
— sieci lokalne (LAN - local area networks); — systemy alarmowe pożarowe i włamaniowe; — instalacje inteligentnych budynków, np. systemy bezpośredniego sterowania cyfrowego; — system komputerowego wspomagania produkcji (CAM - computer aided manufacturing). W instalacjach informatycznych wprowadzono dodatkowo określenia zwią zane z terminem „funkcjonalny”, który odnosi się do stosowania uziemienia i połączeń wyrównawczych dla potrzeb sygnalizacyjnych i kompatybilności elektromagnetycznej (EMC - electromagnetic compatibility). Określenia te są następujące: — uziemienie funkcjonalne (functional earthing) - uziemienie punktu w sieci rozdzielczej, w instalacji lub urządzeniu, które jest konieczne dla innych ce lów niż ochrona przeciwporażeniowa; — przewód uziemiający funkcjonalny (functional earthing conductor) - prze wód uziemiający przeznaczony do uziemienia funkcjonalnego; — przewód uziemiający ochronno-funkcjonalny (functional earthing and p ro tective conductor) - przewód spełniający funkcje przewodu uziemiającego ochronnego i przewodu uziemiającego funkcjonalnego; — magistrala uziemiająca (earthing bus conductor) - przewód lub szyna po łączona z główną szyną lub zaciskiem uziemiającym. Główna szyna uziemiająca zainstalowana w obiekcie budowlanym może być przedłużona poprzez połączenie z szyną uziemiającą (magistralą uziemia jącą). Takie rozwiązanie powoduje, że instalacja informatyczna może być uzie miona najkrótszą drogą z każdego punktu w obiekcie budowlanym. Aby uziemienia były wykonane w sposób uporządkowany stosuje się miej scowe szyny uziemiające (wyrównawcze) - nawet do kilkunastu na jednej kon dygnacji (rys. 17.6). Z magistralą uziemiającą może być połączony główny przewód ochronny, główna szyna uziemiająca lub główny zacisk uziemiający, rury zasilające insta lacje wewnętrzne obiektów budowlanych (np. gazu, wody) oraz metalowe ele menty konstrukcyjne, urządzenia centralnego ogrzewania i urządzenia systemów klimaty zacyj nych. Oprócz wymienionych elementów do magistrali uziemiającej mogą być przyłączone przewody: — połączeń wyrównawczych urządzeń kolejowych; — uziemiające urządzeń ochrony przeciwprzepięciowej; — uziemiające systemu anten radiokomunikacyjnych; — uziemiające uziemionych układów zasilania prądu stałego urządzeń infor matycznych; — uziemiające funkcjonalne; — systemu ochrony odgromowej; — połączeń wyrównawczych dodatkowych oraz przewodzące ekrany, powłoki lub pancerze kabli i urządzeń telekomunikacyjnych.
190
17. O chrona przed zakłóceniam i elektromagnetycznymi w instalacjach elektrycznych
Rys. 17.6. Układ połączeń szyn uziemiających w obiekcie budowlanym z dużą liczbą urządzeń informatycznych 7 - uziom fundamentowy, SU - szyna uziemiająca, GSIJ - główna szyna uziemiająca, MU - ma gistrala uziemiająca
Rys. 17.7. Magistrala uziemiająca (przewód goły lub izolowany) połączona z uziomem fundamen towym i zbrojeniem konstrukcji żelbetowej 1 - zbrojenie konstrukcji żelbetowej, 2 - magistrala uziemiająca (linka, pręt okrągły, taśma, płaskownik) 50 mm2 Cu lub 120 mm2 Fe, 3 - uziom fundamentowy
Konstrukcja i usytuowanie magistrali uziemiającej powinny być takie, aby była ona łatwo dostępna dla przyłączeń. Opierając się na doświadczeniach prak tycznych, zaleca się, aby była ona wykonana przewodem (szyną) jako otok pro wadzony po wewnętrznej stronie skrajnych ścian budynku (rys. 17.7).
17.3. Uzyskanie kom patybilności elektromagnetycznej
191
Przy przejściach przez ściany przewód magistrali uziemiającej powinien być umieszczony w rurach z PVC lub ceramicznych. Przewód miedziany należy zamocować na wspornikach stalowych mających podkładki izolacyjne chroniące przed korozją. Należy unikać prowadzenia magistrali przez pomieszczenia akumulatomi i inne pomieszczenia, w których jest ona narażona na działanie agresywnych czynników chemicznych. Połączenia wyrównawcze, które powinny być zainstalowane na każdej kon dygnacji budynku, mogą obejmować przewody, powłoki kabli, metalowe ele menty budynku (zbrojenie żelbetu, rury wodociągowe, kanały przewodowe i wentylacyjne). Przekrój przewodów połączeń wyrównawczych powinien speł niać wymagania jak dla przewodów połączeń wyrównawczych dodatkowych. Jeżeli połączenia te są wykonane jako funkcjonalne, to powinny one też spełniać wymagania stawiane przewodom połączeń wyrównawczych dodatkowych. Przewody uziemiające ochronno-funkcjonalne powinny na całej długości spełniać przynajmniej wymagania dla przewodów ochronnych. Należy również uwzględnić wystąpienie prądów mogących powodować uszkodzenia cieplne lub mechaniczne tych przewodów.
17.3. Uzyskanie kompatybilności elektromagnetycznej Aby osiągnąć kompatybilność elektromagnetyczną, należy zastosować odpowied ni sposób uziemienia i wykonywania połączeń wyrównawczych. Jednym z rozwiązań jest połączenie promieniowe przewodów ochronnych. Zakłócenia można ograniczyć, stosując specjalnie wydzielone obwody zasilania i układu uziemiającego wykorzystywane tylko do urządzeń informatycznych (rys. 17.8). Sieć promieniową stosuje się głównie w niewielkich systemach informa tycznych (elektronicznych), jeżeli wszystkie instalacje i kable są wprowadzone do systemu w jednym punkcie. Aby uniknąć tworzenia się pętli indukcyjnych, wszystkie instalacje niezbędne do poprawnej pracy systemu powinny być ukła dane równolegle do instalacji wyrównania potencjału. Innym rozwiązaniem jest stosowanie miejscowych poziomych połączeń wy równawczych w postaci siatki (rys. 17.9). Przewody ochronne są doprowadzone w taki sposób jak w układzie promieniowym, ale są uzupełnione przez połącze nie wyrównawcze elementów układu elektronicznego z miejscową siatką przy gotowaną w ten sposób, że zapewniona jest w niej ciągłość metaliczna oczek (połączenie elektryczne oczek siatki). Rozwiązanie to ma małą impedancję powierzchni ekwipotencjalnej, zależną od częstotliwości i wymiarów oczek siatki, jeżeli przewody połączeń sygnało wych znajdują się w niewielkiej odległości od tej siatki. Kolejnym rozwiązaniem jest zastosowanie poziomych i pionowych połą czeń wyrównawczych (rys. 17.10). Układ przewodów ochronnych jest wówczas
192
17. O chrona przed zakłóceniam i elektromagnetycznymi w instalacjach elektrycznych
Rys. 17.8. Przykład rozwiązania wyrównania potencjałów w układzie promieniowym przewodów ochronnych 1 - rozdzielnica, 2 - przewód sygnałowy, 3 - główna szyna uziemiająca lub magistrala uzie miająca, 4 - uziom fundamentowy, 5 - urządzenie informatyczne (ITE - information technology equipment)
Rys. 17.9. Układ m iejscowych połączeń wyrównawczych z wykorzystaniem siatki 1 —rozdzielnice, 2 - urządzenia informatyczne, 3 —przewód sygnałowy, 4 - główna szyna uziemiająca lub magistrala uziemiająca, 5 - uziom fundamentowy, 6 - miejscowa siatka w y równania potencjału (ułożona poziomo w pomieszczeniu)
17.3. Uzyskanie kom patybilności elektromagnetycznej
193
Rys. 17.10. Poziome i pionowe układy połączeń wyrównawczych z wykorzystaniem poziom ych siatek na różnych kondygnacjach 1 - urządzenia informatyczne, 2 - metalowy kanał kablowy, 3 - pręty zbrojeniowe konstruk cji żelbetowej, 4 - rozdzielnica, 5 - główna szyna uziemiająca, 6 - uziom fundamentowy
uzupełniony wyrównawczymi siatkami na każdej kondygnacji. Siatki te mają połączenia między sobą, jak również połączenia z konstrukcją budynku, czę ściami przewodzącymi dostępnymi instalacji elektrycznej. Rozwiązanie to za pewnia wystarczająco małą impedancję, pozwalającą wyeliminować występo wanie nawet największych szumów w urządzeniach. Wymagane jest jednak zapewnienie ciągłości metalicznej oczek zastosowanych siatek. Rozwiązania z zastosowaniem siatek zwiększają koszty i trudności w wy konaniu całego układu. Zapewniają one jednak właściwe warunki pracy urzą dzeniom informatycznym o różnym przeznaczeniu.
18 DOBÓR I MONTAŻ OPRZEWODOWANIA
18.1. Przewody i kable elektroenergetyczne Przewodami i kablami e 1ektroenergetycznymi nazywa się w elektrotechnice takie elementy systemu elektroenergetycznego, które służą do przewodzenia prądu elektrycznego (przesyłu energii) w liniach elektroenergetycznych i insta lacjach elektrycznych. Przewód składa się z jednego lub kilku skręconych drutów (jednej lub kilku żył) izolowanych bez powłoki lub jest zaopatrzony w powłokę niemetalową, odzież, uzbrojenie. Kabel składa się z jednej lub większej liczby żył izolowanych, pokrytych powłoką niemetalową lub metalową i jest zaopatrzony w osłonę ochronną i pan cerz. Jego budowa umożliwia układanie go bezpośrednio w gruncie, wodzie, tunelach, kanałach podziemnych lub zawieszanie w powietrzu. Żyły przewodów i kabli elektroenergetycznych są wykonywane najczęściej z drutów miedzianych lub aluminiowych. Są one ich zasadniczą częścią. Charakterystycznym parametrem przewodów gołych oraz żył przewodów izolowanych i kabli jest ich przekrój poprzeczny (w mm2). Rozróżnia się przy tym przekrój rzeczywisty i znamionowy. Przekrój rzeczywisty sr jest polem przekroju poprzecznego żyły zastępczej o całkowicie jednorodnej budowie na całej długości. Oblicza się go ze wzoru G sr = — Ic w którym: G - masa żyły, g; / - długość żyły, m; c - gęstość materiału prze wodu, g/cm3. Przekrój znamionowy żyły odpowiada liczbie zaokrąglonej, zbliżonej do przekroju rzeczywistego sr.
195
18.1. Przewody i kabîe elektroenergetyczne
W energetyce rozpowszechniło się określenie (skrótowe): przekrój przewo du (kabla). Umownie dotyczy to pola przekroju żyły przewodu (kabla) lub jed nej żyły przewodu (kabla), jeżeli są one wielożyłowe. Jeżeli w przekroju po przecznym uwzględnić trzeba również izolację i inne elementy wchodzące w skład przewodu lub kabla, to wówczas najczęściej jest on określony w sposób pośredni przez podanie średnicy przewodu lub kabla. Znamionowe przekroje poprzeczne żył wynoszą: 0,15; 0,20; 0,35; 0,50; 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 630; 800; 1000 mm2. Izolacja żył przewodu lub kabla jest elementem konstrukcyjnym, służącym do odizolowania poszczególnych elementów przewodu lub kabla między sobą oraz od części przewodzących dostępnych i obcych oraz, w przypadku kabli odizolowania od ziemi. Izolację wykonuje się w postaci obwoju (papier przesy cony), wytłoczenia z materiału termoplastycznego (polietylen, polwinit), wytło czenia i usieciowania (polietylen usieciowany, guma). Na izolację nakładana jest powłoka, która jest szczelną warstwą wykonaną z metalu (aluminium, stal, miedź) lub z polwinitu bądź polietylenu. Powłoka zapobiega przenikaniu wilgoci do wnętrza przewodu lub kabla. Przewody i kab le mogą być również pokryte dodatkową powłoką, zwaną osłoną ochronną. Jest to warstwa lub zespół warstw wytłoczonych lub nałożonych na przewód lub kabel, których zadaniem jest ochrona kabla przed czynnikami chemicznymi oraz uszkodzeniami mechanicznymi. Przewody i kable są oznaczone symbolem literowym, który określa skład materiałowy i konstrukcję (tabl. 18.1). T ablica 18.1. Oznaczenia przewodów i kabli symbolami literowymi Symbol literowy i jego opis
Symbol literowy i jego opis
Material żyły:
Konstrukcja żyły:
A - aluminium F - stal Brak wymienionych liter oznacza, że materialem żyły jest miedź Materiał powłoki: Y - polwinit Yc —polwinit ciepłoodpomy Yn —polwinit o zwiększonej odporności na rozprzestrzenianie się ognia X - polietylen XS - polietylen usieciowany Xn - polietylen o zwiększonej odporności na rozprzestrzenianie się ognia N - materiał bezhalogenowy o zwiększonej odporności na rozprzestrzenianie się ognia G - guma
D - żyła jednodrutowa L - żyła wielodrutowa (linka) Lg - żyła wielodrutowa giętka Podstawowe oznaczenie kabla: K - kabel z żyłami miedzianymi 0 izolacji papierowej przesyconej 1 powłoce ołowianej Materiał izolacji: n - izolacja papierowa z syciwem nieściekającym Y - polwinit Yc - polwinit ciepłoodpomy X - polietylen XS - polietylen usieciowany G - guma
196
18. Dobór i montaż oprzewodowania
T ablica 18.1 (cd.) Symbol literowy i jego opis
Symbol literowy i jego opis
Pancerz:
Inne cechy: H - kabel z żyłami ekranowanymi
Ft, Fp, Fo - kabel opancerzony taśmą stalową (Ft), płaskim drutem stalowym (Fp), okrągłym drutem stalowym (Fo)
Osłona: włóknista y - polwinitowa x - polietylenowa
18.2. Rodzaje oprzewodowania Sposób wykonania oprzewodowania (ułożenie instalacji) zależy w dużym stop niu od tego, jaki typ przewodu lub kabla będzie częścią instalacji oraz w jakich pomieszczeniach instalacja będzie układana. Istotne są tutaj wymagania doty czące wpływów zewnętrznych. Dobór oprzewodowania sprowadza się więc do powiązania typu przewodu lub kabla z jednym z wielu sposobów wykonania instalacji. Najbardziej ograniczone możliwości wykonania instalacji są w przypadku przewodów gołych (szyn gołych). Przewody takie mogą być mocowane tylko na izolatorach z uwzględnieniem podstawowych warunków bezpieczeństwa pod czas eksploatacji takiej instalacji. Przewody izolowane można układać, wykorzystując następujący osprzęt: — rury (conduit), — listwy naścienne (skirting trunking), — listwy podłogowe (flush floor trunking), — kanały przewodowe (cable ducting), — izolatory (insulators). Przewody w powłokach (w tym kable) można układać, wykorzystując osprzęt taki jak w przypadku przewodów izolowanych, a ponadto: — — — —
drabinki (cable ladders), korytka kablowe (cable trays), wsporniki (cable brackets), konstrukcje wsporcze przewodów (support wire).
Aby zapewnić właściwą eksploatację przewodów i kabli, w ich doborze jest konieczne uwzględnienie wpływów zewnętrznych. Przewody i kable po winny być bowiem tak dobrane i zamontowane (z uwzględnieniem warunków chłodzenia), aby przy najwyższej temperaturze otoczenia i zadanym obciąże niu prądowym ich temperatura pracy nie przekroczyła temperatury dopusz czalnej. Dotyczy to również osprzętu, który jest wykorzystywany do budowy instalacji.
18.2. Rodzaje oprzewodowania
197
W przypadku prowadzenia oprzewodowania w pobliżu zewnętrznych źródeł ciepła należy zastosować jedną z następujących metod ochrony oprzewodowania: — przesłona {shielding), — umieszczenie w dostatecznej odległości od źródła ciepła {placing sufficient ly fa r from the source o f heat), — dobór oprzewodowania z uwzględnieniem dodatkowego wzrostu temperatury {selecting a system, with due to regard for the additional temperature rise), -— lokalne wzmocnienie lub zastąpienie materiału izolacyjnego {local reinfor cement or substitution o f insulating material). Zewnętrznymi źródłami ciepła mogą być: — — — — —
sieci ciepłej wody {water systems), wyposażenie elektryczne {electrical equipment), źródła światła {luminaires), proces produkcyjny {manufacturingprocess), energia słoneczna {solar energy).
Przewody i kable powinny być tak dobrane, aby nie były narażone na dostęp wody, która mogłaby powodować wystąpienie uszkodzeń, m.in. większe praw dopodobieństwo wystąpienia porażeń prądem elektrycznym lub zwiększenie wartości prądów upływowych w instalacji, prowadzących na przykład do ko niecznych w wielu przypadkach zadziałań wyłączników różni co woprąd owych. Oprzewodowanie powinno więc mieć stopień ochrony IP (tabl. 9.2), wymagany przez miejscowe warunki. Jeżeli w określonych obszarach woda może się okre sowo zbierać lub kondensować, to należy zapewnić jej odprowadzenie. Odpowiedni stopień ochrony IP (taol. 9.1) powinien być również zapewnio ny w miejscach gromadzenia się znacznych ilości pyłów. Duże ilości tej sub stancji osiadające na przewodach i kablach mogą znacznie utrudnić odprowa dzenie ciepła z oprzewodowania do otoczenia. Powoduje to wzrost temperatury pracy przewodu i w wielu przypadkach przyspieszone starzenie jego izolacji. Jeżeli elementy oprzewodowania (kabli) są podatne na niszczące działanie substancji powodujących korozję, to powinny być one w odpowiedni sposób zabezpieczone, np. przez pokrycie farbą. Należy również zwrócić uwagę na następujące oddziaływania środowiska, które mogą wpływać ujemnie na poprawną pracę oprzewodowania, takie jak: — — — — — — — —
uderzenia, wibracje, obecność flory i/lub pleśni, obecność fauny, promieniowanie słoneczne, wstrząsy sejsmiczne, wiatr, konstrukcja obiektu budowlanego.
198
18. Dobór i montaż oprzewodowania
18.3. Przykłady oprzewodowania W tablicy 18.2 podano przykładowe rozwiązania wykonania instalacji elektrycznej. T ablica 18.2. Przykład rozwiązań układania przewodów Przykład i opis
Przykład i opis
^ >—
Przewody w rurach ułożonych w izolowanych cieplnie ścianach
Przewody jedno- lub wielożyłowe w rurach na ścianie
1 / %r «y ©y ©i /
H r i
TT
|
Przewody w kanałach przewodowych na ścianie
Izolowane przewody w rurach ułożonych w murze
1 | ^ mmimuummmim
Przewody w powłoce zbrojone i/lub nieopancerzone jedno- lub wielożyłowe w pancerzu, na Ścianie lub Suficie
i
Przewody na drabinkach
i JT
Przewody w powłoce jedno- lub wielożyłowe podwieszone lub połączone z linką nośną
l(rv> rv)
y f C
1 1
Przewody w korytkach
Gołe lub izolowane przewody na izolatorach
1
I
Przewody w powłoce jednolub wielożyłowe w szybach
© Przewody izolo-
i I f ......,Li2LQ
i _ _ I IJS L S L m LM LI
— 1 w szybach instalacyjnych budynku
przewocjy izolowane w kanałach przewodowych w murze
J _
I
Przewody izolowane w rurach, w zamkniętych kanałach biegnących poziomo lub pio nowo Jedno- lub wielożyłowe kable w powłoce, w rurach lub kanałach w ziemi
199
18.3. Przykłady oprzewodowania T a b lic a 18.2 (cd.)
Przykład i opis Przewody w powłoce jednolub wielożyłowe: —w podwieszonym suficie, - w podniesionej podłodze
Przewody izolowane w listwie na ścianie biegnące poziomo
Przewody izolowane w listwie na ścianie, biegną ce pionowo
| I G)
(?)
Izolowane przewody [ S i t w listwach instalacyj||; :;; : nych zli cowanych z powierzchnią podłogi
Przykład i opis
©
Jedno- lub wielożyłowe kable w powłoce, w ziemi, bez dodatko wej ochrony mechanicz nej i z dodatkową ochro ną m echaniczną
Przewody izolowane w futrynach drzwio wych i okiennych Jedno- lub wielożyłowe kable zanurzone w wodzie
W tych samych rurach lub w listwach mogą być ułożone różne obwody, pod warunkiem, że wszystkie przewody będą izolowane na najwyższe zastosowane napięcia znamionowe. Przekrój przewodów fazowych w obwodach prądu przemiennego (a.c.) i przewodów czynnych w obwodach prądu stałego (d.c.) powinien być również dobrany z uwagi na wytrzymałość mechaniczną. Określa się więc minimalny przekrój przewodu w zależności od materiału przewodu, rodzaju oprzewodowa nia i przeznaczenia obwodu (tabi. 18.3). Przewód neutralny w obwodach jednofazowych dwuprzewodowych powi nien mieć taki sam przekrój jak przewód fazowy. Takie samo wymaganie doty czy również obwodów wielofazowych i jednofazowych trójprzewodowych, w których przekrój przewodów fazowych jest mniejszy lub równy 16 ram2, jeże li żyły są wykonane z miedzi, lub 25 mm2, jeżeli żyły są wykonane z aluminium. W obwodach wielofazowych, jeżeli przekrój przewodu fazowego miedzia nego jest większy niż 16 mm2 lub przewodu aluminiowego jest większy niż 25 mm2, dopuszcza się mniejszy przekrój przewodu neutralnego niż przekrój przewodów fazowych pod warunkiem, że: — spodziewana największa wartość prądu w przewodzie neutralnym nie jest więk sza niż obciążalność prądowa długotrwała przewodu neutralnego o zmniejszo nym przekroju; — przewód neutralny jest zabezpieczony przed skutkami przetężeń; — przekrój przewodu neutralnego wykonanego z miedzi jest co najmniej rów ny 16 mm2 lub 25 mm2, jeżeli przewód ten jest wykonany z aluminium.
200
18. Dobór i m ontaż oprzewodowania
T ablica 18.3. Minimalne przekroje przewodów fazowych (a.c.) i czynnych (d.c.) Rodzaj oprzewodowania
Instalacja stała
przewody w powłoce i przewody izolowane
przewody gole
Przewód
Zastosowanie obwodu materiał siłowe i oświetleniowe
1,5
aluminium
2,5°
sygnalizacyjne i sterownicze
miedź
siłowe
miedź aluminium
sygnalizacyjne i sterownicze
miedź
do innego zastosowania
0,52> 10 16 4 wg odpowied nich norm IEC
do specjalnego zastosowania Połączenia giętkie przewodami w powłokach i przewodami izolowanymi
przekrój, mm2
miedź
miedź
obwody bardzo niskiego napięcia do specjalnego zastosowania
0,753) 0,75
J) Złączki i końców ka przew odów aluminiowych powinny być poddane próbom i dopuszczone do tego zastosow ania. 2) W obw odach sygnalizacyjnych i sterowniczych przeznaczonych do urządzeń elektronicznych dopuszcza się zastosow anie przekroju OJ mm2. 3) Do przew odów giętkich siedmio- i więcej żyłowych stosuje się uwagę 2.
18.4. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli Obciążalność prądowa długotrwała przewodów i kabli jest określona: — — — —
materiałem przewodnika, materiałem izolacji, temperaturą otoczenia, sposobem zainstalowania.
Uwzględnienie podanych czynników podczas doboru oprzewodowania za pewnia odpowiednią trwałość żył i izolacji poddanych działaniu cieplnemu, płynącego długotrwale prądu, w warunkach normalnej eksploatacji. Na dobór przekroju żył mają również wpływ: — — — — —
wymagania ochrony przeciwporażeniowej; wymagania ochrony przed skutkami oddziaływania cieplnego; wymagania ochrony przed prądem przetężeniowym; wymagania dotyczące spadku napięcia; wymagania dotyczące temperatur granicznych zacisków urządzeń, do któ rych są przyłączane żyły.
201
18.4. O bciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli
Prąd elektryczny płynący w żyle przewodu lub kabla powoduje jej nagrze wanie się. Ciepło powstające w żyle (przewodniku) powoduje wzrost jej tempe ratury i częściowo zostaje oddane do otoczenia. Dla jednorodnego przewodu obciążonego prądem o stałej wartości możemy napisać bilans energetyczny przewodu, zgodnie z zasadą zachowania energii pdt = słcd 3 + kSl{ 3 - 30)dt
(18.1)
w którym: p - moc chwilowa tracona w przewodniku, W; t - czas, s; s - prze krój przewodnika, cm2; / - długość odcinka przewodnika, cm; c —ciepło właś ciwe materiału przewodowego, J/cm3 • °C; 3 - temperatura przewodnika, °C; i% - temperatura otoczenia, °C; k - współczynnik oddawania ciepła, W/cm2 • °C; S - powierzchnia zewnętrzna przypadająca na jednostkę długości przewodu, cm2/cm. W podanym bilansie energetycznym przewodu pierwszy człon prawej stro ny równania (18.1) pozwala na obliczenie ilości ciepła potrzebnego do podwyż szenia temperatury żyły przewodu o di9, a drugi człon ilości ciepła oddanego przez przewód wskutek wymiany ciepła. Moc pobierana przez przewód obciążony prądem o stałej wartości skutecz nej / można obliczyć z zależności P = kaI 2p -
(18.2)
w której: kcl —współczynnik strat dodatkowych wywołanych wpływem zmiennych pól magnetycznych (1 < kd < 1,15); p - rezystywność materiału przewodu, Q • cm. Po podstawieniu wyrażenia (18.2) do wzoru (18.1) otrzyma się kdI 2 — At = sic A9 + k S ( 3 - 3 a)At s
(18.3)
Zakładając stałe wartości k& /?, c, k z równania (18.3), można obliczyć przyrost temperatury przewodu 3 ponad temperaturę otoczenia 30 z zależności 3 -3 a^ ^ I 2 l-e x p kSc
cs
1
+ (&p ->9„)exp|
|
(18.4)
Wyrażenie csIkS we wzorze (18.4) ma wymiar czasu i jest nazywane cieplną stałą czasową T lub stałą czasową przebiegu nagrzewania się przewodu. We wzorze tym / jest czasem od chwili rozpoczęcia obserwacji przebiegu nagrzewa nia, w sekundach; 3Pjest temperaturą początkową przewodu w chwili rozpoczę cia obserwacji; $ jest temperaturą przewodu po czasie /. ( kS \ Wobec tego, że T > 0, wyrażenie e x p 1 dąży do zera w miarę upły^ cs ) wu czasu, a temperatura 3 przewodu dąży do wartości ustalonej 3 = 3 U, przy czym
202
18. Dobór i montaż oprzewodowania
& u-9o =lim(>9-‘90) = T 7 r/2
(18.5)
Po podstawieniu wyrażenia T = csfkS i wyrażenia (18.5) do wzoru (18.4) otrzy muje się równanie krzywej nagrzewania przewodu w postaci (18.6) Temperatura otoczenia 30 nie wchodzi do wzoru (18.6). Jednak zawarta w tym wzorze temperatura ustalona 3 U zależy od temperatury otoczenia. Dla każdej temperatury otoczenia 3„ otrzymamy inną krzywą 3 = f ( t ) o rzędnych przesu niętych w górę lub w dół o tę samą wartość. Z równania (18.6) można usunąć tem peraturę otoczenia, wprowadzając odpowiednie przyrosty temperatur: t = 3 - 3(}; t u = 3 U— 3a. Wówczas równanie nagrzewania przewodu dla dowolnej tempera tury 30 ma postać (18.7) lub (18.8) gdzie: rp - początkowy przyrost temperatury przewodu ponad temperaturę oto czenia. Jeżeli przewód na początku obserwacji ma temperaturę otoczenia tp = 0, to wówczas (18.9) Stała czasowa T = cs/kS jest proporcjonalna do jednostkowej pojemności ciepl nej przewodu cs, a odwrotnie proporcjonalna do mocy jednostkowej kS, odda wanej przez przewód do otoczenia przy różnicy temperatur 1°C. Wartość stałej czasowej nie zależy od rezystywności materiału przewodu i od natężenia prądu I płynącego w przewodzie. Zakładając, że w czasie nagrzewania przewód nie oddaje ciepła do otocze nia (k = 0, nagrzewanie przewodu bez oddawania ciepła) równanie (18.3) przyj muje postać k j l 2 — At = slcd&
(18.10)
d,9 = Ą £ / 2d /
(18.11)
czyli
203
18.4. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli
Po scałkowaniu w granicach od 0 do t i od 30 do 3 otrzymuje się
9- a .- iią Ł ,
(18.12)
Jeżeli t = T = csIkS, to
. kdP_j2 & -& o = : kSs
(18.13)
czyli (zależność 18.5) (18.14)
3 — 3() = 3 U—i%
Można więc przyjąć, że cieplna stała czasowa jest równa czasowi, po którym przewód jednorodny, całkowicie cieplnie odizolowany, osiągnąłby temperaturę równą temperaturze ustalonej podczas wymiany ciepła. Przyjmując wartość T oraz zyjako jednostki czasu i temperatury, równanie (18.9) przyjmie postać (18.15)
- = l-exP - f Tu V T Wartość względnego przyrostu temperatury w tabl. 18.4.
t!tu
jako funkcji
t
IT podano
Tablica 18.4. W zględny przyrost temperatury przewodu podczas jego nagrzewania od temperatu ry otoczenia, w funkcji tiT 1
T T
0'
0,1
0,2
0,5
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
0
0,095
0,181
0,393
0,632
0,777
0,865
0,95
0,982
0,993
Z tablicy tej wynika, że za stałą czasową należy uważać taki czas, po upły wie którego przyrost temperatury przewodu jednorodnego, nagrzewanego od temperatury otoczenia 30 prądem o stałej wartości skutecznej, osiągnie 63,2% ustalonego przyrostu temperatury. Po czasie t > 4T temperaturę przewodu w praktyce można uważać za ustaloną. Zależność funkcji t! tu=f{ t/T ) przedsta wiono na rys. 18.1. Stygnięcie przewodnika rozpocznie się w chwili, gdy przerwany zostanie obwód prądu płynącego przez przewodnik. Temperatura przewodnika będzie się obniżać od wartości początkowej 3P do temperatury otoczenia 3 a.
204
18. D obór i m ontaż o przewód owa nia
T
^
Rys. 18.1. Przebieg krzywych nagrzewania się (7) przewodu obciążonego prądem elektrycznym i stygnięcia tego przewodu (2)
Podstawiając w równaniu (18.7) zu = 0, otrzymuje się równanie krzywej sty gnięcia w postaci r - r p exp| - -
(18.16)
Jeżeli przewód był uprzednio nagrzany do temperatury ustalonej przy danym obciążeniu, to z = z u exp -
T
(18.17)
Wykres tej funkcji przedstawiono na rys. 18.1. Na rysunku tym wyznaczono również graficznie stałą czasową T nagrzewania i stygnięcia. Stałą czasową T nagrzewania można wyznaczyć, kreśląc w dowolnym punkcie krzywej nagrzewania styczną do tej krzywej, aż do przecięcia się z pro stą ru = const. Długość podstycznej mierzona na prostej ru = const jest równa stałej czasowej T nagrzewania w przyjętej skali czasu, co wynika ze zróżnicz kowani a r ówn an ia (18.7) (18.18) i podzielenia go przez pochodną. Dla dowolnego z otrzymuje się zatem ru - r =T dz d/
(18.19)
18.4. O bciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli
Dla
t
205
= 0
(18.20)
Najwygodniej kreślić styczną w punkcie początkowym r = 0 i t = 0. Podobnie różniczkując równanie (18.16) względem i, otrzymuje się stromość spadku temperatury (18.21) czyli dr r ~ d t~ ~ J
(18.22)
Oznacza to, że stromość spadku temperatury przewodu w dowolnej chwili, pod czas jego stygnięcia, jest proporcjonalna do przyrostu temperatury przewodu ponad temperaturę otoczenia, przy czym ma wartość ujemną. Przebieg stygnię cia przyjmuje się za zakończony po czasie t > AT. Dotychczasowe rozważania dotyczą idealnych warunków nagrzewania się i stygnięcia przewodów. Założono bowiem, że wielkości p, c, k mają stałe wartości. Jednakże wskutek zmienności tych parametrów obserwowane w prak tyce charakterystyki nagrzewania się i stygnięcia przewodów odbiegają od prze biegu wykładniczego. W zakresie temperatur nie przekraczających 120°C stwierdzone zmiany pa rametrów przewodów nie są tak duże. Odchylenia od przebiegu wykładniczego dla gołych przewodów i szyn są nieznaczne. Nieco większe są dla przewodów izolowanych i kabli. Z przebiegu krzywej nagrzewania wynika, że jeżeli obciążenie przewodu prądem elektrycznym trwa dłużej niż cztery stałe czasowe, to przewód ten osią ga wartość temperatury ustalonej. Mówimy wówczas, że przewód był obciążony długotrwale. Aby jednak wprowadzić definicję obciążalności prądowej długo trwałej, należy również uwzględnić temperaturę przewodu, jak ą on osiągnie wówczas, gdy będzie ona miała wartość ustaloną. W elektrotechnice obciążal ność prądową długotrwałą kojarzy się z normalnymi, poprawnymi warunkami pracy torów prądowych, gdy ich temperatura nie przekracza temperatury do puszczalnej. Po tych wyjaśnieniach można zdefiniować obciążalność prądową długotrwałą (/z): jest to skuteczna wartość prądu o niezmiennym natężeniu, któ ry przepływając przez przewód w czasie nie ograniczenie długim, w określonych warunkach jego ułożenia i będącego w określonej temperaturze otoczenia, po woduje podwyższenie się temperatury przewodu do wartości granicznie do puszczalnej długotrwale.
206
18. Dobór i montaż o prze wodowania
Oznacza to, że prąd długotrwały w dowolnej żyle przewodu w warunkach normalnej eksploatacji powinien mieć taką wartość, aby nie została przekro czona odpowiednia temperatura graniczna. Wartości tej temperatury dla różnych rodzajów izolacji podano w tabl. 18.5. Tablica 18.5. Najwyższe temperatury robocze dla różnych rodzajów izolacji; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]* Rodzaj izolacji
Temperatura graniczna, °C
Polichlorek winylu (PVC)
żyła 70
Polietylen usieciowany (XLPE)
żyła 90
Guma etylenowo-propylenowa (EPR) Mineralna, osłonięta PVC lub nieosłonięta, wystawiona na dotyk
żyła 90 powłoka 70
Mineralna, nieosłonięta, nie wystawiona na dotyk i nie stykająca się z materiałami zapalnymi
powłoka 105])
l} Jeżeli żyła pracuje w temperaturze przekraczającej 70°C, należy upewnić się, czy urządzenie przyłączone do żyły jest przystosowane do temperatury wytwarzanej przez połączenie.
Dla określonych rodzajów przewodów mogą być dopuszczone wyższe tem peratury robocze niż podane w tabl. 18.5, w zależności od temperatury znamio nowej przewodu, jego przyłączeń, warunków środowiskowych oraz innych wpływów zewnętrznych. Obciążalność prądowa przewodów jest podana w tablicach w zależności od przekroju żył, materiału żył, materiału i konstrukcji izolacji oraz od sposobu ich ułożenia. Obciążalność prądowa jest podana przy założonej obliczeniowej temperaturze otoczenia. Przykłady obciążalności prądowej przewodów podano w tabl. 18.6 i 18.7. Podczas doboru obciążalności prądowej długotrwałej (tabl. 18.6, 18.7) przy jęto następujące obliczeniowe temperatury otoczenia: — dla izolowanych żył i przewodów w powietrzu, niezależnie od sposobu uło żenia: 30°C; — dla kabli ułożonych bezpośrednio w gruncie lub w osłonach w gruncie: 20°C. Gdy temperatura otoczenia w miejscu przewidywanego ułożenia przewo dów i kabli różni się od temperatury obliczeniowej otoczenia, wówczas do war tości obciążalności prądowych długotrwałych należy stosować współczynnik poprawkowy (tabl. 18.8, 18.9).
Przedruk za zgodą Prezesa PK.N - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
18.4. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli
207
Tablica 18.6. Obciążalność prądowa długotrwała Jz (w amperach) przewodów i kabli o żyłach miedzianych; izolacja PVC, trzy żyły obciążone; temperatura żyły 70°C, temperatura otocze nia 30°C w powietrzu, 20°C w ziemi; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]*
T ablica 18.7. Obciążalność prądowa długotrwała (w amperach) przewodów i kabli o żyłach mie dzianych; izolacja XLPE lub EPR, trzy żyły obciążone; temperatura żyły 90°C, temperatura otoczenia 30°C w powietrzu, 20°C w ziemi; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]*
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa I, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
T ablica 18.7 (cd.)
T ablica 18.8. Wartość współczynnika poprawkowego dla temperatury otaczającego powietrza innej niż 30°C, stosowane do obliczeń obciążalności prądowej długotrwałej przewodów w powietrzu; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]* izolacja Tem peratura otoczenia, °C
10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95
PVC
1,22 1,17 1,12 1,06 0,94 0,87 0,79 0,71 0,61 0,50 -
XLPE, EPR 1,15 1,12 1,08 1,04 0,96 0,91 0,87 0,82 0,76 0,71 0,65 0,58 0,50 0,41
mineralna1* osłona z PVC lub bez osłony, dostępna, 70°C
bez osłony, niedostępna, 105°C
1,26 1,20 1,14 1,07 0,93 0,85 0,76 0,67 0,57 0,45
1,14
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1,11 1,07 1,04 0,96 0,92 0,88 0,84 0,80 0:75 0,70 0,65 0,60 0,54 0,47 0,40 0,32
1} Przy wyższych temperaturach otoczenia należy skonsultować się z producentem. Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
18.4. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli
209
Tablica 18.9* Wartości współczynnika poprawkowego dla temperatury otaczającej ziemi innej niż 20°C, stosowane do obliczeń obciążal ności prądowej długotrwałej kabli w ziemi; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]* Izolacja
Temperatura ziemi, °C 10 15 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
PVC
XLPE i EPR
1,1 1,05 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55 0,45
1,07 1,04 0,96 0,93 0,89 0,85 0,80 0,76 0,71 0,65 0,60 0,53 0,46 0,38
-
-
Obciążalności prądowe długotrwałe podane w tablicach dotyczą pojedynczych obwodów. W przypadku większej liczby żył izolowanych lub przewodów układa nych w tej samej wiązce stosuje się współczynniki zmniejszające (tabl. 18.10). Współczynniki zmniejszające stosuje się również dla kabli układanych w ziemi. Występują w tym przypadku dwa współczynniki uwzględniające: — rezystywność cieplną gruntu, — liczbę kabli prowadzonych we wspólnym wykopie. Obciążalność prądową długotrwałą kabli ułożonych w ziemi podaje się dla określonej rezystywności cieplnej gruntu (np. 2,5 K • m/W). Taką wartość uzna je się za konieczną z zachowaniem ostrożności przy ogólnym stosowaniu, gdy nie zostały sprecyzowane rodzaj gruntu i położenie geograficzne. Współczynniki poprawkowe dla gruntu o rezystywności cieplnej innej niż 2,5 K ■m/W podano w tabl. 18.11. Dla kabli ułożonych w ziemi współczynniki poprawkowe uwzględniające liczbę ułożonych kabli zależą również od: — prześwitu między kablami, — rodzaju kabla - jednożyłowy lub wielożyłowy, — sposobu układania - bezpośrednio w ziemi lub osłonie. Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
Tablica 18.10. Wartości współczynnika uwzględniające zmniejszoną obciążalność prądową długotrwałą dla wiązek złożonych z więcej niż jednego obwo du lub więcej niż jednego przewodu wielożyłowego; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]
c o ‘w ^ M «V N £
5
2
ci
"O "CS O
£
£d> < N
Pd
KS
cl
cl
d>
o
CL Ki e O .2£ ^.o(U 2 >-» 2 c £ -c
> .s
C 6 & T^3 oc •e^r- ^ >-» >\ .■y -> -a g jd ^N , ^23 ^ 2 tł o'- *3 ło kT =3 c x ^ ^ CL -^3 u 3 .8.2CO 2 " * JC to 00 ;c > o o CS c £> .2 .5 o. ^ ^ a £ £
^
KS £
C
£ ’o 1 N ^
a « lS a 2 ^ g d>
r .
2
r
r~~o~ CN
£
O *G
.2 o
H Cv C N ¿4 a a
’5. p a t: * S, ¥ e b 2 ^cc c ?
¡2 CS
'aT1 ¿i cc "CS
X S ^3 G O
CL > ,
”CS Q>
2 >> Cd, ¿y
~a
O ttf) d) o, kT *N ’ćd5 O N co CL
0
d) 2
0
•r-4
•N d>
'2
N
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa I, skr. poczt. 411. (Za zgodność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
^ ? cc i3 cd o o >-,
211
18.4. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów izolowanych i kabli
T ablica 18.11. Współczynniki poprawkowe do obciążalności prądowej kabli ułożonych w osło nach w ziemi; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]* Rezystywność cieplna gruntu, K • m/W
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
W spółczynnik poprawkowy
,18
1,10
1,05
1,0
0,96
1. Współczynniki są średnimi wartościami bez uwzględnienia wielkości żyły. W całym zakresie dokładność współczynników poprawkowych wynosi ±5%. 2. Dla kabli ułożonych bezpośrednio w ziemi współczynniki poprawkowe dla rezystywności cieplnych mniejszych niż 2,5 K ■m/W będą większe (dane w literaturze IEĆ 60287). 3. Współczynniki poprawkowe są stosowane do osłon w ziemi na głębokości nie przekraczającej 0,8 m.
Przykładowe wartości współczynników dla kabli ułożonych bezpośrednio w ziemi podano w tabl. 18.12. Tablica 18.12. Wartości współczynników zmniejszających długotrwałą obciążalność prądową kabli układanych bezpośrednio w ziemi i składających się z więcej niż jednego obwodu; zaczerp nięto z PN-IEC 60364-5-523 [158]* Liczba obwodów
Prześwit między kablami (a)1^ 2) 0 (stykające się)
jedna średnica kabla
2
0,75
0,80
3 4
0,65 0,60
0,70 0,60
5
0,55
6
0,50
1Kable wielożyłowe
0,125 m
0,25 m
0,5 m
0,85 0,75
0,90
0,90
0,70
0,80 0,75
0,85 0,80
0,55
0,65
0,70
0,55
0,60
0,70
0,80 0,80
© © © ©
2) Kable jednożyłowe
©Q
00
Podane wartości dotyczą głębokości ułożenia 0,7 m i rezystywności cieplnej gruntu 2,5 K • m/W.
Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
212
18. Dobór i montaż o przewód owa nia
Podczas ustalania obciążalności prądowej przewodów i kabli bardzo ważna jest również liczba obciążonych prądem żył. Jeżeli w obwodzie wielożyłowym rozpływ prądów jest równomierny, to nie wymaga się uwzględnienia żyły neu tralnej. Wynika więc z tego, że obciążalność długotrwała przewodu czterożyłowego w obwodzie trójfazowym jest taka sama jak trójżyłowego, o takim samym przekroju jak przekrój przewodu cztero żyłowego. Przewody czterożyłowe i pięciożyłowe mogą mieć większą obciążalność prądową długotrwałą, gdy obciążone są jedynie trzy żyły. Jeżeli żyła neutralna przewodu wielożyłowego jest obciążona na skutek asymetrii obciążenia obwodu, to powinna ona być dobrana na podstawie naj większego obciążenia tego obwodu. Podczas wyznaczania liczby obciążonych żył nie uwzględnia się żył ochron nych PE. Żyły PEN uwzględnia się tak samo jak żyły neutralne N. Przepływy prądów w żyle neutralnej mogą być również spowodowane dużym udziałem wyższych harmonicznych prądu {harmonie currents) w obwodach trójfa zowych. Jeżeli udział wyższych harmonicznych jest większy niż 10%, to przekrój żyły neutralnej nie powinien być mniejszy niż przekrój żyły fazowej. Najbardziej istotną z punktu widzenia obciążalności prądowej jest trzecia harmoniczna. War tość prądu w przewodzie neutralnym, spowodowanego trzecią harmoniczną, może przekraczać wartość prądu fazowego o częstotliwości sieciowej. Najbardziej niekorzystnym przypadkiem jest sytuacja, w której są obciążone tylko dwa spośród trzech przewodów fazowych. W tym przypadku w przewo dzie neutralnym popłynie prąd stanowiący różnicę prądów fazowych i dodat kowo wyższe harmoniczne prądów. Może to doprowadzić do przeciążenia żyły neutralnej. W tablicy 18.13 podano wartości współczynników zmniejszających obcią żalność prądową w przypadku wystąpienia wyższych harmonicznych, gdy żyła neutralna jest częścią przewodu czterożyłowego lub pi ęci ożył owego. T ablica 18.13. W artości współczynnika zmniejszającego obciążalność prądową długotrwałą prze wodów w przypadku wystąpienia wyższych harmonicznych prądów w cztero- i pięciożylowych przewodach; zaczerpnięto zPN -IEC 60364-5-523 [158]* Udział trzeciej harmonicznej % 0-5-15 1 5 ,1 -3 3 33,1-5-45 >45
Ws p ół czy nn ik zm n iej szaj ący dobór przekroju żył przewodu na podstawie wartości prądu fazowego
dobór przekroju żył przewodu na podstawie wartości prądu przewodu neutralnego
1,0
-
0,86 -
0,86
-
1,0
-
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w W ydziale M arketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
18.5. Spadek napięcia w instalacjach odbiorczych
213
Jeżeli spodziewany prąd w przewodzie neutralnym jest większy niż prąd w przewodzie fazowym, to przekrój przewodu powinien być dobrany na pod stawie wartości prądu w przewodzie neutralnym. Zastosowanie współczynników zmniejszających obciążalność prądową w przy padku występowania wyższych harmonicznych prądu można przedstawić na poniż szym przykładzie.
Przykład W obwodzie trójfazowym pięcioprzewodowym płynie prąd o wartości 54 A. Obwód jest wy konany przy użyciu przewodu pięciożyłowego o izolacji PVC przymocowanego uchwytami do ściany. Zgodnie z tablicą 18.6, przewód o przekroju 10 mm2 z żyłami miedzianymi ma obcią żalność prądow ą długotrwałą 57 A. Jest on odpowiedni, jeżeli w obwodzie nie występują wyższe harmoniczne. Zakładając, że w czasie eksploatacji obwodu może wystąpić trzecia harmoniczna o udzia le 18%, należy zastosować współczynnik zmniejszający wynoszący 0,86 (tabl. 18.13) i ob ciążenie przewodów wyniesie wówczas —
0,86
= 62,79 A
Dla podanej skorygowanej wartości prądu należy dobrać przewód o przekroju 16 mm" i ob ciążalności dopuszczalnej długotrwałej równej 76 A. Jeżeli w obwodzie wystąpi trzecia harmoniczna o udziale 35%, to doboru przekroju przewodu należy dokonać na podstawie prądu w przewodzie neutralnym, który wyniesie 54 • 0,35 • 3 = 56,7 A Dla podanego procentowego udziału trzeciej harmonicznej współczynnik zmniejszają cy dla przewodu neutralnego wynosi 0,86 (tabl. 18.13). Obciążenie obliczeniowe wyniesie zatem
0,86
= 65,93 A
Dla podanej skorygowanej wartości prądu należy wówczas dobrać przewód o przekroju 16 mm2. Jeżeli występuje trzecia harmoniczna o udziale 50%, doboru dokonuje się również na podstawie prądu w przewodzie neutralnym. Wartość tego prądu wyniesie 5 4 -0 ,5 -3 = 81 A W tym przypadku współczynnik zmniejszający jest równy 1 (tabl. 18.13) i przewód powinien mieć przekrój 25 mm2.
18.5. Spadek napięcia w instalacjach odbiorczych Prąd płynący w przewodzie wywołuje na nim spadek napięcia. Oznacza to, że napięcie na końcu linii zasilającej odbiornik zawsze będzie miało mniejszą war tość niż napięcie na początku linii. Aby odbiorniki pracowały poprawnie, musi być m.in. zapewnione napięcie zasilające o odpowiedniej wartości, bardzo zbli
214
18. Dobór i montaż oprzewodowania
żonej do napięcia znamionowego. To wymaganie jest określone przez obowią zujące akty prawne. Dla poprawnej pracy urządzeń zaleca się, aby w praktyce spadek napięcia między złączem instalacji a odbiornikiem nie przekraczał 4% znamionowego napięcia instalacji. Wyższe wartości spadku napięcia mogą być przyjmowane w następujących przypadkach: — dla silników w czasie ich rozruchu, — dla innych odbiorników z dużym prądem rozruchowym. Dopuszczalne spadki napięcia w czasie rozruchu silników zależą od rodzaju rozruchu i wynoszą: — — —
dla rozruchu lekkiego dla rozruchu ciężkiego irzadkiego dla rozruchu ciężkiego iczęstego (ponad 15razy na godzinę)
35% 15% 10%.
W instalacji zasilającej silniki wyznaczasię spadeknapięcia dla silnika o naj większym prądzie rozruchowym w całym układzie zasilania: od zacisków silni ka do zacisków transformatora zasilającego. Dopuszczalne spadki napięcia w instalacjach elektrycznych budynków mieszkalnych oraz budownictwa ogólnego i przemysłowego podano na rys. 18.2. Dla przykładu rozpatrzony zostanie przypadek obliczania spadku napięcia w torze otwartym, obciążonym w wielu miejscach lub na końcu (rys. 18.3). Ta kie tory w instalacjach elektroenergetycznych na napięcie do 1 kV spotyka się w przeważającej liczbie przypadków. Spadek napięcia w linii promieniowej na drodze od rozdzielnicy R1 w stacji transformatorowej do rozdzielnicy R/7, jest sumą spadków napięć w przewodach poszczególnych odcinków linii (18.23) /=] Spadek napięcia w linii trójfazowej prądu przemiennego o długości /, wykonanej przewodem o przekroju s i konduktywności materiału przewodu y, jest określo ny zależnością A U = IB (R cosę ± X sin ę)-^3
(18.24)
przy czym znak plus dotyczy obciążenia indukcyjnego, a znak minus dotyczy obciążenia pojemnościowego. Spadek napięcia w linii trójfazowej, wyrażony w procentach, można obli czyć wg wzoru
215
18.5. Spadek napięcia w instalacjach odbiorczych
Sieć niskiego napięcia
Rys. 18.2. Dopuszczalne procentowe wartości spadku napięcia w instalacjach elektrycznych: a) bu dynków mieszkalnych; b) obiektów budownictwa ogólnego i przemysłowego (zasilanie z sieci elektroenergetycznej nn lub własnego transformatora)
AlA
A U,
-G D R1
Pl ' i cos^
R2
R3
p2,l2
P*h
COS (p2
COS (pz
Rn
Rys. 18.3. Schemat do obliczania spadków napięć w sieci rozdzielczej
Dla linii i instalacji jednofazowych A U - I b (R o o sę ± X sin ę) I Spadek napięcia wyrażony w procentach
( 18.26)
216
18. Dobór i montaż oprzewodowania
We wzorach (18.24) i (18.27): IB - prąd obciążenia. A; cos ę — współczynnik mocy; R , X — rezystancja i reaktancja przewodu o długości /, Q; Unf, Un - napię cia znamionowe fazowe oraz między przewodowe. Rezystancję i reaktancję można określić zależnościami i? = — ys
(18.28)
X = x 'l ■10-3
(18.29)
przy czym: x ’ - reaktancja jednostkowa przewodów, mQ/m; / - długość linii, m; s —przekroje przewodów, mm"; y —konduktywność, m/Q • in n i (56 dla żył mie dzianych i 33 dla żył aluminiowych). W liniach prądu stałego A U = 2 IbR
(18.30)
Spadek napięcia w procentach A U = — 100 KJn_ U
(18.31)
przy czym: ć/n_ - napięcie znamionowe linii prądu stałego. W obwodach trójfazowych i jednofazowych z kablami i przewodami o prze kroju żył do 16 mm2 można pominąć reaktancję przewodów, gdyż rezystancje przewodów są ponad pięciokrotnie większe niż ich reaktancje. Nie wpływa to w sposób istotny na wyniki obliczeń.
18.6. Połączenia elektryczne Aby umożliwić przepływ prądu elektrycznego z jednego elementu obwodu elek trycznego do drugiego, stosuje się różnego rodzaju rozwiązania połączeń elek trycznych. Połączenia te jednak powinny być tak wykonane, aby zapewniały trwałą, w zadanym czasie, ciągłość elektryczną i odporność na naprężenia me chaniczne. Stykające się dwa elementy obwodu elektrycznego tworzą połączenie stykowe. Zespół współpracujących ze sobą styków tworzy zestyk. W zależności od rodzaju elementów łączonych, ich obciążalności prądowej, miejsca ich pracy oraz temperatury pracy należy brać pod uwagę: — — — —
materiał przewodu i jego izolację, przekrój przewodów, liczbę i kształt żył tworzących przewód, liczbę przewodów, które są ze sobą łączone.
Do wszystkich połączeń elektrycznych powinien być możliwy dostęp w ce lu oględzin, prób i konserwacji, z wyjątkiem:
18.6. Połączenia elektryczne
217
— połączeń kabli ułożonych w ziemi, — połączeń zatopionych w masie izolacyjnej lub połączeń szczelnych, — połączeń między zimnymi końcówkami i elementami grzejnymi w syste mach ogrzewania podłogowego i stropowego. Połączenie elektryczne powinno być tak wykonane, aby temperatura wystę pująca na tym połączeniu w warunkach normalnej pracy nie zmniejszała sku teczności izolacji między łączonymi przewodami lub ich podporami. Wynika to z faktu, że w miejscu styczności zawsze występuje pewna wartość rezystancji przejścia. Od wartości tej rezystancji zależy ilość ciepła wydzielającego się w po łączeniu, a tym samym temperatura połączeń.
19 DOBÓR I MONTAŻ APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ
19.1. Wymagania ogólne Aby zapewnić pełną funkcjonalność instalacji elektrycznej, dzieli się ją na ob wody elektryczne. Uzyskuje się wówczas jeden z podstawowych elementów funkcjonalności: uszkodzenie w części instalacji nie powoduje wyłączenia całej instalacji, umożliwiając poprawną pracę wielu odbiorników. Podział instalacji może być taki, że pojawia się w niej kilka bądź nawet kil kadziesiąt obwodów. Takie podejście w budowie instalacji wymaga zapewnienia poprawnego załączania i wyłączania obwodów, ich zabezpieczenia i popraw nego rozwiązania ochrony przeciwporażeniowej. Te wymagania są realizowane za pomocą: a)
urządzeń ochrony przed dotykiem pośrednim zapewniających samoczynne wyłączenie zasilania, do których zalicza się: — urządzenia ochronne przetężeniowe, — urządzenia ochronne różnicowoprądowe, — urządzenia stałej kontroli izolacji; b) urządzeń zabezpieczających od skutków przetężeń; c) urządzeń zabezpieczających przed przepięciami; d) urządzeń zabezpieczających przed skutkami obniżenia napięcia.
Przy tak dużej liczbie możliwych do zastosowania urządzeń ochronnych bar dzo ważna jest koordynacja różnych urządzeń ochronnych. Realizuje się to przez: — odpowiedni wybór urządzeń ochronnych przetężeniowych, — analizę współpracy urządzeń ochronnych różnicowoprądowych z urządze niami ochronnymi przetężeniowymi. Wszystkie te wymagania i działania realizuje się za pomocą łączników, któ re powinny być tak skonstruowane, aby styki ruchome wszystkich biegunów
19.2. Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe
219
łączników wielobiegunowych były sprzężone mechanicznie. Styki te powinny się zwierać i rozwierać jednocześnie, z wyjątkiem styków przeznaczonych do łączenia przewodu neutralnego, które mogą zamykać się wcześniej, a otwierać później niż inne styki. Należy zwrócić uwagę, że styki łącznika nie powinny łączyć przewodu ochronnego lub ochronno-neutralnego. Aby uniknąć zbędnych wyłączeń zasilania oraz właściwie dobrać zabezpie czenie wg określonych kryteriów, charakterystyki urządzeń zabezpieczających i możliwość nastawienia wartości danej wielkości powinny zapewnić poprawną selektywność ich działania.
19.2. Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe Zabezpieczenie przeciążeniowe i/lub zwarciowe można realizować za pomocą: — bezpieczników z wkładkami topikowymi, — wyłączników wyposażonych w wyzwalacze przeciążeniowe i zwarciowe. Wymienione urządzenia, pracujące w sieciach i instalacjach elektrycznych, powinny działać w sposób selektywny. Oznacza to, że w przypadku wystąpienia przetężenia i przepływu prądu zakłóceniowego przez kilka szeregowo połączo nych zabezpieczeń powinno działać tylko jedno zabezpieczenie, które jest zain stalowane najbliżej uszkodzonego miejsca w kierunku źródła zasilania. W przypadku ochrony przeciążeniowej selektywność urządzeń ochronnych jest zapewniona, jeżeli urządzenia te, zainstalowane szeregowo, mają charakte rystykę czasowo-prądową zależną, a prąd znamionowy /„ urządzenia zainstalo wanego dalej od źródła zasilania jest mniejszy niż prąd znamionowy /„ urządze nia zainstalowanego bliżej źródła zasilania. W przypadku zabezpieczeń zwarciowych zapewnienie selektywności ich działania wymaga innego podejścia, gdyż prądy zwarciowe mogą osiągać warto ści kilkaset, a nawet więcej razy większe niż wartości prądów roboczych. Tak duże prądy płyną w bardzo krótkim czasie i pobudzają wszystkie urządzenia zabezpieczające zainstalowane szeregowo. Na rysunkach 19.1 -i-19.4 przedstawiono stylizowane charakterystyki czasowo-prądowe wkładek bezpiecznikowych i wyłączników wyposażonych w wy zwalacze przeciążeniowe i zwarciowe. Rysunki 19.2-5-19.4 umożliwiają prze analizowanie zasady selektywności działania tych łączników. Należy zwrócić uwagę, że w rzeczywistych warunkach ich producenci podają w katalogach pa smowe charakterystyki czasowo-prądowe. Łączniki jako zabezpieczenia działają selektywnie wówczas, gdy ich charakterystyki pasmowe nie przecinają się. Nie mogą one mieć również wspólnych obszarów działania. W przypadku wyłączni ków jest to pasmo o wyzwalaniu termicznym i pasmo o wyzwalaniu magnetycz nym (rys. 19.5 i 19.6).
220
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
k ----->
/k -----> Rys. 19.1. Charakterystyki czasowo-prądowe pasmowe bezpieczników klasy gL (w kładki topiko we o pełnozakresowej zdolności wyłączania, do zabezpieczeń przewodów i kabli); zaczerp nięto z PN-91/E-06160/10, [133]* t - czas wyłączenia, 4 - prąd zwarciowy spodziewany
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
19.2. Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe
221
Rys. 19.2. Selektywność działania w układzie wyłącznika i bezpiecznika I - stylizowana charakterystyka wyłącznika, 2 - stylizowana charakterystyka bezpiecznika, Is - prąd graniczny selektywności działania zabezpieczeń (wyłącznika i bezpiecznika)
Rys. 19.3. Selektywność działania w układzie dwóch wyłączników: a) selektywność zapewniona poprzez dobranie wyłączników o różnych prądach znamionowych, b) selektywność zapew niona przez nastawę różnych czasów zadziałania wyłączników Is - prąd graniczny selektywności działania zabezpieczeń
Rys. 19.4. Brak selektywności działania łączników w zakresie prądów przeciążeniowych (> IsX) oraz prądów zwarciowych (> Is2) 1 , 2 - stylizowanie charakterystyki wyłącznika i bezpiecznika
222
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
a)
b)
Rys. 19.5. Pasmo działania wyłącznika o sposobie wyzwalania tylko termicznym (a) oraz tylko magnetycznym (b) Air ~ Pr^d umowny niezadziałania, I, - prąd umowny zadziałania, 7m - prąd niezadziałania bezzwłocznego, /, - prąd zadziałania bezzwłocznego, 1 - charakterystyka wyzwalania (łącz n ik powinien zadziałać powyżej tej charakterystyki), 2 - charakterystyka niewyzwalania (po niżej tej charakterystyki łącznik nie powinien zadziałać), t2 - 1\ - czas własny otwierania
a)
b)
O * / n ---------- >
Rys. 19.6. Pasmo działania wyłącznika o sposobie wyzwalania termiczno-magnetycznym: a) w y magania normy PN-90/E-93003, b) przykładowa charakterystyka katalogowa wyłącznika (E80) A u h ~ odpowiednio prądy niezadziałania i zadziałania wyzwalacza, A,- - prąd niezadziałania bezzwłocznego, 7, - prąd zadziałania bezzwłocznego, t2- t \ - czas własny otwierania
Wyłączniki instalacyjne są produkowane z różnymi charakterystykami dzia łania wyzwalaczy, co dla przykładu pokazano na rys. 19.7. Wyłączniki o charakterystyce B mają przedział działania wyzwalaczy elektromagnesowych (3^-5)A- Przeznaczone są do zabezpieczania przewodów w obwodach oświetlenia, gniazd wtyczkowych i sterowania, jak również do ochrony przeciwporażeniowej przede wszystkim w sieciach TN.
19.2. Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe
223
Rys. 19.7. Charakterystyki pasmowe wyłączników instalacyjnych
Wyłączniki o charakterystyce C mają przedział działania wyzwalaczy elektromagnesowych (5^ 10)/n. Przeznaczone są do zabezpieczania przed skutkami zwarć i przeciążeń urządzeń elektroenergetycznych o dużych prą dach rozruchowych (transformatory, silniki, źródła światła) oraz kabli i prze wodów. Wyłączniki o charakterystyce D mają przedział działania wyzwalaczy elektromagnesowych (10 -s-20)/n. Przeznaczone są do zabezpieczenia urządzeń o bardzo dużych udarach prądowych w chwili załączenia (transformatory, grupy lamp oświetleniowych, zawory elektromagnetyczne). Udary prądowe w obwodach oświetleniowych występują w chwili włącza nia lamp żarowych, gdyż wartość prądu wzrasta wówczas do 12-krotnej wartości prądu obciążenia długotrwałego. Jednoczesne załączenie grupy opraw żarowych może powodować zadziałanie wyzwalaczy bezzwłocznych wyłączników o cha rakterystyce B. Lampy świetlówkowe, z uwagi na prąd załączeniowy udarowy kondensatorów (aż do 20 razy przekraczający wartość prądu obciążenia długo trwałego), mogą również być przyczyną zadziałania wyłączników. Powinny wówczas zostać ograniczone wartości obciążeń, jeżeli załączane są grupy lamp wspólnie załączanych. Selektywność w zakresie prądów przeciążeniowych i prądów zwarciowych może być definiowana jako zdolność urządzeń przetężeniowych do odłączenia zasilania tych obwodów, w których nastąpiło uszkodzenie, bez wpływu na pozo stałe obwody.
224
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
a)
b)
C)
1
F1
F2
/
/
Rys. 19.8. Fragmenty instalacji wyposażonych w łączniki: a) bezpiecznik-wyłącznik, b) wyłącznik-w yłącznik, c) bezpiecznik-bezpiecznik
W zależności od wyposażenia instalacji analizuje się selektywność działania aparatów elektrycznych w następujących układach (rys. 19.8): — bezpiecznik-wyłącznik, — wyłącznik-wyłącznik, — bezpiecznik-bezpiecznik. Selektywność działania zabezpieczeń można określić, porównując ich cha rakterystyki czasowo-prądowe. Najczęściej jednak korzysta się z danych produ centa, który podaje informacje dotyczące selektywności, opracowane w postaci tablic z zestawami zabezpieczeń działających selektywnie. Przykładowe dane dotyczące selektywności zabezpieczeń podano w tabl. 19.1 na przykładzie zesta wu bezpiecznik gG-wyłącznik instalacyjny typu ST 68 (Polam-Pułtusk). W skład takiego zestawu wchodzą określone aparaty produkowane przez producenta. Tylko te aparaty będą spełniały warunek selektywności. W przypadku aparatów różnych producentów należy korzystać z charakterystyk czasowo-prądowych zastosowanych aparatów, sprawdzając warunek selektywności działania. T ablica 19.1. Największe wartości prądów zwarciowych (kA), przy których są jeszcze spełnione warunki selektywnego działania w układzie (rys. 19.8a) bezpiecznik-wyłącznik instalacyjny typu ST 68
/„ r
\
4w
6
10
13
16
20
25
32 -
20
0,6
0,5
0,4
-
-
-
25
0,8
0,7
0,6
0,5
-
-
-
35
1,3
1,3
1,6
1,6
63
3,9
1,9 3,8
1,1 1,6
-
2,0
1,1 1,7
0,9
50
1,2 1,8 3,5
3,3
3,0
2,6
2,6
/ nw - prąd znamionowy wyłącznika jednobiegunowego o charakterystyce B. 4 f - prąd znamionowy bezpiecznika gG (BiWtz). Kreska pozioma oznacza brak selektywności (wcześniejsze zadziałanie bezpiecznika) w układzie bezpiecznik-wyłącznik wg rys. 19.8a.
19.2. Zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe
225
W układzie bezpiecznik-bezpiecznik (rys. 19.8c) selektywność działania będzie zachowana wówczas, gdy prąd znamionowy bezpiecznika zainstalowa nego bliżej źródła zasilania będzie co najmniej 1,6 razy większy niż prąd zna mionowy bezpiecznika kolejnego w kierunku odbiornika. Zakłada się, że bez pieczniki są tego samego typu, a zakres tolerancji dla charakterystyki czasowo-prądowej nie przekracza 10%. Niektórzy producenci wkładek topikowych zachowują zakres tolerancji nie przekraczający 5%. Poprawia to selektywność w stosunku 1:1,25. Zachowana jest wówczas selektywność między kolejnymi stopniami prądu znamionowego wkładek, np. 63 A do 80 A lub 80 A do 100 A. Prądy zwarciowe /k mogą osiągać duże wartości, kilkunasto- lub kilkudziesięciokrotnie większe niż prądy znamionowe bezpieczników lub wyłączników. W takich przypadkach nie jest możliwa analiza selektywności działania tych zabezpieczeń, jeżeli korzysta się tylko z ich charakterystyki czasowo-prądowej. Aby selektywność działania zabezpieczeń była możliwa do przeanalizowania, korzysta się z podanych przez producentów charakterystyk wartości całki Joule’a ji2dt (całka kwadratu prądu w danym przedziale czasu) w funkcji prądu zwarciowego 7k. Całka Joule’a jest charakterystycznym parametrem łącznika zwarciowego, którego wartość jest miarą tzw. przepuszczonej przez łącznik energii I2t. Jest to energia wydzielona w torach prądowych łącznika i elementu układu elektroenergetycznego do miejsca zwarcia. W przypadku wyłączników instalacyjnych producenci podają w katalogach charakterystyki J/2dt = /(7 k) wyłączania. W przypadku bezpieczników mogą to być jV2d /= /(7 k) przedłukowe i wyłączania (charakterystyki pasmowe). W ukła dzie bezpiecznik-wyłącznik (rys. 19.8a) należy wziąć pod uwagę charakte rystykę przedłukową bezpiecznika i charakterystykę wyłączania wyłącznika. W układzie bezpiecznik-bezpiecznik (rys. 19.8c) należy wziąć pod uwagę cha rakterystykę przedłukową bezpiecznika FI i charakterystykę wyłączania bez piecznika F2. Selektywność będzie zachowana wówczas, gdy \i2dt przedłukową będzie większa niż Jz2d/ wyłączania. Na rysunkach 19.9 i 19.10 podano przykładowe charakterystyki całki Joule’a przedłukowe bezpieczników i wyłączania wyłączników. Charakterystyki 1 -i-4 na rys. 19.9 dotyczą wartości J/2d/ dla zadanych czasów. Można je inter pretować jako wartości całki Joule’a prądu przepływającego przez wyłącznik jednobiegunowy instalacyjny przy założeniu, że napięcie łuku w wyłączniku jest tak małe, że nie wpływa na przebieg prądu, który płynie w zadanym czasie. Jest to więc całka Joule’a części fali prądu zwarciowego o częstotliwości 50 Hz. Selektywność działania zabezpieczeń można ustalić, analizując ich charak terystyki J72dZ=/(/k) położone na jednym układzie współrzędnych. Punkt prze cięcia się tych charakterystyk wyznacza największą wartość prądu zwarciowego, przy którym jest zachowana selektywność działania zabezpieczeń. Najczęściej jednak korzysta się z tabel opracowanych przez producentów dla zabezpieczeń zwarciowych przez nich wytwarzanych. Tabele selektywności dla dużych warto ści prądów zwarciowych umożliwiają właściwy dobór zestawu urządzeń zabez pieczających.
A
100 80 63 50 35 25 20
16 10 6
Rys. 19.9. Charakterystyki przedłukowe J/2dr = / ( /k) bezpieczników NEOZED typu gG/gL (Siemens) 1-i-4 -w artości J/2df dla zadanych czasów, / nf- prąd znamionowy wkładek bezpiecznikowych
Rys. 19.10. Charakterystyki wyłączania J/2df = / ( / k) wyłączników S301 B6...63 (Legrand FAEL)
19.3. Wyłączniki nadprądowe do instalacji
227
19.3. Wyłączniki nadprądowe do instalacji Wyłączniki nadprądowe stosowane w instalacjach elektrycznych są budowane na napięcie znamionowe nie przekraczające 440 V prądu przemiennego o czę stotliwości 50 lub 60 Hz i prądy znamionowe nie przekraczające 125 A. Zna mionowa zwarciowa zdolność łączeniowa nie przekracza 25 kA. Wyłączniki te są przeznaczone do zabezpieczania przed skutkami prze pływu prądów przetężeniowych w instalacjach domowych i podobnych. Są przystosowane do użytkowania przez osoby niewykwalifikowane i nie wyma gają konserwacji. Powinny one być wykonane zgodnie z normą: PN-90/E-93002 Wyłączniki nadprądowe do instalacji domowych i podobnych. Norma ta jest równoważna normie IEC 898 (1987) Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations. Wyłączniki te mają odpowiednie cha rakterystyki czasowo-prądowe B, C, D (p. 19.2). Wybór wyłącznika o odpowiedniej charakterystyce zależy od wymagań in stalacji, w której ma on być zainstalowany. Zalecane wartości prądów znamio nowych /„: 6, 8, 10, 13, 16, 20,25, 32,40, 50, 63, 80, 100 i 125 A. Wartości znamionowej zwarciowej zdolności łączeniowej wynoszą: 1500, 3000, 4500, 6000, 10000 A. W zakresie 10000 A -^25 000 A preferowana jest wartość 20 000 A. W niektórych krajach przyjęte są nieco inne wartości znamionowej zwar ciowej zdolności łączeniowej i wynoszą: 1000,2000, 2500, 5000, 7500, 9000 A. Wyłączniki, które mogą być uruchamiane przez inne osoby niż poinstru owane (BA4, tabl. 8.1) lub wykwalifikowane (BA5, tabl. 8.1), powinny być tak zaprojektowane lub zainstalowane, aby nie było możliwości zmiany nastawień ich wyzwalaczy bez świadomych czynności, wymagających użycia klucza lub narzędzia i dających w rezultacie widoczne wskazanie nastawienia ich prądu. Każdy wyłącznik powinien mieć następujące oznaczenia: a) b) c) d)
nazwę lub znak fabryczny wytwórcy; oznaczenie typu lub numer katalogowy, lub numer serii; znamionowe napięcie lub napięcia; prąd znamionowy bez symbolu „A” (ampery) poprzedzony symbolem war tości prądu zadziałania bezzwłocznego (B, C lub D), np. BI6; e) częstotliwość znamionową, jeżeli wyłącznik jest zbudowany tylko na jedną częstotliwość; f) znamionową zwarciową zdolność łączeniową, w amperach; g) schemat połączeń, jeżeli sposób łączenia może budzić wątpliwości; h) temperaturę odniesienia otaczającego powietrza, jeżeli jest inna niż 30°C. Oznaczenie wg punktu d) powinno być widoczne po zainstalowaniu wy łącznika. Jeżeli wyłączniki mają małe wymiary i powierzchnia do cechowania jest niewystarczająca, to oznaczenia danych wg punktów a), b), c), e) i f) mogą być umieszczone na bocznej lub tylnej ściance wyłącznika. Oznaczenie wg punktu g) może być umieszczone na wewnętrznej stronie pokrywy, jeżeli jest
228
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
ona zdejmowana podczas przyłączania przewodów zasilających. Schemat połą czeń nie powinien być umieszczony na luźnej kartce dołączonej do wyłącznika. Wytwórca powinien dostarczyć na życzenie zamawiającego charakterystykę I 2t. Wielkości umowne: a)
czas umowny jest równy 1 h dla wyłączników na prąd znamionowy do 63 A włącznie i 2 h dla wyłączników na prąd znamionowy większy niż 63 A; b) umowny prąd niezadziałania Int jest równy 1,13-krotnemu prądowi zna mionowemu wyłącznika; c) umowny prąd zadziałania //jest równy 1,45-krotnemu prądowi znamiono wemu wyłącznika. Wielkości charakterystyczne: a)
prąd spodziewany - prąd, który popłynąłby w obwodzie z wyłącznikiem, gdyby każdy z biegunów tego wyłącznika został zastąpiony połączeniem o pomijalnej impedancji; prąd spodziewany wyrażony jest wartością skuteczną; b) całka Joule’a I 2t - całka kwadratu prądu w danym przedziale czasu
c)
I 2t = j i 2di to charakterystyka I 2t wyłącznika - krzywa podająca najwyższe wartości I 2t w funkcji prądu spodziewanego w określonych warunkach działania.
Koordynacja nadprądowych urządzeń zabezpieczających połączonych w szereg: a)
graniczny prąd selektywności Is - prąd określony współrzędną punktu przecię cia charakterystyki najdłuższego czasu wyłączania w funkcji prądu urządzenia zabezpieczającego po stronie obciążenia i charakterystyki czasowo-prądowej przedłukowej (w przypadku bezpieczników) lub działania (w przypadku wy łączników nadprądowych) drugiego urządzenia zabezpieczającego; Graniczny prąd selektywności jest wartością prądu: — poniżej której, w przypadku dwóch urządzeń nadprądowych umieszczo nych szeregowo, urządzenie zabezpieczające po stronie obciążenia za kończy wyłączanie obwodu w takim czasie, że uniemożliwi rozpoczęcie czynności łączeniowych drugiego urządzenia (wybiórczość zapewniona); — powyżej której, w przypadku dwóch urządzeń nadprądowych umiesz czonych szeregowo, urządzenie zabezpieczające po stronie obciążenia nie zakończy wyłączenia w takim czasie, aby uniemożliwić rozpoczęcie czyn ności łączeniowych drugiego urządzenia (wybiórczość niezapewniona)\ zamiast charakterystyk czasowo-prądowych można wykorzystać charakte rystyki I 2t\ b) prąd przełomowy (rezerwowania) / Bp - prąd określony współrzędną punktu przecięcia charakterystyk najdłuższego czasu wyłączania w funkcji prądu, dwóch nadprądowych urządzeń zabezpieczających; prąd przełomowy jest
19.3. Wyłączniki nadprądowe do instalacji
229
graniczną wartością prądu, powyżej której, w przypadku dwóch nadprądowych urządzeń zabezpieczających umieszczonych szeregowo, jedno z nich, przeważnie, lecz niekoniecznie umieszczone po stronie zasilania, zapewnia ochronę dodatkową dla drugiego urządzenia zabezpieczającego (zabezpie czenie rezerwujące); zamiast charakterystyk czasowo-prądowych można wykorzystać charakterystyki I 2t.
Rys. 19.11. Charakterystyki t =/ ( 4 ) oraz Jz'2d/=/(/k) wyłączników nadprądowych; zaczerpnięto z PN-90/E-93002 [129]* 4 - spodziewany prąd zwarciowy, Icn - znamionowa zwarciowa zdolność łączeniowa, Is - graniczny prąd selektywności, / Bp - prąd rezerwowania, A - charakterystyka najkrót szych czasów przedłukowych dla bezpiecznika, B - charakterystyka najdłuższych czasów wyłączania dla bezpiecznika, C - charakterystyki najdłuższych czasów wyłączania w funkcji prądu i największych wartości i 2dt dla wyłącznika nadprądowego; na charakterystykach ca łek Joule’a krzywe A i B dotyczą odpowiednich całek dla bezpiecznika
J
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
230
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
Umowny prąd niezadziałania (
19.4. Bezpieczniki niskiego napięcia Bezpieczniki są łącznikami o najprostszej konstrukcji. Ich cechą charaktery styczną jest jednorazowe działanie. Łącznik taki składa się z podstawy i wkładki bezpiecznikowej. Stosowane są dwie konstrukcje bezpieczników: instalacyjne i przemysłowe zwane inaczej stacyjnymi (rys. 19.12 i 19.13). W obu rodzajach bezpieczników głównym elementem (wymiennym) jest wkładka bezpiecznikowa. 5
|
\
Rys. 19.12. Zasada budowy bezpiecznika instalacyjnego 1 — gniazdo bezpiecznikowe, 2 - pierścień dla ochrony przed dotykiem bezpośrednim, 3 — wstawka kalibrowa, 4 - główka mocująca, 5 - wziernik, 6 - wkładka bezpiecznikowa, 7 —zacisk wejściowy, 8 - gw in t gniazda bezpiecznikowego, 9 - zacisk w yjściow y
231
19.4. Bezpieczniki niskiego napięcia
L i
i
Rys. 19.13. Zasada budowy bezpiecznika stacyjnego i jego wkładki bezpiecznikowej 1 - wkładka bezpiecznikowa, 2 - korpus ceramiczny, 3 - kwarc granulowany, 4 - element topikowy, 5 - podstawa bezpiecznikowa, 6 - zaciski
Charakterystycznymi parametrami bezpiecznika są: — wartości znamionowe (rated values), — izolacja (insulation), — wzrost temperatury w warunkach normalnej pracy (temperature rise in normal service), — strata mocy (power dissipation), — charakterystyka czasowo-prądowa (time-current characteristic), — zdolność wyłączania (breaking capacity), — prąd wyłączalny (cut-off current), — charakterystyka I 2t. Właściwości wkładek bezpiecznikowych są opisane małą literą (g lub a) oraz dużą literą (L, M, R, B, Tr lub G). Małe litery mają następujące znaczenie: g - pełnozakresowa zdolność wyłączania prądów (full-range breaking-ca pacity), a - niepełnozakresowa zdolność wyłączania prądów (partial-range breaking-capacity). Duża litera opisuje wykorzystanie wkładki bezpiecznikowej do zabezpie czenia: L - przewodów i kabli, M —silników, R - diod, tyrystorów, B - urządzeń elektroenergetycznych górniczych, Tr - transformatorów, G - urządzeń ogólnego przeznaczenia.
232
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
Na przykład symbol: gG - opisuje wkładkę bezpiecznikową o pełnozakresowej zdolności wyłączania prądów, która może być wykorzystana do zabezpieczenia urządzeń ogólne go stosowania. Znamionowa zwarciowa zdolność wyłączania bezpieczników jest podawana przez producentów odpowiednio do napięcia znamionowego. Po zadziałaniu wkładka i podstawa bezpiecznikowa nie powinny być uszkodzone, aby możliwa była swobodna wymiana wkładki. Zwarciowa zdolność wyłączania wynosi 50 -i-100 kA przy prądzie przemiennym. Przy prądzie stałym wartość ta jest zde cydowanie niższa i może wynosić kilka kiloamperów. Prądy znamionowe wkładek bezpiecznikowych wynoszą: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A. Charakterystyka I 2t - krzywa przedstawiająca zależność \i2dt od prądu spo dziewanego może dotyczyć czasu przedłukowego bezpiecznika lub czasu wyłą czania (rys. 19.14) (energia w dżulach wydzielona w oporniku o rezystancji 1 Q w obwodzie zabezpieczonym bezpiecznikiem jest równa wartości I 2t dla czasu wyłączania i wyrażona jest w A2 • s). a)
b)
AK
1
.
ty
t,
,
\
\
\
\
t
Rys. 19.14. Obwód prądu zwarciowego z bezpiecznikiem (a) oraz przebieg prądu w czasie wyłą czenia (b) is - spodziewany prąd zwarciowy, ic - prąd ograniczony przez bezpiecznik, ts - czas przedłukowy, tv - czas łukowy, t, - całkowity czas wyłączania, F - bezpiecznik, R - rezystancja, Z - impedancja
Do celów ochrony przeciwporażeniowej i ochrony przed przetężeniami ważne są następujące definicje: — prąd probierczy dolny /nf jest to największa wartość skuteczna prądu, który może przepływać przez wkładkę bezpiecznikową, nie powodując jej za działania przed upływem czasu umownego, — prąd probierczy górny /f jest to najmniejsza wartość skuteczna prądu, który przepływając przez wkładkę bezpiecznikową spowoduje jej zadziałanie przed upływem czasu umownego. Wartości wielkości z powyższych definicji podano w tabl. 19.2.
233
19.4. Bezpieczniki niskiego napięcia T ablica 19.2. Czas umowny oraz prądy probiercze górny i dolny wkładek topikowych Prąd Typ wkładki
gG
gL
Prąd znamionowy / n, A
Czas umowny, h /nf
/f
/„ < 4
1
1,5/n
2,1/.
4 < / n < 16
1
1,5/.
1,9/.
1,25/.
1,6/.
16 < /„ < 63
1
6 3 < / n < 160
2
1 6 0 < /„ < 4 0 0
3
/„ > 400
4
/ n^ 4
1
l,5/„
2, l/n
4 < / n < 10
1
l,5/n
l,9/n
10 < /„ < 25
1
l,4/„
l,7 5 /n
25 < /„ < 63
1
1,3/n
1,6/n l,6 /n
63 < / n < 160
2
1,3/n
160 < /„ < 400
3
1,3/n
1,6/.
/„ > 400
4
1,3/n
1,6/.
Po zadziałaniu elementu topikowego (bezpiecznika) jest konieczna jego wymia na. Konstrukcje bezpieczników instalacyjnych i stacyjnych są takie, że wymiana takiego elementu nie nastręcza trudności. Bezpieczniki mogą być użytkowane zarówno przez osoby niewykwalifiko wane, jak i wykwalifikowane. Bezpieczniki użytkowane i eksploatowane przez osoby upoważnione należą do grupy bezpieczników stosowanych w warunkach przemysłowych - bezpieczniki stacyjne. W takich przypadkach konstrukcja bezpieczników powinna zapewniać możliwość ich bezpiecznej wymiany. Przez osoby upoważnione należy rozumieć osoby poinstruowane oznaczone kodem BA4 oraz osoby wykwalifikowane oznaczone kodem BA5 (rozdz. 8). Druga grupa bezpieczników może być użytkowana i eksploatowana przez osoby bez kwalifikacji. Dotyczy to bezpieczników eksploatowanych w warunkach domowych i podobnych. Zakłada się, że bezpieczniki eksploatowane w tych wa runkach są ogólnie dostępne - dostępność wyposażenia elektrycznego. Te bez pieczniki jednak powinny być tak skonstruowane i zamontowane, aby była za pewniona ochrona przed dotykiem bezpośrednim (dotykiem do części czynnych). Wkładki bezpiecznikowe powinny być w sposób właściwy oznakowane (z wyjątkiem małych wkładek, gdzie jest to niewykonalne): — nazwa producenta lub znak handlowy (riante o f the manufacturer or a trade mark), — napięcie znamionowe (rated voltage), — prąd znamionowy (rated current), — zwarciowa zdolność wyłączania i kategoria użytkowania (breaking capacity and utilization category), — rodzaj prądu i częstotliwość znamionowa (kind of current and ratedfreąuency).
234
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
Wkładki bezpiecznikowe powinny być oznaczone oddzielnie dla prądu prze miennego i stałego. W przypadku wkładek bezpiecznikowych o niewielkich rozmiarach, gdzie nie jest możliwe zamieszczenie wszystkich informacji, powinien być umiesz czony znak producenta oraz wartości znamionowe napięcia i prądu. Gniazda bezpiecznikowe powinny być tak przyłączone, aby ich dolny styk znajdował się od strony zasilania gniazda. Podstawy bezpieczników powinny być wykonane w sposób wykluczający możliwość jednoczesnego dotknięcia wkładką bezpiecznikową części przewodzących sąsiednich podstaw. Bezpiecz niki lub ich zestawy mające wkładki bezpiecznikowe, które mogą być wyjmo wane i wymienione przez osoby poinstruowane (BA4) lub wykwalifikowane (BA5), powinny być zainstalowane w sposób uniemożliwiający niezamierzony dotyk do części czynnych w czasie wyjmowania lub wymieniania tych wkładek.
19.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe Urządzeniami ochronnymi różnicowoprądowymi są: —
wyłączniki różnicowoprądowe bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego oznaczone symbolem RCCB {residual current operated circuitbreakers without integral overcurrent protection ), — wyłączniki różnicowoprądowe z wbudowanym zabezpieczeniemnadprądowym oznaczone symbolem RCBO {residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection). Te ostatnie są przewidziane do jednoczesnego pełnienia funkcji zabezpie czenia przed skutkami przeciążeń i/lub zwarć. Wyłącznik różnicowoprądowy jest charakteryzowany podstawowymi wiel kościami, którymi są:
— prąd znamionowy 7n {rated current), który jest wartością prądu mogącego płynąć przez wyłącznik przy pracy ciągłej (prąd ten jest przypisany przez wytwórcę); — napięcie znamionowe Un {rated voltage), które jest podane przez wytwórcę i do którego odnoszą się parametry wyłącznika; — prąd znamionowy różnicowy zadziałania /&, {rated residual operating cur rent), któiy powinien spowodować zadziałanie wyłącznika w określonych warunkach (prąd ten jest przypisany przez wytwórcę); — prąd znamionowy różnicowy niezadziałania / a™ {rated residual non-operat ing current), który nie powinien powodować zadziałania wyłącznika w okre ślonych warunkach; — częstotliwość znamionowa {rated frequency) - częstotliwość, na którą wy łącznik został zbudowany i do której odnoszą się wartości innych para metrów.
235
19.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe
Wartości danych wielkości są następujące: — prąd znamionowy wyłączników: typu RCCB: 10, 13,16,20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 A; typu RCBO: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 A; — napięcie znamionowe wyłączników typu RCCB podano w tabl. 19.3, natomiast wyłączników typu RCBO - w tabl. 19.4; — znamionowe prądy różnicowe zadziałania / An wyłączników typu RCCB i RCBO wynoszą 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5 A; w niektórych krajach wartością znormalizowaną jest także 1 A; — znamionowy prąd różnicowy niezadziałania wyłączników typu RCCB i RCBO wynosi 0,5/^; — znamionowe wartości częstotliwości wynoszą 50 Hz i 60 Hz; w przypadku zastosowania innej wartości częstotliwość znamionowa powinna być poda na na wyłączniku. T ab lica 19.3. Wartości napięcia znamionowego Un wyłączników typu RCCB; wg PN-IEC 1008-1+A# 1997 [137] W yłącznik
Obwód zasilający wyłącznik
Napięcie Un, V
dwuprzewodowy z przewodem fazowym i uziemionym przewodem środkowym
120
jednofazowy z przewodem fazowym i neutralnym
230
dwuprzewodowy z przewodem fazowym i uziemionym przewodem środkowym
120
jednofazowy z przewodem fazowym i neutralnym
230
jednofazowy między przewodami fazowymi
400
Trójbiegunowy z trzema torami prądowymi
trójfazowy, trójprzewodowy
400
Trójbiegunowy z czterema torami prądowymi
trójfazowy, czteroprzewodowy
400
Czterobiegunowy
trójfazowy, czteroprzewodowy
400
Jednobiegunowy z dwoma torami prądowymi
Dwubiegunowy z dwoma toram i prądowymi
W artości 230 V i 400 V powinny systematycznie zastępować wartości 220 V i 240 V oraz odpowiednio 380 V i 415 V.
Wyłączniki typu RCCB i RCBO powinny być zdolne do działania w znor malizowanych warunkach eksploatacji (tabl. 19.5). Podczas konstruowania wyłączników oraz w czasie ich magazynowania, przewożenia i instalowania należy uwzględnić graniczne wartości temperatury -20°C i +60°C. Nie oczekuje się poprawnej pracy wyłączników w podanych granicznych wartościach temperatury, lecz powinny one wytrzymywać te temperatuiy bez ulegania nieodwracalnym zmianom.
236
19. Dobór i montaż aparatury łączeniowej i sterowniczej
Tablica 19.4. Wartości napięcia znamionowego Un wyłączników typu RCBO; wg PN-IEC 1008-l+ A # 1997 [137] Napięcie znamionowe
W yłącznik
Obwód zasilający wyłącznik
Jednobiegunowy z zabezpieczeniem nadprądowym w jednym biegunie i z torem neutralnym niełączeniowym
dwuprzewodowy, między przewodem fazowym a uziemionym przewodem środkowym
120 V
jednofazowy, między przewodem fazowym a neutralnym
230 V
dwuprzewodowy, między przewodem fazowym a uziemionym przewodem środkowym
120 V
jednofazowy z przewodem fazowym i neutralnym
230 V
jednofazowy między przewodami fazowymi
400 V
Trójbiegunowy z zabezpieczeniem nadprądowym w trzech biegunach
trójfazowy, trój przewodowy
400 V
Trójbiegunowy z zabezpieczeniem w trzech biegunach i z torem neutralnym niełączeniowym
trójfazowy, czteroprzewodowy
400 V
Czterobiegunowy z zabezpieczeniem nadprądowym w trzech lub czterech biegunach
trójfazowy, czteroprzewodowy
400 V
Dwubiegunowy z zabezpieczeniem naprądowym w jednym lub w dwóch biegunach
Każdy wyłącznik różnicowoprądowy powinien być oznakowany w sposób trwały wszystkimi lub, w przypadku małych wyłączników, niektórymi z poniż szych danych: — nazwa lub znak wytwórcy (the manufacturer’s name or trade mark); — oznaczenie typu, numer katalogowy lub seryjny (type designation, cataloque or serial number); — napięcie znamionowe (rated voltage); — częstotliwość znamionowa (ratedfrequency); — prąd znamionowy (rated current); — prąd znamionowy różnicowy zadziałania (rated residual operating current); — zdolność znamionowa załączania i wyłączania (rated short-circuit breaking and making capacity); — symbol (S w kwadracie) dla wyłączników typu S (selektywnych); — stopień ochrony, tylko w przypadku gdy jest różny od IP20 (the degree o f protection, only if different from IP20); — położenie pracy, jeżeli jest to niezbędne (the position o f use, if necessary).
237
19.5. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe T ablica 19.5. Znormalizowane warunki eksploatacji wyłączników różnicowoprądowych; wg IEC 755(1983) Wielkość wpływająca
Zakres stosowania
Wartość odniesienia
Tolerancja podczas badań
Temperatura otoczenia1*
-5 °C do +40°C2)
20°C
±5°C
-
-
-
-
Wysokość nad poziomem morza Największa wilgotność względna przy 40°C
nie przekraczająca 2000 m
50%3)
Zewnętrzne pole magnetyczne
nie przekraczające 5-krotnej wartości ziemskiego pola magnetycznego w żadnym kierunku
ziemskie pole magnetyczne
Położenie
określone przez wytwórcę z tolerancją 2° w każdym kierunku5*
określone przez wytwórcę
Częstotliwość
wartość odniesienia ±5%
wartość znamionowa
Odkształcenie przebiegu sinusoidalnego
nie przekraczające 5%
zero
4)
2° w każdym kierunku ±2% 5%
0 Maksymalna średnia dobowa wynosi +35°C. 2) Dopuszcza się wartości wykraczające poza podany zakres w przypadku ostrzejszych warunków klimatycznych. 3) Przy niższych temperaturach dopuszcza się większe wilgotności względne, np. 90% przy 20°C. 4) Dodatkowe wymagania mogą być niezbędne w przypadku instalowania wyłącznika różnicowoprądowego w pobliżu źródła silnego pola magnetycznego. 5) Wyłącznik powinien być mocowany w taki sposób, aby żadna część nie uległa odkształceniu mogącemu utrudnić jego działanie.
Oznaczenia powinny być umieszczone bezpośrednio na wyłączniku lub na tabliczce znamionowej (tabliczkach znamionowych) przymocowanej do wyłącz nika w takim miejscu, aby była widoczna po jego zainstalowaniu.
20 UKŁADY UZIEMIAJĄCE
20.1. Zasady podstawowe Niezbędnym i ważnym elementem wszystkich elektroenergetycznych urządzeń niskiego i wysokiego napięcia jest uziom. W elektrotechnice uziomami nazywa się przedmioty metalowe (pręty, rury, taśmy, płyty) nieizolowane, znajdujące się w ziemi i przeznaczone do celów uziemienia. Bezpieczeństwo personelu obsługującego urządzenia elektryczne oraz osób stykających się z tymi urządzeniami w zakładach przemysłowych, instytucjach użyteczności publicznej, domach mieszkalnych itp. może być zapewnione w wielu przypadkach tylko wtedy, gdy istnieją właściwie wykonane i utrzymywane urządzenia uziemiające. Poprawna praca urządzeń elektrycznych jest niemożli wa bez istnienia odpowiednio wykonanych uziemień. Uziemienie (earthing)jest to określone połączenie pewnych elementów instalacji elektrycznej z ziemią „Uziemić”, to znaczy połączyć przewód lub część przewodzącą z uziomem, który stanowi ważne i bardzo duże połączenie wyrównawcze. Uziomy w postaci pojedynczych prętów, drutów, płyt i innych elementów nazywa się uziomami prostymi lub pojedynczymi. Uziomy składające się z połą czonych ze sobą w ziemi lub nad ziemią dwóch lub większej liczby uziomów prostych nazywa się układami uziomowymi lub uziomami wielokrotnymi. Do celów uziemień wykorzystuje się również elementy metalowe osadzone w betonie. Uziomy takie nazywamy uziomami fundamentowymi i dzieli się je na sztuczne, ułożone w nieuzbrojonych fundamentach i służące w praktyce do ce lów uziemienia, oraz naturalne, w których do celów uziemienia wykorzystuje się stalowe pręty, stosowane głównie jako zbrojenie fundamentu (lys. 20.1). Uziom kwalifikuje się jako fundamentowy, jeżeli beton otaczający pręt zbroje niowy, pręt, taśmę tworzy otulinę betonową o grubości co najmniej 5 cm.
239
20.1. Zasady podstawowe
a)
b)
5
c)
d)
a/ Rys. 20.1. Podstawowy podział uziomów: a) naturalny (np. rury wodociągowe), b) uziom funda mentowy naturalny, c) uziom sztuczny (np. taśma, pręt okrągły), d) uziom fundamentowy sztuczny 1 - rura wodociągowa; 2 - pręt zbrojeniowy; 3 - beton; 4 - taśma, pręt okrągły; 5 - przewód uziemiający
Uziomy dzieli się na naturalne i sztuczne. W pierwszej kolejności do celów uziemienia należy wykorzystywać uziomy naturalne. Ich podstawowe przezna czenie jest inne niż do celów uziemień. W każdym przypadku, jeżeli wykorzy stuje się elementy metalowe, których podstawowe przeznaczenie jest inne niż do celów uziemień, należy uzyskać zgodą ich właściciela z jednoczesnym zobowią zaniem, że użytkownik urządzeń elektrycznych bądzie powiadomiony o każdej planowanej zmianie mogącej naruszyć galwaniczną ciągłość uziomów. Brak takiego zobowiązania wyklucza możliwość wykorzystania tych elementów do celów uziemień. Prąd elektryczny spływający z uziomu do ziemi wywołuje spadki napięcia spowodowane rezystancją gruntu. Rezystancję gruntu, od której zależy napięcie między uziomem, z którego spływa prąd do ziemi a ziemią odniesienia, nazywa się rezystancją uziemienia uziomu. Ziemia odniesienia jest to miejsce na powierzchni gruntu, leżące poza strefą wpływu prądów elektrycznych w ziemi. Potencjał ziemi odniesienia przyjmuje sią równy zero. W przypadku uziomów w postaci pojedynczych prętów, taśm, płyt przyjmuje się, że potencjał ziemi odniesienia występuje w odległości większej niż 20 m od uziomu. Nazywa się to potencjałem punktu odległego. Napięcie uziomu względem ziemi odniesienia rozkłada się na warstwy ota czającego go gruntu. W zakresie ochrony przeciwporażeniowej szczególne zna czenie ma rozkład potencjału na powierzchni gruntu. Od niego zależy niebezpie czeństwo porażenia elektrycznego ludzi i zwierząt. Na rysunku 20.2 przedstawiono rozkład potencjału na powierzchni gruntu dookoła uziomu pionowego. Różnica potencjałów między dwoma punktami na powierzchni gruntu od dalonymi od siebie na odległość kroku nazywa się napięciem krokowym. Zwykle przyjmuje się, że długość kroku wynosi 1 m. Różnicę napięć między uziomem lub połączonym z nim przedmiotem meta lowym, którego człowiek może się dotknąć, a powierzchnią gruntu w odległości równej rozpiętości kroku nazywa się napięciem dotykowym. Poprawna praca uziomów wymaga, aby spełnione było wymaganie właści wego doboru uziomów pod względem wytrzymałości zwarciowej cieplnej i elek-
240
20. Układy uziemiające
Rys. 20.2. Rozkład potencjału względem ziemi odniesienia Uj - napięcie dotykowe, Uk - napięcie krokowe, Iz - prąd doziemny, 1 - uziom pionowy, 2 - ziemia odniesienia
tromagnetycznej (elektrodynamicznej). Niespełnienie odpowiednich warunków dotyczących podanych wytrzymałości powoduje, że uziom ulega uszkodzeniu przy przepływie przez niego prądu zwarciowego. Analizując wytrzymałość cieplną zwarciową, należy wziąć pod uwagę gę stość prądu w przewodzie uziemiającym i uziomie oraz gęstość prądu na po wierzchni uziomu (iys. 20.3).
Przewód uziemiający
wimiimiiwmiiiiwiiiiiniwim (należy uwzględnić rozpływ prądu w uziomie) Rys. 20.3. Gęstość prądu w przewodzie uziemiającym i na powierzchni uziomu k - gęstość prądu płynącego w przewodzie, — gęstość prądu spływającego z powierzchni uziomu, S - przekrój poprzeczny przewodu uziemiającego, Su - pole powierzchni zewnętrz nej elementów uziomu
Przekroczenie dopuszczalnej gęstości prądu w przewodzie uziemiającym powoduje jego cieplne uszkodzenie i jednocześnie mogą wystąpić uszkodzenia mechaniczne na skutek elektrodynamicznego oddziaływania prądu zwarcio
20.1. Zasady podstawowe
241
wego, gdyż przewód ma wówczas mniejszą wytrzymałość mechaniczną na sku tek przekroczenia dopuszczalnej temperatury w końcu trwania zwarcia. Przekroczenie dopuszczalnej gęstości prądu na powierzchni uziomu powo duje szybkie podwyższenie się temperatury gruntu, szczególnie tuż przy po wierzchni uziomu. Wzrost temperatury do ok. 100°C powoduje parowanie wody zawartej w gruncie, a więc zmniejszenie się wilgotności i wzrost rezystywności gruntu. Może to doprowadzić w końcu do całkowitego wyschnięcia gruntu. Po dobne zjawiska można zaobserwować w uziomach fundamentowych. W uzio mach tych przekroczenie dopuszczalnej gęstości prądu na powierzchni metalo wego elementu (np. stalowego zbrojenia) powoduje parowanie wody zawartej w betonie. Zmniejsza się więc wilgotność betonu i wzrasta jego rezystywność. Skutkiem powyższych procesów jest wzrost rezystancji uziemienia uziomu. Jest to sytuacja wybitnie niekorzystna. Właśnie wówczas, gdy występuje stan zakłóceniowy (przepływ doziemnego prądu zwarciowego), rezystancja uziemie nia może powiększyć się ponad wartość dopuszczalną co jest równoznaczne z brakiem skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w chwili wystąpienia za kłócenia. Zjawisko takie może wystąpić szczególnie w układach średniego i wysokiego napięcia, jeżeli układ uziomowy będzie niewłaściwie dobrany. Po przerwaniu przepływu prądu rezystancja uziemienia uziomu może po pewnym czasie zmniejszyć się do początkowej wartości, gdyż wilgotność gruntu (betonu) wokół uziomu wzrasta wskutek oddziaływania sąsiednich (wilgotnych) warstw gruntu. Jest to zjawisko korzystne. Uziom powinien mieć wystarczającą trwałość, którą definiuje się jako czas upływający od umieszczenia go w gruncie do chwili zmniejszenia się, spowo dowanego korozją ziemną przekroju poprzecznego jego elementów tak znacz nego, że istnieje duże prawdopodobieństwo powstania przerwy w dowolnej czę ści uziomu. Uziomy powinny również spełniać odpowiednie wymagania dotyczące wła sności mechanicznych. Powinny mieć one wystarczającą odporność na uszko dzenia mechaniczne, na które są narażone w okresie eksploatacji. Uziomy wbi jane w grunt powinny mieć dostateczną wytrzymałość na wyboczenie, uziomy wkręcane —wystarczającą wytrzymałość na skręcanie, uziomy układane w przy gotowanych rowach lub dołach powinny wytrzymywać występujące w nich naprężenia wskutek ruchów gruntu. Dobór i montaż wyposażenia instalacji uziemiającej powinien być taki, aby: — wartość rezystancji uziemienia odpowiadała trwale wartościom wynikają cym z wymagań bezpieczeństwa i wymagań funkcjonalnych instalacji; — prądy zwarciowe doziemne i prądy upływowe nie powodowały zagrożenia wynikającego zwłaszcza z ich oddziaływania cieplnego i dynamicznego; — materiał, z którego jest wykonany uziom miał odpowiednią jakość lub ochronę mechaniczną. Jeżeli na skutek korozji elektrolitycznej istnieje możliwość powstania uszko dzeń innych części metalowych, to należy przewidzieć środki zapobiegające.
242
20. Układy uziemiające
Rodzaj i głębokość umieszczenia uziomów powinny być takie, aby zmniej szenie wilgotności i temperatury gruntu nie powodowały zwiększenia rezystancj i uziemienia uziomów do wartości większych niż wymagana.
20.2. Rezystywność gruntu i betonu Podstawowym parametrem, od którego zależy rezystancja uziemienia uziomu, jest rezystywność p gruntu. Zależy ona przede wszystkim od wilgotności gruntu i zawartości w nim, rozpuszczalnych w wodzie, związków chemicznych i ich koncentracji. Rezystywność gruntu jest wyrażona w omometrach (rys. 20.4). Jest to rezy stancja gruntu usypanego w kształcie sześcianu o boku równym 1 m.
R =p| P = R■7 r
|p] = Q -£ = Q.m
Rys. 20.4. Pojęcie rezystywności gruntu R - rezystancja gruntu, S - pole podstawy sześcianu, / - wysokość sześcianu, p - rezystyw ność gruntu
Rezystywność gruntu w warunkach naturalnych w danym miejscu zmienia się w ciągu roku i zależy od głębokości zalegania badanej warstwy. Zmiany w ciągu roku są spowodowane zmiennością czynników klimatycznych: opadów atmosferycznych, temperatury, intensywności parowania. Zmiany rezystywności gruntu mogą być również spowodowane zmianą poziomu wód gruntowych. Na warunki pracy uziomów w znacznym stopniu wpływa wierzchnia warstwa grun tów, na której rezystywność mają duży wpływ czynniki atmosferyczne. W literaturze są podawane zakresy zmierzonych wartości rezystywności gruntów oraz ich przeciętne wartości (tabl. 20.1). Przeciętne wartości mogą być brane pod uwagę jedynie w celu oszacowania rezystancji uziemienia uziomu, a nie wyznaczenia jej dokładnej wartości. Przyjmując do obliczeń rezystancji uziemienia przeciętną wartość rezystywności gruntu, należy liczyć się z błędem obliczeń sięgającym kilkuset procent. W celu uzyskania poprawnego wyniku obliczeń rezystancji uziemienia jest konieczna znajomość wartości rezystywności gruntu w miejscu budowy uziomu. W zakresie prac projektowych należy więc wykonać pomiary rezystywności gruntu, aby uzyskać charakteiystykę geoelektryczną gruntu, opisującą wartości
243
20.2. Rezystywność gruntu i betonu
rezystywności gruntu w różnych jego punktach. Wyznaczenie takiej charaktery styki i uwzględnienie jej w procesie projektowania nie jest łatwe z uwagi na niejednorodność struktury gruntu. Projektując układy uziomowe, zakłada się, że grunt jest jednorodny i charakteryzuje się go rezystywnością zastępczą. T ablica 20.1. Rezystywność gruntów na terenach równinnych Polski Rezystywność, Q m zakres zmierzonych wartości
wartość przeciętna
o o ■I* O
Nazwa gruntu
75
Grunty gliniaste lekkie i średnie
O •Io o
Ziemie czarne utworzone z glin oraz czarnoziemy utworzone z lessów Iły i gliny ciężkie pochodzenia czołowo-lodowcowego
90
2 0 -8 0 0
140
Mady, torfy i piaski akumulacji rzecznej
5 0 -1 0 0 0
175
Piaski luźne słabo gliniaste i gliniaste
3 5 -1 5 0 0
225
2 5 0 -1 2 0 0 0
3500
Piaski i żw iry suche (zwierciadło wody poniżej 3 m)
Zastępcza rezystywność gruntu je st to rezystywność takiego gruntu jedno rodnego, w którym rezystancja uziemienia rozpatrywanego uziomu je st równa rezystancji uziemienia tegoż uziomu w rzeczywistych warunkach jego ułożenia. Rezystywność ta powinna być tak wyznaczona, aby wyniki obliczeń rezystancji uziemienia były możliwie bliskie wartościom zmierzonym po pogrążeniu uzio mu w grunt rzeczywisty niejednorodny. Aby obliczyć rezystancję uziemienia, celowe jest wyznaczenie rezystywno ści zastępczej gruntu, osobno dla uziomów poziomych pi i pionowych p 2. Rezy stywności te można wyznaczyć przez pomiar w układzie czteroelektrodowym Wennera przy zadanym rozstawie elektrod pomiarowych (tabl. 20.2). T ablica 20.2. Rozstaw elektrod pomiarowych przy wyznaczaniu zastępczej rezystywności gruntu p, i pz metodą Wennera Rodzaj uziomu
Oznaczenie rezystywności gruntu
kratowy Poziomy pojedynczy Pionowy
P\ Pi
Rozstaw elektrod pomiarowych * = 0 ,0 5 # ;
a= 3m a = l,2 (t + I)
Su - powierzchnia terenu zajętego przez uziom, t - głębokość pogrążenia górnego końca uziomu, / - długość uziomu.
Jeżeli uziom zajmuje duży teren (np. stacja elektroenergetyczna), to celowe jest wyznaczenie rezystywności p\ i pi w kilku lub kilkunastu punktach terenu w różnych (najlepiej prostopadłych) kierunkach, a następnie obliczenie wartości średniej arytmetycznej {p^i, p^j).
244
20. Układy uziemiające
Obliczając największą spodziewaną w ciągu roku rezystancję uziemienia, należy uwzględnić sezonowe zmiany rezystywności gruntu. Obliczeniowa rezystywność gruntu jest określona zależnością p=hpz w której: kR- współczynnik sezonowych zmian rezystywności gruntu, - zmie rzona (lub obliczona jako wartość średnia z pomiarów) rezystywność gruntu. Wartości współczynników kR w zależności od rodzaju uziomu, jego roz miaru, rezystywności zmierzonej i wilgotności gruntu w czasie pomiarów ze stawiono w tabl. 20.3. Tablica 20.3. Współczynniki kR sezonowych zmian rezystywności gruntu wyznaczonej dla o b li czania rezystancji uziemienia uziomów o różnych konfiguracjach [60]
Uziom
Poziomy ułożony na głębokości 0,6- r l m Pionowy
Rozmiar uziomu
1>30m
p, Q • m
dowolna
1 = 2 ,5 - r 5 m dowolna 1> 5 m
Kratowy (głębokość ułożenia uziomu 0,6-i-1 m)
wilgotny2!
mokry3}
1,4
2,2
3,0
1,2
1,6
2,0
1,1
1,2
1,3
1,3
1,8
2,4
p>200
1,4
2,2
3,0
p < 200
1,1
1,3
1,4
1,2
1,6
2,0
Sa < 900 m2
Su > 900 m2 dowolny
suchy1*
p<200
p>200 Fundamentowy
Wartość kRi jeżeli grunt w czasie pomiarów był
dowolna
1
!) W okresie od czerwca do września (włącznie), z wyjątkiem trzydniowych okresów po długotrwałych opadach. 2) Poza okresem scharakteryzowanym wyżej, z wyjątkiem trzydniowych okresów po długotrwałych opadach lub stopieniem się śniegu. 3>W okresie trzech dni po długotrwałych opadach łub stopieniu się śniegu.
W zakresie zmian temperatury 0^100°C rezystywność gruntów maleje ze wzrostem temperatury. Zmiany temperatury gruntu, na skutek zmian temperatury powietrza, wpły wają na zmiany rezystywności gruntu, a tym samym na rezystancję uziemienia. Szczególnie dotyczy to uziomów o niewielkich wymiarach, pogrążonych na niewielkich głębokościach. Największa wartość rezystancji uziemienia (w Europie Środkowej) wystę puje w okresie zimowym (tabl. 20.4), natomiast najmniejsza - w okresie letnim (bez uwzględnienia wpływu opadów deszczu, wilgotności gruntu i poziomu wód gruntowych). Uziomy fundamentowe charakteryzują się tym, że prąd spływający z uzio mu do gruntu, przepływa przez warstwę otuliny betonowej. Przewodnictwo elek-
245
20.2. Rezystywność gruntu i betonu
Tablica 20.4. Współczynnik ks sezonowych zmian rezystancji uziemienia przy uwzględnieniu tylko zmian temperatury gruntu [54] Miesiące roku Wartość k, przy głęboko ści pogrążenia uziomu
U
12
0,75 0,85
1,0
1,15
0,95 0,90 0,90 0,92 0,95
1,0
1,09
1
2
3
4
5
£ 1,5 m
1,25
1,30
1,15
1,20
1,0
0,85 0,75
> 1,5 m
1,09
1,10
1,10
1,05
1,0
6
7
8 0,7
9
10
tryczne betonów ma, podobnie jak gruntów, charakter przewodzenia elektrolitycz nego. Taki charakter przewodności betonu wynika z tego, że w przewodzeniu prądu elektiycznego przez beton bierze udział głównie faza ciekła w betonie. Faza ta jest zawarta w porach betonu. Beton wykazuje więc dużą zależność rezystywności od wilgotności. Przewodność elektryczna całkowicie nasyconego betonu jest zależna od zawartości w nim wilgoci i jej właściwości oraz od struktury porów w betonie. W betonie przechowywanym w pomieszczeniach suchych o temperatu rze 5^-35°C i wilgotności względnej 75% faza ciekła znajduje się tylko na powierzchni ścianek porów. Grubość warstwy fazy ciekłej nie jest jednakowa w całej masie betonu. Wraz ze wzrostem wilgotności grubość tej warstwy powięk sza się aż do całkowitego wypełnienia się porów. Mimo że pory w betonie są dla fazy ciekłej dostępne, nie wszystkie one jednak wypełnione są tą fazą. Z wielu badań wynika,, że zależność rezystywności betonu od zawartości fazy ciekłej w jego porach ma postać zbliżoną do hiperboli (iys. 20.5). Podane na tym rysunku przedziały (a, b, c) należy traktować jako umowne. Dla betonów wykonanych na bazie cementów portlandzkich, stosowanych w budownictwie ogólnym, rezystywność przyjmuje wartości 4 0 1 1 0 Q • m, jeżeli beton jest całkowicie nasycony wodą. Beton nasycony kolejno (po każdo razowym wysuszeniu) wodą o różnej rezystywności nie wykazuje istotnych
Rys. 20.5. Zależność rezystywności betonu p b od jego wilgotności wb Przedziały: a - beton powietrznie suchy (wb « 1%), b - beton wilgotny, c - beton całkowicie nasycony (wb « 8%) (wb - wilgotność wagowa betonu, stosunek masy wody zawartej w betonie do masy wysu szonego betonu)
246
20. Układy uziemiające
zmian rezystywności. Wynika z tego, że rozpuszczalne w wodzie związki, znaj dujące się w porach betonu, decydują o rezystywności roztworu. Stosowane w szerokim zakresie cementy portlandzkie oraz cementy hutni cze zawierają dodatki w postaci granulowanego żużlu wielkopiecowego i po piołu lotnego, które wchodzą w reakcję z wapnem zawartym w cemencie. Betony przygotowane na bazie cementów z dodatkami mają rezystywność zbliżoną do betonów wykonanych na bazie cementów portlandzkich bez dodat ków (rys. 20.6).
Rys. 20.6. Zależność rezystywności p b betonów w zależności od stopnia wilgotności vvw (stosunku procentowego objętości wody zawartej w betonie do objętości porów) 1 —beton z cementu hutniczego, 2 - beton z cementu portlandzkiego
Należy założyć, że beton pogrążony w gruncie (fundamenty obiektów) bę dzie całkowicie nasycony wodą. Otulina betonowa charakteryzuje się dużą sta bilnością wilgotności. W układzie dwóch ciał kapilamo-porowatych (betonu i gruntu), stykających się ze sobą, ruch wody odbywa się w dwóch kierunkach, zależnie od stopnia wilgotności obu ciał. Z badań wynika, że beton jest zawsze bardziej wilgotny, gdyż ma więcej kapilar o mniejszej średnicy.
20.3. Statyczna rezystancja uziemienia Rezystancja Rz uziemienia uziomu zależy od rezystywności p gruntu, w którym uziom jest pogrążony i od jego konfiguracji. Najprostszym, przyjętym w analizie teoretycznej, jest model uziomu w postaci kuli pogrążonej w gruncie jednorod nym o rezystywności p(rys. 20.7). Prąd spływający z uziomu powoduje powstanie pola przepływowego, które jest polem potencjalnym i niezmiennym w czasie. Powierzchnia kuli jest powierzeh-
247
20.3. Statyczna rezystancja uziemienia
Linia prądowa
p Powierzchnia ekwipotencjalna Rys. 20.7. Uziom kulow y pogrążony w gruncie nieograniczonym p - rezystywność gruntu
nią ekwipotencjalną, a powierzchnie ekwipotencjalne w gruncie są powierzch niami kul współśrodkowych. Rozpatrywana warstwa gruntu o grubości dx o kształcie kuli i średnim pro mieniu x ma rezystancję d Rz = —^ -rd x
(20. 1)
Rezystancja uziemienia Rz uziomu kulistego jest określona zależnością
(20.2) r
gdzie: p -rezystywność gruntu. Napięcie rozpatrywanego uziomu kulistego względem ziemi odniesienia podczas przepływu prądu /jest określone wzorem UZ=IRZ= ^ ~ 4 nr
(20.3)
Potencjał dowolnego punktu gruntu znajdującego się w odległości x od roz patrywanego uziomu będzie zatem równy (20.4) X
Podane powyżej rozważania dotyczą uziomu umieszczonego w nieograniczonej przestrzeni. Uziom półkulisty wciśnięty w grunt jednorodny rozpatruje się jak uziom kulowy po odrzuceniu górnej półprzestrzeni ograniczonej od dołu płasz czyzną przechodzącą przez środek kuli (rys. 20.8).
248
20. Układy uziemiające
a) r= 2 m
V l'Q wmmmwwK
b)
<4
T 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18m20 x
Rys. 20.8. U ziom półkulisty wciśnięty w grunt (a) i rozkład potencjału na powierzchni gruntu (b)
Rezystancja uziemienia uziomu półkulistego jest dwa razy większa niż re zystancja uziemienia uziomu kulowego
Napięcie uziomu względem ziemi odniesienia (20 .6) Potencjał dowolnego punktu gruntu
Potencjał względny tego punktu odniesiony do napięcia Uz wynosi
Rozkład potencjału na powierzchni gruntu przedstawiono na rys. 20.8. Rozkład napięcia na powierzchni gruntu można opisać współczynnikiem krokowym a*, który jest ilorazem napięcia krokowego Uk i napięcia Uz uziomu względem ziemi odniesienia, tj.
249
20.3. Statyczna rezystancja uziemienia
Współczynnik krokowy w odległości ślony wzorem
jc
od środka uziomu (rys. 20.8) jest okre
ę x -
(20.10)
przy czym akjest długością kroku. Iloraz napięcia dotykowego Uj i napięcia Uz uziomu względem ziemi (20.11) jest współczynnikiem dotykowym. Współczynnik ten można wyznaczyć, zakła dając, że początek kroku znajduje się na krawędzi uziomu ( jc = r). Z zależności (20.10) otrzymamy zatem ad = ak =
rak r 2 + a kr
ak r 4- ak
(20 . 12)
Wartość współczynnika krokowego a *, w tym przypadku, jak widać jest równa współczynnikowi dotykowemu a d. Z analizy statycznych właściwości uziomów o różnej konfiguracji wynika, że rezystancja uziemienia zależy od: — — — —
wymiarów uziomu, głębokości pogrążenia uziomu w gruncie, konfiguracji uziomu, rezystywności gruntu.
Obliczenia są tym bardziej skomplikowane, im bardziej złożona jest konfi guracja uziomu i im bardziej jest złożona struktura gruntu. Właściwe projektowanie uziomu często jest poprzedzone wstępnymi obli czeniami rezystancji uziemienia z wykorzystaniem uproszczonych wzorów. W najbardziej uproszczonych obliczeniach zakłada się jednorodną strukturę gruntu oraz pomija się wpływ głębokości pogrążenia uziomu i średnicy uziomu na jego rezystancję, szczegółową konfigurację elementów uziomu i wzajemne oddziaływanie tych elementów. Uproszczenia takie mogą prowadzić do błędów obliczeń sięgających 30%. Na ogół wzory uproszczone są podawane w takiej postaci, aby w wyniku obliczeń otrzymać rezystancję większą niż rzeczywista, a więc aby przybliżone obliczenia stwarzały pewien zapas bezpieczeństwa. Pomiary rezystancji uzie mienia uziomów po ich wykonaniu powinny zweryfikować wstępne teoretyczne założenia projektowe. W tablicy 20.5 podano zestawienie wzorów do obliczeń rezystancji Rz uziemienia. Dla niektórych układów uziomowych podano wzoiy przytaczane w literaturze przez różnych autorów.
250
20. Układy uziemiające
Tablica 20.5. Zestawienie wzorów do obliczania rezystancji uziemienia [5, 13 26, 59, 61, 123, 174] Wzór do obliczania rezystancji uziemienia w gruncie jednorodnym o rezystywności p
Uziom Nazwa
Szkic
P . 4/
o
l^ > d
/ / * = — In—
2nl d
Uziom pionowy o krawędzi na powierzchni gruntu
Uziom pionowy o krawędzi poniżej powierzchni gruntu
Rt =— l n 2x1 r
[123]
Rz = - ^ - f l n — - l i 2xl[ d )
[5]
d \ 4 l +l
271/
Rt =—
2w/
In
4/
27 + /
l,36d 41+1
[5]
2x1 id
[59]
xl d
[26]
P In 11
2x1
1,85id
[5]
d hmd
S
n
' “ Uziom pierścieniowy
P l 2i1 lid ~bt
t59l
P , 2x1D " rt
Rt ^
6nl
[59] [26]
xD Rt =~ę~ln— xD r
Uziom poziomy trójpromieniowy symetryczny
[59]
- £ - ln — Uziom cylindryczny
Uziom prostoliniowy taśmowy
[26,59]
^
id
[13]
1
Rt = P la 91 6x1 0,767/rf
[59]
[5]
251
20.3. Statyczna rezystancja uziemienia Tablica 20.5 (cd.) Wzór do obliczania rezystancji uziemienia w gruncie jednorodnym o rezystywności p
Uziom Nazwa
Szkic
K=-fL\ nI2*L td
8tü/ czteropromieniowy symetryczny
Uziom otokowy o kształcie kwadratu
Rt =
\d
4 jt/^
In— + 3,2
2nl
±L
R := 4 -
Tl Q
d
[13]
[59]
td
[13]
d
Vn
[59]
16
Rz = - ? - ln — 2%L td
[59]
B - 5,81 dla /,//2 = 1,5 B = 6,42 dla /,//2 = 2 B - 8,17 dla /,//2 = 3
Uziom otokowy prostokątny
L=2(/1+/2)
£ = 1 0 ,4 dla /,//2 = 4
Rz = 0 ,4 4 3 - ^ + - ^
£
[123]
L - suma długości wszystkich elementów S = AB Uziom kratowy
R '~ls
R - kp
[123]
¿ = 0 ,5 -i- 0,7
k= 0,5 dla gęstej sieci wewnętrznych połączeń
Stopa fundamentowa żelbetowa
/Zbrojenie
y
Przykładowy______ kształt
Rz =
0,2 p
VF
Rz=—
ISlny/V
V - objętość stopy fundamentowej
[123]
[13]
252
20. Układy uziemiające
Tablica 20.5 (cd.) Wzór do obliczania rezystancji uziemienia w gruncie jednorodnym o rezystywności p
Uziom Szkic
Nazwa
1 Ława fundamentowa żelbetowa
R = k -j= ■Js
s, — i
\ Zbrojenie
Przykładowy kształt fundamentu
<
*
B/ . *
k = 0,44
[61]
^ = 0 ,8 2 ^ + 1 ,8 5 ^
[174]
S = AB L - suma długości wszystkich ław funda mentowych
Wystarczającą do celów projektowych dokładność obliczeń rezystancji uzie mienia układów uziomowych w postaci krat można uzyskać, stosując wzór ([62]) *i =
A ln nL\
Kt
Ky
(20.13)
w którym: p\ —obliczeniowa rezystywność gruntu wyznaczona dla elementów poziomych, Q • m (tabl. 20.2); L\ - całkowita długość elementów kraty uziomowej, m; d\ - średnica elementów kraty uziomowej, m; K\, Ki - współczynniki odzwierciedlające geometrię układu uziomowego (rys. 20.9, 20.10); t - głębo kość pogrążenia kraty uziomowej, m; S —powierzchnia terenu zajętego przez uziom (S = AB), m2; A , B - długość boków kraty, m. Całkowitą rezystancję uziemienia układu uziomowego składającego się z kra ty i elementów pionowych oblicza się wg wzoru Schwarza ([62]) R,=-
RiRi-Rh
(20.14)
Ri + R2 - 2 R U
w którym: R\ - rezystancja uziemienia kraty uziomowej obliczona ze wzoru (20.13), R2 —rezystancja uziemienia wszystkich pionowych elementów układu obliczona ze wzoru (20.15), Rn —rezystancja uziemienia wzajemna kraty uzio mowej i elementów pionowych obliczona ze wzoru (20.16). Ri =
P2 ln^j^- —1 + 2K\ 2nnL2 di yfS TCL\
- 1)2
(20.15)
(20.16)
przy czym: L\, S -ja k we wzorze (20.13); p i - obliczeniowa rezystywność grun tu dla elementów pionowych, Q • m (tabl. 20.2); Li - przeciętne długości ele mentu pionowego, m; n - liczba elementów pionowych; d2 - średnica ele mentów pionowych, m.
253
20.3. Statyczna rezystancja uziemienia
Rys. 20.9. Zależność współczynnika K\ od stosunku długości boków A i B kraty uziomowej przy pogrążeniu kraty [62]: k rz y w a /: / = 0 (yi = -0 ,0 4 *+ 1,41)1 krzywa 2 : t = 0,\JAB
(y 2 = -0,05* +1,20) l równania prostych
/, 2 ,3
krzywa 3: t = 0,161
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Rys. 20.10. Zależność współczynnika K2 od stosunku długości boków A i B kraty uziomowej przy pogrążeniu kraty [62]: k rz y w a /: t = 0 (y\ = 0,15* + 5,5) 1 krzywa 2: t - 0,1V AB
(y 2 = 0,1* + 4,68)
krzywa 3: t = Q ,\6ljA B (y, = 0,05jr + 4,4)J
równania prostych
/, 2 ,3
254
20. Układy uziemiające
20.4. Udarowa rezystancja uziemienia Spływające z uziomu do gruntu prądy piorunowe o krótkim czasie narastania czoła powodują, że w rozległym układzie uziomowym zaczynają dominować zjawiska falowe i tylko ograniczona część uziomu bierze udział w odprowadze niu prądu piorunowego. Różnice między statycznymi i udarowymi własnościami uziomów wynikają z następujących cech udarów: — czas przepływu prądu jest bardzo krótki, — natężenie prądu osiąga duże wartości. Szybkie zmiany natężenia prądu podczas udarów (sięgające kilkudziesięciu kiloamperów na jedną mikrosekundę) powodują, że znaczną rolę odgrywa indukcyjność uziemienia, która jest pomijana podczas przepływu prądów o czę stotliwości sieciowej. Indukcyjne spadki napięcia na elementach uziomu, przez które przepływa prąd udarowy, powodują, że zmniejsza się udział, oddalonych od miejsca wpływu do uziomu prądu piorunowego, elementów uziomu w wy padkowej rezystancji uziemienia. Te oddalone elementy nie biorą więc w pełni udziału w procesie rozpływu prądu. Taki stan powoduje, że zwiększa się rezy stancja uziemienia. Przepływ przez grunt prądu o bardzo dużym natężeniu powoduje z kolei zmniejszenie się rezystancji uziemienia. Powodem tego są występujące w po rach gruntu wyładowania iskrowe i łukowe. Wyładowania takie tworzą w grun cie lokalne zwarcia zmniejszające opór gruntu, a tym samym jego rezystywność. Najmniejsza wartość rezystywności gruntu występuje po osiągnięciu wartości szczytowej przez prąd. Wpływ opisanych zjawisk jest silniejszy w gruntach o znacznej rezystywności, słabszy w gruntach dobrzeprzewodzących. Analizując własności uziomów przy przepływie prądówwyładowań atmos ferycznych, bierze się pod uwagę udarową rezystancję uziemienia Ru uziomu. Rezystancja ta jest określona jako stosunek wartości maksymalnej (szczytowej) napięcia wmax do wartości maksymalnej (szczytowej) prądu w 1ia = ^ ~ fmax
(20.17)
Obliczoną z zależności (20.17) wartość rezystancji uziemienia Ru należy przyjąć jako umowną, gdyż wartości maksymalne napięcia i prądu nie występują jedno cześnie. Udarową rezystancję uziemienia można oszacować, znając rezystancję sta tyczną uziemienia Rz oraz współczynnik udarowy a u, z wzoru Ru= a uRz
(20.18)
przy czym a u uwzględnia wpływ zjawisk występujących w czasie przepływu prądu udarowego. Wartości współczynnika a u mogą być mniejsze lub większe
255
20.4. Udarowa rezystancja uziemienia
od jedności - zależnie od tego, które zjawisko dominuje w czasie przepływu prądu udarowego. Na rysunkach 20.11 -s- 20.13 podano charakterystyki a u= f ( p ) dla uziomów pionowych, poziomych jednopromieniowych, pierścieniowych i kwadrato wych [59]. 1,0 0,8 A 0,6 0,4
°.2 0
200
400
3
2
3
2
3
2
Krzywa
2
3
4
5
5
6
1
2
10
20
40
~
600
P
Prąd w uziomie 5 W “A Długość / 3 2 uziomu, m
Q-m 1000
>
Rys. 20.11. Współczynniki udarowe
auuziomów pionowych pogrążonych do głębokości t [59]
1.2
1.0 A 0,8
0.4
0.2
100
300
500
700
P
>
900 Q-m 2000
Rys. 20.12. W spółczynniki udarowe a u uziomów poziomych jednopromieniowych; liczby przy krzywych określają długość uziomu [59]
Współczynniki udarowe dla uziomów pierścieniowych i kwadratowych są ustalone przy pominięciu statycznej rezystancji uziemienia połączeń wewnętrz nych. Rezystancję udarową takich uziomów oblicza się, mnożąc przez a u sta tyczną rezystancję uziemienia samego pierścienia lub kwadratu. Obliczając udarową rezystancję uziemienia układów uziomowych (uzio mów wielokrotnych), należy uwzględnić wzajemne oddziaływanie poszczegól nych uziomów składowych.
256
20. Układy uziemiające
0,9
0.8 |
0,7
0,6 «u 0,5 0,4 0,3
0,2
100
300
500
700
P
>
900 Q-m 1100
Rys. 20.13. Współczynniki udarowe a u uziomów poziomych o kształcie pierścieni i kwadratów; liczby przy krzywych oznaczają średnicę uziomu pierścieniowego lub długość boku uziomu o kształcie kwadratu
Udarowy współczynnik rju wykorzystania uziomu jest określony zależnością rju = § 2-
(20.19)
Aur
w której: Run - udarowa rezystancja uziemienia obliczona bez uwzględnienia wzajemnego oddziaływania poszczególnych uziomów składowych, Rur - udaro wa rezystancja uziemienia uziomu wielokrotnego. Wartość rju zależy od konfiguracji uziomu i jego rozległości i zawiera się w przedziale 0,6 + 0,9, przy czym mniejsze wartości dotyczą uziomów, których poszczególne elementy nie przekraczają długości 10 m. Wartości rju zbliżone do 0,9 dotyczą uziomów, których elementy mają długość 30-^40 m. Aby obliczyć udarową rezystancję uziemienia, stosuje się następujący algo rytm: a) b) c)
oblicza się statyczną rezystancję uziemienia uziomów pojedynczych, oblicza się wartości prądów udarowych w uziomach pojedynczych, z charakterystyk (rys. 20.11 ^ 20.13) wyznacza się wartość udarowego współ czynnika uziomów pojedynczych, d) oblicza się udarową rezystancję uziemienia tych uziomów, e) wyznacza się wartość udarowego współczynnika wykorzystania uziomu, f) oblicza się udarową rezystancję uziemienia.
20.5. Budowa uziomów Uziom powinien być tak zbudowany i rozmieszczony w terenie, aby zapewniona była wystarczająca trwałość całego układu uziomowego. W uziomach z wyro bów stalowych wykonuje się połączenia spawane lub śrubowe, które powinny być szczególnie chronione przed korozją.
20.5. Budowa uziomów
257
Jako uziomy mogą być stosowane: — — — —
pręty lub rury metalowe w ziemi (metallic earth rods or pipes), taśmy lub druty metalowe w ziemi (metallic earth tapes or wires), płyty metalowe w ziemi (metallic earth piat es), elementy metalowe umieszczone w fundamentach (earth electrodes embedded in foundations), — zbrojenie metalowe betonu (metallic reinforcement o f concrete), — systemy metalowych rur wodociągowych (metallic water-pipe systems), — inne nadające się do tego celu urządzenia umieszczone w ziemi (other suitable underground structures). Ołowiane powłoki i inne metalowe powłoki kabli nie narażone na uszkodze nia wskutek nadmiernej korozji, mogą być wykorzystane jako uziomy pod wa runkiem, że uzyskano na to zgodę jednostki eksploatującej te kable, a także jest zapewnione zawiadamianie użytkownika instalacji elektrycznej o każdej plano wanej zmianie kabli, która mogłaby wpływać na ich przydatność jako uziomu. Rury metalowe przeznaczone dla palnych cieczy lub gazów oraz ogrzewa nia nie powinny być stosowane jako uziomy przeznaczone do celów ochron nych. Nie wyklucza to jednak łączenia tych rur z innymi metalowymi elemen tami w systemie połączeń wyrównawczych. Uziomy płytowe (metalowe płyty ułożone pionowo lub poziomo w gruncie) nie są rozwiązaniem uzasadnionym ekonomicznie z uwagi na niekorzystny sto sunek objętości uziomu do powierzchni terenu zajętego przez uziom. Aby uzy skać małą wartość rezystancji uziemienia (przy zadanej rezystywności gruntu), długość elementu uziomu powinna znacznie przekraczać wymiary obrysowe jego przekroju poprzecznego. W budowie nowych uziemień należy w pierwszej kolejności wykorzysty wać naturalne lub sztuczne uziomy fundamentowe. W wielu przypadkach uziom taki może być jedynym możliwym rozwiązaniem. Szczególną ostrożność należy zachować w przypadku stosowania do celów uziemień konstrukcji z betonu sprężonego (pre-stressed concrete), na przykład mostów. Uziomy powinny spełniać wymagania w zakresie najmniejszych dopusz czalnych, ze względu na trwałość, wymiarów poprzecznych (tabl. 20.6). Przewody uziemiające, które łączą części przewodzące dostępne z uzio mem, jeżeli są ułożone w ziemi, powinny mieć przekroje nie mniejsze niż poda ne w tabl. 20.7. Połączenie przewodu uziemiającego z uziomem powinno być wykonane w sposób pewny i trwały pod względem mechanicznym i elektrycz nym. W przypadku stosowania zacisku, nie powinien on powodować uszkodze nia uziomu (np. rury) lub przewodu uziemiającego. Miejsca połączeń powinny być starannie oczyszczone ze zgorzeliny, rdzy i brudu. Najlepiej, jeżeli miejsca połączeń są ocynkowane na gorąco. W dostępnym miejscu nad powierzchnią gruntu należy przewidzieć wyko nanie połączenia (zacisku probierczego uziomowego), które umożliwia odłącze nie przewodu uziemiającego (okresowy demontaż) i wykonanie pomiarów rezy-
258
20. Układy uziemiające
Tablica 20.6. Najmniejsze dopuszczalne wymiary poprzeczne uziomów [54] Wym iary Rodzaj uziomu
Materiał wyrobu
stal
ocynkowana na gorąco
Poziomy miedź
goła lub ocynkowana
ocynkowana na gorąco
Kształt wyrobu
taśma
Funda mentowy
stal
średnica
grubość
grubość średnia
mm
mm
mm
pm
100
pręt
3
70
2
40
10 50
pręt
35 35
50
40
lina
1,8 jednego drutu
rura
25
pręt
5 2
55
3
70
20
70
100
z płaszczem miedzianym
pręt
15
2000
pomiedziowana elektrolitycznie
pręt
20
300
taśma stal
przekrój
taśma
profilowana Pionowy
powłoki wyrobu
wyrobu
100
goła pręt
10
T ablica 20.7. Najmniejsze dopuszczalne przekroje przewodów uziemiających znajdujących się w ziemi; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-54:1999 [156]* Przewody uziemiające
Zabezpieczone przed mechanicznym uszkodzeniem
N ie zabezpieczone przed mechanicznym uszkodzeniem 16 mm2 Cu
Zabezpieczone przed korozją
16 mm2 Fe
tak ja k przewody ochronne (PE)
(aluminium nie jest dopuszczalne) 25 mm2 Cu
N ie zabezpieczone przed korozją
50 mm2 Fe (aluminium nie jest dopuszczalne)
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
20.5. Budowa uziomów
259
stancji uziemienia. Połączenie to powinno mieć możliwość rozłączania jedynie z użyciem narzędzia i być wykonane w sposób pewny i trwały. Konstrukcja zacisku powinna być przystosowana do liczby i przekroju łą czonych przewodów. Na rysunkach 20.14-^20.16 przedstawiono zaciski uziomowe probiercze stosowane w przypadkach, w których przewody uziomowe mają postać taśm, prętów lub drutów. Zaciski powinny być tak dobrane, aby - właściwie zamontowane - miały obciążalność prądową nie mniejszą niż głów ny przewód uziemiający.
Rys. 20.14. Zacisk uziomowy probierczy do przewodów płaskich [59] I - śruba z łbem sześciokątnym M10, 2 - podkładka, 3 - nakrętka, 4 - przewody ochronne, 5 - przewód uziemiający
Rys. 20.15. Zacisk uziomowy probierczy do przewodów uziemiających w postaci lin k i i taśmy [59] 1 - śruba z łbem sześciokątnym M 1 0 ,2 - podkładka, 3 - nakrętka sześciokątna M10, 4 - szczęka zacisku
Zaciski probiercze są zbyteczne, jeżeli prawidłowo przeprowadzone po miary rezystancji uziemienia nie wymagają odłączenia uziomu od części uzie mianych (np. pomiar rezystancji uziemienia względem uziemionej części prze wodzącej dostępnej). Połączenie przewodu ochronnego (przewodów ochronnych) z przewodem uziemiającym może też być wykonane za pośrednictwem szyny uziemiającej. W budynkach pełni ona zwykle funkcję głównej szyny wyrównawczej, do której są przyłączone także przewody wyrównawcze (rys. 20.17). Szyna uziemiająca może też pełnić funkcję zacisku probierczego uziemienia.
260
20. Układy uziemiające 015 012
010
&
I 00t CM
hP
Izl M5
: i
Rys. 20.16. Zacisk uziomowy probierczy do przewodów w postaci linek lub prętów [59]
Rys. 20.17. Główna szyna uziemiająca [58] 7-5-7 połączenia z metalową rurą instalacji gazowej, rurą instalacji centralnego ogrzewania, rurą instalacji wodociągowej, częścią przewodzącą obcą przewodem ochronnym, rurą insta lacji kanalizacyjnej
Główna szyna uziemiająca powinna mieć wymiary poprzeczne nie mniejsze niż największy przekrój przyłączonych do niej przewodów, być chroniona od korozji i uszkodzeń mechanicznych. Można ją wykonywać np. z płaskownika stalowego ocynkowanego lub miedzianego. W celu połączenia przewodów główna szyna uziemiająca powinna być wyposażona w odpowiednie zaciski
261
20.5. Budowa uziomów
śrubowe. Szynę taką należy umieszczać w takim miejscu, aby połączenia były możliwie krótkie, a dostęp do szyny nie był utrudniony. Zwykle umieszcza się ją w przyziemnej kondygnacji budynku w pobliżu złącza instalacji elektrycznej i wprowadzenia do budynku instalacji wodnych, kanalizacyjnych, ciepłowni czych itp. W budynkach długich lub wysokich wykonuje się zwykle więcej głównych szyn uziemiających. Ważne są również inne połączenia w uziomach. Jeżeli do celów uziemień stosuje się metalowe rurociągi wodne, to należy przestrzegać wymagania, zmniejszającego prawdopodobieństwo powstania przerwy w ciągłości uziomu. Wodomierze i zawory wbudowane w rurociągi wodne powinny być boczniko wane (iys. 20.18) przewodem o jednostkowej konduktancji przewodu uziemia jącego i dobrej odporności na uszkodzenia mechaniczne i na korozję. Połączenia przewodów uziemiających i bocznikujących z rurami wodociągowymi powinny zapewniać dobrą i trwałą styczność. W tym celu stosuje się odpowiednio przy gotowane i nałożone na rurę złączki (rys. 20.19-i-20.21) [59]. Tablice 20.8 i 20.9 umożliwiają ustalenie wymaganych wymiarów obejm do rur o znamionowej średnicy 25 -s-100 mm.
>-2
r1 H •8» j
Rys. 20.18. Bocznikowanie wodomierza i zaworu przy wykorzystaniu rurociągu wodnego jako uziomu [59] 1 - przewód bocznikujący, 2 - złączki taśmowe do rur (a - odstęp umożliwiający swobodne rozmontowanie kołnierzy)
Budowa uziomów pionowych z rur stalowych różni się tylko nieznacznie od budowy uziomów z prętów i kształtowników, któiych szkice przedstawiono w tabl. 20.5. Na rysunkach 20.22 i 20.23 przedstawiono układ uziomowy składający się z dwóch rur stalowych ocynkowanych, połączonych ze sobą taśmą stalową ocyn kowaną. Końce rur są spłaszczone w sposób ułatwiający wbijanie ich w grunt. Jeżeli grunt jest bardzo twardy, to końce rur mogą być zaopatrzone w spe cjalne stalowe ostrza. Taśmę łączącą rury należy przyspawać do rur w odległości 100-J-150 mm od górnych krawędzi, aby uniknąć uszkodzenia połączenia przy wbijaniu rury. Można również wykonać połączenia śrubowe.
262 a)
20. Układy uziemiające
b)
Zagięcie
Zagięcie
Rys. 20.19. Złączka taśmowa do stalowych ocynkowanych rur wodociągowych [59]: a) rysunek zestawieniowy; b) złączka rozwinięta; c), d), e) różne sposoby przyłączania przewodów uziemiających 1 - rura ocynkowana, 2 - stalowy płaskownik ocynkowany (20 x 3) mm2, 3 - śruba M8 ocynkowana, 4 - podkładki, 5 - podkładka sprężynująca, 6 - śruba M 6 z podkładką spręży nującą, 7 - drut ocynkowany 0 3-5-4 mm
Rys. 20.20. Złączka śrubowa do stalowych ocynkowanych rur wodociągowych [59] 1 - rura wodociągowa, 2 - stalowy płaskownik ocynkowany (20 x 3) mm2, 3 - strzemiono, 4 - podkładka sprężynująca, 5 - nakrętka M 8, 6 - stalowy płaskownik (50 x 5) mm2
263
20.5. Budowa uziomów
Rys. 20.21. Złączka śrubowa dwudzielna do stalowych ocynkowanych rur wodocią gowych [59] 1 - rura ocynkowana, 2 - obejma, 3 - przewód uziemiający
T ablica 20.8. Wymiary złączek taśmowych do stalowych ocynkowanych rur wodociągowych Średnica znamionowa rury, mm (cale)
Wymiary, mm (rys. 20.19)1)
D
a
b
/
L
2 5 (1 ")
33,5
105
30
130
200
3 2 ( 1 '/ / )
42,2
133
34
158
228
4 0 ( l ‘/2")
48,2
152
37
177
247
5 0 (2 ")
60,0
190
43
215
285
6 5 (2 '/2")
75,5
238
50
263
333
8 0 (3 ")
88,2
278
57
303
373
100(4")
113,5
357
70
382
452
0 Wymiary można obliczyć ( w mm) wg wzorów: a - 7iD, b ~ 0,5D + 13, / = %D+ 25, L = itD + 95, gdzie D wyrażone w milimetrach.
T ablica 20.9. Wymiary złączek śrubowych do stalowych ocynkowanych rur wodociągowych Wymiary, mm (rys. 20.20),)
Średnica znamionowa rury, mm (cale)
D
a
b
c
/
L
58
40
25
180
80
85
55
35
240
110
125
75
45
340
150
32 (1V4")
42,2
40 (1V2")
48,2
5 0(2")
60,0
65(2V 2")
75,5
8 0 (3 ")
88,2
100(4")
113,5
0 Wymiary można obliczyć (w mm) wg wzorów: ar = Z>2 + 10, ó = 0,5Z>2 + 15, c = (£>2 - Di) + 20, / = OjSitĄ + 2ó + 12, L = a + 23, /-długość płaskownika (50 x 50) mm2, L - długość pręta o 0 = 8 mm.
264
20. Układy uziemiające
Rys. 20.22. Układ uziomowy prosty (długości odcinków a, a x i a2 taśmy zależą od ustalonej dłu gości między rurami w uziomie wielokrotnym [59] 1 - taśma stalowa, 2 - rura stalowa
Rys. 20.23. Układanie uziomów rurowych [59]: a) dół do umieszczenia uziomu, b) głowica do wbijania uziomu, c) dolny koniec uziomu / - głowica, 2 - uchwyt z płaskownikiem (40 x 6) mm, 3 - rura stalowa, 4 - ostrze stalowe
Uziomy pionowe o długości większej niż 6 m nazywa się głębinowymi. Do godnie jest je wykonać z prętów stalowych gołych lub pokrytych miedzią. Po szczególne odcinki takiego uziomu łączy się ze sobą po ich kolejnym pogrążeniu w gruncie (rys. 20.24). Uziomy głębinowe tworzące układ uziomowy powinny być umieszczone w gruncie w odległości od siebie około 10 m. Przyjęcie mniejszych odległości może powodować obniżenie ich efektywności wykorzystania. Zwiększenie podanej odle głości nie powoduje zmniejszenia rezystancji uziemienia w istotny sposób. Uziomy poziome nie wymagają odpowiedniej sztywności podczas ich po grążania (tak jak uziomy pionowe), mogą więc być wykonane z taśm, drutów lub linek. Układa się je na dnie wykopów o głębokości 0,6 -5-0,8 m i zasypuje grun tem z wykopu. Należy przy tym zwrócić uwagę na to, aby grunt nie był kamie nisty. Grunt o drobnej granulacji zapewnia jego dobre połączenie elektryczne z elementem uziomu, który jest w nim pogrążony.
265
20.5. Budowa uziomów
b)
a)
B
C)
,rrr\ !!111
Uh :!! iU i V-pi
w Rys. 20.24. Łączenie odcinków uziomu głębinowego za pomocą gwintowanych złączek [59]: a) połączenie pręta z g łow icą b) połączenie prętów, c) uziom częściowo pogrążony
Innym rodzajem uziomów są uziomy fundamentowe sztuczne i naturalne. W obu przypadkach, podstawowym warunkiem wykorzystania metalowych prętów lub płaskowników w otulinie betonowej do celów uziemień jest bardzo staranne ich przygotowanie. Przed wylaniem masy betonowej należy wykonać właściwe połączenie odcinków prętów (płaskowników) oraz połączenie przewo du uziemiającego z uziomem (połączenie śrubowe lub spawane). Na uziomy fundamentowe sztuczne stosuje się pręty lub płaskowniki stalowe czarne. Możliwość stosowania wyrobów stalowych czarnych wynika z ochrony antykorozyjnej, jaką zapewnia otulina betonowa. Ochrona jest skuteczna, gdy otulina betonowa ma grubość co najmniej 5 cm. Przekrój poprzeczny elementów stalowych nie powinien być mniejszy niż 100 mm2, a grubość płaskownika powinna wynosić co najmniej 2 mm. Zaleca się stosowanie płaskowników stalowych (35 x 3,5) mm lub (25 x 4) mm. Pręty stalowe powinny mieć średnicę nie mniejszą niż 10 mm. Uziom fundamentowy sztuczny powinien być umieszczony co najmniej w fundamentach zewnętrznych ścian budynku, tworząc w ten sposób zamknięty kontur (rys. 20.25). Jeżeli powierzchnia obrysu budynku jest większa niż 400 m2, celowe jest umieszczenie metalowych elementów również w fundamentach ścian wewnętrznych budynku. Sposób przygotowania ławy fundamentowej do pracy jako sztuczny uziom zależy od rodzaju tej ławy. Najmniej zabiegów w przygotowaniu do celów uzie-
266
20. Układy uziemiające
Rys. 20.25. Uziom fundamentowy sztuczny umieszczony w obrysowych ławach fundamentowych budynku 1 - uziom fundamentowy, 2 - przewód uziemiający
mień wymaga ława betonowa. Umieszczenie w takiej ławie stalowego pręta lub płaskownika o odpowiednich wymiarach umożliwia wykorzystanie jej do celów uziemień. Szerokość tych ław jest sprawą drugorzędną z punktu widzenia wyko rzystania ich do celów uziemienia. W czasie wykonywania uziomu sztucznego (rys. 20.26) należy: a)
elementy stalowe mocować tak, aby przy wylewaniu fundamentu betonem nie zmieniały one swojego położenia, a beton dobrze przylegał do całej po wierzchni tych elementów; b) płaskowniki stalowe powinny być umocowane pionowo dłuższym bokiem ich przekroju poprzecznego, a uchwyty mocujące taśmę lub pręt (rys. 22.27) —rozstawione co 2 -s-3 m, c) przy wykonywaniu uziomu fundamentowego jest konieczne wzajemne po łączenie elementów uziomu oraz połączenie głównej szyny uziemiającej z uziomem za pomocą przewodu uziemiającego; połączenia takie mogą być wykonywane złączkami śrubowymi (rys. 20.28) lub zaciskowymi (rys. 20.29). 3
Rys. 20.26. Uziom fundamentowy w ławie betonowej 1 - uziom fundamentowy, 2 - przewód uziemiający, 3 - główna szyna uziemia jąca, 4 - beton, 5 - odstępnik (uchwyt mocujący)
267
20.5. Budowa uziomów
a)
40
40
V b)
Rys. 20.27. Uchw yt mocujący płaskownik uziomu w pozycji pionowej [54]: a) uchwyt wbijany w podłoże, b) uchwyt ustawiany na podłożu 1 - płaskownik uziomu; 2 , 3 - uchwyty
b)
Rys. 20.28. Złączki krzyżowe elementów uziomu fundamentowego [58]: a) złączka do prętów, b) złączka do płaskowników
Jeżeli uziom prowadzony jest przez szczeliny dylatacyjne fundamentu, na leży go w tym miejscu przerwać. Końce uziomu należy wyprowadzić na ze wnątrz ściany i połączyć mostkiem dylatacyjnym (rys. 20.30). Mostek dylatacyjny należy umieścić wewnątrz budynku, w miejscu dostęp nym do kontroli. Wykonanie takiego mostka na zewnątrz budynku jest dopusz czalne tylko wtedy, gdy umieszczenie jego wewnątrz budynku napotyka na duże trudności. Wyprowadzone ze ściany (betonu) końce uziomu oraz mostek dylata cyjny należy zabezpieczyć przed korozją.
268
20. Układy uziemiające
a)
N 3
c)
Rys. 20.29. Złączki zaciskowe elementów uziomu fundamentowego [58]: a) połączenie płaskow n ików równoległych, b) połączenie płaskowników prostopadłych, c) połączenie płaskownika z prętem, d) połączenie prętów, e) złączka uniwersalna
Ławy fundamentowe mogą być również wykonane z cegły, kamienia łama nego lub betonu rodzynkowego. Wymaga się wówczas zastosowania dodatko wych zabiegów. Również w tym przypadku szerokość tych ław jest sprawą dru gorzędną z punktu widzenia wykorzystania ich do omawianych celów. Elementy metalowe układa się w warstwie chudego betonu (rys. 20.31) tak, aby grubość otulenia wynosiła co najmniej 5 cm. W naturalnych uziomach fundamentowych do celów uziemień wykorzystuje się pręty zbrojeniowe fundamentów. Duże rozmiary oraz głębokość pogrążenia żelbetowych fundamentów budynków mieszkalnych i przemysłowych zapew niają niewielką i mało zależną od czynników atmosferycznych rezystancję uziemienia. Fundamenty budowli mają różnego rodzaju kształty, w zależności od wiel kości obiektu, rodzaju obiektu, wytrzymałości gruntu itp. W budownictwie wy stępują m.in. następujące rodzaje fundamentów (rys. 20.32): — fundamenty taśmowe, inaczej zwane ławami, mające kształt belek spoczywających na podłożu;
269
20.5. Budowa uziomów
Rys. 20.30. Połączenie dylatacyjne sztucznego uziomu fundamentowego [58] 1 - mostek dylatacyjny, 2 - szczelina dylatacyjna, 3 - uziom fundamentowy
b)
c)
10 cm
a)
Rys. 20.31. Sztuczny uziom fundamentowy pod ławą: a) z cegły, b) kamienia łamanego, c) betonu rodzynkowego / - stalowy pręt lub płaskownik, 2 - warstwa chudego betonu
270
20. Układy uziemiające
Rys. 20.32. Fundamenty obiektów budowlanych: a), b) taśmowy (ława); c) rusztowy; d) stopowy; e) płytowy; f) skrzyniowy
— fundamenty stopowe mające niezależne posadowienie dla każdego słupa szkieletu budowli, — fundamenty rusztowe, które powstają z połączenia układu ław fundamen towych, przecinających się w osiach słupów; — fundamenty płytowe obejmujące cały rzut budowli; — fundamenty skrzyniowe, które powstają przez włączenie do pracy płyty fundamentowej ścian i stropu podziemnej kondygnacji. Zastosowanie w tych fundamentach zbrojenia umożliwia wykorzystanie ich do celów uziemień. Konstrukcje żelbetowe mają pręty zbrojeniowe (rys. 20.33), które zespolone z betonem zapewniają współpracę tych materiałów.
Rys. 20.33. Przykład ław y fundamentowej z betonu zbrojonego
20.5. Budowa uziomów
271
Podczas twardnienia betonu powstaje przyczepność naturalna między be tonem a stalą. Ułatwia to w znacznym stopniu spływanie prądu elektrycznego z powierzchni pręta zbrojeniowego poprzez warstwę betonu do gruntu. Beton w normalnych warunkach wiązania uzyskuje wytrzymałość umowną po 28 dniach, od chwili jego przygotowania. Po tym okresie konstrukcję żelbe tową można wykorzystać do celów uziemień, jeżeli nie występują inne czynniki, mogące utrudnić przepływ prądu przez beton. Wynika z tego, że uziom funda mentowy można wykorzystać do celów uziemień już w okresie wznoszenia obiektu, na przykład w instalacji elektrycznej placu budowy. Zbrojenie żelbetu (rys. 20.34) stosuje się w postaci pojedynczych prętów, siatek i szkieletów. Pręty zbrojeniowe gładkie mają średnicę 5,5^32 mm, nato miast żebrowane jednoskośnie lub dwuskośnie 6 -i-32 mm.
Rys. 20.34. Przykład rozmieszczenia prętów zbrojeniowych konstrukcji żelbetowej 1 - pręty główne, 2 - strzemiona łączone z prętami głównymi za pomocą drutu wiązałkowego
Wpływ temperatury (np. podczas przepływu prądu elektrycznego przez zbrojenie) i odkształcalność stali zaznaczają się we wszystkich gatunkach stali zbrojeniowej. Dla interesujących, z punktu widzenia obciążalności prądowej zbrojenia, wartości temperatur ok. 100°C ten wpływ jest nieznaczny. Właściwa praca instalacji uziemiającej wymaga zapewnienia odpowiedniej ciągłości elektrycznej połączeń prętów zbrojeniowych. W budownictwie stosuje się łączenie prętów za pomocą zgrzewania lub spawania oraz za pomocą na kładki z powiązaniem drutem wiązałkowym. Ten ostatni sposób nie jest zale cany wówczas, gdy beton zbrojony ma być wykorzystywany w celu uziemienia. Należy więc stosować zaciski śrubowe (tak jak w przypadku sztucznych uziomów fundamentowych) łączące ze sobą odpowiednią liczbę prętów zbroje niowych, stanowiących najniżej położoną warstwę tych prętów w żelbetowym fundamencie (rys. 20.35).
272
20. Układy uziemiające
Rys. 20.35. Wykorzystanie konstrukcji z betonu zbrojonego jako naturalnego uziomu fundamen towego: a) zbrojenie ściany połączone ze zbrojeniem fundamentu, b) zbrojenie ściany nie po łączone ze zbrojeniem fundamentu 1 - główna szyna uziemiająca, 2 — zacisk śrubowy, 3 - połączenie spawane lub śrubowe, 4 - główne pręty zbrojeniowe, 5 - połączenie drutem wiązałkowym, 6 - strzemiono, 7 główny przewód uziemiający
Prąd doziemny, spływający z prętów zbrojeniowych żelbetowej konstrukcji pogrążonej w gruncie, powoduje nagrzewanie się zbrojenia i jego otuliny beto nowej. Konstrukcja żelbetowa charakteryzuje się różnym stopniem nasycenia stalowym zbrojeniem. Dla danej więc wartości prądu doziemnego liczba wyko rzystanych w układzie uziomowym prętów zbrojeniowych ma wpływ na gęstość prądu spływającego ze stalowego zbrojenia. Dopuszczalną gęstość ku prądu (mA/cm2), spływającego z powierzchni pręta zbrojeniowego konstrukcji żelbetowej, można obliczyć z zależności ku = - t L = “V
(20.20)
Pb^z
przy czym: /?b - rezystywność betonu, Q • m; t2 —czas trwania obciążenia prą dowego, s. Na rysunku 20.36 przedstawiono zależność ku =f(tz) dla różnych wartości rezystywności betonu. Z zależności tej wynika, że podczas długotrwałego przepływu prądu przez otulinę betonową jej obciążalność prądowa jest ograniczona (dla danej wartości rezystywności betonu). Przekroczenie podanych na wykresie gęstości prądu powoduje zniszczenie konstrukcji żelbetowej lub obniżenie jej wytrzymałości mechanicznej. Liczbę prętów należy dobrać tak, aby nie została przekroczona dopusz czalna gęstość prądu spływającego z powierzchni tych prętów. Celowe jest rów nież wykorzystanie w pierwszej kolejności prętów zbrojeniowych znajdujących się w fundamentach zewnętrznych ścian obiektu. Jako przewody uziemiające należy wykorzystywać pręty zbrojeniowe, jeżeli są one połączone ze zbrojeniem fundamentu.
273
20.5. Budowa uziomów
► Rys. 20.36. Dopuszczalna gęstość kv prądu spływającego z prętów zbrojeniowych uziomów fun damentowych w czasie tz 1 , 2 , 3 - rezystywność betonu odpowiednio 50 O • m, 100 • m, 200 Q • m
Budynki mieszkalne, użyteczności publicznej oraz budowle inżynierskie są narażone na działanie wilgoci, wód gruntowych, powierzchniowych lub cieczy technologicznych. Dla zapewnienia przydatności eksploatacyjnej obiek tów stosuje się w tych przypadkach izolacje przeciwwilgociowe i przeciwwodne. Izolacje fundamentów i ścian fundamentowych są wykonywane przeważ nie z materiałów bitumicznych. Na ogół są pokrywane powierzchnie boczne fundamentów. Podstawa fundamentu nie jest pokrywana materiałem bitumicz nym i ma bezpośredni kontakt z gruntem. W warunkach praktycznych we wszystkich przypadkach pokrycie fundamentu warstwą materiału bitumiczne go nie wyklucza wykorzystania go jako uziomu, a wzrost rezystancji uziemie nia tego uziomu jest nieznaczny. Z przeprowadzonych badań wynika również, że wraz z upływem czasu eksploatacji takiego uziomu rezystywność hydroizolacji zmniejsza się, a tym samym zmniejsza się rezystancja uziemienia uziomu. Wpływ powłok bitumicznych, którymi są pokryte ławy fundamentowe, na rezystancję uziemienia zanika po ok. 200 dniach od chwili ich nałożenia i za sypania fundamentu gruntem. W technice budowlanej spotyka się również rozwiązania, w których wy kop pod fundamenty wykłada się folią z tworzywa sztucznego. Folia ta jest stosowana w celu uniknięcia wtrąceń gruntu w beton w chwili wylewania fun damentu (zapewnienie czystej warstwy betonu). Folia jest układana na za kładkę i odgrywa rolę podobną jak chudy beton - izoluje mechanicznie grunt od betonu konstrukcyjnego. Obecność folii pod fundamentem nie wyklucza wykorzystania tego fundamentu do celów uziemienia nawet wtedy, gdy zaob serwuje się kilkudziesięcioprocentowy wzrost rezystancji uziemienia uziomu fundamentowego.
274
20. Układy uziemiające
20.6. Trwałość uziomów Projektant, a następnie wykonawca instalacji uziemiającej powinien uwzględ niać fakt jakości wykonanych instalacji. Na jakość wykonanej instalacji uziemiającej mają wpływ: — właściwie zaprojektowane elementy instalacji uziemiającej; — materiały, z których zbudowany jest uziom; — miejsce zainstalowania uziomu (grunt, podłoże). Uziomy są wykonywane z metali, dlatego na trwałość uziomu ma wpływ przede wszystkim stopień skorodowania uziomu. Metale znajdujące się w ziemi mogą być niszczone w wyniku reakcji elektrochemicznych. Proces ten nazywa się korozja ziemną. Ogniska korozji pojawiają się zwykle na powierzchni metalu i roz przestrzeniają się w głąb, czemu towarzyszą zmiany składu i własności metalu. Biorąc pod uwagę warunki pracy i przeznaczenie uziomów, najistotniejsze są zmiany ich rezystywności. Korozja poszczególnych odcinków uziomów nie jest jednakowa i zależy od własności korozyjnych ziemi. Nieliczne, nawet głę bokie wżery nie połączone ze znacznym zmniejszeniem przekroju uziomu nie zmniejszają jego eksploatacyjnej przydatności. Nieznaczne powiększenie się rezystywności metalu wskutek zmiany jego budowy krystalicznej nie ma rów nież poważnego znaczenia. Szybkość korozji zależy od: 1) własności gruntów, 2) własności metalu. Stopień korozyjności tego samego gruntu w stosunku do różnych metali może więc być różny. Średnia wieloletnia szybkość korozji zależy od wielu czynników (m.in. chemicznych własności gruntu): — wartości odczynu pH; — zawartości soli rozpuszczalnych, wilgotności; — rezystywności, temperatury, napowietrzania gruntu. Niektóre z wymienionych czynników zmieniają się w dużym zakresie wraz ze zmianą czynników klimatycznych, niektóre zmieniają się w obszarze ułożenia uziomów. Korozja ziemna stali węglowej praktycznie nie zależy od jej składu che micznego i sposobu wytwarzania; istotny wpływ na ten przebieg mają natomiast właściwości gruntu (rys. 20.37). Badania wykazały zmniejszenie się szybkości korozji stali węglowej z upływem czasu [59]. Szybkość korozji ziemnej cynku zmienia się w czasie, podobnie jak stali. Korozja stali ocynkowanej ma przebieg bardziej złożony niż korozja stali i cyn ku. Dotyczy to przede wszystkim stali ocynkowanej na gorąco, gdyż w czasie cynkowania pod warstwą cynku powstaje warstewka stopu cynkowo-że 1azowego
275
20.6. Trwałość uziomów
0
4
8
t
12 >
lata
Rys. 20.37. Strata masy skorodowanej warstwy pró bek ze stali węglowej znajdujących się w róż nych gruntach (odniesiona do powierzchni ba danej próbki) [59] 1 - glina o rezystywności p - 28 Q • m; 2 - glina pylasta ciężka, p = 51 Q * m; 3 - glina pylasta, p - 2,8 Q • m; 4 - piasek gliniasty, p - 114 Q • m; 5 - glina piaszczysta, p = 112 O • m; 6 - ił, p - 13 Q • m
0 większej odporności korozyjnej niż cynk. Grubość tej warstewki stanowi 40 4- 50% grubości całej warstwy ochronnej (cynku i stopu cynkowo-żelazowego). Na rysunku 20.38 przedstawiono przebieg korozji próbek ze stali węglowej ocynkowanej na gorąco przy znamionowej grubości warstwy cynku 940 g/m2. Z rysunku 20.38 wynika, że w okresie początkowym występuje duża szybkość korozji, niewielka szybkość korozji w następnym okresie i przyspieszenie ko rozji w okresie końcowym. Jest to spowodowane postępem korozji cynku w pierwszym okresie, korozją stopu cynkowo-żelazowego w drugim okresie 1 korozją stali w okresie końcowym.
4 kg/m2
3
ii 2 ^F eZ n
1
0
Rys. 20.38. Strata masy skorodowanej warstwy próbek stalowych ocynkowanych znajdujących się w róż nych gruntach (odniesiona do powierzchni bada nej próbki) [59] 1 - ił o rezystywności p = 4 Q • m; 2 - grunt próchniczy, p = 7 Q - m ; 3 - grunt próchniczy, p - 18 Q • m; 4 - i ł , /? = 6 9 Q - m; 5 - grunt błotnisty, p - 0,8 Q • m; 6 - ił,/? = 0 ,6 £ 2 - m
276
20. Układy uziemiające
Do najbardziej odpornych na korozję ziemną metali należy miedź. Miedź jest używana jako materiał na powłoki ochronne uziomów stalowych. Jeżeli powłoka miedziana ma chronić stal, musi być szczelna. Powinna ona również mieć odpowiednią przyczepność, aby nie nastąpiło jej odwarstwienie od stalo wego rdzenia podczas działania sił przy pogrążeniu takiego uziomu. Przyjmuje się, że w ciągu 25 lat średnia grubość warstwy skorodowanej miedzi w większo ści gruntów nie przekracza 100 pm. O grubości i jakości powłoki miedzianej nakładanej na pręty stalowe decyduje technologia jej wykonania. Na powierzchni stali zbrojeniowej (w przypadku uziomów fundamentowych naturalnych) lub prętów i płaskowników stalowych (w przypadku uziomów fun damentowych sztucznych) mogą występować: rdza, zgorzelina, zanieczyszcze nie powstałe w czasie produkcji zbrojenia oraz zanieczyszczenia powierzch niowe w postaci pyłów (powstałe w czasie składowania). Produkty korozji reagują ze składnikami cementu, dając w wyniku żelazian wapniowy, który powstaje w obecności wodorotlenku wapniowego zawartego w fazie ciekłej betonu. Związek ten jest nierozpuszczalny w wodzie i nie wpływa (oraz zanieczyszczenia na powierzchni zbrojenia) na rezystancję uziemienia uziomów fundamentowych. Występowanie rdzy na powierzchni zbrojenia (prętów i płaskowników) jest dopuszczalne tylko w przypadku rdzy nalotowej, dobrze przyczepnej, która nie będzie stanowiła przegrody oddzielającej powierzchnię stali od alkalicznego środowiska terenu. Jest to warunek wystarczający w przypadku wykorzystania betonu zbrojonego do celów uziemień. Trwałość konstrukcji żelbetowej jest w bardzo dużym stopniu zależna od trwałości zbrojenia. Trwałość uziomu fundamentowego jest uzależniona całkowicie od trwałości zbrojenia. Należy więc rozróżnić trwałość fundamentu i trwałość uziomu fun damentowego. Stalowe zbrojenie chroni skutecznie przed korozją otulina beto nowa. Dzięki zawartości w niej wolnego wapna ma ona charakter alkaliczny. Środowisko zasadowe sprzyja tworzeniu się na powierzchni stali zbrojeniowej szczelnej warstwy ochronnej (pasywacja stali). Roztwór wodny rozpuszczalnych składników betonu, zawarty w porach, wykazuje pH= 11^-13 (betony z cementów portlandzkich). Tak duża wartość pH roztworu wodnego w porach betonu jest spowodowana obecnością w betonie łatwo rozpuszczalnego wodorotlenku wapniowego. Stal nie koroduje w roztwo rach o pH = 12,5 - zawierających tlen. Przyczyną tego jest, między innymi, two rzenie się na powierzchni stali warstewki ochronnej z uwodnionych tlenków żelaza. Powierzchnia stali staje się wówczas pasywna. Beton chroni tę war stewkę przed niszczącymi zewnętrznymi wpływami. W analizie poprawnej pracy uziomów fundamentowych można pominąć wpływ korozji elektrochemicznej zbrojenia na ich trwałość. W literaturze spotka się opinie, że w przypadku zabetonowania stali zbrojeniowej w słabym stopniu skorodowanej może nawet zachodzić zjawisko jej „odrdzewiania”. Można zało żyć, że trwałość uziomu fundamentowego jest równa trwałości fundamentu.
21 PRZEWODY OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ
21.1. Przewody ochronne PE Przewody ochronne (rys. 21.1) łączą części przewodzące dostępne z uzie mionym punktem neutralnym uzwojeń transformatora (sieć TN) lub z uziomem ochronnym (sieć TT i IT). Przewód ochronny może również łączyć część prze wodzącą dostępną z główną szyną uziemiającą.
b)
a)
■L1 ■L2 ■L3 ■N
■L1 -L 2 ■L3
R ys. 21.1. Przewody ochronne PE w sieciach: a) TN, b) TT, c) IT
278
21. Przewody ochrony przeciwporażeniowej
Przewód ochronny PE powinien spełniać wymagania dotyczące jego prze kroju. Ponieważ przewód ten podlega obciążeniu podczas przepływu prądów zwarć jednofazowych (sieć TN), zwarć jednofazowych doziemnych (sieć TT) oraz zwarć jednofazowych doziemnych lub zwarć dwufazowych (sieć IT), stąd jego przekrój S powinien spełniać warunek S>— k
(21.1)
w którym: S - pole przekroju przewodu ochronnego, mm2; I - prąd zwarciowy płynący przez przewód ochronny, A; t - czas przepływu prądu zwarciowego (czas działania urządzenia zabezpieczającego), s; k - współczynnik określający gęstość jednosekundową prądu zwarciowego w przewodzie ochronnym, którego wartość zależy od materiału żyły, izolacji oraz jego temperatury początkowej A . c1/2 i końcowej, — (tabl. 21.1 -^21.3). mm2 Jeżeli pole przekroju S przewodu, obliczone ze wzoru (21.1), nie jest warto ścią znormalizowaną, to należy zastosować przewód o przekroju równym naj bliższemu, większemu od wartości obliczonej, przekrojowi znormalizowanemu. Zależność (21.1) można przedstawić w postaci Ć S 2 > l 2t
(21.2)
Wyrażenie f?S2 określa pojemność cieplną przewodu i jego izolacji (minimalna wartość, którą należy przyjąć, aby zapobiec niedopuszczalnemu wzrostowi temperatury przewodu). Wyrażenie I 2t określa ciepło wydzielone przez prąd w przewodzie. W tablicy 21.1 podano temperatury końcowe przewodów o określonej izo lacji. Są to dopuszczalne w końcu trwania zwarcia temperatury przewodów, podane przez producenta. Przyjęta początkowa wartość temperatury przewodu 30°C jest równa temperaturze otoczenia, gdyż zakłada się, że jeżeli przewód nie stanowi żyły przewodu wielożyłowego, to nie jest on nagrzewany od żył prze wodów fazowych w czasie ich normalnej pracy obciążeniowej. Jeżeli przewód ochronny nie jest pokryty izolacją (przewód goły) i styka się z osłoną prze wodów roboczych, to również i w tym przypadku nie dopuszcza się temperatury wyższej tego przewodu w końcu trwania zwarcia niż dopuszczalna dla przewo dów roboczych o określonej osłonie. W przypadku przewodów ochronnych, stanowiących żyłę przewodu wielo żyłowego (tabl. 21.2), temperatura początkowa jest różna dla przewodów o róż nej izolacji. Jako temperaturę początkową przyjęto dopuszczalną długotrwale temperaturę przewodu, zakładając, że przepływ prądu zwarciowego rozpocznie się w przewodzie obciążonym i nagrzanym do takiej temperatury.
279
21.1. Przewody ochronne PE
T ablica 21.1. Wartość współczynnika k dla przewodów ochronnych izolowanych, nie stanowią cych żyły przewodu (kabla) wielożyłowego, oraz dla przewodów ochronnych gołych, styka jących się z osłoną przewodu (kabla); zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-54:1999 [156]* Izolacja przewodu ochronnego lub osłona przewodu/kabla Temperatura końcowa, °C
PVC
EPR, XLPE
Guma butylowa
160
250
220
M ateriał przewodu
A -s,/2 *•
m rrr
143
176
166
Alum inium
95
116
110
Stal
52
64
60
M iedź
Przyjmuje się, że temperatura początkowa przewodu wynosi 30°C. PVC —polichlorek winylu {polyvinyl-chloride). EPR - guma etylenowo-propylenowa {ethylene propylene rubber). XLP E - polietylen usieciowany {cross-linkedpolyethylene).
T ablica 21.2. Wartości współczynnika k dla przewodów ochronnych stanowiących żyłę przewodu (kabla) wielożyłowego; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-54:1999 [156]* M ateriał izolacji Temperatura początkowa, °C Temperatura końcowa, °C
PVC
A lum inium
Guma butylowa
70
90
85
160
250
220
Materiał przewodu M iedź
XLPE, EPR
k,
A -s,/2 m nr
115
143
134
76
94
89
Dużo większe wartości współczynnika k występują w przypadku, gdy prze wód ochronny jest goły (tabl. 21.3). Wynika to z przyjęcia wyższej wartości dopuszczalnej temperatury w końcu czasu trwania zwarcia. Wartość tej tempe ratury jest ograniczona wytrzymałością mechaniczną metalu w wysokich tempe raturach lub ewentualnym wystąpieniem niebezpieczeństwa pożaru. Tempera turę początkową przyjęto 30°C - uzasadnienie jest takie same jak w przypadku tabl. 21.1. Przekrój przewodu ochronnego można również dobrać zgodnie z wymaga niami podanymi w tabl. 21.4. W tym przypadku na ogół nie zachodzi potrzeba doboru takiego przewodu przy korzystaniu z zależności (21.1).
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
280
21. Przewody ochrony przeciwporażeniowej
Tablica 21.3. Wartości współczynnika k dla przewodów ochronnych gołych, gdy nie istnieje m ożliwość uszkodzenia żadnego materiału w najbliższym otoczeniu w podanych temperatu rach maksymalnych; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-54:1999 [ 156]* Warunki M ateriał ^ przewodu
.
Widoczne i w ograniczonych obszarach
Warunki normalne
Niebezpieczeństwo pożaru
500
200
150
228
159
138
300
200
150
125
105
91
500
200
150
82
58
50
M iedź: $fi °C A s 1' 2 ’
mm2
A lum inium : Sj, °C A .« ,/2 mm2 Stal:
°C A .«I/2 mm2
S j - temperatura końcowa. Przyjm uje się, że temperatura początkowa przewodu wynosi 30°C. Podane temperatury końcowe można przyjmować tylko wówczas, gdy nie są pogarszane w tych temperaturach połączenia elektryczne przewodów ochronnych.
Tablica 21.4. Dobór przekroju £p przewodu ochronnego w zależności od przekroju £ przewodu fazowego; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-5-54:1999 [156]* Przekrój przewodów fazowych instalacji
M inim alny przekrój odpowiadającego przewodu ochronnego £p, mm2
£ < 16
£
16 < £ < 3 5
16
£>35 i* 1. Podane przekroje przewodów ochronnych są obowiązujące dla przewodów wykonanych z takiego samego materiału ja k przewody fazowe. W innych przypadkach przekrój przewodu ochronnego powinien być tak dobrany, aby jego konduktancja nie była mniejsza niż konduktancja przewodu spełniającego podane wymagania. 2. Jeżeli wyznaczona wartość przekroju nie jest wartością znormalizowaną, to należy zastosować przewód ochronny o przekroju zaokrąglonym w górę do najbliższego przekroju znormalizowanego.
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
21.2. Przewody ochronno-neutralne PEN
281
Jeżeli przewód ochronny nie jest częścią przewodu lub kabla, to jego mini malny przekrój nie powinien być mniejszy niż: — 2,5 mm2, w przypadku, gdy jest on chroniony przed uszkodzeniami me chanicznymi; — 4 mm2, w przypadku, gdy nie jest stosowana ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi. Przykładowo: można zastosować przewód YDY 3 x 1,5 (przewody L, N, PE o przekroju 1,5 mm2). Jeżeli stosujemy przewody DY, to powinny one mieć przekroje: przewód fazowy 1,5 mm2, przewód neutralny 1,5 mm2 oraz przewód ochronny 2,5 mm2 (lub 4 mm2, jeżeli brak jest jego ochrony przed uszkodzenia mi mechanicznymi). Jest to jedno z najważniejszych wymagań w technice ochrony przeciwpora żeniowej, którego należy ściśle przestrzegać. Wynika z tego, że spełnienie wa runku skuteczności ochrony nie jest jedynym warunkiem dopuszczenia urządze nia do eksploatacji jako właściwie wykonanego z punktu widzenia ochrony przeciwporażeniowej. Jako przewody ochronne mogą być stosowane: — żyły w przewodach (kablach) wielożyłowych; — izolowane lub gołe przewody ułożone we wspólnej osłonie z przewodami czynnymi; — metalowe osłony, jak np. powłoki, ekrany i pancerze niektórych rodzajów przewodów i kabli; — metalowe rury lub inne metalowe osłony przewodów; — odpowiednie części przewodzące obce. Inne niż przewody elektroenergetyczne elementy, które mogą być wykorzy stane jako przewody ochronne, powinny spełniać wymagania w zakresie ciągłości elektrycznej oraz konduktancji, wynikającej z wymagań dla przewodów ochron nych. W każdym przypadku należy uzyskać zgodę jednostki eksploatującej te ele menty oraz ustalić zakres i sposób nadzoru nad nimi. Rur instalacji gazowych nie należy wykorzystywać jako przewodów ochronnych. W przewodach ochronnych nie wolno umieszczać żadnej aparatury łączeniowej. Jeżeli urządzenia zabezpiecza jące przed prądem przetężeniowym są wykorzystywane do ochrony przed poraże niem prądem elektrycznym, to zaleca się, aby przewód ochronny był prowadzony razem z przewodami czynnymi lub w bezpośrednim ich sąsiedztwie.
21.2. Przewody ochronno-neutralne PEN Przewód PEN spełniający funkcje przewodu ochronnego i neutralnego wy stępuje tylko w sieciach TN-C (TN-C-S). Jeżeli przewód ten jest ułożony na stałe, to powinien on mieć przekrój co najmniej 10 mm2, jeżeli jest wykonany z miedzi, lub 16 mm2, jeżeli jest wykonany z aluminium.
282
21. Przewody ochrony przeciwporażeniowej
Takie wymaganie powoduje, że sieć TN-C lub - w przypadku sieci TN-C-S - część, w której występuje sieć TN-C, musi zakończyć się praktycznie na złą czu lub rozdzielnicy głównej w budynku. Dalsze prowadzenie przewodu PEN może prowadzić do sytuacji, w której przewody fazowe będą miały np. przekrój 2,5 mm2, a przewód PEN powinien mieć przekrój co najmniej 10 mm2, jeżeli jest wykonany z miedzi. Inną przeszkodą jest stosowany osprzęt instalacyjny, którego zaciski (np. gniazdo 16 A) uniemożliwiają wprowadzenie przewodu o przekroju 10 (16) mm2. Wynika z tego, że w instalacjach wewnętrznych w budynku (obwo dy wiz oraz obwody odbiorcze) należy stosować układ TN-S, a nie TN-C, gdyż w sieci TN-S występuje przewód ochronny i neutralny (które podlegają innym wymaganiom), a nie przewód ochronno-neutralny, jak w sieci TN-C. W przewodach (kablach) współosiowych, minimalny przekrój żyły PEN może wynosić 4 mm2, z tym że wszystkie połączenia i przyłączenia tej żyły po winny być dublowane (rys. 21.2). Żyła ochronno-neutralna w miejscu łączenia powinna mieć dwa niezależne od siebie połączenia lub przyłączenia. Uszkodzenie lub przerwanie jednego po łączenia lub przyłączenia nie powoduje wówczas przerwy w przewodzie PEN, gdyż nie następuje zmniejszenie jego przekroju. Przewód PEN powinien mieć izolację na najwyższe napięcie, pod jakim może się znaleźć.
Rys. 21.2. Przewód PEN w przewodach współosiowych (przekrój co najmniej 4 mm2 Cu) 1 - przewód wielożyłowy współosiowy, 2 - połączenie zaciskowe, 3 - zaciski przyłączeniowe
-----------------
L1
-------------------------------------------------------------------------L2 ------------------------------------------------------------------------ L3 PEN
1
U
h
ol
l Uziom np. fundamentowy Rys. 213. Zasada rozdziału przewodu PEN na PE i N (przewód PEN przyłączony do szyny ochronnej)
283
21.3. Przewody połączeń wyrównawczych FB
W sieci TN-C-S następuje rozdzielenie przewodu PEN na PE i N. Przewo dów PE i N nie wolno ponownie łączyć (sieć TN-S-C nie występuje). W miej scu, w którym następuje rozdzielenie przewodu PEN, należy przewidzieć od dzielne zaciski lub szyny przewodów ochronnych i neutralnych (rys. 21.3). Przewód PEN powinien być przyłączony do zacisku lub szyny pełniącej funkcje przewodu ochronnego.
21.3. Przewody połączeń wyrównawczych FB Przewody połączeń wyrównawczych głównych powinny mieć przekroje nie mniejsze niż połowa największego przekroju przewodu ochronnego w danej instalacji, lecz nie mniejsze niż 6 mm2. Przekrój tego przewodu nie musi być większy niż 25 mm2, jeżeli jest wykonany z miedzi. Jeżeli jest wykonany z in nego materiału, to powinien mieć taką samą obciążalność prądową, jaką ma przewód miedziany o podanym przekroju. Przekrój przewodu połączenia wyrównawczego dodatkowego, łączącego ze sobą dwie części przewodzące dostępne, powinien być nie mniejszy niż naj mniejszy przekrój przewodu ochronnego przyłączonego do tych części przewo dzących dostępnych (rys. 21.4). 4x10 mm2 Cu L. PE
4x2,5 mm2 Cu L, PE
FB (1)
FB(2)
7 \ /
\ 2,5 mm2 Cu
/
1.5 mm2 Cu'1^
Rys. 21.4. Zasada wykonywania połączeń wyrównawczych dodatkowych (zależność przekroju przewodu FB(1) i FB(2) od przekroju przewodu PE)
Przewód połączenia wyrównawczego dodatkowego, który łączy części przewodzące dostępne z częściami przewodzącymi obcymi, powinien mieć przekrój nie mniejszy niż połowa przekroju odpowiedniego przewodu ochron nego. W razie potrzeby powinno stosować się wymaganie minimalnego prze kroju, tak jak w przypadku przewodów ochronnych. Jako połączenia wyrównawcze dodatkowe mogą być wykorzystane części przewodzące obce: stalowe konstrukcje budowlane, przewody dodatkowe lub kombinacje tych elementów (połączeń).
22 WYMAGANIA DOTYCZĄCE SPECJALNYCH INSTALACJI LUB LOKALIZACJI
22.1. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub basen natryskowy W pomieszczeniach wyposażonych w wanny lub baseny natryskowe występuje zwiększone niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym na skutek ist niejącego mikroklimatu, charakteryzującego się wysoką temperaturą i wilgotno ścią powietrza. Są to idealne warunki do zmniejszania się rezystancji ciała czło wieka, a szczególnie rezystancji skóry, której wartość gwałtownie się zmniejsza przy wzroście jej wilgotności. Na zwiększone zagrożenie może mieć wpływ obniżenie się wartości rezy stancji podłogi (rezystancji stanowiska), co ma wpływ na zmniejszenie wartości rezystancji obwodu rażeniowego, a tym samym zwiększenie wartości prądu rażeniowego. W wielu przypadkach po powierzchni ścian spływa woda, a pod łoga jest pokryta warstwą wody. Mimo panującej w całej przestrzeni takiego pomieszczenia praktycznie jednakowej wartości temperatury i wilgotności po wietrza, stopień zagrożenia może być różny, gdyż człowiek może znajdować się w wannie lub basenie natryskowym znajdujących się w tym pomieszczeniu lub na zewnątrz tych urządzeń. Dlatego w pomieszczeniach takich wyróżnia się cztery strefy zagrożenia po rażeniowego (rys. 22.1): — strefa 0 jest wnętrzem wanny lub basenu natryskowego i zależy od możli wości umieszczenia takiego przedmiotu oraz upodobań użytkownika; jest oczywiste, że upodobania te „są ograniczone” wymiarami obrysowymi przedmiotowego pomieszczenia; czasami są one ograniczone z uwagi na konieczność umieszczenia w takim pomieszczeniu innych elementów, np. standardowego wyposażenia, które może być instalowane poza strefą 0; — strefa 1 jest ograniczona pionową płaszczyzną przebiegającą wzdłuż krawę dzi obrzeża wanny, basenu natryskowego lub w odległości 60 cm od zainsta-
285
22.1. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub basen natryskowy
a)
b)
c)
d) Strefa 0 Strefa 1
Strefa 2,'
Strefa 3
Oj
2,40 m
e)
\
Prysznic
i
i\%
ĄStrefa l X /
^i
\
Strefa 2
'n
*s Strefa 3
v /
»
i \
>
/
X * /
_
/i
Rys. 22.1. Strefy w pomieszczeniu wyposażonym w wannę lub basen natryskowy (rzut poziomy): a) wanna, b) wanna ze stałą ścianką oddzielającą, c) basen natryskowy, d) basen natryskowy ze stałą ścianką oddzielającą, e) zraszacz bez basenu natryskowego, f) zraszacz bez basenu natryskowego ze stałą ścianką oddzielającą Strefy 1, 2, 3 są ograniczone płaszczyzną poziomą leżącą na wysokości 2,25 od podłogi
lowanego na stałe prysznica; w pionie jest to odległość między podłogą (lub podestem leżącym na podłodze) i płaszczyzną poziomą leżącą na wysokości 2,25 m nad podłogą (podestem); — strefa 2 jest ograniczona pionową płaszczyzną, przebiegającą w odległości 60 cm na zewnątrz od płaszczyzny ograniczającej strefę 1; w pionie jest to odległość tak zdefiniowana jak dla strefy 1;
286
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
— strefa 3 jest ograniczona pionową płaszczyzną przebiegającą w odległości 2,4 m na zewnątrz od płaszczyzny ograniczającej strefę 2; w pionie jest to odległość tak zdefiniowana jak dla strefy 1; w wielu przypadkach przestrzeń ta kończy się w odległości mniejszej niż 2,4 m (ogólnie: niewielkie po mieszczenie przeznaczone na łazienkę). Należy zwrócić uwagę, że podane wyżej wymiary uwzględniają grubość ścian i przeszkód stałych. W strefach 0, 1 i 2 nie wolno instalować urządzeń rozdzielczych oraz sprzę tu łączeniowego. W strefach 1 i 2 mogą się znajdować linki wykonane z mate riału izolacyjnego do sterowania łączników. W łazience mogą być eksploatowane określone odbiorniki energii elek trycznej, które wymagają zasilania z gniazd wtyczkowych. Gniazda takie mogą być zainstalowane tylko w strefie 3. Muszą one być jednak zasilane indywidual nie z transformatora separacyjnego lub zasilane bardzo niskim napięciem lub za bezpieczone wyłącznikami różnicowoprądowymi o znamionowym prądzie róż nicowym nie większym niż 30 mA (rys. 22.2). We wnętrzu wanny lub basenu natryskowego (strefa 0) można stosować tyl ko bardzo niskie napięcie o wartości nie większej niż 12 V, przy czym źródło za silania powinno być usytuowane poza tą strefą. Należy przestrzegać wymagań w zakresie stopnia ochrony sprzętu i osprzętu umieszczonego w poszczególnych strefach (rys. 22.3). Wymagania dotyczą tyl ko ochrony przed działaniem wody (druga cyfra w kodzie IPXX w tabl. 9.2). Nie określa się ochrony ludzi przed dotknięciem części pod napięciem i rucho mych oraz ochrony urządzeń przed przedostaniem się ciał stałych (pierwsza cyfra w kodzie IPXX w tabl. 9.1). Przewody układane w łazienkach lub basenach natryskowych mogą być in stalowane na powierzchni ścian oraz w ścianach i stropach. Przewody jednoży łowe układa się w rurkach izolacyjnych. Przewody wielożyłowe powinny mieć osłonę izolacyjną. Nie stosuje się metalowych osłon ochronnych. Transformator izolacyjny (separacyjny)
Strefa 1 !
Strefa 2
Transformator bezpieczeństwa
Strefa 3
60 cm
Wyłącznik różnicowoprądowy lub
|
^
--------t ---------- — RCD /An^ 30 mA
Rys. 22.2. Zasada instalowania gniazd wtyczkowych (tylko w strefie 3, należy zwrócić uwagę na liczbę styków w gniazdach wtyczkowych oraz liczbę przewodów doprowadzonych do gniazda)
22.1. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub basen natryskowy
Strefa 1
Strefa 2
\
IPX1
Pionowo spadające krople nie wywołują szkodliwego skutku
IPX4
Woda rozbryzgiwana na obudowę z dowolnej strony nie wywołuje szkodliwego skutku
IPX5
Struga wody skierowana z dyszy na obudowę z dowolnej strony nie wywołuje szkodliwego skutku
IPX7
Nie jest możliwe wnikanie wody w ilości wywołującej szkodliwe skutki, gdy obudowa jest zanu rzona przez określony czas w wodzie o określonym ciśnieniu
Strefa 3
'^Strefa O J
i
yyys^yJAwJyyy¿yyyyyyyyyyyyy/yyyy¿yyyyyyySyyyyyyyyyyyyyyS777Á
287
Rys. 22.3. Stopnie ochrony (co najmniej) sprzętu i osprzętu w poszczególnych strefach łazienki lub basenu natryskowego (w łazienkach publicznych, w strefach 2 i 3 stopień ochrony powinien być co najmniej IPX5)
W strefach 0, 1 i 2 mogą być instalowane tylko przewody przyłączone do odbiorników znajdujących się w tych strefach. W tych strefach nie wolno insta lować puszek, rozgałęźników i odgałęźników. W strefie 0 mogą być instalowane odbiorniki, które mogą być użytkowane w wannie i które są zasilane napięciem o wartości nie przekraczającej 12 V. W strefie 1 można instalować jedynie podgrzewacze wody, a w strefie 2 pod grzewacze wody oraz oprawy oświetleniowe II klasy ochronności (rys. 22.4). Grzejniki elektryczne do zamontowania w podłodze mogą być instalowane w strefach 1,2 i 3 pod warunkiem, że są one pokryte metalową siatką lub blachą (rys. 22.5).
Rys. 22.4. Urządzenia elektryczne rozmieszczone w poszczególnych strefach pomieszczenia z wanną PW - podgrzewacz wody, O - oprawa oświetleniowa, GE - grzejnik elektryczny (odbiorniki w strefach 1 i 2 powinny być zainstalowane na stałe)
288
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Rys. 22.5. Pokrycie metalową siatką lub blachą elektrycznego grzejnika podłogowego oraz połą czenia wyrównawcze dodatkowe zastosowane w pomieszczeniu wyposażonym w wannę lub basen natryskowy FB - przewód połączenia wyrównawczego, PEL - przewód uziemiający, 1 - wszystkie części przewodzące obce, 2 - szyna połączeń wyrównawczych, 3 - grzejnik podłogowy, 4 - metalowa siatka lub blacha, 5 —uziom fundamentowy
W pomieszczeniu powinny być wykonane lokalne połączenia wyrównaw cze, łączące ze sobą oraz z przewodami ochronnymi wszystkie części przewo dzące obce, znajdujące się w strefach 1, 2 i 3. Jeżeli jest to możliwe, to połącze niami tymi należy objąć również główne metalowe zbrojenie konstrukcji żelbe towej. W strefach O-s-3 nie dopuszcza się stosowania barier oraz umieszczania czę ści czynnych poza zasięgiem ręki, ponieważ środki te nie chronią przed doty kiem bezpośrednim, spowodowanym rozmyślnym działaniem. W strefach tych nie wolno stosować również izolowania stanowiska oraz nieuziemionych połą czeń wyrównawczych jako środków ochrony przed dotykiem pośrednim (ochro ny dodatkowej).
22.2. Baseny pływackie, baseny fontann i brodzików W czasie normalnego użytkowania instalacji elektrycznej i odbiorników zain stalowanych w tych obiektach oraz w obszarach bezpośrednio je otaczających wzrasta niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym, ponieważ kontakt ciała człowieka z wodą powoduje zmniejszenie rezystancji skóry. Zmniejszona jest również rezystancja stanowiska, na którym człowiek się znajduje. Spowo dowane to jest m.in. rozbryzgiem wody przez wiatr. Podobnie jak w pomieszczeniach wyposażonych w wanny i natryski wyróż nia się tutaj określone strefy (rys. 22.6-s-22.9):
22.2. Baseny pływackie, baseny fontann i brodzików
289
— strefa 0 obejmuje wnętrza basenów, brodzików i fontann łącznie z kaska dami wodnymi; — strefa 1 jest ograniczona strefą 0, płaszczyzną pionową przebiegającą w od ległości 2 m od krawędzi basenu, podłogą lub stanowiskiem, na którym mogą przebywać ludzie oraz płaszczyzną poziomą znajdującą się 2,5 m nad podłogą lub stanowiskiem, na którym mogą przebywać ludzie; w strefie 1 mogą znaj dować się również wieże, trampoliny, bloki startowe i ślizgi; wówczas strefa ta obejmuje przestrzeń ograniczoną płaszczyzną pionową otaczającą w odle głości 1,5 m te obiekty oraz płaszczyzną poziomą przebiegającą 2,5 m nad najwyżej położoną powierzchnią, na której mogą przebywać ludzie; — strefa 2 jest ograniczona płaszczyzną pionową ograniczającą strefę 1 i rów noległą płaszczyzną przebiegającą w odległości 1,5 m od poprzedniej płasz czyzny oraz podłogą lub stanowiskiem, na którym mogą przebywać ludzie i poziomą płaszczyzną znajdującą się na wysokości 2,5 m od tej podłogi lub stanowiska. W strefach 0 i 1 basenów pływackich i brodzików dopuszcza się ochronę przez zastosowanie SELV o znamionowej wartości napięcia równej 12 V prądu przemiennego lub 30 V prądu stałego. Źródła SELV powinny być umieszczone poza strefami 0, 1 i 2. Gdy w basenie lub brodziku (strefa 0) nie ma ludzi, to można w nich sto sować wyposażenie zasilane przez obwody, w których zastosowano ochronę SELV, ze źródłem SELY umieszczonym poza strefą 0, 1 i 2, lub samoczynne
Rys. 22.6. Wymiary stref basenów pływackich i brodzików pogrążonych w gruncie oraz odleg łości od elementów ich wyposażenia (wymiary stref są ograniczone przez mury i ścianki stałe) 1 - wieża, 2 - blok startowy, 3 - trampolina, 4 - brodzik, 5 - poziom wody
290
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Rys. 22.7. Wymiary stref basenów usytuowanych ponad ziemią (wymiary stref są ograniczone przez mury i ścianki stałe) I
wyłączenie zasilania za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o / An < 3 0 mA, lub separację elektryczną Źródło separacji powinno być umiesz czone na zewnątrz stref 0, 1 i 2 i może zasilać tylko jeden odbiornik. Taki sarn sposób ochrony przeciwporażeniowej jak dla strefy 0, gdy nie ma w niej ludzi, należy stosować dla strefy 2, przy czym nie ma tutaj warunku braku ludzi w tej strefie. W przypadku fontann, w strefach 0 i 1 należy stosować ochronę za pomo cą SELV ze źródłem umieszczonym poza tymi strefami lub samoczynne wy łączenie zasilania za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o / An < 30 mA, lub separację elektryczną przy czym źródło separacji powinno być umieszczone na zewnątrz strefy 0 i może zasilać tylko jeden odbiornik.
291
22.2. Baseny pływackie, baseny fontann i brodzików
m
Strefa 1
Wyposażenie elektryczne powinno mieć co najmniej stopień ochrony poda ny w tabl. 22.1. Instalacji elektrycznej w strefach 0, 1 i 2 nie wolno wykonywać w dostęp nych metalowych osłonach. Niedostępne metalowe osłony instalacji powinny być także przyłączone do dodatkowego połączenia wyrównawczego. Bezpie czeństwo eksploatacji instalacji znacznie wzrasta, gdy przewody są ułożone w ru rach wykonanych z materiału izolacyjnego. Tablica 22.1. Wymagany stopień ochrony IP (wg tabl. 9.3) wyposażenia elektrycznego instalowa nego w obiektach basenów, brodzików i fontann Strefa 0
IPX8 - obudowa ciągle zanurzona w wodzie w warunkach podanych przez producenta IPX5 - ochrona przed strumieniem wody z dowolnego kierunku
Strefa 1
IPX4 - ochrona przed wodą rozbryzgiwaną z dowolnego kierunku - w przy padku basenów pływackich nie czyszczonych strumieniem wody pod ciś nieniem., a znajdujących się wewnątrz budynków IPX2 - ochrona przed kroplami padającymi na urządzenia, odchylone o 15° od położenia pionowego - w przypadku basenów i brodzików znajdujących się w pomieszczeniach
Strefa 2
IPX4 (jak w strefie 1) - w przypadku basenów i brodzików znajdujących się na terenie otwartym IPX5 (jak w strefie 1) - jeżeli basen (brodzik) będzie czyszczony strumieniem wody pod ciśnieniem
292
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
W strefach 0 i 1 może być prowadzona instalacja tylko do zasilania urzą dzeń w tych strefach, bez stosowania puszek łączeniowych. Puszki łączeniowe można stosować w strefie 1 dla obwodów SELV. W przypadku fontann przewody w strefie 0 powinny być instalowane w rurkach możliwie najdalej od krawędzi basenu. Przewody w strefie 1 powinny mieć odpowiednią ochronę mechaniczną. W strefach 0 i 1 nie wolno stosować żadnych urządzeń rozdzielczych i ste rowniczych oraz gniazd wtyczkowych. Jeżeli basen ma niewielkie wymiary obrysowe i nie jest możliwe umiesz czenie gniazd i łączników poza strefą 1, to można instalować te urządzenia w strefie 1, lecz w odległości co najmniej 3,25 m od granicy strefy 0. Gniazda i łączniki powinny być umieszczone co najmniej 0,3 m nad podłogą. Powinny one być również chronione przez zastosowanie SELV o wartości znamionowej nie przekraczającej 25 V prądu przemiennego lub 60 V prądu stałego, przy czym źródło napięcia powinno być umieszczone poza strefami 0 i 1. 1 Gniazda i łączniki mogą być również chronione przez samoczynne wyłą czenie zasilania za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o zna mionowym prądzie różnicowym /An <30 mA. Dopuszczonym środkiem ochrony jest także separacja elektryczna. Źródło separacji powinno być umieszczone na zewnątrz stref 0 i 1 i może zasilać tylko jeden odbiornik. Jeżeli gniazda i łączniki są zainstalowane w strefie 2, to zasilające je ob wody powinny być chronione za pomocą SELV, przy czym źródło tego napięcia musi być umieszczone poza strefami 0, 1 i 2. Obwody te można również chronić, stosując samoczynne wyłączenie zasilania z urządzeniem ochronnym różnicowoprądowym o / An < 30 mA lub separację elektryczną, przy czym źródło separa cji mogące zasilać tylko jeden odbiornik należy umieścić poza strefami 0, 1 i 2. Jeżeli w strefach 0 i 1 mają być zainstalowane odbiorniki, to powinny być one zamocowane na stałe i przystosowane do użycia w basenach. Inne urządze nia mogą być używane we wszystkich strefach, gdy w strefie 0 nie ma ludzi. Urządzenia te powinny być jednak chronione zamiennie przez zastosowanie: — SELV, — samoczynnego wyłączenia zasilania z urządzeniem ochronnym różnicowoprądowym o /An < 30 mA, — separacji elektrycznej. Ochroną należy również objąć urządzenia ogrzewania elektrycznego umieszczone w podłożu. Urządzenia te mogą być chronione przez zastosowanie SELV lub należy je obudować siatką metalową lub metalową osłoną, połączoną z miejscowym połączeniem wyrównawczym. Obwody zasilania tych urządzeń grzewczych powinny być dodatkowo chronione za pomocą urządzenia ochron nego różnicowoprądowego o /An < 30 mA. Elektryczne wyposażenie w strefach 0 i 1 fontann powinno być niedostępne, np. przez zastosowanie szkła zbrojonego lub siatki, które można usunąć tylko za pomocą narzędzi.
22.3. Pomieszczenia wyposażone w elektryczne ogrzewacze do sauny
293
22.3. Pomieszczenia wyposażone w elektryczne ogrzewacze do sauny Pomieszczenia sauny charakteryzują się mikroklimatem o często zmieniających się parametrach. Może w nich występować suche, gorące powietrze (70-^90°C) oraz para wodna. W takich warunkach niedopuszczalne jest stosowanie barier lub umieszczenie części czynnych poza zasięgiem ręki jako środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim. Niedopuszczalne jest również stosowanie izolo wania stanowiska oraz nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych jako ochrony przed dotykiem pośrednim. Jeżeli w pomieszczeniu sauny jest stosowane bardzo niskie napięcie, to ochrona przed dotykiem bezpośrednim może być zrealizowana przez izolowanie części czynnych, przy czym izolacja powinna wytrzymywać napięcie probiercze o wartości 500 V w ciągu 1 min, albo przez zastosowanie ogrodzeń (przegród) lub obudów, które zapewniają stopień ochrony nie mniejszy niż IP2X (tabl. 9.1). Wyposażenie elektryczne przewidziane do użycia w pomieszczeniu sau ny powinno być zasilane za pomocą obwodów, w których zastosowano jeden z poniższych rodzajów ochrony: — samoczynne wyłączenie zasilania za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o /An <30 mA; — separację elektryczną ze źródłem separacji umieszczonym na zewnątrz po mieszczenia sauny; — SELV, przy czym źródło tego napięcia powinno być umieszczone na ze wnątrz pomieszczenia sauny. Wszystkie urządzenia elektryczne zainstalowane w pomieszczeniu sauny powinny mieć stopień ochrony co najmniej IP24 (ochrona przed przedostaniem się ciał stałych o średnicy 12,5 mm i większej oraz ochrona przed pionowo spa dającymi kroplami na urządzenia odchylone o 15° od położenia pionowego, tabl. 9.1 i 9.2). W pomieszczeniu sauny wyróżnia się cztery strefy ochrony przeciwporaże niowej (rys. 22.10), które powinny spełniać określone wymagania: — strefa 1 jest przeznaczona do instalowania urządzeń należących tylko do ogrzewaczy sauny; — strefa 2, położona najniżej w pomieszczeniu, w której nie ma specjalnych wymagań dotyczących wytrzymałości cieplnej urządzeń; — strefa 3, leżąca nad strefą 2, w której urządzenia elektryczne powinny po prawnie pracować w temperaturze 125°C, a izolacja przewodów - w tempe raturze 170°C; — strefa 4, obejmująca najwyżej położone części pomieszczenia, w której należy instalować tylko urządzenia związane z ogrzewaczem pomieszczenia sauny (termostaty, wyłączniki cieplne); wytrzymałość cieplna urządzeń i przewo dów znajdujących się w tej strefie powinna być taka jak wymagana w strefie 3.
294
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Moc zainstalowana ogrzewacza sauny: a) 0,8 kW/m 3 jeżeli objętość pomieszczenia wynosi 10 -r 40 m3 b) 0,5 kW/m3 jeżeli objętość pomieszczenia przekracza 40 m3. Objętość dotyczy pomieszczenia sauny Rys. 22.10. Podział pomieszczenia sauny na strefy (ściany izolowane cieplnie) / - skrzynka przyłączowa ogrzewacza sauny
Przewody powinny być ułożone w rurach z materiału izolacyjnego. Aby uniknąć skutków wydzielania ciepła przez ogrzewacz sauny, należy chronić oprzewodowanie przez stosowanie osłon, dostateczne oddalenie od źródła ciepła lub dobór oprzewodowania, uwzględniając wzrost temperatury otoczenia. Celowe jest również rozważenie wzmocnienia lub zastąpienia materiału izolacyjnego. W pomieszczeniu sauny nie wolno instalować gniazd wtyczkowych (na rys. 22.10 jest tylko skrzynka przyłączowa ogrzewacza). Wszelka aparatura, która nie jest wbudowana w elektryczne ogrzewacze sauny, powinna być umieszczona na zewnątrz pomieszczenia.
22.4. instalacje na terenie budowy i rozbiórki obiektów budowlanych Instalacje placów budowy i robót rozbiórkowych są instalacjami tymczasowymi, wykonywanymi tylko na czas określony planem trwania budowy lub rozbiórki obiektu, budowlanego. Zależnie od potrzeb mogą być często zmieniane (zmiana konfiguracji) lub przemieszczane. Powinny one być zdemontowane i usunięte po zakończeniu prac budowlanych. Instalacje takie stosuje się również przy remon tach i przebudowie istniejących obiektów budowlanych, robotach komunalnych, ziemnych i podobnych. W obiektach tych może być stosowana, we wszystkich okolicznościach, ochrona polegająca na zastosowaniu bardzo niskiego napięcia SELV i PELV. Ochrona za pomocą SELV jest stosowana głównie do zasilania odbiorników, które mogą być przemieszczane w czasie pracy w miejscach, gdzie występują szczególnie trudne warunki pracy, takie jak w ograniczonych przestrzeniach oraz do zasilania odbiorników użytkowanych w mokrym środowisku. Napięciem SELV lub PELV mogą być zasilane urządzenia stosowane do ogrzewania betonu. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (dotykiem do części czynnych) mo że być realizowana za pomocą izolowania części czynnych lub przy użyciu ogrodzeń albo obudów.
22.4. Instalacje na terenie budowy i rozbiórki obiektów budowlanych
295
Ochrona przy użyciu barier, które mają na ceJu zabezpieczenie przed przypad kowym dotknięciem części czynnych, lecz nie chronią przed dotykiem bezpośred nim spowodowanym celowym działaniem, może być stosowana wówczas, gdy inne środki ochrony nie mogą być użyte, i tylko w bardzo ograniczonym czasie. Ochronę polegającą na umieszczeniu poza zasięgiem ręki (zapobieżenie nie zamierzonemu dotknięciu części czynnych) można stosować tylko w przypadku linii napowietrznych usytuowanych nad placem budowy lub robót rozbiórkowych. Na placach budowy i robót rozbiórkowych są preferowane sieci TN-S i TT. Sieci TN-C mogą być stosowane jedynie w stałej części instalacji, tzn. między punktem zasilającym i rozdzielnicą główną. Sieci IT są stosowane w celu uniknięcia wyłą czenia przy pierwszym zwarciu doziemnym lub do zasilania pomp odwadniają cych lub wentylatorów. W sieci tej należy stosować stałą kontrolę doziemienia. Pierwsze doziemienie powinno być usuwane tak szybko, jak to jest możliwe. Jeżeli jest stosowana ochrona przed dotykiem pośrednim, polegająca na sa moczynnym wyłączeniu zasilania, to w sieci TT spełnienie warunku skuteczno ści ochron)/ przeciwporażeniowej jest wyrażone zależnością RAIa < 25 V
(2 2 . 1)
W sieci IT dla drugiego zwarcia doziemnego powinien być spełniony warunek RjJd < 25 V
(22.2)
Objaśnienia symboli w podanych zależnościach - jak we wzorach (12.12) i (12.15). W sieci TN i IT należy przyjąć czas wyłączenia podany w tabl. 12.7. Ochronę przez obniżenie napięcia, w przypadku gdy najwyższe napięcie międzyfazowe nie przekracza 110 V prądu przemiennego i 55 V prądu prze miennego w stosunku do ziemi (w układach jednofazowych) lub 63,5 V prądu przemiennego w stosunku do ziemi (w układach trójfazowych), można trakto wać tak, jak zastosowanie środka ochrony za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania w układzie TN. Powinny być wówczas spełnione następujące wymagania (rys. 22.11): — punkt neutralny uzwojenia wtórnego transformatora lub generatora powi nien być uziemiony, — gniazda wtyczkowe i wtyczki nie mogą być zamienne z gniazdami i wtycz kami na inne napięcia. Ten rodzaj ochrony może być szczególnie użyteczny wówczas, gdy wystę pują trudne warunki pracy lub warunki środowiskowe, a nie mogą być zastoso wane bardzo niskie napięcia SELV i PELV. Ochrona polegająca na zastosowaniu urządzenia II klasy ochronności lub 0 izolacji równoważnej (tabl. 12.2) jest stosowana jako element konstrukcyjny urządzenia. Środek ten jest zalecany dla narzędzi ręcznych i przenośnych oraz dla elementów zasilających te narzędzia. Należy zwrócić uwagę, że przenośne 1 ręczne narzędzia nie zawsze są odpowiednie do stosowania w środowiskach, w których woda jest rozbryzgiwana z dowolnego kierunku na obudowę takiego narzędzia. Wymagany jest wówczas stopień ochrony osłony IPX4 (tabl. 9.2).
296
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
a)
v
n il 110 v
110
55 V 55 V
n
n
R)'s. 22.11. Przykłady instalacji jednofazowej (a) i trójfazowej (b) z obniżonym napięciem (uzie miony punkt neutralny wtórnego uzwojenia transformatora)
Jeżeli stosuje się ochronę za pomocą separacji elektrycznej, to transformator separacyjny może zasilać tylko jeden odbiornik przez ruchomy przewód. Zabro nione jest stosowanie ochrony polegającej na izolowaniu stanowiska oraz ochro ny za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych. Ochrona przed prądem przetężeniowym powinna być zapewniona za pomocą wyłączników wyposażonych w wyzwalacze zwarciowe lub bezpieczniki topiko we. Urządzenia te powinny być tak zaprojektowane, aby uniknąć błędu podczas nastawiania wartości prądu zadziałania tych urządzeń lub ich wymiany, oraz aby łatwa była ich obsługa. Każdy obwód powinien być zabezpieczony przed prądem przeciążeniowym. Zabezpieczeń takich jednak nie należy stosować w przypad kach, w których niezamierzone wyłączenie może spowodować powstanie zagro żenia, np. w obwodach zasilających urządzenia dźwigowe. Można w takich przy padkach rozważyć zastosowanie urządzeń sygnalizujących przeciążenie. Aby zapewnić właściwą ochronę przed skutkami prądu zwarciowego, ce lowe jest dobranie znamionowej wytrzymałości zwarciowej wszystkich urzą dzeń zastosowanych na danym obiekcie, uwzględniające spodziewany prąd zwarciowy w punkcie zasilania tego obiektu. Jest to uzasadnione częstymi zmia nami konfiguracji sieci odbiorczej. Wyposażenie elektryczne stosowane na placach budowy i robót rozbiórko wych powinno być tak dobrane, aby spełniało następujące warunki: — łatwość przystosowania do pracy w różnych miejscach; — łatwa wymiana poszczególnych elementów; — łatwa obsługa, przemieszczanie i magazynowanie;
22.4. Instalacje na terenie budowy i rozbiórki obiektów budowlanych
297
— odpowiednia wytrzymałość mechaniczna; — odpowiednia ochrona zapewniająca bezpieczeństwo w różnych warunkach użytkowania. Dostęp do urządzeń elektrycznych w czasie normalnej pracy instalacji po winny mieć: — osoby niepoinstruowane (BA1, tabl. 8.1), mogące wykonywać tylko proste prace, np. włączenie urządzenia za pomocą wtyczki; — osoby poinstruowane (BA4), lecz bez dostępu do części czynnych; — osoby wykwalifikowane (BA5), mogące wykonywać wszystkie prace i czyn ności wymagające dostępu do części czynnych. Na placach budowy i robót rozbiórkowych mogą występować w instala cjach elektrycznych duże narażenia mechaniczne (AG3, tabl. 8.1). Ochrona oprzewodowania powinna być zatem zapewniona przez: — wybór odpowiednich właściwości mechanicznych oprzewodowania; — usytuowanie oprzewodowania tak, aby było ono chronione przed uderze niami; — zastosowanie dodatkowego jego zabezpieczenia w miejscach przejść lub przejazdów; —- zabezpieczenie przed możliwością styku z częściami sprzętu budowlanego. W miarę możliwości oprzewodowanie powinno być tak wykonane, aby nie było dostępne dla osób postronnych. Odbiorniki są zasilane z rozdzielnic przystosowanych do pracy na zewnątrz pomieszczeń w stosunkowo trudnych warunkach placu budowy lub robót roz biórkowych. Całe wyposażenie stałe, sprzęt i osprzęt instalacyjny (np. złączki) powinny mieć stopień ochrony co najmniej IP44 (drut 0 < 1 mm, woda rozbryz giwana z dowolnego kierunku). Rozdzielnice powinny być wyposażone w łącz niki, urządzenia zabezpieczające przed prądem przetężeniowym, urządzenia za pewniające ochronę przed dotykiem pośrednim, gniazda wtyczkowe (rys. 22.12). Na rysunku 22.12 przedstawiono, zgodnie z wymaganiami, ochronę gniazd wtyczkowych za pomocą urządzeń ochronnych różni cowoprądowy ch. Znamio nowy prąd różnicowy tych urządzeń nie powinien przekraczać 30 mA. Stanowią one wówczas, obok ochrony przed dotykiem pośrednim - ochronę uzupełniającą, co zwiększa skuteczność ochrony przy dotyku bezpośrednim w przypadku nie ostrożności użytkowników. Jeżeli w instalacji stosowanych jest wiele urządzeń przetężeniowych i róż ni co woprądowy ch, to niezbędne jest zapewnienie właściwej ic h ' współpracy. Selektywne działanie jest zapewnione wówczas, gdy prąd uszkodzenia powo duje zadziałanie pierwszego urządzenia przed uszkodzoną częścią instalacji. W przypadku zaś równoległego połączenia wyłączników różnicowoprądowych, selektywne ich działanie występuje w sposób naturalny (rys. 22.13a). Przy sze regowym połączeniu wyłączników różnicowoprądowych należy stosować opóź nienie działania (rys. 22.13b).
298
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji 230/400 L 100 A
50 A
40 A
32 A
100 A
63 A
40 A
25 A
1
1
1
RCD
*32 A \
RCD
RCD
\
63 A
63 A
Zasilanie kolejnej rozdzielnicy
i 32 A j
PE
32 A 32 A 32 A
16 A
16 A
16 A
16 A
Rys. 22.12. Układ połączeń przenośnej rozdzielnicy budowlanej f 1 - wyłącznik różnicowoprądowy (/An < 30 mA), 2 - wyłącznik instalacyjny wyposażony w wyzwalacze przeciążeniowe i zwarciowe
Rys. 22.13. Połączenia urządzeń ochronnych różnicowoprądowych (selektywność zapewniona przez zastosowanie opóźnienia działania): a) równoległe, b) szeregowe
Rozdzielnica główna (przewoźna stacja transformatorowa)
R ozdzielnica' dźwigowa Rozdzielnica do zasilania urządzeń zainstalowanych na stałe Rozdzielnica do odbiorników ruchomych i przenośnych
Rys. 22.14. Przykładowy układ instalacji zasilającej na średnim placu budowy
22.5. Instalacje w zabudowaniach rolniczych i ogrodniczych
299
W zależności od rozmiarów placu budowy lub robót rozbiórkowych stosuje się różne układy instalacji. Na rysunku 22.14 przedstawiono układ zasilania na placu budowy średniej wielkości. Do zasilania energią elektryczną urządzeń stosowanych na placu budowy lub w robotach rozbiórkowych stosuje się stałe lub przewoźne stacje transformatorowe i rozdzielnice budowlane. Przy zasilaniu średnim napięciem stosuje się stacje trans formatorowe z polem pomiarowym i rozdzielnice niskiego napięcia. Przy zasilaniu zaś niskim napięciem - rozdzielnice niskiego napięcia z przystawkami pomiarowy mi do pomiaru zużycia energii elektrycznej. Jeden teren budowy może być zasilany z kilku źródeł, w tym z prądnic stacjonarnych lub przewoźnych. Rozdzielnica główna i rozdzielnice do zasilania urządzeń zainstalowanych na stałe mogą zawierać w sieci TN-S lub TT wyłączniki różn ico woprąd owe z opóźnieniem działania oraz urządzenia ochronne przetężeniowe. W sieci TN-S wymaga się zainstalowania wyłącznika różnicowoprądowego z opóźnieniem działania, jeżeli nie jest spełniony warunek samoczynnego wyłączenia zasilania przez urządzenia ochronne przetężeniowe. W sieci TN-C stosuje się urządzenia ochronne przetężeniowe. W sieci IT stosuje się urządzenia ochronne przetęże niowe i na stałe przyłączone urządzenie kontroli doziemienia. Rozdzielnice do zasilania odbiorników ruchomych i przenośnych powinny zawierać w sieciach TN-S, TT i IT urządzenia ochronne różn icowoprądo we bez zwłoczne o prądzie znamionowym /An < 30 mA i urządzenia ochronne przetęże niowe.
22.5. Instalacje w zabudowaniach rolniczych i ogrodniczych Instalacje elektryczne w zabudowaniach rolniczych i ogrodniczych mogą być prowadzone wewnątrz i na zewnątrz pomieszczeń. Do zabudowań tych można zaliczyć takie, w których przebywają zwierzęta (stajnie, obory, kurniki, chlewy) oraz inne, na przykład pomieszczenia przygotowania paszy, suszarnie, poidła, stodoły, spichlerze, szklarnie. W wielu tych pomieszczeniach występuje środo wisko, które szczególnie agresywnie oddziałuje na instalację (niszczenie izola cji, przyspieszona korozja metali). Zwiększa się wówczas zagrożenie porażenia prądem ludzi i zwierząt. Jeżeli w obiektach tych stosuje się napięcie SELV, to ochronę przed dotykiem bezpośrednim można zrealizować za pomocą izolo wania części czynnych lub przez zastosowanie ogrodzeń bądź obudów. W przy padku izolacji powinna ona wytrzymywać napięcie probiercze nie mniejsze niż 500 V, w czasie nie krótszym niż 1 minuta. Natomiast ogrodzenia lub obudowy powinny mieć stopień ochrony nie mniejszy niż IF2X (tabl. 9.1). W pomieszczeniach, w których przebywają zwierzęta lub na zewnątrz tych pomieszczeń, jeżeli stosuje się ochronę przed dotykiem pośrednim przez samo czynne wyłączenie zasilania, to podczas sprawdzania warunku skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w sieciach TT i IT należy przyjąć UL = 25 V prą
300
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
du przemiennego lub UL = 60 V prądu stałego nietętniącego. Maksymalny czas wyłączenia w przypadku sieci TN oraz sieci IT (podczas podwójnego doziemienia) należy przyjąć zgodnie z tabl 12.7. Obwody zasilające gniazda wtyczkowe powinny być zabezpieczone urzą dzeniami ochronnymi różnicowoprądowymi o znamionowym prądzie różnico wym nie przekraczającym 30 mA. Uzyskuje się wówczas również ochronę uzu pełniającą. Zaleca się też wyposażyć w takie urządzenia inne obwody odbiorcze. Tak obostrzone wymagania stosuje się również w tych pomieszczeniach, w których części przewodzące obce są połączone z częściami przewodzącymi obcymi pomieszczeń, w których przebywają zwierzęta. Urządzenia elektryczne montowane w zabudowaniach rolniczych i ogrodniczych powinny mieć stopień ochrony nie mniejszy niż 1P35. Ważną częścią instalacji w pomieszczeniach, w których przebywają zwie rzęta, są połączenia wyrównawcze. W pomieszczeniach tych części przewo dzące dostępne urządzeń elektrycznych i części przewodzące obce oraz przęwód ochronny instalacji elektrycznej powinny być z sobą połączone za pomocą przewodów połączeń wyrównawczych (rys. 22.15). Bezpieczeństwo zwierząt znacznie się zwiększy, jeżeli w podłodze pomieszczenia zostanie zainstalowana metalowa krata połączona z przewodem ochronnym. Siecią połączeń wyrów nawczych dodatkowych należy objąć również, jeżeli jest to możliwe, główne metalowe zbrojenie konstrukcji żelbetowej. Ochrona przed zainicjowaniem pożaru od instalacji elektrycznej powinna być zapewniona za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o prą dzie / An < 500 mA. Urządzenia przeznaczone do awaryjnego łączenia lub za trzymania powinny być instalowane w miejscach niedostępnych dla zwierząt, lecz łatwo dostępnych dla obsługi w każdych warunkach.
Rys. 22.15. Połączenia wyrównawcze FB w pomieszczeniu dla zwierząt 1 - instalacja odgromowa, 2 - metalowa krata, 3 — uziom fundamentowy, PEL - przewód uziemiający
22.6. Instalacje w przestrzeniach ograniczonych powierzchniami przewodzącymi
301
Jeżeli w pomieszczeniach, w których przebywają zwierzęta, stosuje się urządzenia grzewcze, to urządzenia te powinny być zainstalowane na stałe w takiej odległości od zwierząt i materiałów łatwopalnych, aby nie występowało zagrożenie oparzeniem zwierząt lub pożarem. W dużych pomieszczeniach intensywnego wychowu zwierząt celowe jest wykonanie instalacji bezpieczeństwa, która powinna działać np. w przypadku pożaru. W instalacjach takich źródło zasilania powinno być tak dobrane, aby zapewnić dostawę energii w wymaganym czasie, a elementy tych instalacji przez swoją konstrukcję lub montaż powinny zapewnić odporność na oddziały wanie ognia, w odpowiednio długim czasie. Obwody instalacji bezpieczeństwa powinny być niezależne od pozostałych obwodów tak, aby uszkodzenie w jednym obwodzie nie powodowało zakłóceń w pracy innego obwodu.
22.6. Instalacje w przestrzeniach ograniczonych powierzchniami przewodzącymi Przestrzeń ograniczona powierzchniami przewodzącymi charakteryzuje się tym, że jest otoczona głównie elementami przewodzącymi, które mogą być w sposób celowy, lub łatwy przypadkowy, połączone z ziemią. W przestrzeniach takich, często bardzo ograniczonych (np. metalowe zbiorniki, kotły, rury o dużych śred nicach) występuje duża możliwość dotknięcia znaczną powierzchnią ciała metalo wych elementów. Przerwanie tego dotyku jest w wielu przypadkach utrudnione. W takich obszarach stosuje się na ogół bardzo niskie napięcie SELV, W tych przypadkach ochrona przed dotykiem bezpośrednim powinna być za pewniona za pomocą ogrodzenia lub obudowy o stopniu ochrony co najmniej IP2X (tabl. 9.1) lub izolacji wytrzymującej napięcie probiercze 500 V w ciągu 1 minuty. Nie dopuszcza się stosowania barier lub umieszczenia części czyn nych poza zasięgiem ręki, ponieważ środki te nie chronią przed dotykiem bezpo średnim spowodowanym celowym działaniem. Do zasilania narzędzi ręcznych oraz urządzeń stałych należy stosować bar dzo niskie napięcie SELV lub transformator separacyjny, do którego można przyłączyć tylko jeden odbiornik. Transformator separacyjny może mieć kilka uzwojeń wtórnych, przy czym napięcie po stronie wtórnej tego transformatora nie może przekraczać wartości 50 V. Do zasilania lamp ręcznych można stoso wać tylko napięcie SELV (rys. 22.16). Celowe jest, aby stosowane wyposażenie miało II klasę ochronności. Jeżeli stosuje się wyposażenie I klasy ochronności, to powinno ono mieć rękojeść wy konaną z materiału izolacyjnego lub pokrytą materiałem izolacyjnym. Do zasilania urządzeń stałych można stosować również ochronę przed doty kiem pośrednim za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania. W takich przy padkach części przewodzące jednocześnie dostępne urządzeń stałych i części przewodzące obce powinny być połączone za pomocą połączeń wyrównaw czych dodatkowych (rys. 22.17).
302
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Uzwojenia transformatora separacyjnego zabronione
^dozwolone
Rys. 22.16. Zasilanie odbiorników energii elektrycznej w obszarze ograniczonym powierzchnią przewodzącą (źródła zasilania usytuowane na zewnątrz tego obszaru) ^ 1 - transformator ochronny, 2 - metalowa ścianka, 3 - transformator separacyjny
Rys. 22.17. Ochrona przeciwporażeniowa (samoczynne wyłączenie zasilania) w przypadku urzą dzeń stałych w obszarach ograniczonych powierzchnią przewodzącą 1 - powierzchnie przewodzące, 2 - połączenia wyrównawcze dodatkowe
Jeżeli urządzenia stałe wymagają uziemienia funkcjonalnego, to między uzio mem tego urządzenia a wszystkimi częściami przewodzącymi dostępnymi i obcy mi powinny być wykonane połączenia wyrównawcze. Wykonanie takiego połą czenia nie dotyczy więc tylko części przewodzących jednocześnie dostępnych.
22.7. Instalacje kempingów i pojazdów wypoczynkowych Instalacja elektryczna kempingów powinna być tak zaprojektowana, aby umoż liwiała łatwe przyłączanie pojazdów wypoczynkowych i namiotów, w których korzysta się z energii elektrycznej. Jej rozmieszczenie powinno umożliwiać
22.7. Instalacje kempingów i pojazdów wypoczynkowych
303
swobodne i bezkolizyjne poruszanie się pojazdów oraz ludzi korzystających z kempingu turystycznego. Instalacja wnętrzowa w przyczepach i pojazdach turystycznych powinna być tak zaprojektowana i wykonana, aby można było zasilać ją z instalacji kem pingu turystycznego. Połączenie obu instalacji (kempingu i pojazdu wypoczyn kowego) następuje zwykle na kempingowym stanowisku postojowym. Połącze nie takie jest możliwe za pomocą złącza zasilającego kempingowe stanowisko postojowe. Kempingi turystyczne charakteryzują się tym, że ich teren jest otwarty, a podłoże jest przewodzące. Takie warunki wykluczają stosowanie ochrony za pomocą barier, umieszczenia poza zasięgiem ręki oraz ochrony polegającej na izolowaniu stanowiska. To ostatnie powoduje, że na kempingach nie wolno sto sować urządzeń o klasie ochronności 0. Pełne wykorzystanie obszaru kempingu będzie wówczas, gdy instalacja elektryczna obwodów rozdzielczych (do złącza zasilającego kempingowe sta nowisko postojowe) będzie ułożona w ziemi. Przewody powinny być zabezpie czone przed uszkodzeniami mechanicznymi. Trasa powinna przebiegać poza stanowiskiem postojowym oraz poza powierzchnią przeznaczoną dla namiotów. Szczególną uwagę należy zwrócić na powierzchnię, na której mogą być pogrą żone w grunt zakotwiczenia linek mocujących namioty, parasole, osłony itp. Niebezpieczeństwo przypadkowego uszkodzenia przewodu ułożonego w grun cie znacznie maleje, gdy będzie on ułożony na głębokości co najmniej 35 cm, szczególnie w pobliżu stanowiska postojowego. Jeżeli instalacja jest prowadzona linią napowietrzną, to przewody tej linii powinny być izolowane i usytuowane poza granicą powierzchni kempingowych stanowisk postojowych, w odległości co najmniej 2 m od ich rzutu poziomego. Przewodem takiej linii może być samonośna wiązka złożona z izolowanych linek. Materiałem izolacyjnym jest polietylen usieciowany odporny na działanie promieni słonecznych. Przewody powinny być zawieszone na wysokości co najmniej 6 m nad powierzchnią, na której może się odbywać ruch pojazdów. Słupy linii napowietrznej powinny być zabezpieczone przed uszkodzeniami me chanicznymi spowodowanymi przejeżdżającymi pojazdami. Rozdzielnica zasilająca kempingowe stanowisko postojowe powinna być usytuowana obok tego stanowiska, w odległości nie większej niż 20 m od złącza odbiorczego pojazdu wypoczynkowego lub namiotu znajdującego się na tym stanowisku. Rozdzielnica powinna być wyposażona w gniazda wtyczkowe o prądzie znamionowym nie większym niż 16 A, które powinny być wyposażone w indy widualne zabezpieczenie od skutków zwarć i przeciążeń. Ochrona przed dotykiem pośrednim powinna być zapewniona za pomo cą samoczynnego wyłączenia zasilania z urządzeniami różnicowoprądowymi o / An < 3 0 mA. Stanowią one również ochronę przeciwporażeniową uzupełniają cą. Jedno urządzenie różnicowoprądowe powinno zabezpieczać nie więcej niż 6 gniazd wtyczkowych (rys. 22.18).
304
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji 5
Rys. 22.18. Układ połączenia rozdzielnicy zasilającej kempingowe stanowiska postojowe (RCD urządzenie ochronne różnicowoprądowe w ochronie przed dotykiem pośrednim i ochronie uzupełniającej) 1 ~ wyłącznik instalacyjny z zabezpieczeniem przeciążeniowym i zwarciowym
Rys. 22.19. Elementy układu zasilania (jednofazowo) pojazdu wypoczynkowego: a) złącze zasila jące gniazdo wtyczkowe, b) wtyczka, c) gniazdo wtyczkowe, d) złącze odbiorcze pojazdu wypoczynkowego
22.7. Instalacje kempingów i pojazdów wypoczynkowych
305
Celowe jest lównieź wyposażenie każdego obwodu gniazda wtyczkowego w licznik energii elektrycznej. Najbardziej narażony na uszkodzenia jest sprzęt łączeniowy, łączący złącze zasilające z pojazdem wypoczynkowym. Sprzęt łączący powinien po siadać wtyczkę wyposażoną w styk ochronny, przewód giętki z żyłą ochronną, którego długość nie powinnaprzekraczać 25 m orazgniazdo wtyczkowe ze stykiem ochronnym. Układstyków wgnieździe i wtyczceprzedstawiono na rys. 22.19. Przekrój żył przewodu giętkiego będącego elementem sprzętu łączeniowego powinien być dostosowany do prądu znamionowego /„ wtyczek i gniazd wtycz kowych i powinien wynosić: — — — — —
2,5 mm2 dla I„< 16 A, 4 mm2 dla /„ < 25 A, 6 mm2 dla /„ < 32 A, 16 mm2 dl a/ „ < 63 A, 35 mm2 dla 1„ < 100 A.
Instalacji elektrycznych w przyczepach i pojazdach turystycznych dotyczy wiele wymagań szczegółowych, ważnych dla konstruktorów i producentów tych pojazdów. Zawarte one są w normie PN-IEC 60364-7-708:1999 [169] Popraw nie wykonana instalacja w tych obiektach umożliwia bezpieczne i swobodne korzystanie z energii elektrycznej instalacji kempingu. Ochrona przeciwporażeniowa musi być zapewniona po przyłączeniu insta lacji pojazdu do instalacji kempingu - samoczynne wyłączenie zasilania. Oprzewodowanie powinno więc zawierać przewód ochronny. W przyczepach i pojazdach turystycznych należy stosować połączenia wyrównawcze dodat kowe, obejmujące wszystkie części przewodzące jednocześnie dostępne urzą dzeń stałych i części przewodzące obce. Przekrój znamionowy przewodu połączenia wyrównawczego powinien wynosić co najmniej 4 mm2 Instalacja pojazdu powinna być wykonana przewodami giętkimi lub prze wodami sztywnymi wielodrutowymi (co najmniej 7 drutów) o przekroju żył dostosowanym do mocy zapotrzebowanej przez odbiorniki zainstalowane w pojeździe, lecz nie mniejszym niż 1,5 mm2. Przewody powinny być układane w rurach izolacyjnych lub powinny mieć oponę polipropylenową. W miejscach niedostępnych przewody powinny być układane bez połączeń. Przewody nie powinny być układane w pomieszczeniu przeznaczonym dla butli gazowych. Instalacja wnętrzowa powinna być wyposażona w łącznik główny, którym moż na odłączyć wszystkie przewody czynne, zainstalowany wewnątrz pojazdu wy poczynkowego. Przewody obwodów niskiego napięcia powinny być ułożone oddzielnie od przewodów obwodów SELV, tak aby nie było możliwe zetknięcie się przewo dów obu obwodów.
306
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
22.8. Instalacje basenów jachtowych i statków wycieczkowych Instalacje te powinny umożliwiać połączenie odbiorników energii elektrycznej, znajdujących się na statku wycieczkowym, z instalacją sieci zasilającej, znajdu jącej się na terenie basenu jachtowego. Tak więc instalacje na terenie basenów jachtowych i instalacje statków wycieczkowych powinny wzajemnie współ pracować. Takie instalacje, z uwagi na kontakt z wodą i otoczenie, są narażone na korozję, wzajemne przemieszczanie, uszkodzenia mechaniczne oraz mogą stanowić duże zagrożenie porażenia prądem elektrycznym, gdyż najczęściej rezystancja ciała człowieka w takim środowisku jest obniżona, a jego kontakt z potencjałem ziemi występuje bardzo często, na dużej powierzchni ciała. Szeroko rozumiane baseny jachtowe to nabrzeża, mola, przystanie, ruchome pontony, do których można przycumować więcej niż jeden obiekt pływający. Statki wycieczkowe to wszelkiego rodzaju łodzie, okręty, jachty, szalupy, łodzie mieszkalne i inne obiekty pływające służące dla celów sportowych i wy poczynku. Znamionowe napięcie zasilające instalację wymienionych obiektów pły wających nie powinno przekraczać 230 V (instalacja jednofazowa). Podczas projektowania i budowy instalacji obiektów pływających należy wymagać, aby jej osprzęt miał stopień ochrony co najmniej IP55 (ochrona przed przedostaniem się pyłu oraz wody lanej strugą z dowolnej strony). Jako ochrony przed dotykiem bezpośrednim nie wolno stosować barier oraz umieszczenia poza zasięgiem ręki, gdyż środki te mają na celu tylko zabezpie czenie przed przypadkowym dotknięciem części czynnych. Jako ochronę przed dotykiem pośrednim można stosować samoczynne wy łączenie zasilania z urządzeniem ochronnym różnicowoprądowym (rys. 22.20) lub transformator separacyjny. W przypadku sieci TN można stosować tylko sieć TN-S. /An*$30mA o-------- ----- ----°
RCD
‘Z \ iy
Zasilanie na brzegu 1 akwenu ■ 1 I l 1 1 1 ;
| Instalacja statku wycieczkowego
.............
/ ■ .......... riz e w u...................... u uujzyiuwy v v
~
,
9'$lki
\!
i>
i
\>
Do metalowych elementów mających styk z w odą otaczającą statek
Rys. 22.20. Zasilanie statku wycieczkowego z sieci TN-S znajdującej się na brzegu akwenu (sa moczynne wyłączenie zasilania za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego)
307
22.8. Instalacje basenów jachtowych i statków wycieczkowych
Na statkach wycieczkowych należy stosować również połączenia wyrów nawcze dodatkowe, łączące części przewodzące dostępne mogące się znaleźć pod napięciem lub pod potencjałem ziemi oraz przewód ochronny. Przewód połączenia wyrównawczego powinien być giętki i wykonany z miedzi. Jego przekrój powinien wynosić co najmniej 4 mm2. Jeżeli nie stosuje się połączeń wyrównawczych, to jedno gniazdo wtyczkowe lub urządzenie mo że być zasilane z każdego uzwojenia wtórnego transformatora separacyjnego (rys. 22.21). Transformator taki może mieć więcej niż jedno uzwojenie wtórne. Transformator w obudowie w II klasie ochronności
/An < 3 0 mA
Rys. 22.21. Zasilanie statku wycieczkowego z transformatora separacyjnego ze źródła znajdujące go się na brzegu akwenu (bez połączeń wyrównawczych na statku)
Na terenie basenów i statków wycieczkowych nie wolno stosować ochrony polegającej na izolowaniu stanowiska. Zatem jest zabronione używanie odbior ników wykonanych w klasie ochronności 0. Ochronę za. pomocą separacji elektrycznej na statkach wycieczkowych można stosować, umieszczając transformator separacyjny na brzegu akwenu (rys. 22.22) lub na statku wycieczkowym (rys. 22.23). Transformator separacyjny Instalacja statku wycieczkowego L1 o -
N oZasilanie na brzegu akwenu
Przewód trójżyłowy giętki
©
©
Do metalowych elementów mających styk z wodą otaczającą statek
Rys. 22.22. Transformator separacyjny usytuowany w instalacji elektrycznej znajdującej się na brzegu akwenu (kadłub statku i jego metalowe elementy są połączone przewodami połączeń wyrównawczych)
308
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Instalacja statku wycieczkowego
| ■
mających styk z wodą otaczającą statek
Rys. 22.23. Połączenie instalacji statku z instalacją z wyłącznikiem różnicowoprądowym, znajdu jącą się na brzegu akwenu (transformator separacyjny w obudowie w II klasie ochronności, zainstalowany w instalacji statku) *
W instalacji przedstawionej na rys. 22.22 przewody połączeń wyrównaw czych statku nie są połączone z przewodem ochronnym instalacji zasilającej, znaj dującej się na brzegu. Z jednego transformatora separacyjnego może być zasilany tylko jeden statek wycieczkowy. Przewodami połączeń wyrównawczych należy objąć metalowe elementy statku mające styk z wodą, styki ochronne gniazd wtyczkowych oraz części przewodzące dostępne urządzeń. Przewód ochronny instalacji znajdującej się na brzegu akwenu i doprowa dzony przewodem trój żyłowym giętkim do instalacji statku (rys. 22.23) nie mo że być połączony z przewodami połączeń wyrównawczych. Instalacja elektryczna basenów jachtowych i innych obiektów znajdujących się na brzegu akwenu, a służących do obsługi i współpracy z obiektami pływają cymi, powinna być wykonana przewodami miedzianymi o izolacji termopla stycznej ułożonymi w korytkach izolacyjnych lub przewodami o izolacji mine ralnej z powłoką z PVC, lub kablami opancerzonymi i pokrytymi materiałem termoplastycznym. Instalacja obiektu pływającego powinna być tak wykonana, aby poprawnie pracowała w czasie pływania tego obiektu. W szczególności należy zwrócić uwagę na zabezpieczenie przed przesuwaniem się instalacji, przecieraniem po włoki przewodów, zgnieceniem oraz wystąpieniem niedopuszczalnych naprężeń mechanicznych. Temperatura otoczenia instalacji nie powinna przekraczać war tości dopuszczalnych, biorąc pod uwagę, że obiekt pływający może przebywać na różnych szerokościach geograficznych. Rozdzielnice i gniazda wtyczkowe na brzegu basenu jachtowego powinny znajdować się w pobliżu miejsca cumowania obiektów pływających, korzystają cych z zasilania w energię elektryczną. Rozdzielnice, które są montowane na zewnątrz pomieszczeń powinny mieć stopień ochrony co najmniej IP24 (ochro na przed przedostaniem się ciał stałych o średnicy 12,5 mm i większej oraz ochrona przed działaniem rozbryzgiwanej z dowolnego kierunku wody na obu
22.8. Instalacje basenów jachtowych i statków wycieczkowych
309
dowę - tabl. 9.1 i 9.2). Obudowa rozdzielnicy powinna być odporna na korozję oraz na uszkodzenia mechaniczne. Jeżeli rozdzielnice z gniazdami wtyczkowy mi są montowane na elementach pływających, molach lub falochronach, to po winny one być mocowane na wysokości co najmniej 1 m. Wysokość ta może być zmniejszona do 30 cm, jeżeli rozdzielnica ma dodatkowe zabezpieczenie przed rozbryzgiwaną wodą. Rozdzielnice na terenie basenów jachtowych powinny być wyposażone w tyle gniazd wtyczkowych, ile jest miejsc postojowych przeznaczonych dla obiektów pływających. W każdym gnieździe do zacisku ochronnego powinien być przyłączony przewód ochronny. W jednej obudowie nie powinno być więcej niż 6 gniazd wtyczkowych. Gniazda w takiej grupie powinny być zasilane z tej samej fazy. Każda grupa powinna być wyposażona w urządzenie ochronne różnicowoprądowe o /An ^ 30 mA (rys. 22.20) albo każde gniazdo wtyczkowe po winno być objęte ochroną za pomocą transformatora separacyjnego (rys. 22.22) lub zestaw składający się z urządzenia ochronnego różnicowoprądowego i trans formatora separacyjnego (rys. 22.21 i 22.23). Każde gniazdo powinno być za bezpieczone urządzeniem ochronnym przetężeniowym o prądzie znamionowym nie większym niż 16 A. Połączenie elektryczne między basenem jachtowym i statkiem powinno być wykonane giętkim przewodem trój żyłowym zakończonym wtyczką i gniazdem (rys. 22.24). Długość przewodu nie powinna przekraczać 25 m i nie powinien mieć on żadnych łączeń na całej jego długości. Połączenie gniazda wtyczkowego tego
Tó o
Prz gię trójzyłowy Rys. 22.24. Elementy układu zasilania obiektów pływających: a) gniazdo wtyczkowe instalacji na brzegu basenu jachtowego, b) wtyczka, c) gniazdo wtyczkowe złącza odbiorczego, d) złącze odbiorcze na statku
310
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
przewodu ze złączem odbiorczym, znajdującym się na obiekcie pływającym, powinno być w miejscu dostępnym, a jednocześnie chronionym przed zgniece niem elementów łączonych oraz przewodu na skutek ruchu tego obiektu oraz pracy cum i olinowania. Rozdzielnice, aparatura łączeniowa i sterownicza obiektu pływającego po winny być łatwo dostępne. Obudowy rozdzielnic powinny być wykonane z me talu lub innego materiału ze środkiem opóźniającym palenie się lub z materiału samogasnącego. Każdy obwód odbiorczy na obiekcie pływającym powinien mieć urządzenie ochronne przetężeniowe, którym może być wyłącznik instalacyjny lub bezpiecznik. Obiekt pływający wyposażony w instalację elektryczną powinien mieć ła two dostępny główny wyłącznik, umożliwiający odłączenie izolacyjne wszyst kich obwodów. Odłączone powinny być wszystkie zasilające przewody czynne danego obwodu. i
22.9. Instalacje tymczasowe wystaw, scen i stoisk Obiekty wystaw, scen i stoisk oraz innych o podobnym charakterze, w wielu przypadkach są obiektami tymczasowymi. Instalacje elektryczne tych obiektów należą do instalacji tymczasowych, których eksploatacja kończy się wraz z de montażem konstrukcji obiektów. Znamionowe napięcie tymczasowych instalacji w wymienionych obiektach nie powinno przekraczać wartości 230/400 V. W tego rodzaju instalacjach przed porażeniem prądem elektrycznym w wa runkach normalnej pracy nie wolno stosować ochrony przy użyciu barier oraz ochrony przez umieszczenie części czynnych poza zasięgiem ręki. Jako ochrony przed dotykiem pośrednim nie wolno stosować izolowania stanowiska oraz ochrony za pomocą nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych. W instalacjach tych jako ochronę przed dotykiem pośrednim należy stoso wać samoczynne wyłączenie zasilania, przy czym w przypadku sieci TN należy stosować rozwiązanie TN-S. Podczas oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej, przy stosowaniu tego środka ochrony w pomieszczeniach dla zwierząt, należy przyjąć wartości napięć: U\_ — 25 V prądu przemiennego łub UL = 60 V prądu stałego nietętniącego. Maksymalny czas wyłączenia w sieciach TN oraz 1T należy przyjąć zgod nie z tabl. 12.7. Parametry te należy również przyjmować w tych pomieszcze niach, w których występują obce części przewodzące połączone z takimi częściami w pomieszczeniach przeznaczonych dla zwierząt. Samoczynne wyłączenie zasilania przewodów zasilających instalacje obiek tów tymczasowych powinno być zapewnione w złączu i zrealizowane za pomo cą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego o prądzie / An < 500 mA, typu S (zwłoczny). Wyłącznik taki zapewnia również ochronę instalacji przed pożarem na skutek uszkodzeń izolacji doziemnej instalacji i odbiorników.
311
22.9. Instalacje tymczasowe wystaw, scen i stoisk
32 A
32 A
16 A
16A
10 A
10A
10 A
Rys. 22.25. Przykład rozwiązania instalacji elektrycznej w obiekcie tymczasowym
Wszystkie obwody oświetleniowe i obwody gniazd wtyczkowych (z wyjąt kiem oświetlenia awaryjnego), których prąd znamionowy nie powinien przekra czać 32A, należy wyposażyć w urządzenia ochronne różnicowoprądowe o zna mionowym prądzie różnicowym IAn < 30 mA (rys. 22.25). W pomieszczeniach, w których przebywają zwierzęta, należy wykonać po łączenia wyrównawcze dodatkowe obejmujące wszystkie części przewodzące dostępne i części przewodzące obce, które mogą być jednocześnie dotknięte. Połączenia wyrównawcze powinny łączyć się również z przewodem ochronnym. W tych pomieszczeniach celowe jest umieszczenie w podłodze metalowej kraty połączonej z przewodami połączeń wyrównawczych (rozwiązanie podobne jak w obiektach rolniczych i ogrodniczych). Jeżeli w skład obiektów tymczasowych wchodzą pojazdy, wagony lub kon tenery, to ich części przewodzące obce powinny być przyłączone do przewodu ochronnego instalacji. Jeżeli nie jest zapewniona ciągłość połączeń części prze wodzących obcych, to połączenia z przewodem ochronnym należy wykonać w kilku miejscach. Przekrój przewodów połączeń wyrównawczych powinien wynosić co najmniej 4 mm2 (przewód miedziany). Jako jednoczesną ochronę przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim można stosować bardzo niskie napięcie SELV i PELV. Przewody tych obwodów po winny być prowadzone oddzielnie od wszystkich innych obwodów. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim powinna być zapewniona za pomocą izolacji zdolnej wytrzymać próbę napięciem 500 V wartości skutecznej prądu przemien nego w ciągu 1 minuty łub przez zastosowanie ogrodzeń lub obudów o stopniu ochrony co najmniej IP4X (ochrona urządzenia przed przedostaniem się ciał stałych o średnicy >1 mm, tabl. 9.1) lub IPXXD (ochrona przed dostępem za pomocą drutu do części niebezpiecznych, tabl. 9.3). Każdy wydzielony obiekt tymczasowy, mający instalację tymczasową, oraz każdy obwód zasilający instalację zewnętrzną powinien być wyposażony
312
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
w odpowiednie, łatwo dostępne urządzenie do odłączenia izolacyjnego. Urzą dzenie to powinno odłączać wszystkie zasilające przewody czynne danego ob wodu. Urządzeń półprzewodnikowych nie należy stosować jako urządzeń odłą czaj ących izolacyj n ie.
22.10. Instalacje elektryczne w meblach Instalacje elektryczne mebli w większości przypadków są zasilane z instalacji obiektu budowlanego, w którym się znajdują. Charakteryzują się tym, że ukła dane są najczęściej na podłożu palnym o dużej oporności cieplnej i w prze strzeniach zamkniętych. Na powierzchni mebli lub w ich wnętrzu mogą być układane przewody, wyłączniki, gniazda wtyczkowe, oprawy oświetleniowe itp. Urządzenia elektryczne zainstalowane w meblach mogą być zasilane jedno fazowo napięciem nie przekraczającym 240 V. Prąd obciążenia takiej instalacji nie powinien przekraczać 16 A. Połączenie instalacji obiektu budowlanego z instalacją mebli powinno być połączeniem stałym lub za pomocą gniazda wtyczkowego i wtyczki. Gniazdo wtyczkowe powinno być częścią instalacji obiektu budowlanego. Instalacja w meblach powinna być wykonana przewodami z żyłami mie dzianymi o przekroju co najmniej 1,5 mm2. Przekrój przewodów giętkich (o żyłach miedzianych) może być zmniejszony do wartości 0,75 mm2 pod wa runkiem, że przewody te nie zasilają gniazda wtyczkowego, a ich długość nie przekracza 10 m. Przewody powinny być chronione przed uszkodzeniami. Do ich układania należy stosować korytka lub kanały przygotowane w czasie pro dukcji mebli. Sposób układania przewodów powinien być taki, aby nie były one narażone na rozciąganie lub skręcanie. Przewody powinny być mocowane do podłoża mebli w miejscu ich wprowadzenia do mebli oraz w pobliżu wykona nych połączeń tych przewodów. Jeżeli w meblach instalowane są oprawy oświetleniowe i inne wyposażenie, to ich temperatura pracy nie powinna przekraczać 90°C w warunkach normal nych oraz 115°C w warunkach zakłóceniowych. Na oprawie oświetleniowej lub obok, w miejscu jej zainstalowania, powinna być zamieszczona informacja 0 maksymalnej mocy źródła światła, jakie może być stosowane. Gdy pracujące w meblach urządzenia elektryczne mogą powodować podwyższenie temperatury w najbliższym otoczeniu, do wartości grożącej wybuchowi pożaru, to należy zainstalować wyłącznik sterowany drzwiami w meblach w ten sposób, że za silane odbiorniki są odłączone, gdy drzwi są zamknięte.
22.11. Instalacje oświetlenia zewnętrznego Do instalacji oświetlenia zewnętrznego można zaliczyć instalacje zasilające oświetlenie dróg, parków, ogrodów, placów publicznych, placów sportowych 1zabaw, oświetlenie obiektów i iluminacji za pomocą reflektorów.
22.11. Instalacje oświetlenia zewnętrznego
313
Do instalacji tych można również zaliczyć instalacje kiosków telefonicz nych, osłon przystanków, konstrukcji reklam, znaków drogowych itp. Instalacje te charakteryzują się tym, że są one zainstalowane na stałe i prowadzone na ze wnątrz pomieszczeń. Dobór i montaż takiej instalacji jest uzależniony od lokalnych wpływów zewnętrznych - warunków klimatycznych (temperatury, wilgotności itp.). Najczęściej w naszej szerokości geograficznej przyjmuje się następujące pa rametry: — temperatura otoczenia od -40°C do +40°C (AA2 i AA4 wg kodu opisują cego temperaturę otoczenia, tabl. 8.1); — wilgotność względna od 5% do 100% (AB2 i AB4 wg kodu opisującego warunki klimatyczne otoczenia, tabl. 8.1); — obecność wody w postaci rozpylonej, możliwość padania wody w postaci rozpylonej pod kątem 60° w stosunku od pionu (AD3 wg kodu opisującego obecność wody, tabl. 8.1); — obecność obcych ciał stałych, których najmniejszy wymiar jest nie mniejszy niż 2,5 mm (AE2 wg kodu opisującego obecność obcych ciał stałych, tabl. 8.1). Podczas projektowania instalacji zewnętrznych należy również wziąć pod uwagę agresywność korozyjną środowiska, udary mechaniczne, promieniowanie słoneczne i inne, w zależności od wymagań dla warunków lokalnych. Instalacje zewnętrzne są stosunkowo łatwo dostępne dla ludzi. Wszystkie zatem części czynne wyposażenia elektrycznego powinny mieć ochronę przed dotykiem bezpośrednim. W tym przypadku można stosować izolowanie części czynnych, ogrodzenia lub obudowy. Wszelkiego rodzaju szafy zasilające, roz dzielcze i sterownicze powinny być starannie zamykane, a ich otwarcie może być możliwe tylko za pomocą klucza lub narzędzia. Ochronę przed dotykiem bezpośrednim po otwarciu drzwi tych szaf powinien zapewniać używany sprzęt o stopniu ochrony co najmniej 1P2X (ochrona przed przedostaniem się ciał sta łych o średnicy 12,5 mm i większej, tabl. 9.1) lub IPXXB (ochrona przed dostę pem palcem, tabl. 9.3), albo umieszczenie ogrodzeń lub obudów zapewniających taki sam stopień ochrony. Oprawy oświetleniowe, które są zainstalowane na wysokości mniejszej niż 2,8 m nad poziomem gruntu, powinny być wyposażone w ogrodzenie lub obu dowę. Dostęp do źródła światła może być możliwy po usunięciu ogrodzenia lub obudowy za pomocą klucza lub narzędzia. W ochronie przed dotykiem pośrednim jest zabronione stosowanie izolowa nia stanowiska oraz nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych. Jeżeli jest stosowane samoczynne wyłączenie zasilania, to powinny być sto sowane urządzenia ochronne różnicowo prądowe o znamionowym prądzie różni cowym /An < 30 mA. Uzyskuje się wówczas również ochronę uzupełniającą, w przypadku dotyku bezpośredniego. Instalacja oświetlenia powinna być po dzielona na kilka obwodów, gdyż zabezpieczenie obwodu jednym urządzeniem
314
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
ochronnym różni co woprądowym powoduje wyłączenie całego obwodu w przy padku uszkodzenia, co może być powodem paniki wśród łudzi. Zaleca się, aby jedno urządzenie ochronne różnicowoprądowe chroniło jeden obwód opraw oświetleniowych. W przypadku sieci TT może być zastosowane urządzenie ochronne przetężeniowe, jeżeli rezystancja uziemienia ochronnego i przewodu ochronnego jest wystarczająco mała i jest spełniony warunek skuteczności ochrony przeciwpora żeniowej. Jeżeli stosuje się urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważ nej (tabl. 12.2), to przewodząca konstrukcja, do której zamocowane są oprawy oświetleniowe i inne wyposażenie z zastosowaniem tego środka, nie powinna być łączona z przewodem ochronnym lub celowo połączona z układem uziom ow ym .
Wyposażenie elektryczne powinno być tak skonstruowane albo powinno być tak zainstalowane, aby stopień ochrony nie był mniejszy niż IP33 (oc|rona przed dotknięciem części czynnych za pośrednictwem narzędzi i drutów o śred nicy 2,5 mm i większe.}, ochrona przed działaniem wody tryskającej pod kątem do 60°C od pionu z każdej strony, tabl. 9.1 i 9.2). W przypadku opraw stopień ochrony IP23 (tabl. 9.1 i 9.2) może być wystar czający, gdy ryzyko zanieczyszczenia takiej oprawy jest pomijalne i jest ona umocowana na wysokości większej niż 2,5 m nad poziomem gruntu.
22.12. Instalacje w pomieszczeniach medycznych Pomieszczenia medyczne należą do szczególnej grupy obiektów budowlanych. Są to pomieszczenia przeznaczone do diagnostyki, zabiegów, monitorowania pacjentów^ oraz opieki nad nimi. W tych pomieszczeniach znajdują się osoby o różnym stanie zdrowia. W wielu wypadkach organizmy tych osób są zdecydo wanie mniej odporne na przepływ prądu elektrycznego, a jednocześnie pacjenci ci są poddawani zabiegom z wykorzystaniem aparatury elektromedycznej. Aparat elektromedyczny jest aparatem elektrycznym, który umożliwia nie więcej niż jedno połączenie z zasilaniem podstawowym (należy zwrócić uwagę na wymóg: nie więcej niż jedno połączenie) i służy do diagnozy, zabiegu lub monitorowania pacjenta pod medycznym nadzorem. Aparat ten umożliwia fi zyczny lub elektryczny kontakt z pacjentem, może przekazywać energię do lub od pacjenta oraz wykrywać ten przepływ energii. Często zabiegi są wykonywane na otwartym organizmie za pośrednictwem części aplikacyjnej aparatu elektro medycznego. Część ta wchodzi w fizyczny kontakt z pacjentem, aby umożliwić funkcjonowanie aparatu. Część aplikacyjna może powodować kontakt z wnę trzem pacjenta lub wymaga dotknięcia przez pacjenta. Szczegółowe wymagania dotyczące bezpieczeństwa pacjentów będą różne, w zależności od charakteru pomieszczeń medycznych i czynności, które są wy konywane w tych pomieszczeniach.
22.12. Instalacje w pomieszczeniach medycznych
315
Już definicja „pacjenta” obliguje do stworzenia warunków podwyższonej niezawodności i bezpieczeństwa przy eksploatacji instalacji elektrycznej, łącznie z zapewnieniem wysokich wymagań w zakresie ciągłości dostawy energii elek trycznej. Zgodnie z definicją pacjent jest żywą istotą (człowiek lub zwierzę) podlegającą medycznemu lub stomatologicznemu badaniu lub zabiegowi (IEC 60601-1:1988 Medical electrical equipment - Part 1: General requirements for safety. Amend ment 2). Osoba podlegająca zabiegom kosmetycznym, w zależności od rodzaju tych zabiegów, może być również rozpatrywana jako pacjent. Wynika z tego, że niektóre gabinety kosmetyczne mogą i powinny spełniać wymagania takie, jakie dotyczą pomieszczeń medycznych o odpowiednim przeznaczeniu. Jednak szczególną uwagę należy zwrócić na instalacje elektryczne szpitali, prywatnych klinik, gabinetów praktyki medycznej i stomatologicznej oraz gabi netów lekarskich w zakładach pracy. Pomieszczeniami medycznymi nie są te, które są niedostępne dla pacjentów oraz takie, w których pacjent nie jest poddawany zabiegom medycznym. Do pomieszczeń takich zalicza się np. kuchnie, laboratoria, pomieszczenia admini stracyjne, magazyny, korytarze na oddziałach medycznych. Rodzaj i sposób wykonania instalacji w obiekcie budowlanym powinien być poprzedzony klasyfikacją pomieszczeń medycznych w uzgodnieniu z personelem medycznym. Personel medyczny powinien wskazać, jakie procedury medyczne będą stosowane w poszczególnych pomieszczeniach obiektu medycznego. W klasyfikacji pomieszczenia medycznego bierze się pod uwagę kontakt pomiędzy częścią aplikacyjną a pacjentem oraz przeznaczenie pomieszczenia. Klasyfikacja pomieszczeń musi być w pewien sposób uporządkowana z uwagi na różnorodność pomieszczeń medycznych. W podziale pomieszczeń medycznych wyróżnia się grupę i klasę, które cha rakteryzują te pomieszczenia. Pomieszczenia grupy 0 to pomieszczenia medyczne, w których nie przewi duje się stosowania części aplikacyjnych. Pomieszczenia grupy 1 to pomieszczenia medyczne, w których przewiduje się stosowanie części aplikacyjnych zewnętrznie lub inwazyjnie do różnych części ciała, z wyjątkiem zastosowań inwazyjnych związanych z pomieszcze niami grupy 2. Pomieszczenia grupy 2 to pomieszczenia medyczne, w których przewiduje się stosowanie części aplikacyjnych przy zabiegach na sercu, w salach operacyj nych i niezbędne postępowanie, przy którym przerwa zasilania w energię elek tryczną może być przyczyną zagrożenia życia. Klasa jest związana z klasyfikacją zasilania instalacji bezpieczeństwa dla pomieszczeń medycznych (tabl. 22.2). Każdemu pomieszczeniu medycznemu, w zależności od jego charakteru można przyporządkować określoną grupę i określoną klasę. W tablicy 22.3 jest podana przykładowa klasyfikacja wybranych pomieszczeń medycznych (wg IEC 60364-7-710).
316
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Tablica 22.2. Klasyfikacja zasilania instalacji bezpieczeństwa dla pomieszczeń medycznych Klasa 0 (bez przerwy)
dyspozycyjne samoczynne zasilanie bezprzerwowe
Klasa 0,15 (bardzo krótka przerwa)
dyspozycyjne samoczynne zasilanie w czasie <0,15 s
Klasa 0,5 (krótka przerwa)
dyspozycyjne samoczynne zasilanie w czasie < 0,5 s
Klasa 15 (średnia przerwa)
dyspozycyjne samoczynne zasilanie w czasie < 15 s
Klasa >15 (długa przerwa)
dyspozycyjne samoczynne zasilanie w czasie ponad 15 s
UWAGA: W zasadzie warunkowo nie jest obowiązujące bezprzerwowe zasilanie aparatów elektrome dycznych. Jakkolwiek niektóre urządzenia kontrolne z mikroprocesorami mogą wymagać takiego zasilania.
Tablica 2 2 3 . Klasyfikacja wybranych pomieszczeń medycznych w zależności od grupy pomiesz czenia medycznego oraz klasy zasilania instalacji bezpieczeństwa Grupa
Klasa”
Pomieszczenie medyczne Pokój masażu (massage room)
0
1
+
+
Sala chorych (bedroom)
+
Sala porodowa (delivery room)
+
Gabinet fizykoterapii {physiotherapy room)
+
2
< 0,5 s
f
> 0,5 s < 15 s +
+2>
+ + +
Sala anestezyjna (anaesthetic room)
+
+2^
Sala operacyjna {operating theatre)
+
+2>
+
Sala wybudzeń {operating recovery room)
+
+
+2)
+
Sala cewnikowania serca {heart catheterization room)
+
+
+2>
+
+
+
+
Sala hemodializy {haemodialysis room) Sala wcześniaków {premature baby room)
0 Według tablicy 22.2. 2) Lampy i aparaty elektromedyczne podtrzymujące życie, wymagające zasilania o przerwie < 0,5 s.
Do zasilania pomieszczeń medycznych i medycznych obiektów budowla nych można stosować układy TT, IT oraz TN-S. Dopuszcza się również stoso wanie systemu TN-C-S pod warunkiem, że przewód ochronno-neutralny PEN jest doprowadzony od źródła zasilania do tablicy głównej. W tablicy głównej musi nastąpić rozdział przewodu PEN na PE i N. Zasilanie pomieszczenia me dycznego powinno być tak zaprojektowane i wykonane, aby była możliwość automatycznego przełączenia zasilania z podstawowego na rezerwowe. Realizując równoczesną ochronę przed dotykiem bezpośrednim i pośred nim, można stosować obwody SELV i/lub PELV. Jednakże w pomieszcze niach medycznych grupy 1 i grupy 2 znamionowe napięcie zastosowane w urzą-
W edług IEC 60364-7-710 Electrical installation o f building - Part 7-710: Requirements for special in stallations or locations - Medical locations.
22.12. Instalacje w pomieszczeniach medycznych
317
dzeniach nie powinno przekraczać 25 V wartości skutecznej prądu prze miennego lub 60 V prądu stałego nietętniącego. Niezbędna jest ochrona pole gająca na izolowaniu części czynnych (p. 12.3.1) oraz przy użyciu ogrodzeń lub obudów (p. 12.3.2). W pomieszczeniach grupy 2 wszystkie dostępne części przewodzące urządzeń powinny być przyłączone do przewodu połączenia wy równawczego. Jako ochronę przed dotykiem bezpośrednim można stosować tylko izolowa nie części czynnych (p. 12.3.1) lub ochronę przy użyciu ogrodzeń lub obudów. W ochronie przed dotykiem pośrednim można stosować samoczynne wyłączenie zasilania. W pomieszczeniach medycznych grupy 1 i grupy 2, dla układów sieci IT, TN oraz TT należy przyjąć UL < 25 V. Maksymalne czasy wyłączenia dla sieci TN i IT należy przyjąć według tabl. 12.7. W pomieszczeniach medycznych grupy 1 z układem TN w obwodach koń cowych o prądzie znamionowym do 32 A należy stosować urządzenia ochronne różnicowoprądowe o /An ^30 mA tylko w ochronie uzupełniającej (rys. 22.26a). Natomiast w pomieszczeniach medycznych grupy 2 ochrona za pomocą samo czynnego wyłączenia zasilania z wykorzystaniem urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o / An ^ 30 mA powinna być stosowana wyłącznie w obwodach (rys. 22.26b): — —— —
zasilających stoły operacyjne (operating tables), aparatów rentgenowskich (X-ray units), dużych urządzeń o mocy znamionowej > 5 kVA, aparatów elektrycznych niekrytycznych - niepodtrzymujących życia (non critical electrical equipment - non life support).
W wymienionych pomieszczeniach medycznych należy stosować tylko wy łączniki typu A lub B (tabl. 12.5). W pomieszczeniach medycznych grupy 1 i grupy 2, w których instalacja jest w układzie TT, w obwodach końcowych na leży stosować tylko urządzenia ochronne różnicowoprądowe w ochronie przed dotykiem pośrednim za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania. Jeżeli stosuje się sieć IT, to w pomieszczeniach medycznych grupy 2 należy ją stosować w obwodach zasilających aparaty elektromedyczne i w systemach przeznaczonych do podtrzymywania życia oraz zasilających urządzenia elek tryczne w otoczeniu pacjenta. Otoczenie pacjenta jest ściśle zdefiniowane i ozna cza przestrzeń, wewnątrz której może zdarzyć się celowy łub przypadkowy kon takt między pacjentem a częścią zestawu elektromedycznego (zestawu aparatów, w którym co najmniej jeden jest aparatem elektromedycznym) lub między pa cjentem a personelem dotykającym części tego zestawu (rys. 22.27). Sieć IT powinna być wyposażona we wskaźnik stanu izolacji sygnalizujący obniżenie się rezystancji izolacji do 50 k i l W odpowiednich miejscach każdego medycznego systemu IT powinien być umieszczony akustyczny i optyczny sys tem alarmowy stale monitorowany (słyszalne i widzialne sygnały) przez perso nel medyczny.
318
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Pomieszczenie medyczne grupy 1
Pomieszczenie medyczne grupy 2 (tylko odbiorniki wymienione w tekście)
R ys. 22.26. Zabezpieczenie obwodów końcowych w sieci TN: a) w pomieszczeniu medycznym
grupy 1 z wykorzystaniem urządzeń ochronnych przetężeniowych w ochronie przed doty kiem bezpośrednim za pom ocą samoczynnego wyłączenia zasilania oraz urządzeń ochron nych różnicowoprądowych w ochronie uzupełniającej; b) w pomieszczeniu medycznym gru py 2 z wykorzystaniem urządzeń ochronnych różnicowoprądowych w ochronie przed dotykiem bezpośrednim. W obu przypadkach urządzenia przetężeniowe stanowią ochronę odbiorników i przewodów przed skutkami zwarć i przeciążeń
Rys. 22.27. Obszar określony jako otoczenie pacjenta (na przykładzie stołu operacyjnego)
22.12. Instalacje w pomieszczeniach medycznych
319
Rys. 22.28. Zasilanie siecią IT pomieszczenia medycznego grupy 1 i grupy 2 z zainstalowanymi przewodami połączeń wyrównawczych T - transformator układu medycznego, U„ < 250 V
Każde pomieszczenie medyczne grupy 1 i grupy 2 wymaga zainstalowania dodatkowych przewodów połączeń wyrównawczych (rys. 22.28). Ich zadaniem jest wyrównanie potencjału pomiędzy częściami znajdującymi się w otoczeniu pacjenta. Przewody połączeń wyrównawczych oraz przewody ochronne po winny być połączone z szyną połączeń wyrównawczych, która powinna być umieszczona w pobliżu pomieszczenia medycznego. Transformator układu me dycznego może być zainstalowany wewnątrz pomieszczenia medycznego lub w pobliżu, na zewnątrz tego pomieszczenia. Przewody instalacji elektrycznej, które są wprowadzone do pomieszczenia medycznego grupy 2 powinny być wykorzystane wyłącznie do zasilania urzą dzeń elektrycznych znajdujących się w tym pomieszczeniu. Każdy obwód koń cowy powinien być wyposażony w zabezpieczenie zwarciowe i przeciążeniowe (wyłączniki instalacyjne - rys. 22.26, bezpieczniki). Oprawy oświetleniowe powinny być podzielone na dwie grupy i zasilane z instalacji podstawowej i instalacji bezpieczeństwa. Gniazda wtyczkowe w pomieszczeniach medycznych grupy 2 powinny być zasilane z dwóch obwodów zasilanych z systemu medycznego IT. Jeżeli jest stosowany jeden obwód gniazd wtyczkowych, to każde gniazdo powinno być indywidualnie zabezpieczone od skutków przeciążeń. Gniazda te powinny być usytuowane w każdym miejscu zabiegów wykonywanych na pacjencie. Obwody gniazd powinny być również zasilane z systemu medycznego IT wówczas, gdy inne obwody są zasilane z układu TN-S lub TT. Gniazda te powinny być wyraź nie oznakowane.
320
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
22.13. Instalacje oświetleniowe o bardzo niskim napięciu Występujący w tytule tego rozdziału termin „bardzo niskie napięcie” ma akro nim ELV (extra low voltage) i jest jednoznacznie zdefiniowany. Napięcia te (prądu przemiennego i stałego) należą do pierwszego zakresu napięciowego (tabl. 5.1 i 5.2), a instalacje oświetleniowe są zasilane ze źródeł o maksymalnym napięciu znamionowym 50 V a.c. lub 120 V d.c. W instalacji oświetleniowej o bardzo niskim napięciu należy stosować przewody izolowane umieszczone lub nieumieszczone w rurkach izolacyjnych lub listwach instalacyjnych oraz przewody giętkie, sznury lub układy szynowe. Jeżeli części instalacji oświetleniowej o bardzo niskim napięciu są w zasięgu ręki, nie powinny osiągać temperatury takiej, że części te mogłyby spowodować oparzenia ludzi. Powinno więc być spełnione wymagania podane w tabl. 13.1. Jeżeli napięcie znamionowe instalacji oświetleniowej o bardzo niskim na pięciu nie przekracza 25 V a.c. lub 60 V d.c., to można zastosować przewody nieizolowane o przekroju co najmniej 4 mm2. Przewodów tych nie wolno umiesz czać bezpośrednio na podłożu palnym. 4
1
Rys. 22.29. Przykłady rozwiązań mocowania opraw oświetleniowych z wykorzystaniem systemu szynowego 1 - system szynowy (przewody szynowe) do opraw oświetleniowych, 2 - zaciski przyłą czowe, 3 - uchwyt mocujący, 4 - uchwyt mocujący i zaciski zasilające
Oprawy oświetleniowe powinny być zamieszczane na urządzeniach do za wieszania opraw. Urządzenia te powinny wytrzymywać obciążenie masą więk szą pięciokrotnie od masy oprawy, ale nie mniejszą niż 10 kg. Przykładowe spo soby umieszczenia opraw są podane na rys. 22.29. W zakresie instalowania opraw należy wziąć pod uwagę wymagania zawarte w PN-IEC 60364-5-559. Minimalny przekrój przewodów miedzianych powinien wynosić 1,5 mm2. Jeżeli są to przewody giętkie, a ich długość nie przekracza 3 m, to ich przekrój może wynosić 1 mm2. Przewody giętkie miedziane zawieszane lub przewody izolowane ze względów mechanicznych powinny mieć przekrój 4 mm2. * 1EC 60364-7-715 Electrical installations of buildings. Part 7-715 Requirements for special installations or locations - Extra - low - voltage lighting installations.
22.13. Instalacje oświetleniowe o bardzo niskim napięciu
321
a) LN-
b)
Rys. 22.30. Układy pracy równoległej obwodów wtórnych transformatorów ochronnych: a) przy braku pracy równoległej obwodów pierwotnych - układ niedopuszczalny; b) przy równole głej pracy obwodów pierwotnych - układ wymagany 1 - transformator ochronny
W instalacjach oświetleniowych o bardzo niskim napięciu należy stosować obwody SELV (p. 12.2.1). Wówczas jest zapewniona równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim. Źródła SELV powinny być urządze niami stałymi. Obwody wtórne transformatorów ochronnych (rys. 2.30) mogą być połączone równolegle wtedy, gdy obwody pierwotne również są połączone równolegle. Powinny być również spełnione wymagania dla równoległej pracy transformatorów. Obwód SELV powinien być wyposażony w zabezpieczenia przed skutkami prądów przeciążeniowych i zwarciowych (rozdz. 14). Jeżeli transformatory pracują w układzie równoległym (rys. 22.30b), to ob wód pierwotny należy połączyć na stałe ze wspólnym urządzeniem odłączają cym. Transformatory powinny być tak skonstruowane, aby były odporne na zwarcia - odporne zarówno z natury, jak i przez nieodłączne zabezpieczenie. Powinny one być wówczas znakowane (tabl. 22.4). Jeżeli transformator nie spełnia odporności na zwarcia, to powinien być zabezpieczony po stronie pier wotnej za pomocą nieodłącznego urządzenia ochronnego specjalnie zabezpie czającego przed pożarem. Urządzenie to powinno ciągle kontrolować pobór mocy przez oprawy oświetleniowe i samoczynnie wyłączać zasilanie, jeżeli wy stępuje zwiększenie mocy o więcej niż 60 W.
322
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Tablica 22.4. Wybrane symbole elektryczne transformatorów separacyjnych bezpieczeństwa i opraw oświetleniowych, wg IEC 60364-7-715 Symbol
0V V o \ n o /
Charakterystyka urządzenia
Transformator separacyjny bezpieczeństwa odporny na zwarcia (z natury lub przez nieodłączne zabezpieczenie), wg IEC 61558-2-6
Oprawa oświetleniowa do bezpośredniego montowania na powierzchniach łatwo palnych wg IEC 60598 Oprawa oświetleniowa z ograniczoną temperaturą powierzchni Oddzielny stabilizator (statecznik), wg IEC 60417 (przeznaczony do niezależnego stosowania)
Przetwornik z ograniczeniem temperatury do 110°C
Jeżeli są stosowane niezależne urządzenia stabilizacyjno-zapłonowe (np. stateczniki) to na zewnątrz opraw oświetleniowych należy stosować tylko takie, które są cechowane jako przeznaczone do niezależnego stosowania - symbol wg tabl. 22.4. Właściwe dobranie układu stabilizacyjno-zapłonowego jest niezbędne również w wypadku konieczności wyeliminowania efektu stroboskopowego, tam gdzie występują wirujące części maszyn.
22.14. Instalacje w zespołach ruchomych lub przewoźnych Pojazdy z napędem własnym lub holowane oraz ruchome lub przewoźne kon strukcje (np. kontenery) mogą być wyposażone w instalację elektryczną. Przykła dami mogą być pojazdy pożarnictwa, służb medycznych, reklamy, warsztatowe, pomiarowe itp. Zespoły ruchome lub przewoźne mogą być wyposażone w różne układy sieci, jednakże w żadnym zespole nie wolno stosować układu sieci TN-C. Zespoły mogą być zasilane w następujący sposób (rys. 22.31): a) b)
przez przyłączenie go do zespołu prądotwórczego niskiego napięcia, przez przyłączenie zespołu do stałej instalacji elektrycznej, która jest wypo sażona w środki umożliwiające realizację skutecznej ochrony w zespole, c) przez przyłączenie zespołu do stałej instalacji elektrycznej za pomocą środ ków, które zapewniają proste oddzielenie obwodów (układ IT), d) przez przyłączenie zespołu do stałej instalacji elektrycznej za pomocą środ ków, które zapewniają jego separację elektryczną.
22.14. Instalacje w zespołach ruchomych lub przewoźnych
a)
323
b) Niskonapięciowy zespół prądotwórczy
Przewodząca konstrukcja zespołu
C)
d) L1 L2 L3 N PE
■€> e)
Rys. 22.31. Sposoby zasilania zespołów rucho mych lub przewoźnych: a) połączenie z nis konapięciowym zespołem prądotwórczym wykonanym w I lub II klasie ochronności, umieszczonym wewnątrz zespołu, b) połą czenie z niskonapięciowym zespołem prą dotwórczym wykonanym w II klasie ochron ności, umieszczonym poza zespołem, c) moż liwość połączenia zespołu ze stałą instalacją elektryczną, d) możliwość połączenia zespo łu ze stałą instalacją elektryczną o dowolnym układzie poprzez transformator zapewniający proste oddzielenie obwodów z realizacją układu sieci IT wewnątrz zespołu, e) jak d) z urządzeniem do stałej kontroli stanu izolacji z wyłączeniem zasilania po pierwszym zwarciu, f) możliwość połą czenia zespołu ze stałą instalacją elektryczną poprzez transformator z realizacją układu sieci TN, g) możliwość połączenia ze stałą instalacją elektryczną poprzez transformator separacyjny
324
22. W ymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
W dobrze widocznym miejscu, na obudowie zespołu należy umieścić tabliczkę z informacją o sposobie zasilania zespołu ruchomego lub przewoźnego. W wypadku zasilania instalacji z niskonapięciowego zespołu prądotwór czego zakłada się, że zespół ten będzie zasilał odbiory w sposób ciągły lub do rywczy. Zespół prądotwórczy zasila instalację nie połączoną z siecią publiczną. W ochronie przed dotykiem bezpośrednim jest zabronione stosowanie ochrony przez umieszczenie poza zasięgiem ręki. W wypadku gniazd wtyczko wych, które są przeznaczone do zasilania urządzeń elektrycznych znajdujących się poza zespołem ruchomym lub przewoźnym, należy stosować ochronę uzu pełniającą za pomocą urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o / An <30 mA. Jedynie gniazda wtyczkowe zasilane przez transformator separacyjny lub ob wody SELV lub PELV nie wymagają instalowania urządzeń ochronnych różni cowoprądowych. Sposób rozwiązania ochrony przed dotykiem pośrednim zależy od sposobu rozwiązania zasilania zespołu ruchomego lub przewoźnego. Jeżeli zasilanie ze społu jest z niskonapięciowego zespołu prądotwórczego, to można stosować tylko układy TN i JT z samoczynnym wyłączeniem zasilania. Jeżeli układ TN jest stosowany w zespołach o przewodzącej obudowie (rys. 22.32) i zasilanych
Rys. 22.32. Instalacja zespołu ruchomego lub przewoźnego z niskonapięciowym zespołem prądo twórczym ~ samoczynne wyłączenie zasilania w sieci TN za pomocą urządzenia ochronnego różnicowoprądowego 1 - obudowa wykonana w II klasie ochronności lub o izolacji równoważnej, która obejmuje część zasilającą oraz pierwsze urządzenia ochronne realizujące samoczynne wyłączenie za silania, 2 - gniazda wtyczkowe zainstalowane na zewnętrznej stronie zespołu, 3 - gniazda wtyczkowe zainstalowane wewnątrz zespołu, tylko do stosowania w zespole
22.14. Instalacje w zespołach ruchomych lub przewoźnych
325
Rys. 22.33. Instalacja zespołu., którego obudowa jest wykonana z materiału nieprzewodzącego ochrona przeciwporażeniowa z zastosowaniem nieuziemionego połączenia wyrównawczego wewnątrz zespołu oraz urządzenia ochronnego różnicowoprądowego w obwodach gniazd wtyczkowych na zewnątrz zespołu, na jego obudowie 1 - gniazda wtyczkowe na zewnątrz zespołu
z niskonapięciowego zespołu prądotwórczego lub ze stałej instalacji elektrycznej za pomocą środków zapewniających proste oddzielenie od niej obwodów, to tę obudowę przewodzącą należy przyłączyć do punktu neutralnego lub, jeżeli jest on niedostępny, do przewodu fazowego. Jeżeli zespół nie ma obudowy przewo dzącej (rys. 22.33), to części przewodzące dostępne urządzeń, które znajdują się wewnątrz zespołu, powinny być połączone za pomocą przewodu ochronnego z punktem neutralnym albo, jeżeli jest on niedostępny, z przewodem czynnym. Stosowanie układu IT wymaga wprowadzenia innych rozwiązań. W zespole ruchomym lub przewoźnym z przewodzącą obudową, w którym stosuje się układ IT, konieczne jest wykonanie połączeń wszystkich części przewodzących wyposażenia zespołu z tą obudową. Jeżeli obudowa ta nie jest przewodząca to części przewodzące dostępne znajdujące się wewnątrz zespołu powinny być połączone między sobą i przyłączone do przewodu ochronnego. Realizacja układu IT może być dwojaka. Układ z transformatorem zapewniającym proste oddzielenie obwodów można stosować wówczas, gdy w obwodzie zasilania (wewnątrz obudowy II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej) jest zainstalowane urządzenie ochronne różnicowoprądowe (RCD) oraz jest zastosowany uziom (rys. 22.34). Taki układ zapewnia samoczynne wyłączenie zasilania w wypadku uszkodzenia w transformatorze, likwidując proste oddzielenie obwodów. Samoczynne wyłą czenie zasilania następuje wówczas, gdy nastąpi zwarcie części czynnej z czę ścią przewodzącą dostępną (zwarcie w obwodzie prądu różnicowego przez uziom zespołu, ziemię, do sieci zasilającej).
326
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
Rys. 22.34. Instalacja zespołu zasilana przez prosty transformator realizujący układ IT z uziomem, z wyłącznikami RCD o / An < 30 mA w obwodach gniazd wtyczkowych zainstalowanych na zewnątrz zespołu
Rys. 22.35. Instalacja zespołu zasilana przez transformator zapewniający proste oddzielenie obwo dów i realizację układu IT, z urządzeniem do stałej kontroli stanu izolacji realizującym wyłą czenie zasilania po wystąpieniu pierwszego zwarcia
Transformator zapewniający proste oddzielenie obwodów można stosować również wówczas, gdy w zespole jest zainstalowane urządzenie do monitorowa nia stanu izolacji, z uziomem lub bez uziomu (rys. 22.35). W wypadku wystą pienia pierwszego zwarcia między częścią czynną a konstrukcją zespołu nastę puje samoczynne wyłączenie zasilania.
22.14. Instalacje w zespołach ruchomych lub przewoźnych
327
Układ IT można również zapewnić, jeżeli stosuje się transformator separa cyjny lub niskonapięciowy zespół prądotwórczy wyposażony w urządzenie do stałej kontroli stanu izolacji. W zespołach ruchomych lub przewoźnych można stosować również ochro nę za pomocą separacji elektrycznej (rys. 22.36).
Rys. 22.36. Instalacja zespołu zasilana przez transformator separacyjny (ochrona przed dotykiem pośrednim)
Instalacja zespołów ruchomych lub przewoźnych powinna być wyposażona w urządzenia przetężeniowe. Jeżeli zespół jest zasilany z niskonapięciowego zespołu prądotwórczego (rys. 22.3la, b) lub ze stałej instalacji elektrycznej przez transformator zapewniający proste oddzielenie tej instalacji od obwodów zespołu, a przewód fazowy jest połączony z przewodzącą obudową zespołu, to w przewodzie tym nie instaluje się urządzenia ochronnego przetężeniowego. Oprzewodowanie zespołu powinno być wykonane przewodami PVC ułożo nymi w rurkach instalacyjnych. Wtyczki i gniazda wtyczkowe służące do połączenia zespołu ze źródłem za silania powinny spełniać następujące wymagania: — obudowa wtyczki powinna być wykonana z materiału izolacyjnego, — wtyczki i gniazda wtyczkowe, które są na zewnątrz zespołu, powinny za pewnić stopień ochrony nie niższy niż IP44, — wtyczka powinna być usytuowana na obudowie zespołu i powinna być tak wykonana, aby jej obudowa zapewniała stopień ochrony co najmniej IP55. Gniazda wtyczkowe znajdujące się na zewnątrz zespołu powinny mieć obudowy zapewniające stopień ochrony co najmniej IP54.
328
22. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji
22.15. Instalacje elektryczne obiektów na terenie targów, wesołych miasteczek i cyrków W normie IEC 60364-7-740* są podane wymagania dotyczące instalacji elektrycz nej obiektów, które z reguły są obiektami zainstalowanymi na określony czas. Różnego rodzaju maszyny elektryczne oraz obiekty zawierające urządzenia elektryczne mogą być zainstalowane na stałe lub tymczasowo. Tego typu od biorniki energii elektrycznej zwykle są przeznaczone do wielokrotnego instalo wania przy założeniu, że spełniają one wszelkie warunki bezpieczeństwa. Napięcie znamionowe prowizorycznych instalacji elektrycznych w straga nach, które zwykle są traktowane jako obiekty przewoźne, stoiskach lub urzą dzeniach rozrywkowych nie powinno przekraczać wartości 230/400 V a.c. Sto isko jest traktowane jako prowizoryczny obiekt wykorzystany do wystaw, sprzedaży itp. Urządzeniem rozrywkowym jest środek lokomocji, stoisko, budy nek tekstylny lub foliowy, kram, witryna, namiot, trybuna przeznaczona ao roz rywki publicznej. Obiekty na terenach targów, wesołych miasteczek i cyrków z reguły nie są wyposażone we własne zasilanie. Muszą więc korzystać z zasilania z publicznej sieci energetycznej. Należy więc przestrzegać wymagań dostawcy energii elek trycznej . Ochrona przeciwporażeniowa przed dotykiem bezpośrednim powinna speł niać wymagania PN-IEC 60364-4-41. Należy również zwrócić uwagę na ochro nę uzupełniającą. Wszystkie obwody odbiorcze oświetlenia (z wyjątkiem awa ryjnego) oraz obwody gniazd wtyczkowych o prądzie znamionowym do 32 A oraz urządzenia przenośne o giętkim przewodzie zasilającym o obciążalności do 32 A powinny być dodatkowo chronione urządzeniem ochronnym różnico woprądowym o / An < 30 mA. Nie stosuje się ochrony uzupełniającej w obwodach gniazd wtyczkowych za silanych z obwodów SELV lub jeżeli w obwodach tych jest stosowana separacja elektryczna albo samoczynne wyłączenie zasilania i obniżone niskie napięcie. Jako środków ochrony przed dotykiem bezpośrednim nie wolno stosować barier oraz umieszczenia części czynnych poza zasięgiem ręki. Jako środek do datkowej ochrony przeciwporażeniowej powinno stosować się samoczynne wy łączenie zasilania, przy czym instalacje omawianych obiektów powinny mieć przewody PE i N, lecz nie PEN. Jeżeli stosuje się układ IT, to powinien być stosowany układ ciągłej kontroli stanu izolacji. W miejscach przebywania zwierząt należy przyjąć wartości na pięcia dotykowego dopuszczalnego oraz czasy wyłączania zgodnie z tabl. 12.7. Warunki te należy również stosować w miejscach, które są połączone częściami
* IEC 60364-7-740: Requirements for special installations or locations - Temporary electrical installations for structures, amusement devices and booths at fairgrounds, amusement parks and circuses.
22.15. Instalacje elektryczne obiektów na terenie targów, wesołych miasteczek i cyrków
329
przewodzącymi z miejscami przebywania zwierząt (zagadnienie rozwlekania potencjału). Jako środka ochrony przed dotykiem pośrednim nie wolno stosować izolo wania stanowiska oraz nieuziemionych połączeń wyrównawczych. Należy jed nak stosować dodatkowe uziemione połączenia wyrównawcze w miejscach przeznaczonych dla zwierząt. W takich miejscach wszystkie dostępne części przewodzące i części przewodzące obce powinny być przyłączone do przewodu ochronnego instalacji (analogia do zasady podanej na rys. 22.15). Każda instalacja zasilająca obiekty prowizoryczne (zainstalowane tymcza sowo) powinna mieć wyraźnie zaznaczone złącze, spełniające wszystkie wyma gania poprawności jego wykonania. W złączu tym powinno być zainstalowane urządzenie ochronne różnicowoprądowe o / An < 300 mA działające ze zwłoką czasową lub powinno być typu S. Uzyskuje się wówczas selektywność działania wyłączników różnicowoprądowych (rys. 22.13b). Z uwagi na bezpieczeństwo użytkowników (m.in. duże zgromadzenia ludzi) należy rozważyć zasilanie ta kich obiektów z więcej niż jednego obwodu. Na terenie targów, wesołych miasteczek i cyrków występuje często niesko ordynowane rozmieszczenie obiektów i nieskoordynowana ich praca. Należy więc zwrócić szczególną uwagę na oprzewodowanie. Jeżeli istnieje jakiekolwiek ryzyko mechanicznego uszkodzenia przewodów to powinny być stosowane przewody opancerzone lub odpowiednio zabezpieczone przed uszkodzeniem mechanicznym. Przewody powinny być wielożyłowe. Trasy kabli ułożonych w ziemi powinny być oznakowane, a ułożone kable powinny być chronione przed uszkodzeniami mechanicznymi. Połączenia przewodów powinny być tylko w miejscu przyłączenia obiektu do obwodu. Połączenie to powinno być umieszczone w odpowiedniej obudowie zapewniającej stopień ochrony co najmniej IP4X (uniemożliwienie dotknięcia do części pod napięciem drutem o średnicy > 1 mm, tabl. 9.1) lub 1PXXD (unie możliwienie dotknięcia do części niebezpiecznych drutem o średnicy 1 mm i długości 100 mm, tabl. 9.3). Każda instalacja elektryczna straganu, stoiska lub urządzenia rozrywkowego powinna być wyposażona w urządzenie odłączające oraz zabezpieczenie przetężeniowe. Punkt przyłączeniowy takiej instalacji powinien być łatwo dostępny i powinien być trwale oznaczony ([/„, lm / ) . Oprawy oświetleniowe, reflektory powinny być właściwie dobrane do wa runków panujących w miejscu ich instalowania (np. lampy w strzelnicach po winny być chronione przed uszkodzeniem). Odbiorniki te powinny być instalo wane poza zasięgiem ręki lub powinny być odpowiednio chronione. Po każdym montażu urządzeń wymagane jest sprawdzenie instalacji i wy konanie badań odbiorczych.
23 SPRAWDZANIE ODBIORCZE
$
23.1. Wyjaśnienia ogólne Zgodnie z ustawą Prawo budowlane [172] obiekt budowlany należy projek tować, budować oraz użytkować zgodnie z przepisami techniczno-budowlanymi oraz zasadami wiedzy technicznej. Spełnione powinny być m.in. wymagania w zakresie bezpieczeństwa konstrukcji, bezpieczeństwa pożarowego i bezpie czeństwa użytkowania. Do przepisów techniczno-budowlanych zalicza się Wa runki Techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75 z 2002 r., poz. 690), Warunki Techniczne użytkowania budynków miesz kalnych (DzU nr 74 z 1999 r., poz. 836) oraz przywoływane w tych Warunkach Technicznych Polskie Normy*. Aby obiekt techniczny charakteryzował się wysoką niezawodnością i sku tecznością działania, powinny być wykonywane określone badania i pomiary, które mają na celu wykrycie ewentualnych nieprawidłowości w czasie wykony wania obiektu oraz w procesie jego eksploatacji. Każda instalacja podczas mon tażu i/lub po jej wykonaniu, a przed przekazaniem do eksploatacji, powinna być poddana oględzinom i próbom w celu sprawdzenia, czy zostały spełnione wy magania stawiane instalacji. Oględziny i próby powinny być także przeprowa dzone po każdej rozbudowie, modernizacji lub naprawie instalacji. Instalacje należy sprawdzać na podstawie dokumentacji zawierającej jej opis i schematy. Schematy powinny zawierać rodzaj i układ obwodów (punkty odpływów do odbiorników, liczbę i przekroje przewodów, rodzaje oprzewodowania), miejsce lokalizacji aparatów oraz właściwości konieczne do identyfi kacji urządzeń spełniających funkcję zabezpieczającą, izolacyjną! łączeniową.
* Zgodnie z Ustawą o normalizacji z dnia 12 września 2002 r. (DzU nr 169, poz. 1386) sto sowanie Polskich Norm jest dobrowolne, ale mogą być przywołane w przepisach techniczno-budowlanych.
23.2. Oględziny
331
W czasie sprawdzania i wykonywania prób powinny być zastosowane środki ostrożności, aby zapewnić bezpieczeństwo osób i uniknąć uszkodzeń elementów instalacji. Oględziny i próby powinny być przeprowadzane przez osobę wykwa lifikowaną i kompetentną w zakresie sprawdzania oraz zakończone protokołem zawierającym ocenę i wyniki sprawdzania. Do pomiarów należy stosować przy rządy spełniające wymaganie dotyczące kontroli metrologicznej.
23.2. Oględziny Oględziny należy wykonywać po odłączeniu instalacji, sprawdzeniu braku na pięcia i przed przystąpieniem do pomiarów (prób). Mają one na celu spraw dzenie, czy zainstalowane na stałe urządzenia elektryczne spełniają wymagania odpowiednich norm i przepisów ze szczególnym uwzględnieniem wymagań dotyczących bezpieczeństwa (można to stwierdzić, sprawdzając oznaczenia lub świadectwa). Oględziny powinny również umożliwić ocenę stanu technicznego urządzeń, ich zdolność do pracy i ocenę warunków eksploatacji. W czasie oględzin należy sprawdzić ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym, łącznie z pomiarami odstępów, na przykład w przypadku stoso wania ochrony: — — — —
przy użyciu ogrodzeń lub obudów, przy użyciu barier, polegającej na umieszczeniu części czynnych poza zasięgiem ręki, polegającej na izolowaniu stanowiska. W czasie oględzin należy sprawdzić również:
— obecność przegród ogniowych i innych środków zapobiegających rozprze strzenianiu się pożaru i ochrony przed skutkami działania ciepła; — dobór przewodów do obciążalności prądowej i spadku napięcia; — dobór i nastawienie urządzeń ochronnych i monitorujących; — istnienie i właściwe umieszczenie odpowiednich urządzeń odłączających i łączących; — dobór urządzeń i środków ochrony w zależności od wpływów zewnętrznych; — oznaczenie przewodów neutralnych i ochronnych; — umieszczenie schematów, tablic ostrzegawczych lub innych podobnych informacji; — oznaczenia obwodów, bezpieczników, łączników i zacisków; — poprawność połączenia przewodów; — dostęp umożliwiający obsługę i konserwację. Przeprowadzenie wymienionych czynności powinno być szczególnie sta ranne i nie powinno być lekceważone. W wielu przypadkach w czasie oględzin wykrywa się niezgodności lub zły stan techniczny urządzeń. Przez to właśnie często zapobiega się wypadkom.
332
23. Sprawdzanie odbiorcze
23.3. Wymagania metrologiczne dotyczące przyrządów pomiarowych Badania instalacji nie mogą być wykonywane przypadkowymi przyrządami pomiarowymi. Opracowane wyniki badań stanowią dokument, który może być wykorzystywany w różnych sytuacjach. Musi być więc spełniona wiarygodność wykonania badań oraz opracowania protokołu z badań. Wymagania dotyczące przyrządów pomiarowych są zawarte w ustawie Prawo o miarach z dnia 11 maja 2002 r. (DzU nr 63 z 2002 r., poz. 636). Jedną z form kontroli metrologicznej przyrządów pomiarowych jest uwie rzytelnienie. Tej czynności podlegają m.in. luksomierze oraz przyrządy do po miaru pola elektrycznego i magnetycznego wysokiej częstotliwości. Formie kontroli określonej jako zatwierdzenie typu podlegają wszystkie przyrządy po miarowe, które służą do pomiaru wielkości elektrycznych i magnetycznych. Sprawność i prawidłowość wskazań elektrycznych przyrządów pomiaro wych z reguły przeprowadza się przez porównanie wskazań tych przyrządów z wzorcowymi przyrządami. Czynności te wykonują osoby wykwalifikowane. W ustawie Prawo o miarach z 2001 r. nie występuje pojęcie „uwierzytelnie nie”. Rozróżnia się „zatwierdzenie typu” oraz „legalizacja”. Czynność legaliza cji pozwala na sprawdzenie, stwierdzenie i poświadczenie, że przyrząd pomia rowy spełnia wymagania metrologiczne określone we właściwych przepisach. Rozróżnia się legalizację pierwotną, ponowną i jednostkową. Legalizacja pier wotna oznacza, że przyrząd jest legalizowany po raz pierwszy po wyproduko waniu, ale przed wprowadzeniem go do obrotu lub użytkowania. Legalizacja ponowna oznacza każdą kolejną legalizację. Legalizacja jednostkowa oznacza legalizację pierwotną jednostkowego przyrządu pomiarowego. Obejmuje ona również badania wykonane w ramach zatwierdzenia typu. W wymienionej ustawie Prawo o miarach z dnia 11 maja 2002 r. podano, że przyrządy pomiarowe zalegalizowane lub uwierzytelnione przed dniem wejścia w życie ustawy, niespełniające jej przepisów, mogą być nadal legalizowane, lecz nie dłużej niż przez 1.0 lat od dnia wejścia w życie nowej ustawy.
23.4. Dokładność, częstość i zakres wykonywania badań Dokładność wykonywania pomiarów zależy od dokładności zastosowanych przyrządów pomiarowych, zakresu użytych przyrządów, dokładności odczytu wyniku pomiaru oraz doboru właściwej metody wykonywania pomiarów. W technice ochrony przeciwporażeniowej duża dokładność pomiaru jest często trudna do osiągnięcia. Przepisy wielu krajów obejmują jedynie wymaga nia dotyczące wartości granicznych błędów przyrządów, które stosuje się do pomiarów. Na przykład wymagania DIN YDE 0413 dotyczą granicznych błę
23.5. Pomiary
333
dów przyrządów do badań instalacji elektrycznych. Błędy graniczne przyrządów zależą od rodzaju wykonywanych pomiarów. Nie powinny być one większe niż: ±30% - pomiary rezystancji izolacji, oporu pętli zwarciowej, oporu przewodów ochronnych i połączeń wyrównawczych oraz rezystancji uziemienia, ±20% - pomiary napięcia uszkodzenia w układach z wyłącznikami różnicowoprądowymi, ±15% - kontrola stanu izolacji sieci, ±10% - pomiary prądu różnicowego (pomiar prądu zadziałania wyłącznika). Badania instalacji elektrycznych dzielą się na odbiorcze i eksploatacyjne. Badania odbiorcze są wykonywane po stwierdzeniu, że obiekt jest wybudowany i będzie oddany do eksploatacji. Celem takich badań jest sprawdzenie, czy in stalacja została wykonana zgodnie z zatwierdzoną dokumentacją projektową. Po rozpoczęciu eksploatacji powinny być wykonywane okresowe badania eksploatacyjne. Częstość wykonywania badań zależy od warunków, w jakich instalacja pracuje. Zgodnie z Prawem budowlanym wymaga się, aby badania instalacji były wykonywane nie rzadziej niż co 5 lat lub co rok, jeżeli instalacja jest narażona na szkodliwe wpływy atmosferyczne i niszczące działanie czynni ków, jakie występują podczas użytkowania obiektu, w którym znajduje się ba dana instalacja. W prawie budowlanym wprowadzono pojęcie „niszczącego dzia łania czynników”. Pojęcie to jednak nie jest sprecyzowane. W Przepisach eksplo atacji urządzeń elektroenergetycznych (już nie obowiązują - zgodnie z Prawem energetycznym) w zamieszczonym Zarządzeniu Ministra Górnictwa i Energety ki podano, w załączniku dotyczącym zakresu pomiarów i prób eksploatacyjnych instalacji o napięciu do 1 1
23.5. Pomiary 23.5.1. Pomiar ciągłości przewodów ochronnych Pomiar ciągłości przewodów ochronnych można wykonać, zasilając obwód po miarowy ze źródła prądu stałego lub przemiennego o napięciu od 4 V do 24 V. W badanym obwodzie należy wymusić prąd o wartości co najmniej 0,2 A.
334
23. Sprawdzanie odbiorcze
a)
Rys. 23.1. Badanie ciągłości przewodów ochronnych: (a) za pomocą omomierza; (b) metodą techniczną
Pomiar może być wykonany przy użyciu omomierza z wbudowanym źró dłem napięcia pomiarowego lub metodą techniczną przy użyciu amperomierza i woltomierza (rys. 23.1). Pomiar ciągłości przewodów ochronnych można również wykonać, wyko rzystując baterię płaską o napięciu 4,5 V i żarówkę 3,7 V/0,3 A. Rezystancja połączenia między częściami przewodzącymi jednocześnie do stępnymi i częściami przewodzącymi obcymi powinna spełniać warunek
w którym: UL - napięcie dotykowe dopuszczalne (UL = 50 V w warunkach nor malnych, UL = 25 V w warunkach o zwiększonym zagrożeniu); Ja - prąd zadzia łania urządzenia ochronnego, Ia - An dla urządzeń różnicowoprądowych, dla urządzeń przetężeniowych, prąd zadziałania w czasie 5 s.
23.5.2. Pomiar rezystancji izolacji instalacji elektrycznej Pomiar rezystancji izolacji przewodów ma na celu wykrycie jej ewentualnych uszkodzeń, które w wielu przypadkach doprowadzają do zwarć. Są to pomiary pozwalające na ocenę ochrony przed dotykiem bezpośrednim, ponieważ izolacja przewodów zapobiega dotknięciu do części czynnych, którymi są żyły przewo dów. Rezystancję izolacji należy zmierzyć: — między kolejnymi parami przewodów czynnych, — między każdym przewodem a ziemią. W czasie pomiaru rezystancji izolacji między każdym przewodem a ziemią przewody fazowe i neutralny mogą być połączone ze sobą. Przewód PEN trak towany jest jako część uziemienia. Rezystancję izolacji (po odłączeniu odbiorni ków i zasilania) należy mierzyć przy określonym napięciu probierczym, w za leżności od napięcia znamionowego obwodu. Jej wartość nie powinna być mniejsza niż podana w tabl. 23.1.
335
23.5. Pomiary
Tablica 23.1. Najmniejsze wymagane wartości rezystancji izolacji instalacji elektrycznej; zaczerp nięto z PN-IEC 60364-6-61:2000 [161]* Lp.
Napięcie znamionowe obwodu V
Napięcie probiercze prądu stałego V
Rezystancja izolacji
1
SELV, PELV oraz FELV'>
250
> 0 ,2 5
2
Do 500 V z wyjątkiem wymienionych w p.l
500
> 0 ,5
3
Powyżej 500 V
1000
> 1,0
l) Pod warunkiem, że obwód FELV jest zasilany z transformatora bezpieczeństwa (safety isolating transformer) oraz wtyczki i gniazda wtyczkowe spełniają następujące wymagania: - niemożliwe jest wkładanie wtyczek do gniazd wtyczkowych na inne napięcie, - gniazda wtyczkowe uniemożliwiają wkładanie wtyczek na inne napięcie, - gniazda wtyczkowe nie mają styku ochronnego.
Pomiary rezystancji izolacji należy wykonać prądem stałym, aby wyelimi nować wpływ pojemności na wynik pomiaru. Przyrząd użyty do pomiarów (induktorowy łub elektroniczny) powinien umożliwiać zasilanie napięciem probier czym (tabl. 23.1), przy obciążeniu prądem 1 raA. Jeżeli w badanym obwodzie występują układy elektroniczne, to należy wykonać pomiar między połączonymi razem przewodami czynnymi a ziemią, aby nie uszkodzić tych układów. Pomiar należy przeprowadzić w warunkach zbliżonych do warunków, w jakich instala cja normalnie pracuje. W zdecydowanej większości przypadków zagrożenie porażeniowe na sku tek uszkodzenia izolacji przewodów jest niewielkie. Zagrożenie to wzrasta, gdy przewody są prowadzone w rurkach lub korytkach metalowych, zwłaszcza wówczas, gdy elementy te są dostępne dla dotyku.
23.5.3. Sprawdzenie ochrony za pomocą separacji obwodów W przypadku transformatorów bezpieczeństwa, występujących jako źródła zasi lania dla obwodów SELV i PELV oraz transformatorów separacyjnych, stoso wanych jako środek ochrony przed dotykiem pośrednim za pomocą separacji elektrycznej, należy zmierzyć rezystancję izolacji między uzwojeniami tych transformatorów oraz między uzwojeniem obwodu wtórnego (odseparowanego) a ziemią. Zmierzone wartości rezystancji, w miarę możliwości z przyłączonymi urządzeniami, powinny wynosić co najmniej 0,5 MQ przy napięciu pomiaro wym 500 V, w przypadku ochrony za pomocą separacji elektrycznej, oraz co naj mniej 0,25 MQ przy napięciu pomiarowym 250 V dla obwodów SELV i PELV (tabł. 23.1). * Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
336
23. Sprawdzanie odbiorcze
23.5.4. Pomiar rezystancji podłóg i ścian Pomiary takie wykonuje się, badając skuteczność ochrony przeciwporażeniowej polegającej na izolowaniu stanowiska (ochrony przed dotykiem pośrednim). Na tym samym stanowisku izolowanym należy wykonać co najmniej trzy pomiary. Jeżeli w pomieszczeniu, w którym znajduje się izolowane stanowisko, występują części przewodzące obce, to jeden pomiar należy wykonać w odległości ok. 1 m od tych części. Takie pomiary powinny być wykonane dla każdej powierzchni (podłoga, ściany) podlegającej badaniu. Pomiary należy wykonać omomierzem induktorowym wytwarzającym w sta nie bez obciążenia napięcia o wartości 500 V lub 1000 V - odpowiednio do napię cia roboczego instalacji. Rezystancję mierzy się między elektrodą probierczą a przewodem ochron nym instalacji (rys. 23.2), który powinien znajdować się poza izolowanym sta nowiskiem, gdyż nie wolno go umieszczać na tym stanowisku. ^
PE
Rys. 23.2. Zasada pomiaru rezystancji podłóg i ścian (podłoga i ściany izolacyjne) PE - przewód ochronny znajdujący się poza izolowanym stanowiskiem, 1 ~ omomierz induktorowy, 2 ~ elektrody probiercze 2
Rys. 23.3. Elektroda probiercza ze zwilżonym papierem lub tkaniną odzwierciedlającą styczność stóp człowieka ze stanowiskiem J - badane stanowisko, 2 - płyta metalowa, 3 - papier, tkanina lub guma przewodząca
Do pomiaru rezystancji można stosować dwa rodzaje elektrod. Elektroda probiercza (rys. 23.3) składa się z metalowej płyty kwadratowej o bokach 250 mm i zwilżonego, wchłaniającego wodę kwadratowego kawałka papieru lub tkaniny, o długościach boków ok. 270 mm, umieszczonego między metalową płytką a badaną powierzchnią. W elektrodzie tej zamiast zwilżonego kawałka papieru lub tkaniny można wykorzystać płytkę z gumy przewodzącej. W czasie pomiaru do elektrody należy przyłożyć siłę ok. 750 N w przypadku podłóg oraz 250 N w przypadku ścian.
23.5. Pomiary
337
Rys. 23.4. Elektroda pomiarowa w postaci trójnożnego statywu; zaczerpnięto z PN-IEC 60364-6-61:2000 [161]* a) widok z góry i z boku, b) widok od spodu, c) przekrój kołka stykowego z przewodzącej gumy
Inna elektroda probiercza (rys. 23.4) jest metalowym statywem trójnożnym, którego części, mające styczność z badanym podłożem, tworzą wierzchołki trój kąta równobocznego. Każda część, która ma styczność z podłożem, stanowi ela styczną podstawę wykonaną z gumy przewodzącej. Podstawa ta, po jej obciąże niu, zapewnia dokładny styk z badaną powierzchnią na płaszczyźnie wynoszącej ok. 850 mm2, o rezystancji przejścia (od tej podstawy do powierzchni badanej) nie większej niż 5 kfL Przed pomiarem badaną powierzchnię nałeży zwilżyć. W czasie pomiaru na leży przyłożyć do trójnoga siłę 750 N w przypadku podłóg lub 250 N w przypad ku ścian. Rezystancja izolacji podłóg i ścian powinna wynosić co najmniej 50 ki2, je żeli napięcie znamionowe instalacji nie przekracza 500 V, i co najmniej 100 kC2 przy napięciu wyższym. Jeżeli te warunki nie są spełnione, to podłogi i ściany uważa się za części przewodzące obce.
23.5.5. Sprawdzenie samoczynnego wyłączenia zasilania Parametry, które powinny być objęte pomiarami, są zależne od warunku sku teczności ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania. W sieci TN należy wykonać pomiar impedancji pętli zwarciowej oraz sprawdzić urządzenia ochronne przetężeniowe (wyłączniki, bezpieczniki) i urządzenia róż-
* Przedruk za zgodą Prezesa PKN - zezwolenie nr 8/P/2002. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Marketingu i Sprzedaży Biura PKN, 00-950 Warszawa 1, skr. poczt. 411. (Za zgod ność przedruku norm z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji).
338
23. Sprawdzanie odbiorcze
nicowoprądowe. W przypadku urządzeń różnicowoprądowych należy również wykonać próby działania. v W sieci tej powinna być również zmierzona wartość rezystancji uziemienia Rb, która występuje we wzorze (12.3). W sieci TT należy wykonać pomiar rezystancji uziemienia uziomu ochron nego i rezystancji przewodu ochronnego, który jest łączony z częścią przewo dzącą dostępną, oraz sprawdzić urządzenia ochronne przetężeniowe i różnicowoprądowe. W sieci IT należy przeprowadzić obliczenia lub pomiar wartości prądu pierwszego doziemienia. Pomiar ten nie jest konieczny wówczas, gdy wszystkie części przewodzące dostępne instalacji są przyłączone do uziomu sieci zasilają cej, a sieć jest połączona z ziemią za pomocą impedancji (rys. 23.5).
Rys. 23.5. Połączenie części przewodzących dostępnych z uziomem sieci zasilającej (sieć IT połą czona z ziemią za pomocą impedancji Z) R b - uziemienie układu sieci, / - część przewodząca dostępna
Natomiast wykonuje się go wówczas, gdy nie jest możliwe obliczenie war tości prądu pierwszego doziemienia z powodu braku wszystkich parametrów. Analizując skuteczność ochrony przeciwporażeniowej przy drugim doziemieniu w sieci IT, należy wziąć pod uwagę warunki takie jak dla sieci TN lub TT, w zależności od tego czy wszystkie części przewodzące dostępne są połą czone ze sobą przewodem ochronnym (uziemienie zbiorowe), czy są one uzie mione indywidualnie lub grupowo. W obu przypadkach mierzy się jednak impedancję pętli zwarciowej (różne pętle dla obu wymienionych sieci) oraz analizuje się działanie urządzenia ochronnego przetężeniowego lub różnicowoprądowego. Przed wykonaniem pomiaru tej impedancji należy wykonać połączenie o pomijalnej impedancji między punktem neutralnym układu a przewodem ochronnym na początku instalacji (np. w złączu). Pomiar rezystancji uziemienia uziomu
Aby zmierzyć rezystancję uziemienia uziomu, należy zmierzyć jego napięcie względem ziemi odniesienia podczas przepływu prądu o określonej wartości.
23.5. Pomiary
339
Rys. 23.6. Zasada pomiaru rezystancji uziemienia (a) oraz rozkład potencjału między uziomem badanym i pomocniczym (b) U\y U2, U3 - wartości mierzonych napięć przy umieszczeniu sondy S w punktach 1, 2 i 3; A - uziom podlegający próbie, odłączony od innych źródeł zasilania; B - uziom pomocniczy; S - sonda napięciowa
Aby utworzyć obwód prądowy, którym, prąd spływa z badanego uziomu do gruntu, wykonuje się uziom pomocniczy, a w celu pomiaru napięcia względem ziemi wbija się w grunt w dostatecznej odległości od obu uziomów sondę napię ciową (rys. 23.6a). Powinna ona być umieszczona w strefie potencjału zerowego (rys. 23.6b). Strefę potencjału zerowego można znaleźć, przemieszczając sondę S od uziomu badanego w kierunku uziomu pomocniczego B. W strefie potencjału zerowego napięcie mierzone woltomierzem będzie miało stałą wartość, równą napięciu na uziomie badanym. Wartość rezystancji uziemienia uziomu jest równa napięciu między uzio mem badanym i sondą napięciową, podzielonemu przez prąd przepływający między uziomem badanym a uziomem pomocniczym. Układ pomiarowy może być zasilany z transformatora lub do pomiarów wy korzystuje się induktorowy miernik uziemień (IMU), działający w układzie most ka kompensacyjnego. W przypadku zasilania z transformatora na dokładność pomiarów ma wpływ dokładność wykorzystywanego do pomiaru woltomierza.
340
23. Sprawdzanie odbiorcze
Do pomiarów należy więc stosować woltomierz o dużej rezystancji wewnętrznej - co najmniej 200 Q/V. Odległości między uziomem badanym, pomocniczym i sondą napięciową powinny być na tyle duże, aby sonda napięciowa znajdowała się poza strefą rozpływu prądów (a więc w strefie potencjału zerowego). Wy magane odległości między uziomami przy technicznych pomiarach rezystancji uziemienia podano w tabl. 23.2. W tablicy tej podano również wzajemne usytu owanie uziomu badanego, pomocniczego i sondy napięciowej. Tablica 23.2. Minimalne odległości między uziomami przy pomiarze rezystancji uziemienia uziomu [59]
Budowa uziomu badanego A
Najmniejsze odległości (m) lub odległości względne uziomów w wierzchołkach trójkąta
w jednej linii
S
Uziom pojedynczy pionowy
Q^
o
A
/ <
3m
Uziom pionowy o
/ >
3m
> 20
n Q m > 20 S
>6 ^
O ^ - K H A S
^
nC>
Q
A
B A
- 40
A
>6/+
>20 ------------* 0 B
A
Uziom poziomy / >
B
20
B
S
T l 1 4 of o * ł_ F S
" 20
»*0 B
3m
i A|
O « S
~ 2°
B
^ H
P
„D
>77220"
iO
P
*
H
>5 P
^
4
Układ uziomowy A
^ ^ ^
>5p^ >40^
\
-V/ s
1
Pomiar impedancji pętli zwarciowej
Pomiar impedancji pętli zwarciowej należy wykonywać przy częstotliwości znamionowej obwodu. Zasadę pomiaru przedstawiono na rys. 23.7. Przed wy konaniem właściwego pomiaru należy sprawdzić ciągłość przewodów ochron-
341
23.5. Pomiary
nych między punktem neutralnym a dostępnymi częściami przewodzącymi, zamykając łącznik S\ dla wykonania wstępnego zwarcia przez rezystor Rk, o znanej wartości. Prąd wstępnego zwarcia powinien być ograniczony do warto ści ok. 20 niA. Jeżeli w czasie takiego zwarcia wartość napięcia U\ nie ulegnie zmniejszeniu (w stosunku do wartości wskazanej przed zamknięciem ój), to należy uznać, że pętla zwarciowa jest ciągła i jej impedancja nie jest nadmiernie duża. L1 L2 L3 N PE
i
Rys. 23.7. Zasada pomiaru impedancji pętli zwarcia metodą techniczną Rz - rezystor do pomiaru rezystancji pętli zwarcia, X z - reaktancja indukcyjna do pomiaru reaktancji pętli zwarcia, Rk - rezystor do kontroli ciągłości pętli zwarcia
Po wstępnym sprawdzeniu obwodu wykonuje się właściwe badanie. Polega ono na dwukrotnym pomiarze napięcia: U\ przed zwarciem (łącznik S2 otwarty), U2 - w czasie celowego zwarcia (łącznik Si zamknięty). W tym celu wykonuje się kontrolowane zwarcie przewodu fazowego obwodu zasilania urządzenia z jego częścią przewodzącą dostępną. Mierzy się natężenie prądu Ip podczas wy konanego zwarcia. Prąd Ip oraz spadek napięcia AU = U \ - U 2 stanowią pod stawę do wyznaczania parametrów pętli zwarciowej RSi X s lub Zs. Spadki napięcia na rezystancji i reaktancji obwodu zwarciowego określone są zależnościami AUR= U ]- U 2R = IpRRs
(23.1)
a u x = u ] - u 2X = ipXx s
(23.2)
w których: IpR, IpX - prąd podczas wykonanego zwarcia z udziałem odpowiednio rezystancji Rz i reaktancji Xz. Aby wyznaczyć te spadki napięcia, wykonuje się kolejno celowe zwarcia: przez rezystancję Rz i reaktancję Xz. Wartości Rs i Xs oblicza się z zależności (23.1) i (23.2), a następnie wyznacza się impedancję obwodu zwarciowego (23.3) Na podstawie podanej zasady pomiaru impedancji pętli zwarciowej są zbudo wane specjalistyczne przyrządy pomiarowe.
342
23. Sprawdzanie odbiorcze
Podczas wykonywania pomiarów w sieciach rozdzielczych, w których wy stępują małe wartości impedancji pętli zwarcia (< 0,5 Q), pomiary wykonuje się przy użyciu przyrządów mierzących impedancję. W obwodach odbiorczych wystarczającą dokładność pomiaru zapewnia użycie przyrządów do pomiaru rezystancji. Sprawdzenie działania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych
Urządzenia ochronne różnicowoprądowe są elementami ochrony przed dotykiem pośrednim, realizowanej przez samoczynne wyłączenie zasilania. Skuteczność działania tego środka ochrony zależy w pierwszym rzędzie od poprawności dzia łania samego urządzenia różnicowoprądowego. Jego działanie sprawdza się tak samo, niezależnie od rodzaju układu sieci, w której jest ono zainstalowane. Podstawowym sposobem sprawdzenia działania urządzenia różnicowoprą dowego jest sprawdzenie go za pomocą testera (przycisku znajdującego się na wyłączniku i oznaczonym T lub TEST). W czasie tego badania sprawdza się działanie urządzenia przy nagłym pojawieniu się prądu testującego. Dokładniejsze badania urządzenia różnicowoprądowego, pozwalające zmie rzyć wartość prądu jego zadziałania, można wykonać w układzie pomiarowym z regulowanym rezystorem (rys. 23.8). Wartość prądu zwiększa się, zmniejszając wartość rezystancji Rp. Prąd / A, przy którym zadziała urządzenie ochronne różnicowoprądowe nie powinien
Rys. 23.8. Układ do badania skuteczności działania urządzenia różnicowoprądowego zainstalowa nego w sieci TN-S (RA - uziom dla przewodu ochronnego PE w przypadku sieci TT)
23.5. Pomiary
343
przekroczyć wartości znamionowego różnicowego prądu /An. Woltomierz w ukł dzie pomiarowym umożliwia wykonanie metodą techniczną pomiaru rezyst •" uziemienia RA (w sieci TT). ancji Badanie jest wykonywane przez podwójny pomiar napięcia: — przy otwartym łączniku W mierzy się napięcie Uu — przy zamkniętym łączniku W mierzy się napięcie Ui w chwili zadziałam urządzenia różni co woprądowego (w obwodzie płynie prąd IAp powodu* zadziałanie urządzenia). ^ Wartość rezystancji RA wylicza się z zależności _ Ui-U2 A" / *
(23.4)
Spełniony powinien być warunek RA < UJIAn, przy czym UL jest napięciem ty ko wy m dopuszczalnym. Urządzenia ochronne różnicowoprądowe można również badać w układ ‘ z uziomem pomocniczym (rys. 23.9). Uziom ten powinien być oddalony co 216 mniej o 10 m od części przewodzącej dostępnej, usytuowany poza strefą w ^ ' wu innych uziomów. ^ W układzie tym wartość prądu reguluje się rezystorem Rp. Podczas zw* szenia wartości prądu IA wzrasta napięcie U między częścią przewodząc ¿ 0~ stępną a niezależnym uziomem pomocniczym.
Rys. 23.9. Układ do badania urządzenia różnicowoprądowego z zastosowaniem uziomu P°niocniczego
344
23. Sprawdzanie odbiorcze
Powinien być spełniony warunek (23.5) 4n w którym: Ul - napięcie dotykowe dopuszczalne, IA- prąd zadziałania. Najprostszą metodę, którą można zmierzyć prąd zadziałania urządzenia róż nicowoprądowego, przedstawiono na rys. 23.10.
RCD
Obciążenie / odłączone
^
Rys. 23.10. Układ do pomiaru prądu zadziałania urządzenia różnicowoprądowego
Rezystancja Rp jest włączona między przewód czynny od strony zasilania i inny przewód czynny po stronie odbioru. Zmniejszając wartość rezystancji Rp, zwiększa się wartość prądu różnicowego, aż do zadziałania urządzenia różni cowoprądowego. Prąd / A w chwili zadziałania powinien być nie większy niż prąd / An. Podane sposoby sprawdzenia urządzenia różnicowoprądowego mogą być stosowane w przypadkach sieci TN-S, TT oraz 1T. Należy zwrócić uwagę, że te badania mają za zadanie tylko sprawdzenie działania urządzenia różnicowoprądowego. Na ich podstawie nie można jednak ocenić skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Ocena taka wymaga prze prowadzenia również innych, podanych wcześniej, badań w zależności od ro dzaju sieci.
LITERATURA
1. Adamska J., Niewiedział R.: Podstawy energoelektryki. Sieci i urządzenia elektroenergetycz ne. Poznań, Wydawnictwa Politechniki Poznańskiej 1989. 2. Biegelmeier G.: Układy sieci elektroenergetycznych i ochrona przeciwporażeniowa w publi kacjach IEC. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Wrocław, Politechnika Wrocławska 1997. 3. Biegelmeier G., Mörx A.: Schutz gegen gefährliche Körperströme und gegen Überspann ungen. Österreichischer Gewerbeverlag. Wien 1992. 4. Biernatowski K.: Fundamentowanie. Warszawa, PWN 1984. 5. Block R.R.: The „Grounds” for Lightning and EMP Protection. Poly Phaser Corporation 1993. 6. Boy H.G., Dunkhase U.: Elektroinstallationstechnik. Vogel Buchverlag 1994. 7. Danielski L.: Analiza wypadków porażeń prądem elektrycznym jako podstawa oceny środ ków ochrony przeciwporażeniowej. Konferencja Naukowo-Techniczna „Ochrona przeciwpo rażeniowa w urządzeniach elektrycznych o napięciu do 1 kV”. SEP, Łódź 1987. 8. Danielski L.: Śmiertelne wypadki porażeń prądem elektrycznym w Polsce w latach 1990-1995. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne” . Po litechnika Wrocławska, Wrocław 1997. 9. Danielski L„ Jabłoński W.: Uziomy fundamentowe sztuczne. X Międzynarodowa Konferen cja Naukowo-Techniczna „Ochrona Przeciwporażeniowa w Urządzeniach elektrycznych. Po litechnika Wrocławska, Wrocław 1995. 10. Danielski L., Osiński S.: Ochrona przeciwporażeniowa w sieciach IT. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Politechnika W rocław ska, Wrocław 1997. 11. Danielski L., Osiński S.: Budowa, stosowanie i badania wyłączników różnicowoprądowych. Warszawa, Centralny Ośrodek Szkolenia i Wydawnictw SEP 1999. 12. Danielski L., Osiński S.: Zakres i metody wykonywania badań odbiorczych i eksploatacyj nych instalacji elektrycznych niskiego napięcia. Informacje o Normach i Przepisach Elek trycznych. Biuletyn SEP nr 37, styczeń-luty 2001. 13. Hasse P., Wiesinger J.: Handbuch fu r Blitzschutz und Erdung. München, Richard Pflaum Verlag GmbH & Co. KG, 1998. 14. Hering E.: Grundsätzliches zu Fundamenterder. Elektropraktiker 10, 1994. 15. Hering E.: Gestaltung der Fundamenterder. Elektropraktiker 11, 1994. 16. Hering E.: Praktische Ausführung der Fundamenterder. Elektropraktiker 1, 1995. 17. Hering E.: Fundamenterder. Berlin,Verlag Technik 1996.
346 18. 19.
20.
21.
22.
23.
24.
25. 26. 27.
28.
29. 30. 31.
32.
33.
34. 35. 36. 37.
Literatura
Jabłoński W.: Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektroenergetycznych niskiego i wysokiego napięcia. Warszawa, WNT 2005. * Jabłoński W.: Działanie prądu elektrycznego na człowieka - pierwsze doświadczenia i tra giczne wypadki. X Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Ochrona Przeciw porażeniowa w Urządzeniach elektrycznych”. Instytut Energoelektryki Politechniki W ro cławskiej, Wrocław 1995. Jabłoński W.: Połączenia wyrównawcze w technice ochrony przeciwporażeniowej. XI Między narodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Politechnika Wrocławska, Wrocław 1997. Jabłoński W.: Zadania i ogólne zasady działania i podstawy wymiarowania ochrony przeciw porażeniowej. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Tom II. Instytut Energoelektryki Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 1997. Jabłoński W.: Uziemienia robocze w sieciach TN. XII Międzynarodowa Konferencja Na ukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Tom II. Instytut Energoelektryki Poli techniki Wrocławskiej. Wrocław 1999. Jabłoński W.: Problemy projektowania połączeń wyrównawczych w pomieszczeniach z wanną i/lub basenem natryskowym. Informacje o Normach i Przepisach Elektrycznych. Biuletyn SEP, nr 33, m aj-czerwiec 2000. I Jabłoński W., Danielski L., Osiński S.: Wymagania podstawowe dotyczące badań odbior czych i eksploatacyjnych instalacji elektrycznych. Informacje o Normach i Przepisach Elek trycznych. Biuletyn SEP, nr 37, styczeń-luty 2001. Jabłoński W., Lejdy B., Lenartowicz R.: Uziemienia, uziomy, połączenia wyrównawcze. Wskazówki do projektowania i montażu. Warszawa, wyd. COBR „Elektromontaż” 2000. Kiefer G.: VDE 100 und die Praxis. Berlin - Offenbach. VDE - Verlag 1993. Korniluk W.: Impedancja ciała ludzkiego. X Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Tech niczna „Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektrycznych”. Instytut Energoelek tryki Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1995. Korniluk W., Lejdy B., Sobolewski R.A.: Problemy zarządzania bezpieczeństwem poraże niowym użytkowników urządzeń elektrycznych niskiego napięcia. XI Międzynarodowa Kon ferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1997. Kujszczyk S., Bożentowicz L.: Sieci elektroenergetyczne. Poradnik inżyniera elektryka. Wyd. 3. Tom 3. Warszawa, WNT 2005. Lejdy B.: Kryteria oceny przydatności konstrukcji żelbetowych do celów uziemieniowych. Rozprawy Naukowe nr 27. Politechnika Białostocka. Białystok 1994. Lejdy B.: Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w układach TN. XXIX Seminarium „Inżynieria Elektryczna i Energetyczna, Projektowanie - budowa - eksploatacja. COBR Elektromontaż”, Jaszowiec 19-21.05.1997. Lejdy B.: Zagrożenie porażeniowe w przypadku zwarcia przewodu fazowego niskiego napię cia z ziemią. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elek tryczne”. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1997. Lejdy B.: Uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej. XXXI Seminarium „Inżynie ria Elektryczna i Energetyczna. Projektowanie - budowa ~ eksploatacja”. COBR „Elektro montaż”, Bystra 27-29.05.1998. Lejdy B.: Jednosekundowa gęstość prądu zwarciowego w przewodach o temperaturze długo trwałej niższej od dopuszczalnej. Wiadomości Elektrotechniczne nr 10, 1998. Lejdy B.: Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej w sieciach typu TN z li niami napowietrznymi. Wiadomości Elektrotechniczne nr 7, 1999. Lejdy B.: Uziemienia i przewody ochronne w instalacjach elektrycznych. 3 Międzynarodowa Konferencja „Bezpieczne instalacje elektryczne. Stan obecny - tendencje”. Łódź, 27-28.05.1999. Lejdy B.: Skuteczność ochrony przeciwporażeniowej w sieciach TT oraz warunki ich bu dowy. XII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elek tryczne” . Tom I. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1997.
Literatura
38.
39.
40. 41. 42. 43. 44. 45. 46.
47.
48.
49. 50.
51.
52.
53. 54. 55. 56. 57.
58. 59. 60. 61.
347
Lejdy B.: Wyłączniki różni co woprądowe w sieci TN-C. XXXIV Seminarium „ Inżynieria Elektryczna i Energetyczna. Projektowanie - budowa - eksploatacja”. COBR „Elektromontaż” Warszawa, Jedlnia 12-14.06.2000. Lasak F., Różycki S.: Urządzenia ochronne różnicowoprądowe w instalacjach elektrycznych na placach budowy. Wyd. COBR „Elektromontaż” Zakład Badań Elektrotechnologicznych. Kraków 1996. Maksymiuk J.: Aparaty elektiyczne. Wyd. 2. Warszawa, WNT 1995. Markiewicz H., Wołkowiński K.: Urządzenia elektroenergetyczne. Wyd. 2. Warszawa, WNT 2002. Markiewicz I-I.: Aparaty elektiyczne. Warszawa, PWN 1989. Markiewicz H.: Ocena stanu technicznego instalacji elektrycznych w obiektach nieprzemy słowych w Polsce oraz pożądane zakresy ich modernizacji. Elektroinstalator. 1998, nr 3. Markiewicz H.: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce. Wyd. 2. Warszawa, WNT 2002. Markiewicz H.: Instalacje elektiyczne. Wyd. 6. Warszawa, WNT 2005. Musiał E.: Zasady stosowania wyłączników różni co woprądowych w projekcie nowelizacji przepisów o ochronie przeciwporażeniowej. Materiały kursu „Projektowanie i eksploatacja instalacji elektrycznych”. Poznań - Kiekrz 1996. Musiał E.: Alternatywa „układ TN czy układ TT” w niskonapięciowej sieci rozdzielczej wspólnej. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elek tryczne”. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1997. Musiał E.: Niezawodność układu ochronnego różnicowoprądowego. XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Bezpieczeństwo Elektryczne”. Tom II. Politechnika Wrocławska. Wrocław 1997. Musiał E.: Zasady doboru wyłączników różnicowoprądowych. Konferencja Naukowo-Tech niczna „Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe” . Kraków 17.09.1998. Musiał E.: Miejscowe połączenia wyrównawcze w pomieszczeniach kąpielowych w budyn kach z rurami wodociągowymi z tworzyw sztucznych, informacje o Normach i Przepisach Elektrycznych. Biuletyn SEP, nr 33, maj-czerwiec 2000. Musiał E., Jabłoński W.: Warunki techniczne jakim powinny odpowiadać urządzenia elektro energetyczne niskiego napięcia w zakresie ochrony przeciwporażeniowej. Projekt noweliza cji przepisów. Przepisy Budowy Urządzeń Elektroenergetycznych. Instytut Energetyki. War szawa, Wydawnictwa przemysłowe WEMA, 1997. Niestępski S., Parol M., Pastemakiewicz J., Wiśniewski T.: Instalacje elektroenergetyczne. Budowa projektowanie i eksploatacja. Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki War szawskiej 2001. Rosak T., Strzałka J., Wolski A.: Instalacje elektryczne. Rozdz. 9. Poradnik inżyniera elek tryka. Tom 3. Warszawa, WNT 1997. Rudolph W.: Sąfety o f Eléctrica! Installations up to 1000 Volts. Berlin - Offenbach. VDE Verlag 1990. Siemek S.: Ochrona przeciwporażeniowa. Urządzenia różnicowoprądowe. Wyd. III Schnei der Electric. Sowa A.: Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa. Białystok - Kraków, Wydawnictwo Kontekst 1997. Sowa A.: Ochrona przeciwprzepięciowa w instalacjach elektrycznych w obiektach budowla nych. Informacje o Normach i Przepisach Elektrycznych. Biuletyn SEP, nr 33, maj-czerwiec 2000 . Vogt D.: Potentialausgleich, fundamenterder, korrosionsgefáhrdung. DIN VDE 0100, DIN 18014 und viele mehr. Berlin, Offenbach, VDE - Verlag Gmbh 1993. Wołkowiński K.: Uziemienia urządzeń elektroenergetycznych. Warszawa, WNT 1972. Wołkowiński K.: Instalacje elektryczne. Zagadnienia wybrane. Warszawa, WNT 1973. Wright P.G.: Using the structures reinforcing steel as an electrical earth. New Zealand Engi neering, 1974, s. 15-^20.
348
Literatura
Normy, przepisy 62. 63. 64. 65.
66. 67. 68.
69.
70. 71. 72. 73. 74. 75.
76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. 85. 86.
ANSI/IEEE Std 80-1986, IEE Guide for Safety in AC Substation Grounding. DIN VDE 0293/02.88 Identification of cores in cables and flexible cords used in power installations with nominal voltages up to 1000V. HD 384.4.41 S2: 1996 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety Chapter 41 : Protection against electric shock. HD 384.4.443 S 1:2000 Electrical installations o f buildings - Part 4: Protection for safety Chapter 44: Protection against overvoltages - Section 443: Protection against overvoltages of atmospheric origin or due to switching. HD 384.4.46 SI: 1987 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety Chapter 46: Isolation and switching. HD 384.4.46 SI: 1987/AE1993 Amendment to subclause 464.5 of HD. HD 384.4.47 S2:1995 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety Chapter 47: Application of protective measures for safety - Section 470: General - section 471 : Measures of protection against electric shock. HD 384.5.537 S2:1998 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter 53: Switchgear and controlgear - Section 537: Devices for isolation and switching. HD 384.5.54 SI: 1988 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment - Chapter 54: Earthing arrangements and protective conductors. HD 384.6.61 SI: 1992 Electrical installations of buildings - Part 6: Verification - Chapter 61: Initial verification. HD 384.7.702 SI: 1991 Electrical installations o f buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 702: Swimming pools. HD 384.7.703 SI : 1991 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 703: Locations containing sauna heaters. HD 384.7.704 SI :2000 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 704: Construction and demolition site installations. HD 384.7.705 SI: 1991 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 705: Electrical installations of agricultural and horticultu ral premises. HD 384.7.706 SI: 1991 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 706: Restrictive conducting locations. HD 384.7.708 SI : 1992 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations - Section 708: Caravan parks and caravans. IEC 38 (1987) IEC standard voltages. IEC 449 (1973) Voltage bands for electrical installations of building (with Amendment No.l (1979) - Voltage bands for d.c.). IEC Report 479-1(1984) Effects o f current passing through the human body. Part.1. General aspects. IEC Report 479-2 (1987) Effects of current passing through the human body. Part.2. Special aspects. IEC 529 (1989) Degrees of protection provided by enclosures (IP Code). IEC 742 (1983) Isolating transformers and safety isolating transformers - Requirements. IEC 757 (1983) Code for designation of colours. IEC 1024-1 International Standard (IS) 1990-03. Protection o f structures against lightning, Part 1: General principles. IEC 1024-1-1. International Standard 1993-08. Protection of structures against lightning, Part 1: General principles. Section 1: Guide A- Selection of protection levels for lightning protec tion systems. Dane aktualne w chwili druku. Sprawdzić aktualność przed stosowaniem.
Literatura
349
87. IEC 60050-195 (1998) International Electrotechnical Vocabulary - Part 195: Earthing and protection against electric shock. 88. IEC 60364-3:1993 +A1:1994 +A2: 1995 Electrical installation of buildings - Part 3: As sessment o f general characteristics. 89. IEC 60364-4-41: 1992 + A l: 1996 + A2: 1999 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 41: Protection against electric shock. 90. IEC 60364-4-42: 1980 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 42: protection against thermal effects. 91. IEC 60364-4-43: 1997 + Al : 1997 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 43: Protection against overcurrent. 92. IEC 60364-4-45: 1984 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 45: Protection against undervoltage. 93. IEC 60364-4-46: 1981 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 46: Isolating and switching. 94. IEC 60364-4-47: 1981 + A 1:1993 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 47: Application of protective measures for safety. Section 470: General. Sec tion 471 : Measures o f protection against electric shock. 95. IEC 60364-4-442: 1993 + A 1:1995 +A2:1999 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 44: Protection against overvoltages. Section 442: Protection of low-voltage installations against faults between high-voltage systems and earth. 96. IEC 60364-4-443: 1995 +A1:1998 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 44: Protection against overvoltages. Section 443: Protection against overvol tages of atmospheric origin or due to switching. 97. IEC 60364-4-444:1996 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Section 444: Protection against electromagnetic interferences (EMI) in installations o f buildings. 98. IEC 60364-4-473:1999 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 47: Application of protective measures for safety. Section 473: Measures of protec tion against overcurrent. 99. IEC 60364-4-481:1993 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 48: Choice o f protective measures as a function of external influences. Section 481: Selection o f measures for protection against electric shock in relation to external influences. 100. IEC 60364-4-482:1982 Electrical installations of buildings - Part 4: Protection for safety. Chapter 48: Choice of protective measures as a function of external influences - Section 482: Protection against fire. 101. IEC 60364-5-51:1997 1982 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erec tion of electrical equipment. Chapter 51 : Common rules. 102. IEC 60364-5-52:1998 Ed.1.1 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment. Chapter 52: Wiring systems. 103. IEC 60364-5-53:1994 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment. Chapter 53: Switchgear and controlgear. 104. IEC 60364-5-54:1980 Al:1982 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment. Chapter 54: Earthing arrangements and protective con ductors. 105. IEC 60364-5-56:1980 +A:1998 Electrical installations of buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment. Chapter 56: Safety services. 106. IEC 60364-5-523:1990 Electrical installations o f buildings - Part 5: Selection and erection of electrical equipment. Chapter 52: Wiring systems. Section 523: Current - canying capacities. 107. IEC 60364-5-537:1981 +A1:1989 Electrical installations o f buildings - Part 5: Selection and erection o f electrical equipment. Chapter 53: Switchgear and controlgear. Section 537: Devi ces for isolation and switching. 108. IEC 60364-5-548:1999 Ed 1.1 Electrical installations o f buildings - Part 5: Selection and erection o f electrical equipment. Section 548: Earthing arrangements and equipotential bon ding for information technology installations.
350
Literatura
109. 1EC 60364-6-61:1986+Al : 1993 +A2:1997 Electrical installations of buildings - Part 6: Verification. Chapter 61: initial verification. 110. IEC 60364-7-701: 1984 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for spe cial installations or locations. Section 701 : Locations containing a bath tub or shower basin. 111. IEC 60364-7-702: 1997 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for spe cial installations or locations. Section 702: Swimming pools and other basins. 112. IEC 60364-7-703: 1984 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for spe cial installations or locations. Section 703: Locations containing sauna heaters. 113. IEC 60364-7-704:1989 +A1: 1999 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 704: Construction and demolition site installations. 114. IEC 60364-7-705:1984 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 705: Electrical installations of agricultural and horticultural premises. 115. IEC 60364-7-706 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 706: Restrictive conductive locations. 116. IEC 60364-7-707: 1984 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for spe cial installations or locations. Section 707: Earthing requirements for the installation o f data processing equipment. I 117. IEC 60364-7-708:1988 +AL1993 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 708: Electrical installations in caravan parks and caravans. 118. IEC 60364-7-709:1994 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 709: Marinas and pleasure craft. 119. IEC 60364-7-711:1998 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 711: Exhibitions, shows and stands. 120. IEC 60364-7-713:1996 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations and locations. Section 713: Furniture. 121. IEC 60364-7-714:1996 Electrical installations of buildings - Part 7: Requirements for special installations or locations. Section 714: External lighting installations. 122. IEC 61140:1997 Protection against electric shock - common aspects for installation and equipment. 123. PN-86-92/E 05003/01-04 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. 124. PN-87/E-93100/01 Sprzęt elektroinstalacyjny. Instalacyjne bezpieczniki topikowe gwintowane na znamionowe napięcia do 1000 V i prądy znamionowe do 200 A. Postanowienia ogólne. 125. PN-88/E-02000 Napięcia znamionowe. 126. PN-90/E-05023 Oznaczenia identyfikacyjne przewodów elektrycznych barwami lub cyframi. 127. PN-90/E-01242* Oznaczenia identyfikacyjne zacisków urządzeń i zakończeń przewodów oraz ogólne zasady systemu alfanumerycznego. 128. PN-90/E-05029 Kod do oznaczania barw. 129. PN-90/E-93002 Wyłączniki nadprądowe do instalacji domowych i podobnych. 130. PN-90/E-93003 Wyłączniki samoczynne do zabezpieczenia urządzeń elektrycznych. 131. PN-91/E-05009/02 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Terminologia. 132. PN-91/E-050Î0 Zakresy napięciowe instalacji elektrycznych w obiektach budowlanych. 133. PN-91/E-06160/10 Bezpieczniki topikowe niskonapięciowe. Ogólne wymagania i badania. 134. PN-92/E Klasyfikacja urządzeń elektrycznych i elektronicznych z punktu widzenia ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym. 135. PN-92/E-08106 Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (IP). 136. PN-E-05032 (1994)** Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym. Wspólne aspekty instalacji i urządzeń.
* Zastąpiona przez PN-EN 60445. ** Zastąpiona przez PN-EN 61140:2002 (U).
Literatura
351
137. PN-IEC 1008-1+A# 1997 Wyłączniki różnicowoprądowe bez wbudowanego zabezpieczenia nadprądowego do użytku domowego i podobnego. Arkusz 1: Postanowienia ogólne. 138. PN-IEC 60050-826:2000 Międzynarodowy słownik terminologiczny elektryki. Arkusz 826: Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. 139. PN-IEC 60364-1:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Zakres, przedmiot i wymagania podstawowe. 140. PN-IEC 60364-3:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ustalenie ogólnych charakterystyk. 141. PN-IEC 60364-4-41:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przeciwporażeniowa. 142. PN-IEC 60364-4-42: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego. 143. PN-IEC 60364-4-43: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed prądem przetężeniowym. 144. PN-IEC 60364-4-45:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed obniżeniem napięcia. 145. PN-IEC 60364-4-46:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Odłączanie izolacyjne i łączenie. 146. PN-IEC 60364-4-47: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona zapew niająca bezpieczeństwo. Zastosowanie środków ochrony zapewniających bezpieczeństwo. Postanowienia ogólne. Środki ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym. 147. PN-IEC 60364-4-442:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona instalacji niskiego na pięcia przed przejściowymi przepięciami i uszkodzeniami przy doziemieniach w sieciach wysokiego napięcia. 148. PN-IEC 60364-4-443: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed przepięciami. Ochrona przed przepięciami at mosferycznymi lub łączeniowymi. 149. PN-IEC 60364-4-444 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapew nienia bezpieczeństwa. Ochrona przed zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) w instala cjach obiektów budowlanych. 150. PN-IEC 60364-4-473:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Stosowanie środków ochrony zapewniających bezpieczeństwo. Środki ochrony przed prądem przetężeniowym. 151. PN-IEC 60364-4-481:1994 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona za pewniająca bezpieczeństwo. Dobór środków ochrony w zależności od wpływów zewnętrz nych. W ybór środków ochrony przeciwporażeniowej w zależności od wpływów zewnętrz nych. 152. PN-IEC 60364-4-482:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Dobór środków ochrony w zależności od wpływów zewnętrz nych. Ochrona przeciwpożarowa. 153. PN-IEC 60364-5-51:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Postanowienia ogólne. 154. PN-IEC 60364-5-52 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wypo sażenia elektrycznego. Oprzewodowanie. 155. PN-IEC 60364-5-53: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Aparatura rozdzielcza i sterownicza. 156. PN-IEC 60364-5-54: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia i przewody ochronne.
* Zastąpiona przez PN-EN 61008-1:2002 (U).
352
Literatura
157. PN-IEC 60364-5-56:1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Instalacje bezpieczeństwa. 158. PN-IEC 60364-5-523 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych* Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów. 159. PN-IEC 60364-5-537: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i mon taż wyposażenia elektrycznego. Aparatura rozdzielcza i sterownicza. Urządzenia do odłącza nia izolacyjnego i łączenia. 160. PN-IEC 60364-5-548 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Układy uziemień i połączenia wyrównawcze instalacji informa tycznych. 161. PN-IEC 60364-6-61:2000 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Sprawdzanie. Sprawdzanie odbiorcze. 162. PN-IEC 60364-7-701: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub/i basen natryskowy. 163. PN-IEC 60364-7-702: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Baseny pływackie i inne. 164. PN-IEC 364-703: 1993 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymaganiafdotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Pomieszczenia wyposażone w ogrzewacze do sauny. 165. PN-IEC 60364-7-704: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Instalacje na terenie budowy i rozbiórki. 166. PN-IEC 60364-5-705: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub ich lokalizacji. Instalacje elektryczne w gospodarstwach rolniczych i ogrodniczych. 167. Pr PN-IEC 60364-7-706 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania doty czące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Przestrzenie ograniczone powierzchniami prze wodzącymi. 168. PN-IEC 60364-7-707: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Wymagania dotyczące uziemień instalacji urządzeń przetwarzania danych. 169. PN-IEC 60364-7-708: 1999 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji łub lokalizacji. Kempingi i pojazdy wypoczynkowe. 170. PN-IEC 60364-7-717:2004 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Część 7-717. Wymagania dotyczące specjalnych instalacji lub lokalizacji. Zespoły ruchome lub przewoźne. 171. PN-ISO 9001 Systemy jakości. Model zapewnienia jakości w projektowaniu, pracach rozwo jowych, produkcji, instalowaniu i serwisie (ustanowionaprzez PKN 5.03.1996 r.). 172. Ustawa o normalizacji (DzU z 1993 r. nr 55, poz. 251, z 1995 r. nr 95, poz. 471 z 1997 r. nr 21, poz. 270)*. 173. Ustawa Prawo budowlane (DzU z 1994 r. nr 89, poz. 414). 174. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r. nr 75, poz. 690). 175. Zarządzenie Ministrów: Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych oraz Admini stracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska z dnia 4.01.1983 roku w sprawie wy tycznych projektowania i wykonywania fundamentów z betonu zbrojonego, wykorzysty wanych jako uziomy. Dziennik Ustaw Ministra Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych nr 1 z dnia 20.05.1983 roku.
Od 1 stycznia 2003 r. obowiązuje Ustawa o normalizacji z dnia 12 września 2002 r. (DzU nr 169, poz. 1386).
MIĘDZYNARODOWA KOMISJA ELEKTROTECHNICZNA (ang. The International Electrotechnical Commission - IEC; niem. Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC); franc. Commission Electrotechnique Internationale (CEI)) www.iec.ch
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) założona w 1906 roku jest światową organizacją i uznanym autorytetem, jeśli chodzi o normalizację w za kresie elektrotechniki i elektroniki. Powstała w wyniku uzgodnień na Między narodowym Kongresie Elektrotechnicznym w St. Louis (USA) w 1904 roku, na którym ustalono ogólną strukturę organizacji. Jako organizacja przygotowuje i publikuje międzynarodowe normy z tych dziedzin oraz dziedzin związanych. Normy te stanowią podstawę w przygotowywaniu norm krajów członkowskich IEC oraz są wykorzystywane w przygotowywaniu określonych wymagań w obszarze handlu międzynarodowego. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna grupuje Komitety Narodowe (w Polsce - Polski Komitet Normalizacyjny) z ponad 50 krajów (patrz zestawienie na str. 354). Kraje te obejmują około 85% światowej populacji ludzkości oraz zużywają ponad 95% produkowanej na świecie energii elektrycznej. Zgodnie z obowiązującymi regułami w IEC są dwie formy uczestnictwa w pracach nad zagadnieniami normalizacyjnymi. Pełne członkostwo umożliwia krajom szerokie uczestnictwo w zakresie międzynarodowej normalizacji. Człon kowie korespondenci mają statut obserwatora i mogą uczestniczyć we wszyst kich spotkaniach IEC. Nie mają oni jednak prawa głosu. Od każdego Komitetu Narodowego oczekuje się, aby był reprezentantem w zakresie wszystkich głównych spraw dotyczących elektrotechniki i elektroniki w obszarze przemysłu, sprzedaży i użytkowania urządzeń, projektowania i budowy urządzeń oraz prac badawczych w działalności państwowej i pry watnej. Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna działa tak, aby zapewnić wszystkim Komitetom Narodowym możliwość wypowiedzenia się we wszyst kich sprawach związanych z normalizacją. Jest to możliwe dzięki pełnym uzgodnieniom w zakresie prac normalizacyjnych na poziomie międzynarodowym.
354
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna
Członkow ie IE C (2005) - wg IEC//CE1
Arabia Saudyjska Argentyna
Korea
Kolumbia (członek korespondent)
Australia
Litwa (członek korespondent)
Austria
Luksemburg
Białoruś
Łotwa (członek korespondent)
Belgia
Malezja
Bośnia i Hercegowina (członek korespondent)
Malta (członek korespondent)
Brazylia
Meksyk
Bułgaria
Niemcy
Chiny
Nowa Zelandia
Chorwacja
Norwegia
Cypr (członek korespondent)
Pakistan
Czechy
Polska
Dania
Portugalia
Egipt
Republika Południowej Afryki
Estonia (członek korespondent) Filipiny (zawieszone członkostwo)
Rumunia Rosja
Finlandia
Serbia i Czarnogóra
Francja
Singapur
Grecja
Słowacja
Holandia
Słowenia
Hiszpania
Szwecja
Islandia (członek korespondent)
Szwajcaria
Indie
Tajlandia
Indonezja
Tunezja (członek korespondent)
Iran
Turcja
Irlandia
Ukraina
Izrael
USA
Japonia
Węgry
Jugosławia
Wielka Brytania
Kazachstan (członek korespondent)
Wietnam (członek korespondent)
Kanada
Włochy
f
Kenia (członek korespondent)
Zadaniem IEC jest promocja, poprzez swoich członków, międzynarodowej współpracy we wszystkich sprawach związanych z normalizacją z dziedziny elektrotechniki, ze szczególnym uwzględnieniem dostosowania norm krajowych do wymagań międzynarodowych. Zakres działania IEC obejmuje wszystkie elektrotechnologie, włączając w to elektronikę, magnetykę i elektromagnetykę, elektroakustykę, telekomunikację, produkcję i rozdział energii oraz dyscypliny związane - terminologię i symbole, pomiary, eksploatację, niezawodność, pro jektowanie i rozwój, bezpieczeństwo i ochronę środowiska.
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna
355
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna jest uznawana przez Światową Organizację Handlu (WTO) i upoważniona przez nią do obserwowania i kon trolowania narodowych i regionalnych organizacji, które akceptują międzynaro dowe normy IEC jako podstawę do tworzenia norm państwowych i regional nych, wchodzących w obszar międzynarodowych uzgodnień handlowych. W Międzynarodowej Organizacji Elektrotechnicznej (IEC) działa Komitet Techniczny 64 (The IEC Technical Committee (TC) 64), który nosi nazwę „In stalacje elektryczne w obiektach budowlanych” („Electricał Installations of buiłdings”). W obszarze działania tego Komitetu jest przygotowywanie norm w zakresie bezpieczeństwa elektrycznego oraz zagadnień związanych z instala cjami elektrycznymi w obiektach budowlanych. Komitet przyczynia się do pro pagowania zgodności między normami dotyczącymi tego obszaru tematycznego w różnych krajach, a także zgodności w zakresie zainstalowanego wyposażenia. Akronimy stosowane w IEC
ACEA ACEC ACET ACOS CA CAB CANENA
CB CD CDF CDV CENELEC COPANT EASC EBRD ETSI ExCo FDIS IEC IEC-PAS IECEE lECEx
Advisory Committee on Environmental Aspects Advisory Committee on Electromagnetic Compatibility Advisory Committee on Electronics and Telecommunications Advisory Committee on Safety Committee of Action Conformity Assessment Board Cobsejo de Armonzacion de Normas Electrotécnicas Naciones de America (Council for Harmonization of Electrotechnical Standar dization of the Nations of the Americas) Council Board Committee Draft Finance Committee Committee Draft for Vote Comité Européen de Normalisation Electrotechnique (European Committee for Electrotechnical Standardization) Comisión Panamericana des Normas Técnicas (Pan American Standards Commission) Euro-Asian Interstate Council for Standardization (EASC) European Bank for Reconstruction and Development European Telecommunications Standards Institute Executive Committee Final Draft International Standard International Electrotechnical Commission IEC-Publicly Available Specification IEC System for Conformity Testing and Certification of Electri cal Equipment IEC Scheme for Certification to Standards for Electrical Equip ment for Explosive Atmospheres
356 IECQ IMF ISO IT ITA ITU JPEG JTAB JTC 1 MC MPEG NC O-MEMBER P-MEMBER PACT PASC Q RM SC SMB SPC TBT TC TT A UNDP UNECE WD WTO
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna
IEC Quality Assessment System for Electronic Components International Monetary Fund International Standards Organization Information Technology Industry Technical Agreement International Telecommunication Union Joint Photographic Experts Group Joint Technical Advisory Board ISO/IEC Joint Technical Committee on Information Technology Marketing Committee Motion Picture Experts Group National Committee Observer Member Participating Member President’s Advisory Committee on future Technologies # Pacific Area Standards Congress Questionnaire Report of Meeting Subcommittee Standardization Management Board Sales Policy Committee Technical Barriers to Trade Agreement Technical Committee Technology Trend Assessment United Nations Development Program United Nations Economic Commission for Europe Working Draft World Trade Organization
EUROPEJSKI KOMITET NORMALIZACYJNY ELEKTROTECHNIKI (ang. The European Committee for Electrotechnical Standardization - CENELEC; niem. Europäisches Komitee für Elektrotechnische Normung; franc. Comité Européen de Normalisation Electrotechnique) www.cenelec.be Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki powstał 1.01.1973 r. Po przednimi organizacjami w zakresie normalizacji, działającymi od 1958 r. w Europie Zachodniej, były CENELCOM i CENEL. Narodowe Komitety Elektrotechniczne Belgii, Francji, Niemiec, Włoch i Holandii, będące członkami IEC, stworzyły w 1959 r. grupę pod nazwą CENELCOM (The European Committee for the Coordination of Electrical Stan dards in the Common Market Countries). Zadaniem tej grupy było ujednolicenie norm funkcjonujących w tych krajach, szczególnie w tych obszarach, które stwarzały bariery handlowe. Drugą organizacją działającą w Europie był komitet CENEL (The Euro pean Committee for the Coordination of Electrical Standard). W tej organizacji członkowie CENELCOM oraz Luksemburg współpracowali z Narodowymi Komitetami Elektrotechnicznymi zrzeszonymi w IEC i należącymi do 7 kra jów EFTA (Austria, Dania, Norwegia, Portugalia, Szwecja, Szwajcaria, Wiel ka Brytania). Zadaniem tej dużej grupy była analiza norm IEC w zakresie ich wykorzystania w krajach członkowskich. Później do prac tych włączyła się również Finlandia. CENELEC jest stowarzyszeniem międzynarodowym, powstałym na pod stawie prawa belgijskiego, działającym z założenia jako bezdochodowe. Jego zadaniem jest kreowanie europejskiego rynku elektrotechnicznego. CENELEC ma w swoim składzie Narodowe Komitety Elektrotechniczne z 28 krajów Europy: Austria, Belgia, Cypr, Czechy, Dania, Estonia, Finlandia, Francja, Grecja, Hiszpania, Holandia, Irlandia, Islandia, Litwa, Luksemburg, Łotwa, Malta, Niemcy, Norwegia, Polska (2004 r.), Portugalia, Słowacja, Sło wenia, Szwecja, Szwajcaria, Węgry, Wielka Brytania, Włochy. Członkami stowarzyszonymi są Komitety Narodowe Bośni i Hercegowiny, Bułgarii, Chorwacji, Rumunii, Turcji.
358
Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki
CENELEC przygotowuje normy z dziedziny elektrotechniki dla odbiorców w Europie, przyczyniając się do rozwoju wolnego handlu i usług v Wyniki prac CENELEC publikowane są jako: — Normy Europejskie (European Standard, EN), — Dokumenty Harmonizacyjne (Harmonization Document, HD), — Prenormy Europejskie (European Prestandard, ENV). Każda Norma Europejska (EN) musi być wdrożona na poziomie krajowym bez sprzeczności z innymi normami. W normie takiej zamieszcza się adnotację, że norma EN jest normą krajową. W normie takiej nie mogą być wprowadzone żadne zmiany. Po wprowadzeniu normy EN opracowane normy krajowe nie mogą być z nią sprzeczne. W przypadku Dokumentów Harmonizacyjnych (HD) Komitety Narodowe nie muszą publikować ich w całości jako tekstu równoważnego oryginałowi. Dokument taki może być adaptowany z uwzględnieniem potrzeb danego kraju lub może nie być przyjęty w danym kraju. W przypadku jego wydania nie może być on sprzeczny z normami krajowymi. Normy krajowe wydawane po ukaza niu się dokumentu HD nie mogą również być z nim w sprzeczności. Prenormy Europejskie (ENV) są przygotowywane jako normy do tymcza sowego stosowania, szczególnie w tych obszarach, w których obserwuje się duży stopień innowacyjności lub w przypadkach pilnej potrzeby informacji po rządkującej pewne zagadnienia. ENV są przygotowywane przez CENELEC, który może przyjąć takie do kumenty przez głosowanie w czasie specjalnych spotkań łub przez rozesłanie ankiety i głosowanie pisemne. Jest wymagane, aby członkowie CENELEC mieli dostęp do ENV odpo wiednio przygotowanych. Pewne niezgodności ENV z normami krajowymi po winny być usunięte w chwili przekształcenia prenormy ENV w normę EN. Członkowie CENELEC są również członkami IEC. CENELEC wdraża jed nolite wyniki prac IEC w Europie po uzgodnieniach ze wszystkimi członkami zgodnie z ustaleniami dokonanymi przez IEC i CENELEC w 1996 r. (Dresden Agreement). W wyniku współpracy tworzone są również wspólne dokumenty, sygnowane przez obie organizacje. Publikacje IEC są podstawą pracy Komitetu Technicznego CENELEC. W wyniku prac 64. Komitetu Technicznego (Technical Committee 64) tworzy się dokumenty harmonizacyjne (HD). Publikacje IEC 60364 są wydawane w ję zykach francuskim i angielskim. Dokumenty HD ukazują się dodatkowo w języ ku niemieckim.
AKRONIMY
{ACRONYMS)
American Association of Engineers Alternating Current American Chemical Society Addendum to an International Standard Association Electrotécnica Española, Madrid Australian Electrical and Electronic Manufactures Association Associazione Eletrotecnica Italiana Association Française Normalisation American National Standard Institute, New York Acceptable Quality Level Australian Standard British Standard British Standard Institution, London Computer-aided manufacturing (system komputerowego wspoma gania produkcji) China Association for Standardization CAS Comité Electrotechnique Beige, Brlissel CEB Canadian Electrical Code CEC CECC CENELEC Electronic Components Committee CEE Commission of Rules for the Approval of Electrical Equipment, Arnhem, NL Comitato Elettrotechnico Italiano, Milano CEI CEI Commission Electrotechnique Internationale (International Electro technical Commission) Canadian Electrical Manufacturers Association CEMA Comité Européen de Normalisation (European Committee for Stan CEN dardization) CENELEC European Committee for Electrotechnical Standardization
AAE AC ACS Add AEE AEEMA AEI AFNOR ANSI AQL AS BS BSI CAM
■
360
Akronimy
Comissäo Electrotécnica Portuguese Comité Électrotechnique Suise Conférence Internationale des Grands Réseaux Électriques, Paris Chloropren-Rubber Canadian Standards Association Direct Current Dansk Elektroteknik Komite Danmarks Elektriske Materielkontrol (Dania) Deutsches Institut fur Normung, Berlin Draft International Standard (ISO) Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN Equipotential Bonding European Communities electrocardiography Electrostatic Discharge i Electronic Equipment (urządzenie elektroniczne) European Economic Area European Economic Community electroencephalography Electrical and Electronic Manufactures Association of Canada European Free Trade Association (Europejskie Stowarzyszenie Wol nego Handlu) EHDERS Extra-heavy duty rigid steel conduit EHG electrohysterography Elektriska Inspektorated, Finlandia El Electrical Installation Equipment Manufactures (GB) EIEMA extra low voltage ELV Electromagnetic compatibility (kompatybilność elektromagnetyczna) EMC Electromagnetic interferences (zakłócenia elektromagnetyczne) EMI Earthing Reference Point (uziemiający punkt odniesienia) ERP European Standard ES European Standards Organization ESO European Union EU Functional earthing conductor (funkcjonalny przewód uziemiający) FE functional extra-law voltage (bardzo niskie napięcie funkcjonalne) FELV Gas-Insulated Substation (rozdzielnica o izolacji gazowej) GIS Harmonization Document (CENELEC) HD h.r.c.fuses hight rupting capacity fuses high-voltage HV International Classification for Standards ICS International Energy Agency IEA International Electrotechnical Commission IEC IEC Quality System for Electronic Components IECQ Institution of Electrical Engineers (UK), London IEE
CEP CES CIGRE CR CSA DC DEK DEMKO DIN DIS DICE EB EC ECG ED EE EEA EEC EEG EEMAC EFTA
Akronimy
IEEE IEV IMD IP IRPA ISBN ISO IT HE JEA JEM JIS LAN LciE LEMP LIWV LPS LPZ LV LVD m.c.b. MEB MIMS MMI N NEC NEMKO NEMP NF NR NZECP NZS ÖNORM ÖVE PABX PCBC PE PELV
361 Institute of Electrical and Electronics Engineers International Electrotechnical Vocabulary (Międzynarodowy Słow nik Terminologiczny Elektryki) isolation monitoring device IEC Publication 529: Degrees of protection provided by enclosures International Radiation Protection Association International Standard Book Number International Standards Organization Isolated Power System (USA) Information technology equipment (urządzenia informatyczne) Japan Electric Association, Tokio Japanese Electrical Manufacturers Association Japanese Industrial Standard Local area networks (sieci lokalne) Laboratories Central des Industries Electriques Lightning Electro-Magnetic Puls (piorunowy impuls elektromagne tyczny) Lightning Impulse Withstand Voltage (znamionowe napięcie udaro we wytrzymywane piorunowe) Lightning Protection System Lightning Protection Zone (strefa ochrony odgromowej) low voltage Low-Voltage Directive miniature circuit breaker Main equipotential bonding, main earthing bar (główna szyna uzie miająca) Mineral insulated metal sheathed Man-maschine interface (urządzenie do współdziałania człowieka z maszyną) neutral conductor (przewód neutralny) National Electrical Code (USA) N orges Elektriske Materielkontroll Nuclear Electro-Magnetic Puls Norme Française Natural-Rubber New Zealand Electrical Code of Practice New Zealand Standard Österreichische Norm Österreichischer Verband für Elektrotechnik Private automatic branch exchange (instalacja, urządzenie cyfrowych central abonenckich) Polskie Centrum Badań i Certyfikacji protective conductor (przewód ochronny) protective extra-law voltage (bardzo niskie napięcie ochronne)
362 PNE PQ pr ES pr HD PVC r.c.d. RCD RCM RD RH RIV rms SAA SABS SDPs SEK SELV SEMKO SEMP SEV SiR SIWV SPD THDi THDu UC UL UPS VDE VF WG
Akronimy
Presentation des Normes Europeenes Primary Questionnaire v Draft European Standard Draft Harmonization Document Polyvinyl chloride residual current device residual current device (urządzenie różnicowoprądowe) residual current monitor Reference-Document relative humidity (wilgotność względna) rated insulation voltage (napięcie znamionowe izolacji) root meansquare (wartość skuteczna) Standards Association of Australia, North Sydney South African Bureau of Standards (RPA) Surge protective device (urządzenie ochrony przepięciowej) i Svenska Elektriska Kommissionen, Stockholm safety extra-law voltage (bardzo niskie napięcie bezpieczne) Svenska Elektriska Materieikontrollanstalten Switching-electromagnetic pulse Schweizerischer Electrotechnischer Verein Silicon-Rubber Switching Impulse Withstand Voltage (znamionowe napięcie udaro we wytrzymywane łączeniowe) Surge Protection Device (urządzenia ochrony przepięciowej) total harmonics for current total harmonics for voltage Universal Current Inderwriters Laboratories, Chicago Uninterruptable power supply (urządzenie bezprzerwowego zasila nia) Verband Deutscher Elektrotechniker e.V. (Association of German Electrical Engineers) Ventricular Fibrillation Working Group (IEC and ISO)
SŁOWNIK ANGIELSKO-POLSKI (THE ENGLISH-POLISH DICTIONARY)
A abrasive absolute air humidity absolute humidity acceleration acceleration amplitude acceptable risk access path (to the device) accessibility of electrical equipment accessible non-conductive part accessible surface accidental contact accordance with the standard accumulator battery acoustic alarm system activity indicator additional protection adhesive label adhesive tape adjustable protective device admissible limit temperature admissible voltage drop aggresive nature agricultural premise air convection air flow air instake
materiał ścierny wilgotność bezwzględna powietrza wilgotność bezwzględna przyspieszenie amplituda przyspieszenia ryzyko dopuszczalne droga dostępu (do urządzenia) dostępność wyposażenia elektrycznego część nieprzewodząca dostępna powierzchnia dostępna przypadkowy dotyk zgodność z normą bateria akumulatorów alarm akustyczny wskaźnik zadziałania ochrona uzupełniająca etykieta samoprzylepna taśma samoprzylepna urządzenie zabezpieczające z re g u la cją nastawy temperatura graniczna dopuszczalna dopuszczalny spadek napięcia cechy agresywne pomieszczenie rolnicze konwekcja powietrza przepływ powietrza czerpnia powietrza
364
Słownik angielsko-polski
air insulation air-conditioning system air-support structure alarm system alternating current (a.c.) altitude ambient climatic conditions ambient temperature animal body anti-vibration mounting anti-vibration mounting applied part (of the medical electrical equipment) application temperature arc time arc-combustible material arc-suppresion coil architrave armoured cable armoured cable armouring of a cable artificial neutral point assembly fault asymmetrical load asymmetrical short-circuit current atmospheric phenomena automatic disconnection automatic operation automatic supply autotransformer auxiliary circuit auxiliary electrode auxiliary source auxiliary switch available neutral point average temperature
izolacja powietrzna klimatyzacja konstrukcja podtrzymywania ciśnienia powietrza system alarmowy prąd przemienny wysokość (nad poziomem morza) warunki klimatyczne otoczenia temperatura otoczenia ciało zwierzęcia podstawa przeciwwstrząsowa zamocowanie antywstrząsowe część aplikacyjna (aparatu elektromedycznego) temperatura eksploatacji czas łukowy materiał odporny na łuk elektryczny dławik gaszący ościeżnica kabel zbrojony przewód opancerzony pancerz kabla sztuczny punkt neutralny błąd montażu niesymetria obciążenia prąd zwarciowy asymetryczny zjawiska atmosferyczne samoczynne wyłączenie samoczynne zadziałanie załączanie samoczynne autotransformator obwód pomocniczy uziom pomocniczy źródło pomocnicze łącznik pomocniczy punkt neutralny niedostępny średnia temperatura
B back-up protection bare conductor barier basic insulation basic protection basin of fountain
zabezpieczenie rezerwowe goły przewód ogrodzenie izolacja robocza ochrona podstawowa basen fontanny
|
Słownik angielsko-polski
365 beach bell transformer bi-colour combination binding wire body of person body resistance boiler boiler room boiling point bonded across bonding conductor bottom surface bouncing of relay contacts branch circuit breaking capacity brick work building building void busbar trunking system busbar trunking system (busway) busbars
plaża transformator dzwonkowy kombinacja dwubarwna drut wiązałkowy ciało człowieka rezystancja ciała ludzkiego kocioł kotłownia punkt wrzenia zmostkowany przewód mostkujący powierzchnia dolna odskoki styków przekaźnika rozgałęzienie obwodu zdolność wyłączania mur z cegły obiekt budowlany szyb konstrukcyjny przewody szynowe przewód szynowy szyny zbiorcze
c cabel chanel cable covering cable ducting cable ducting system (CDS) cable gland cable lader system cable support cable to cable clearance cable tray system cable trunking system (CTS) capability of persons capacitive current car washing stand caravan caravan pitch catalogue number category of external influence ceiling ceiling heating cement works central heating system
kanał kablowy osłona kabla kanał przewodowy system listew instalacyjnych Zamkniętych dławnica kablowa system drabinek instalacyjnych podpora przewodu prześwit między kablami system korytek ¡nstalaCyjnych system listew instalacyjnych otwieranych kompetencje osób prąd pojemnościowy myjnia samochodowa przyczepa turystyczna kempingowe stanowisko postoj numer katalogowy L kategoria wpływu zewnętrzu, nego sufit ogrzewanie sufitowe cementownia centralne ogrzewanie
366 ceramic materia! ceraunic level change-over time characteristic of protecti ve device characteristic of the load characteristics of protective conductors characteristics of the circuit charging voltage chemical works chimney effect circuit circular conductor climatogram elook-room close electrical operating area closed ring closed surface codification of external influences coincidence factor combinet neutral and protective conductor combustion of material commercial building commercial premise compatibility compensatory measure computer room concentric conductor concrete concrete covering conditions of evacuation conducting surface conductive floor conducting fluid conductive rubber conductive screen conductor conductor insulation conductors in parallel conduit system connection box connections between conducors connector, coupler construction of building
Słownik angielsko-polski
materiał ceramiczny poziom kerauniczny czas przełączania charakterystyka urządzenia ochronnego charakterystyka obciążenia parametry przewodów ochronnych parametry obwodu elektrycznego napięcie ładowania fabryka chemiczna efekt kominowy obwód żyła okrągła klimatogram szatnia obszar mchu elektrycznego zamknięty otok powierzchnia zamknięta kodyfikacja wpływów zewnętrznych współczynnik jednoczesności przewód ochronno-neutralny spalenie materiału budynek handlowy pomieszczenie handlowe kompatybilność element kompensujący sala komputerowa przewód koncentryczny (współosiowy) beton otulina betonowa warunki ewakuacji powierzchnia przewodząca podłoga przewodząca płyn przewodzący guma przewodząca ekran przewodzący przewód izolacja przewodu żyły równoległe system rur instalacyjnych skrzynka łączeniowa połączenia między przewodami złączka konstrukcja obiektu budowlanego
367
Słownik angielsko-polski
construction site construction site equipment constructional material consumer installation contact resistance contactor continuity of the conductors continuous current-carrying capacity control control circuit control device control panel control room controlgear controlled level convection conventional time conventional value conventionaly defined conversion of electrical energy conveyor cooling conditions co-ordination of insulation co-ordination of protections co-ordination of the type of system correction factor corrosion resistant corrosive substance crane cross-section area cross-section of conductor cross-sectional area cross-sectional area of conductor current rating current setting current setting selected current transformer cut-off current cyclic load
plac budowy wyposażenie placu budowy materiał konstrukcyjny obwód odbiorczy rezystancja styku stycznik ciągłość przewodów obciążalność prądowa długotrwała sterowanie obwód sterujący urządzenie sterownicze tablica sterownicza pomieszczenie sterownicze aparatura sterownicza poziom kontrolowany konwekcja czas umowny wartość umowna określony umownie przekształcenie energii elektrycznej transporter warunki chłodzenia koordynacja izolacji koordynacja zabezpieczeń koordynacja układu sieci współczynnik poprawkowy odporny na korozję substancja korozyjna dźwig przekrój przekrój przewodu pole przekroju poprzecznego przekrój żyły prąd znamionowy nastawienie prądu prąd nastawiony przekładnik prądowy prąd ograniczony obciążenie cykliczne
D d.c. power supply d.c. power supply network d.c. ripple-free
zasilacz prądu stałego sieć zasilająca prądu stałego prąd stały nietętniący
368
Słownik angielsko-polski
dzienne wahania obciążenia daily variation of demand zniszczenie damage zagrożenie życia danger to life strefa niebezpieczna danger zone niebezpieczne napięcie dotykowe dangerous touch voltage zagrożenia dangers przewód przetwarzania danych data cables przesyłanie danych data communication przetwarzanie danych data processing data processing equipment urządzenie przetwarzania danych zniszczenie materiału degradation of material stopień ochrony degree of protection stopień bezpieczeństwa degree of safety działanie zamierzone deliberate action density occupation zagęszczenie ludźmi l osad pyłu deposit of dust projektowanie design deterioration obniżenie się jakości wpływ szkodliwy detrimental influence urządzenie badane device under test (DUT) zespół prądotwórczy napędzany silnikiem Diesla diesel-driven generator different voltages różne napięcia digital control system system sterowania cyfrowego dimension wymiar direct connection połączenie bezpośrednie direct contact dotyk bezpośredni direct current (d.c.) prąd stały direction of rotation kierunek wirowania directly earthed point punkt bezpośrednio uziemiony energia rozładowania discharge energy lampa wyładowcza discharge lamp discharge lighting lampa wyładowcza disconnecting device, isolation measure urządzenie odłączające czas wyłączenia disconnecting time disconnection of supply wyłączenie zasilania amplituda przemieszczania displacement amplitude dissipation of heat rozproszenie ciepła distribution circuit obwód rozdzielczy distribution of energy rozdział energii układ rozdzielczy distribution system sieć zakłócająca disturbed network współczynnik niejednoczesności diversity factor przegroda divider podział instalacji division of installation
369
Słownik angielsko-polski
double insulation double wound transformer downstream of rectifier drip-tight drop in voltage dry location ducting duration dust dust-tight dynamic stresses
izolacja podwójna transformator dwuuzwojeniowy strona odbiorcza prostownika kroploszczelne obniżenie napięcia miejsce suche kanał (przewodowy) czas trwania pył pyłoszczelny narażenia dynamiczne
E earth continuity monitoring earth electrode embeded in foundation earth electrodes in parallel earth fault current earth fault monitoring earth pipe earth plate earth potential earth rod earth wire, earthing conductor earthed circuit earthed line conductor earthed mid - wire conductor earthed point of a power system earthenware duct earth-fault current earth-free local equipotential bonding earthing arrangement earthing bus conductor earthing lead earthing of system earthing resistance earthing (system) earthing terminal earth-leakage current earthworks effectively earthed system efficacy of earth electrode electric arc electric fence
stała kontrola uziemienia uziom fundamentowy uziomy połączone równolegle prąd zwarcia doziemnego kontrola doziemienia uziom rurowy uziom płytowy potencjał ziemi uziom prętowy przewód uziemiający obwód uziemiony uziemiony przewód skrajny uziemiony przewód środkowy uziemiony punkt układu sieci osłona ceramiczna prąd zwarciowy doziemny nieuziemione połączenia wyrównawcze miej scowe układ uziemiający magistrala uziemiająca przewód uziemiający uziemienie układu sieci rezystancja uziemienia uziemienie zacisk uziemiający prąd upływowy doziemny prace ziemne sieć uziemiona skutecznie skuteczność uziomu łuk elektryczny ogrodzenie elektryczne
370 electric field electric potential of earth electric power distribution system electric power generation system electric power installation electric pump electric resistivity of soil electric shock electric strength electric traction electric water-heater electrical bum electrical connection electrical continuity electrical continuity characteristic electrical equipment electrical indicator electrical influences electrical installation electrical insulating characteristic electrical operating area electrical operating area electrical power network (system) electrical properties electrical resistance of the human body electrical separation electrically driven door electricity meter electrochemical corrosion electrochemical source electrocution electrolytic corrosion electromagnetic compatibility electromagnetic disturbances electromagnetic influence electromagnetic phenomena electromechanical stress electronic converter electrostatic discharge electrostatic precipitator elektrostatic influence emergency control emergency stopping emergency supply
Słownik angieisko-polski
pole elektryczne potencjał elektryczny ziemi v system rozdziału energii system wytwarzania energii instalacja silnoprądowa pompa elektryczna rezystywność gruntu porażenie prądem elektrycznym wytrzymałość elektryczna trakcja elektryczna warnik elektryczny oparzenie prądem elektrycznym połączenie elektryczne ciągłość elektryczna stabilne właściwości elektryczne i wyposażenie elektryczne wskaźnik elektryczny wpływy elektryczne instalacja elektryczna izolacyjne właściwości elektryczne obszar obsługi wyposażenia elektrycznego pomieszczenie ruchu elektrycznego sieć elektroenergetyczna właściwości elektryczne elektryczna rezystancja ciała ludzkiego separacja elektryczna drzwi z napędem elektrycznym licznik elektryczny korozja elektrochemiczna źródło elektrochemiczne porażenie śmiertelne korozja elektrolityczna kompatybilność elektromagnetyczna zaburzenie elektromagnetyczne oddziaływanie elektromagnetyczne zakłócenia elektromagnetyczne oddziaływanie elektromechaniczne przekształtnik elektroniczny wyładowanie elektrostatyczne filtr elektrostatyczny oddziaływanie elektrostatyczne wyłączenie awaryjne awaryjne zatrzymanie zasilanie awaryjne
371
Słownik angielsko-polski
emergency switch emergency switching emergency switching device enclosure engraving enhanced protective environment environmental conditions equipotential bonding equipotential bonding conductor equipotential surface equipotential zone equipotentiality equivalent insulation erection (of electrical installation) error corecti on escalators escape route excess temperature exciter circuit expansion gap expansion joint exposed conductive part external atmosphere external connection external diameter external influences external lighting external luminaire external source external supply extra-low voltage extraneous conductive part extremely low ambient temperature
wyłącznik awaryjny awaryjne wyłączanie awaryjne urządzenie łączeniowe obudowa grawerowanie ochrona wzmocniona środowisko warunki środowiskowe połączenia wyrównawcze przewód połączenia wyrównawczego powierzchnia ekwipotencjałna strefa ekwipotencjałna ekwipotencj alność izolacja równoważna montaż (instalacji elektrycznej) korekcja błędu schody ruchome droga ewakuacyjna nadmierna temperatura obwód wzbudzenia szczelina dylatacyjna złącze kompensacyjne część przewodząca dostępna atmosfera zewnętrzna połączenie zewnętrzne średnica zewnętrzna wpływy zewnętrzne oświetlenie zewnętrzne oprawa oświetleniowa zewnętrzna źródło zewnętrzne zewnętrzne źródła zasilania bardzo niskie napięcie część przewodząca obca krańcowo niska temperatura otoczenia
F factory-built equipment fall height false ceiling, suspended ceiling fatigue fault fault conditions fault current fault detection
urządzenia produkowane fabrycznie wysokość spadania sufit podwieszany zmęczenie (materiału) uszkodzenie warunki zakłóceniowe prąd zakłóceniowy wykrycie uszkodzenia
372
Słownik angielsko-polski
brak uszkodzenia fault free ochrona dodatkowa ¥ fault protection zwarcie doziemne fault to earth, short-circuit to earth napięcie zakłóceniowe fault voltage impedancja pętli zwarciowej fault-loop impedance fault-voltage operated protective device urządzenie ochronne napięciowe fauna fauna sprzężenie zwrotne feedback kabel zasilający feeder obudowa ferromagnetyczna ferromagnetic enclosure połączenie światłowodowe fibre optic link obwód odbiorczy final, circuit temperatura końcowa final temperature alarm pożarowy fire alarm system przegroda ogniowa fire barrier wykrywacz ognia fire detector czujka pożarowa fire detection działanie ognia fire effect system gaszenia pożaru fire extinguishing system niebezpieczeństwo pożaru fire risk zagrożenie pożarowe fire risk, fire hazard przegroda ognioodporna fire-proof shutter komora ognioszczelna fire-segregated compartment prąd pierwszego doziemienia first fault current meble i sprzęty domowe fitment osprzęt fittings, accessories instalacja stała fixed installation prądnica stacjonarna fixed power generator stałe źródło separacyjne fixed separation source osprzęt mocujący fixing device płomień flame rozprzestrzenianie płomienia flame propagation środek zmniejszający palność flame-retardant materiał palny flammable (combustible) material ciecz palna flammable liquid przewód giętki flexible cable połączenie giętkie flexible connection przewód jednożyłowy giętki flexible single-core cable instalacja przewodami giętkimi flexible wiring oprzewodowanie giętkie flexible wiring system napięcie doładowywania floating voltage ogrzewanie podłogowe floor heating reflektor floodlight flora flora
373
Słownik angiefsko-polski
fluorescent lighting foodstuffs forced air heating foreign solid body form of conductor free passage free-falling drops (of water) frequency frequency range frequent movement full set of samples functional earhing and protective conductor functional earthing functional earthing conductor functional earthing, functional grounding (USA) functional requirements fundamental requirements fuse fuse-base fuseholder fusing element
oświetlenie fluorescencyjne artykuły spożywcze wymuszone ogrzewanie powietrzem obce ciało stałe kształt żyły (przewodu) swobodne przejście swobodnie spadające krople (wody) częstotliwość przedział częstotliwości częste przemieszczanie pełny zestaw próbek przewód uziemiający ochronno-funkcjonalny uziemienie funkcjonalne przewód uziemienia funkcjonalnego uziemienie robocze wymagania funkcjonalne wymagania podstawowe bezpiecznik gniazdo bezpiecznikowe główka bezpiecznika element topikowy
G gas cylinder gas insulation gas-insulated switchgear gauge-piece generation of electrical energy generator generator set geographical location graphical symbol ground fault current circuit group of conductors
butla gazowa izolacja gazowa rozdzielnica o izolacji gazowej wstawka kalibrowa wytwarzanie energii elektrycznej prądnica generator prądotwórczy położenie geograficzne symbol graficzny obwód prądu ziemnozwarciowego wiązka przewodów
H hand-held device (equipment) handrail harmful effects harmful hazard harmonics
urządzenie ręczne poręcz szkodliwe skutki szkodliwe zagrożenie wyższe harmoniczne
374
Słownik angielsko-polski
hazardous-live-part hazardous part hazardous processes hazardous-live-part heat capacity heat generation heat radiation, thermal radiation heat resistance heat source heating heating cabinet heating element high air temperature high relative humidity high voltage system higher voltage circuit higher voltage system high-frequency oscillations high-rise building horticultural premise hosewater hot water system household conditions human body hydrocarbon story hydrocarbons
część czynna niebezpieczna część niebezpieczna procesy niebezpieczne niebezpieczna część czynna pojemność cieplna wytwarzanie ciepła promieniowanie cieplne wytrzymałość cieplna źródło ciepła ogrzewanie komora grzewcza element grzejny wysoka temperatura powietrza wilgotność względna duża układ wysokiego napięcia obwód wyższego napięcia sieć wyższego napięcia drgania wysokiej częstotliwości budynek wysokościowy gospodarstwo ogrodnicze wąż wodny sieć ciepłej wody warunki domowe ciało ludzkie magazyn węglowodoru węglowodory
I ice resistant identification by colours identification mark immersion impact impedance impedance earthed neutral system impedance of the fault loop impulse strength impulse withstand voltage inadvertent operation incandescent lamp incoming circuit increase of temperature independent electrode
odporny na lód oznaczenia barwne znak identyfikacyjny zanurzenie uderzenie impedancja sieć z punktem neutralnym uziemionym za po średnictwem rezystora impedancja pętli zwarciowej wytrzymałość udarowa napięcie udarowe wytrzymywane działanie niezamierzone żarówka obwód doprowadzający wzrost temperatury uziom niezależny
375
Słownik angielsko-polski
indirect contact indoor location inducted voltage industrial area industrial installations influence of environment information technology installation infra-red radiation ingrees of water initial temperature initial verification injury inner skin inperforated tray input circuit input terminal input winding inrush current insect inspection installation conditions installation temperature instantaneous tripping instructed person insulated clip insulated conductor insulating hairier insulating conduit insulating enclosure insulating wall insulation monitoring device insulation of live parts insulation resistance interior of the bath internal connection internal part internal resistance internal wiring of apparatus international standardization international unification intruder alarm system ionizing influence ionizing radiation isolated neutral system
dotyk pośredni przestrzeń wewnętrzna napięcie indukowane strefa przemysłowa instalacje obiektów przemysłowych oddziaływanie środowiska instalacja informatyczna promieniowanie podczerwone wnikanie wody temperatura początkowa badania odbiorcze, próba wstępna obrażenia ciała pokrycie wewnętrzne korytko instalacyjne bez perforacji obwód wejściowy zacisk wejściowy uzwojenie pierwotne prąd rozruchowy początkowy insekt przegląd warunki zainstalowania temperatura instalowania wyłączenie natychmiastowe osoba poinstruowana uchwyt izolacyjny przewód izolowany przegroda izolacyjna rurka izolacyjna obudowa izolacyjna ściana izolacyjna urządzenie ciągłej kontroli izolacji izolowanie części czynnych rezystancja izolacji wnętrze wanny połączenie wewnętrzne część wewnętrzna rezystancja wewnętrzna obwód wewnętrzny urządzenia normalizacja międzynarodowa unifikacja międzynarodowa system alarmowy włamaniowy oddziaływanie jonizujące promieniowanie jonizujące sieć z izolowanym punktem neutralnym
376
Słownik angielsko-poiski
isolated power system (USA) isolating transformer isolation isolation monitoring device (IMD) ISO-metric thread items of equipment
izolowany system zasilania (IT) transformator ochronny (separacyjny) odłączenie wskaźnik stanu izolacji gwint metryczny ISO części wyposażenia
jet of water Joule integral junction box
strumień wody całka Joule’a skrzynka przyłączeniowa
lacquer ladder support lampholder lampholder, luminaire large-area contact laser link lead lead sheath legal requirements leisure accommodation vehicle leisure home level of thunderstorm activity life of earth electrode life of insulation lifting magnet light blue strips light industry lighting lighting circuit lightning arrester lightning overvoltage lightning protection (of buildings) lightning protection system limit value limitation of charge limitation of overcurrent limitation of voltage 1imited-curren t-source limiting a current linear deffection line-to-line voltage
lakier drabinka instalacyjna 0 oprawka źródła światła oprawa oświetleniowa dotyk wielkopowierzchniowy powiązanie laserowe ołów powłoka ołowiana wymagania prawne pojazd wypoczynkowy domek wypoczynkowy poziom aktywności burzowej trwałość uziomu trwałość izolacji elektromagnes dźwigowy jasnoniebieskie paski przemysł lekki oświetlenie obwód oświetleniowy ogranicznik przepięć przepięcie atmosferyczne ochrona odgromowa (obiektów budowlanych) system ochrony odgromowej wartość graniczna ograniczenie ładunku ograniczenie prądów przetężeni owych ograniczenie napięcia źródło prądu ograniczonego ograniczenie wartości prądu zniekształcenie liniowe napięcie międzyfazowe (międzyprzewodowe)
377
Słownik angielsko-polski
line-to-neutral voltage liquid insulation live conductor live part livestock load factor load to be expected local area network local equipotential bonding lockable enclosure loss of voltage, voltage interruption low air temperature low relative humidity low voltage power network low-voltage generating set low-voltage network lower limit of range of ambient temperature luminous tube
napięcie fazowe izolacja ciekła przewód roboczy część czynna zwierzęta domowe współczynnik obciążenia obciążenie spodziewane sieć lokalna połączenie wyrównawcze miejscowe obudowa zamykana zanik napięcia temperatura powietrza niska wilgotność względna mała sieć elektroenergetyczna niskiego napięcia zespół prądotwórczy niskonapięciowy sieć niskiego napięcia dolna granica wartości temperatury otoczenia rura jarzeniowa
M machine-to 1 magnetic circuit magnetic field magneto-ohmmeter main earthing bar main earthing terminal main equipotential bonding conductor main protective conductor main supply maintenance maintenance gangway manufacturing fault manufacturing process manufacturing to 1erances marina marking masonry masonry wall maximum acceleration maximum current allowable measurement instrument measuring circuit mechanical conditions
obrabiarka obwód magnetyczny pole magnetyczne omomierz induktorowy główna szyna uziemiająca główny zacisk uziemiający przewód połączenia wyrównawczego głównego główny przewód ochronny zasilanie podstawowe konserwacja korytarz nadzoru błąd produkcyjny proces produkcyjny tolerancje fabryczne basen jachtowy cechowanie mur ściana murowana przyspieszenie maksymalne maksymalny prąd dopuszczalny przyrząd pomiarowy obwód pomiarowy warunki mechaniczne
378 mechanical connection, mechanical joint mechanical damage mechanical effects mechanical properties mechanical protection mechanical strenght mechanical stresses medical apparatus medical electrical equipment medical electrical system medical IT system medical location mesh glass mesh screen metal support metallic covering metallic covering of cable metallic grid metallic reinforcement of concrete metallic screen metallic screw metallic surrounding metallic system component metallic water-pipe method of installation microwave link mid-point mid-point conductor mobile equipment (device) mobile home mobile power generator mobile separation source mobile source mobile unit motor control motor-alternator set motor-generator set mould growth moulding movable conductive connection movement of air moving contact multicore cable multipole device
Słownik angielsko-poiski
połączenie mechaniczne uszkodzenie mechaniczne skutki mechaniczne właściwości mechaniczne ochrona mechaniczna wytrzymałość mechaniczna narażenia mechaniczne aparat medyczny aparatura elektromedyczna zestaw elektromedyczny układ medyczny IT pomieszczenie medyczne szkło zbrojone siatka podpora metalowa osłona metalowa osłona metalowa kabla siatka metalowa zbrojenie metalowe betonu ekran metalowy śruba metalowa otoczenie metaliczne metalowy element systemu metalowa rura wodociągowa sposób instalowania powiązanie mikrofalowe punkt środkowy przewód środkowy urządzenie ruchome domek ruchomy prądnica przewoźna ruchome źródło separacyjne źródło ruchome zespół ruchomy sterowanie silnika zespół prądotwórczy przetwórń ica dwumaszyn owa pleśń odlewanie ruchome połączenie przewodzące ruch powietrza styk ruchomy kabel wielożyłowy urządzenie wielobiegunowe
379
Słownik angielsko-polski
multi-way plug in unit mutual influence
rozgałęźnik wieloobwodowy wzajemne oddziaływanie
N nameplate nature of current nature of supply negligible impedance network system neutral conductor neutral point nominal a.c.r.m.s. voltage nominal voltage nominal voltage to earth non-conductive location non-a.rmoured cabel non-automatic supply non-combustible material non-conducting environment non-earthed equipotential bonding non-metalic material non-metalic sheath normal service normal use normative document
tabliczka znamionowa rodzaj prądu rodzaj zasilania impedancja pomijalna układ sieci przewód neutralny punkt neutralny napięcie znamionowe prądu przemiennego napięcie znamionowe napięcie znamionowe względem ziemi stanowisko izolowane kabel nieopancerzony załączanie niesamoczynne materiał niepalny środowisko nieprzewodzące połączenie wyrównawcze nieuziemione materiał niemetalowy osłona niemetalowa (izolacyjna) praca normalna normalne użytkowanie dokument normalizacyjny
O obstacle oil rafmery oil-tight operating costs operating current operating gangway operating temperature operating time operating time of protective device ordinary person origin of the installation outdoor location outdoor installation outgoing circuit outgoing terminal output circuit
bariera rafineria ropy olejoszczelny koszty eksploatacji prąd wyzwalający korytarz obsługi temperatura pracy czas działania czas działania urządzenia ochronnego osoba postronna złącze instalacji przestrzeń zewnętrzna instalacja zewnętrzna obwód odprowadzający zacisk wyjściowy obwód wyjściowy
380
Słownik angielsko-polski
output terminal output voltage outut winding overcurrent overcurrent protective device overhead conductor overhead earth wire overhead line overhead line fittings overhead network overhead wiring support overheating overload overload current overload protective device overload release overvoltage category overvoltage level overvoltage protective devices overvoltage, stress-voltage own weight
zacisk wyjściowy napięcie wyjściowe uzwojenie wtórne prąd przetężeniowy urządzenie ochronne przetężeniowe przewód napowietrzny przewód odgromowy linia napowietrzna osprzęt linii napowietrznej sieć napowietrzna podpora przewodów napowietrznych przegrzanie przeciążenie prąd przetężeniowy zabezpieczenie przeciążeniowe wyzwalacz przeciążeniowy kategoria przepięcia poziom przepięć urządzenie ochrony przepięciowej przepięcie ciężar własny
P paddling pool padlocking paging system paint paper factory parts at different potentials patient environment pathophysiological effects peak value pendant luminare perforated tray periodic inspection periodic testing permissib 1e temperature pharmaceutics products phase conductor pier placing out of reach plaster pleasure craft plug
brodzik zamknięcie na kłódkę system przywoławczy farba fabryka papieru części o różnych potencjałach otoczenie pacjenta skutki patofizjologiczne wartość szczytowa oprawa wisząca korytko perforowane przegląd okresowy badania okresowe temperatura dopuszczalna artykuły farmaceutyczne przewód fazowy molo umieszczenie poza zasięgiem ręki tynk statek wycieczkowy wtyczka
Słownik angielsko-polski
polarity test pollutants polluting substance portable device (equipment) potential grading potential of protective conductor potentially explosive atmosphere potentiometer power consumption power factor power frequency power loss power-frequency variations preassure precautions prefabricated building pressing pre-stressed concrete prevention primary cell printing private source product identyfikaction mark products of combustion propagation of fire prospective short-circuit current prospective touch voltage protected environment protected live part protection against direct contact protection against fire protection against indirect contact protection against overcurrent protection against overheating protection against overvoltage protection against thermal effects protection against undervoltage protection for safety protection in case of a fault protection of livestock protection of persons protective conductor protective conductor contact protective device
381 sprawdzenie biegunowości zanieczyszczenia substancja zanieczyszczająca urządzenie przenośne sterowanie potencjałem potencjał przewodu ochronnego przestrzeń zagrożona wybuchem potencjometr pobór mocy współczynnik mocy częstotliwość przemysłowa strata mocy zmiany częstotliwości sieci ciśnienie środki ostrożności budynek prefabrykowany tłoczenie beton sprężony zapobieganie ogniwo galwaniczne drukowanie własne źródło zasilania znak identyfikacyjny wyrobu produkty spalania rozprzestrzenianie się ognia spodziewany prąd zwarcia napięcie dotykowe spodziewane środowisko chronione chroniona część czynna ochrona przed dotykiem bezpośrednim ochrona przeciwpożarowa ochrona przed dotykiem pośrednim ochrona przed prądem przetężeniowym ochrona przed przegrzaniem ochrona przed przepięciami ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego ochrona przed skutkami spadku napięcia ochrona zapewniająca bezpieczeństwo ochrona w przypadku uszkodzenia ochrona zwierząt domowych ochrona ludzi przewód ochronny styk ochronny urządzenie zabezpieczające
382
Słownik angielsko-polski
protective earthing, protective grounding (USA) protective equipment protective-equipotential-bonding protective impedance device protective measures protective measures against indirect contact protective obstacle (electrically) protective screen protective screening protective separation protective tape public network public premise pump
uziemienie ochronne
* zabezpieczenie (urządzenie) połączenie wyrównawcze ochronne urządzenie ochronne impedancyjne środki ochrony środki ochrony przed dotykiem pośrednim przeszkoda ochronna (elektrycznie) ekran ochronny ekranowanie ochronne separacja ochronna taśma ochronna sieć publiczna pomieszczenie użyteczności publicznej pompa
Q qualified personnel quay
wykwalifikowany personel nabrzeże
R radio communication antenna radio frequency field railway track rain proof range of frequency rapidly fluctuating load rated residual operating current rating reclosing recorvery voltage recreational vehicle rectifier reduction factor reference earth reference earth, reference ground (USA) reference temperature reference value reinforced insulation relative air humidity relative humidity relay
antena radiokomunikacyj na pole o częstotliwości radiowej trakcja kolejowa odporny na deszcz zakres częstotliwości obciążenie o szybkich zmianach znamionowy różnicowy prąd wyzwalający dane znamionowe ponowne zamykanie napięcie powrotne pojazd rekreacyjny prostownik współczynnik zmniejszający ziemia odniesienia ziemia odniesienia temperatura odniesienia wartość odniesienia izolacja wzmocniona wilgotność względna powietrza wilgotność względna przekaźnik
#
383
Słownik angielsko-polski
reliability remote-control switch remotely controlled removable part removable partition repair replacement of equipment required value requirements for installations residential premise residual current residual current device residual operating current resistance to impact resistant to ageing resistivity of material restoration of voltage restricted area result of the test return conductor return conductor of cable re-usable screw reverse-current braking rigid cable ripple-free direct current risk of damage risk of failure rivet riveting root-mean-square value (mis value) rotating machine
niezawodność wyłącznik zdalnie sterowany zdalnie sterowany część usuwalna ścianka ruchoma naprawa wymiana wyposażenia wartość wymagana wymagania dla instalacji pomieszczenie mieszkalne prąd różnicowy urządzenie różnicowoprądowe prąd różnicowy zadziałania odporność na uderzenia odporność na starzenie rezystywność materiału powrót napięcia obszar ograniczony wynik badania przewód powrotny żyła powrotna kabla wkręt wielokrotnego użycia hamowanie przeciwprądem przewód sztywny nietętniący prąd stały ryzyko uszkodzeń ryzyko szkody nit nitowanie wartość skuteczna maszyna wirująca
s safe value safety safety distance safety lighting safety of electrical installations safety requirements for the design safety requirements, protective requirements safety ml es safety services
wartość bezpieczna bezpieczeństwo odległość bezpieczna oświetlenie bezpieczeństwa bezpieczeństwo instalacji elektrycznych wymagania bezpieczeństwa dotyczące konstru owania wymagania bezpieczeństwa przepisy bezpieczeństwa bezpieczeństwo obsługi
384 sample sauna heater screw screw terminal screwed connection screwed joint seal sealing of the wiring system seashore secondary circuit seismic effects seismic wave selection of equipment self-extinguishing self-loosening self-supporting structure semiconductor device separate earth electrode separate protective conductor separation source series of measurements severe industrial conditions shaped conductor sharp edge sheath of a cable shock current short circuit short circuit relase short-circuit protection, short-circuit protective device short-circuiting shower basin shower cabinet shower head signal cable signal connectin signal transmission signalling simultaneously accessible parts single fault single-core cable single-fault single-phase single-phase circuit
Słownik angielsko-polski
próbka grzejnik do sauny * wkręt zacisk śrubowy połączenie gwintowe połączenie śrubowe uszczelka uszczelnienie oprzewodowania brzeg morza obwód wtórny wstrząsy sejsmiczne fala sejsmiczna dobór urządzeń samogasnący samorozluźnianie konstrukcja samonośna urządzenie półprzewodnikowe uziom oddzielny oddzielny przewód ochronny źródło separacyjne seria pomiarów warunki przemysłowe ciężkie żyła sektorowa ostra krawędź powłoka kabla prąd rażeniowy zwarcie wyzwalacz zwarciowy zabezpieczenie zwarciowe
I
zwieranie basen natryskowy kabina natryskowa prysznic kabel sygnałowy połączenie sygnałowe transmisja sygnału sygnalizacja części jednocześnie dostępne uszkodzenie pojedyncze kabel jednożyłowy, przewód jednożyłowy pojedyncze uszkodzenie jednofazowy obwód jednofazowy
385
Słownik angielsko-poiski
single-phase system single-pole device single-pole switching device skilled person skirting trunking sleet resistant smoke socket-outlet soil conditions soil drying soil, freezing soil thermal resistance soil thermal resistivity solar radiation soldered connection solid body solid insulation solidly earthed neutral system source impedance source of disturbance source of overvoltage source of supply spark special conditions special installations splashes (of water) spotlight spreed of values square milimeter standard standard cross-sectional area standby supply star earthing point star-point starting current starting of equipment start-up time statical earthing resistance stationary equipment stationary vibration, sinusoidal steady current steam steel reinforced concrete pole storage
sieć jednofazowa urządzenie jednobiegunowe łącznik jednobiegunowy osoba wykwalifikowana listwa instalacyjna z przegrodami odporny na deszcz ze śniegiem dym gniazdo wtyczkowe warunki gruntowe wysychanie gruntu zamarzanie gruntu rezystancja cieplna gruntu rezystywność cieplna gruntu promieniowanie słoneczne połączenie lutowane ciało stałe izolacja stała sieć z uziemionym punktem neutralnym impedancja źródła źródło zakłócenia źródło przepiąć źródło zasilania iskra warunki szczególne instalacja specjalna rozbryzgi (wody) reflektor punktowy rozrzut wartości milimetr kwadratowy norma przekrój znormalizowany zasilanie rezerwowe uziemiony punkt gwiazdowy punkt gwiazdowy prąd rozruchowy rozruch urządzenia czas rozruchu statyczna rezystancja uziemienia wyposażenie stacjonarne wibracje ciągłe, sinusoidalne prąd roboczy para wodna słup żelbetowy magazynowanie
386
Słownik angielsko-polski
storage battery storage heater storage temperature stored electrical energy stored material stray current structural metallic part subimmersion submersible supplementary equipotential bonding supplementary insulation supplementary measure supply conductor supply intake point supply undertaking support wire supporting conductor suspended floor swimming pool switch bay switch handle switch panel switchboard, distribution board switchgear switching switching measure switching operations switching overvoltage switching phenomena system earthing
bateria akumulatorów grzejnik akumulacyjny ^ temperatura magazynowania nagromadzona energia elektryczna materiał magazynowany prąd błądzący metalowy element konstrukcyjny zatopienie zanurzalny połączenia wyrównawcze dodatkowe izolacja dodatkowa środek dodatkowy przewód zasilający zaciski źródła zasilania dostawca energii linka nośna przewód samonośny podłoga podwójna basen pływacki pole rozdzielnicy dźwignia napędu tablica rozdzielcza rozdzielnica aparatura łączeniowa łączenie urządzenie łączące czynności łączeniowe przepięcie łączeniowe zakłócenia łączeniowe układ uziemień
T tank tap-off point technical development technical requirements telecommunication temperature coefficient temperature coefficient of resistivity temperature control temperature-rise limit temporary installation temporary overvoltage temporary structure
zbiornik punkt przyłączeniowy rozwój techniczny wymagania techniczne telekomunikacja współczynnik temperaturowy współczynnik temperaturowy rezystywności regulacj a temperatury dopuszczalny przyrost temperatury instalacja tymczasowa przepięcie dorywcze budowla tymczasowa
387
Słownik angielsko-polski
termal effect test finger test link test voltage test voltage testing thermal conductance thermal effects thermal influences thermal movement thermal propetries thermal stress thermal stresses thermally insulated wall thermally insulating material thermally load thermomechanical stress thread-forming screw three-phase three-phase motor three-phase system threshold of pain threshold of perception thunderstorm day time-current characteristic time delay time-lag characteristic tin-soldered joint tolerance band top surface of enclosure total operation time touch current touch voltage touchable surface toxic gas toxic processes trade mark transformer sub-station transformer tank transient (state) transient overvoltage transmission transmission of energy transport temperature
efekt cieplny palec probierczy zacisk probierczy napięcie pomiarowe napięcie probiercze sprawdzenie przewodność cieplna skutki cieplne, termiczne wpływy termiczne ruch termiczny właściwości cieplne zagrożenie termiczne narażenia cieplne ściana izolowana cieplnie materiał izolujący cieplnie obciążenie cieplne oddziaływanie cieplne wkręt samogwintujący trójfazowy silnik trójfazowy sieć trójfazowa próg bólu próg wyczuwalności dzień burzowy charakterystyka czasowo-prąaowa zwłoka czasowa charakterystyka zwłoczna połączenie cynowe granica tolerancji górna powierzchnia obudowy całkowity czas działania prąd dotykowy napięcie dotykowe powierzchnia dotykana gaz toksyczny procesy toksyczne znak towarowy stacja transformatorowa obudowa transformatora stan nieustalony przepięcie przejściowe przesyłanie przesył energii temperatura transportowania
388
Słownik angielsko-polski
transportable unit trunking twin-core cable two-phase two-wire system type of wiring type tests
zespół przewoźny bruzda (na przewody) * przewód dwużyłowy dwufazowy dwuprzewodowy układ sieci typ oprzewodowania badania typu
u under-utilization undervoltage protective device undervoltage relay underwater lighting unearthed circuit uninstructed person unintentional contact unintentional contact with live part unstable ground upper limit of range of ambient tem perature usable surface usual industrial conditions utilization
niedociążenie zabezpieczenie podnapięciowe przekaźnik podnapięciowy oświetlenie podwodne obwód nieuziemiony osoba niepoinstruowana 4 dotyk niezamierzony niezamierzony dotyk do części czynnych grunt niestabilny górna granica wartości temperatury otoczenia powierzchnia użyteczna warunki przemysłowe zwykłe użytkowanie
V vacuum switchgear vapours various circuits varnish vent ventilation ventilation system ventilation system (forced) ventricular fibrillation very short break vibration visible area visual alarm system visual inspection voltage band voltage between phases voltage dip voltage drop voltage fluctuations
rozdzielnica o izolacji próżniowej opary różne obwody pokost otwór wentylacyjny wentylacja system wentylacyjny system wentylacji (wymuszony) fibryiacja komór sercowych bardzo krótka przerwa wibracje obszar widoczny alarm optyczny oględziny zakres napięciowy napięcie międzyprzewodowe zapad napięcia spadek napięcia wahania napięcia
Słownik angielsko-polski
voltage level voltage oscillation voltage range voltage to earth voltage unbalance voltage variation volumetric heat capacity
poziom napięcia oscylacja napięcia zakres napięciowy napięcie względem ziemi asymetria napięcia wahania napięcia pojemność cieplna właściwa
w warning notice waterfall water heater water meter water slide transfer water vapour water-tight watertight porthole wattage weather proof welding welding transformer window frame wire wire mesh wiring system withdrawal force for the plug wooden wall wood-like material wood-working shop working live
napis ostrzegawczy kaskada wodna podgrzewacz wody wodomierz kalkomania para wodna wodoszczelny wodoszczelny iluminator moc w watach odporny na warunki pogodowe spawanie transformator spawalniczy rama okienna drut podłoże z drutu oprzewodowanie siła wyciągania wtyczki ściana drewniana materiał drewnopodobny zakład obróbki drewna czas użytkowania
X X-ray unit
aparat rentgenowski
zero-sequence impedance zone of ami’s reach zone of influence zone of influence of equipotential bonding
impedancja dla składowej zerowej strefa zasięgu ręki strefa wpływu strefa wpływu połączenia wyrównawczego
SŁOWNIK POLSKO-ANGIELSKI (THE POLISH-ENGLISH DICTIONARY)
A alarm akustyczny alarm optyczny alarm pożarowy amplituda przemieszczania amplituda przyspieszania antena radiokomunikacyjna aparat medyczny aparat rentgenowski aparatura elektromedyczna aparatura łączeniowa aparatura sterownicza artykuły farmaceutyczne artykuły spożywcze asymetria napięcia atmosfera zewnętrzna autotransformator awaryjne urządzenie łączeniowe awaryjne wyłączanie awaryjne zatrzymanie
acoustic alarm system visual alarm system fire alarm system displacement amplitude acceleration amplitude radio communication antenna medical apparatus X-ray unit medical electrical equipment switchgear controlgear pharmaceutics products foodstuffs voltage unbalance external atmosphere autotransformer emergency switching device emergency switching emergency stopping
B badania odbiorcze badania okresowe badania typu bardzo krótka przerwa bardzo niskie napięcie
initial verification periodic testing type tests very short break extra-low voltage
Słownik polsko-angielski
bariera basen fontanny basen jachtowy basen natryskowy basen pływacki bateria akumulatorów beton beton sprężony bezpieczeństwo bezpieczeństwo instalacji elektrycznych bezpieczeństwo obsługi bezpiecznik błąd montażu błąd produkcyjny brak uszkodzenia brodzik bruzda (na przewody) brzeg morza budowla tymczasowa budynek handlowy budynek prefabrykowany budynek wysokościowy butla gazowa
obstacle basin of fountain marina shower basin swimming pool storage battery concrete pre-stressed concrete safety safety of electrical installations safety services fuse assembly fault manufacturing fault fault free paddling pool trunking seashore temporary structure commercial building prefabricated building high-rise building gas cylinder
C całka Joule’a całkowity czas działania cechowanie cechy agresywne cementownia centralne ogrzewanie charakterystyka czasowo-prądowa charakterystyka obciążenia charakterystyka urządzenia ochronnego charakterystyka zwłoczna chroniona część czynna ciało człowieka ciało ludzkie ciało stałe ciało zwierzęcia ciągłość elektryczna ciągłość przewodów ciecz palna ciężar własny
Joule integral total operation time marking aggresive nature cement works central heating system time-current characteristic characteristic of the load characteristic of protective device time-lag characteristic protected live part body of person human body solid body animal body electrical continuity continuity of the conductors flammable liquid own weight
392
Słownik polsko-angielski
ciśnienie czas działania czas działania urządzenia ochronnego czas łukowy czas przełączania czas rozruchu czas trwania czas umowny czas użytkowania czas wyłączenia czerpnia powietrza częste przemieszczanie częstotliwość częstotliwość przemysłowa części jednocześnie dostępne części o różnych potencjałach części wyposażenia część aplikacyjna (aparatu elektromedycznego) część czynna część czynna niebezpieczna część niebezpieczna część nieprzewodząca dostępna część przewodząca dostępna część przewodząca obca część usuwalna część wewnętrzna czujka pożarowa czynności łączeniowe
preassure operating time operating time of protective device arc time change-over time start-up time duration conventional time working live disconnecting time air instake frequent movement frequency power frequency simultaneously accessible parts $ parts at different potentials items of equipment applied part (of the medical electrical equipment) live part hazardous -live-part hazardous part accessible non-conductive part exposed conductive part extraneous conductive part removable part internal part fire detection switching operations
D dane znamionowe dławik gaszący dławnica kablowa dobór urządzeń dokument normalizacyjny dolna granica wartości temperatury otoczenia domek ruchomy domek wypoczynkowy dopuszczalny przyrost temperatury dopuszczalny spadek napięcia dostawca energii dostępność wyposażenia elektrycznego
rating arc-suppresion coil cable gland selection of equipment normative document lower limit of range of ambient tempe rature mobile home leisure home temperature-rise limit admissible voltage drop supply undertaking accessibility of electrical equipment
Słownik polsko-angieiski
dotyk bezpośredni dotyk niezamierzony dotyk pośredni dotyk wielkopowierzchniowy drabinka instalacyjna drgania wysokiej częstotliwości droga dostępu (do urządzenia) droga ewakuacyjna drukowanie drut drut wiązałkowy drzwi z napędem elektrycznym dwufazowy dwuprzewodowy układ sieci dym działanie niezamierzone działanie ognia działanie zamierzone dzienne wahania obciążenia dzień burzowy dźwig dźwignia napędu
direct contact unintentional contact indirect contact large-area contact ladder support high-frequency oscillations access path (to the device) escape route printing wire binding wire electrically driven door two-phase two-wire system smoke inadvertent operation fire effect deliberate action daily variaton of demand thunderstorm day crane switch handle
E efekt cieplny efekt kominowy ekran metalowy ekran ochronny ekran przewodzący ekranowanie ochronne ekwipotencj alność elektromagnes dźwigowy elektryczna rezystancja ciała ludzkiego element grzejny element kompensujący element topikowy energia rozładowania etykieta samoprzylepna
termal effect chimney effect metallic screen protective screen conductive screen protective screening equipotentiality lifting magnet electrical resistance of the human heating element compensatory measure fusing element discharge energy adhesi ve label
F fabiyka chemiczna fabryka papieru fala sejsmiczna farba
chemical works paper factory seismic wave paint
394
Słownik polsko-angielski
fauna fibrylacja komór sercowych filtr elektrostatyczny flora futryna drzwiowa
fauna ventricular fibrillation * electrostatic precipitator flora architrave
G gaz toksyczny generator prądotwórczy główka bezpiecznika główna szyna uziemiająca główny przewód ochronny główny zacisk uziemiający gniazdo bezpiecznikowe gniazdo wtyczkowe gospodarstwo ogrodnicze gospodarstwo rolnicze górna granica wartości temperatury górna powierzchnia obudowy granica tolerancji grawerowanie grunt niestabilny grzejnik akumulacyjny grzejnik do sauny guma przewodząca gwint metryczny ISO
toxic gas generator set fuseholder main earthing bar main protective conductor main earthing terminal fuse base socket-outlet horticultural premise agricultural premise upper limit of range of ambient temperature top surface of enclosure tolerance band engraving unstable ground storage heater sauna heater conductive rubber ISO-metric thread
H hamowani e przeciwprądem
reverse-current braking
I impedancja impedancja dla składowej zerowej impedancja pętli zwarciowej impedancja pomijalna impedancja źródła insekt instalacja elektryczna instalacja informatyczna instalacja ochrony odgromowej instalacja odbiorcza instalacja przewodami giętkimi
impedance zero-sequence impedance fault-loop impedance negligible impedance source impedance insect electrical installation information technology installation lighting protection system consumer’s installation flexible wiring
Słownik polsko-angielski
instalacja silnoprądowa instalacja specjalna instalacja stała instalacja tymczasowa instalacja zewnętrzna iskra izolacja ciekła izolacja dodatkowa izolacja gazowa izolacja podwójna izolacja powietrzna izolacja robocza izolacja równoważna izolacja stała izolacja wzmocniona izolacyjne właściwości elektryczne izolowanie części czynnych izolowany system zasilania (IT)
395 electric power installation special installations fixed installation temporary installation outdoor installation spark liquid insulation supplementary insulation gas insulation double insulation air insulation basic isolation equivalent insulation solid insulation reinforced insulation electrical insulating characteristic insulation of live parts isolated power system (USA)
J jednofazowy
single-phase
K kabel jednożyłowy kabel nieopancerzony kabel sygnałowy kabel wielożyłowy kabel zasilający kabel zbrojony kabina natryskowa kalkomania kanał (przewodowy) kanał kablowy kanał przewodowy kaskada wodna kategoria przepięcia kategoria wpływu zewnętrznego kempingowe stanowisko postojowe kierunek wirowania klimatogram klimatyzacja kocioł kodyfikacja wpływów zewnętrznych komora grzewcza
single-core cable non-armoured cabel signal cable multi core cable feeder armoured cable shower cabinet water slide transfer ducting cabel chanel cable ducting waterfall overvoltage category category of external influence caravan pitch direction of rotation climatogram air-conditioning system boiler codification of external influences heating cabinet
396
Słownik polsko-angielski
komora ognioszczelna kompatybilność kompatybilność elektromagnetyczna kompetencje osób konserwacja konstrukcja obiektu budowlanego konstrukcja podtrzymywania ciśnienia powietrza konstrukcja samonośna kontrola doziemienia konwekcja konwekcja powietrza koordynacja izolacji koordynacja układu sieci koordynacja zabezpieczeń korekcja błędu korozja elektrochemiczna korozja elektrolityczna korytarz nadzoru korytarz obsługi korytko instalacyjne bez perforacji korytko perforowane koszty eksploatacji kotłownia krańcowo niska temperatura otoczenia kropłoszczełne kształt żyły (przewodu)
fire-segregated compartment compatibility v electromagnetic compatibility capability of persons maintenance construction of building air-support structure self-supporting structure earth fault monitoring convection air convection co-ordination of insulation co-ordination of the type of system co-ordination of protections error corection electrochemical corrosion electrolytic corrosion maintenance gangway operating gangway inperforated tray perforated tray operating costs boiler room extremely low ambient temperature drip-tight form of conductor
L lakier lampa wyładowcza licznik elektryczny linia napowietrzna linka nośna listwa instalacyjna z przegrodami
lacquer discharge lighting electricity meter overhead line support wire skirting trunking
Ł łączenie łącznik jednobiegunowy łącznik pomocniczy łuk elektryczny
switching single-pole switching device auxiliary switch electric arc
M magazyn węglowodoru magazynowanie
hydrocarbon story storage
397
Słownik polsko-angielski
magistrala uziemiająca maksymalny prąd dopuszczalny maszyna wirująca materiał ceramiczny materiał drewnopodobny materiał izolujący cieplnie materiał konstrukcyjny materiał magazynowany materiał niemetalowy materiał niepalny materiał odporny na łuk elektryczny materiał palny materiał ścierny meble i sprzęty domowe metalowa rura wodociągowa metalowy element konstrukcyjny metalowy element systemu miejsce suche milimetr kwadratowy moc w watach molo montaż (instalacji elektrycznej) mur mur z cegły myjnia samochodowa
earthing bus conductor maximum current allowable rotating machine ceramic material wood-like material thermally insulating material constructional material stored material non-metalic material non-combustible material arc-combustible material flammable (combustible) material abrasive fitment metallic water-pipe structural metallic part metallic system component dry location square milimeter wattage pier erection (of electrical installation) masonry brick work car washing stand
N nabrzeże nadmierna temperatura nagromadzona energia elektryczna napięcie doładowywania napięcie dotykowe napięcie dotykowe spodziewane napięcie fazowe napięcie indukowane napięcie ładowania napięcie międzyfazowe napięcie pomiarowe napięcie powrotne napięcie probiercze napięcie przewodowe napięcie udarowe wytrzymywane napięcie wyjściowe
quay excess temperature stored electrical energy floating voltage touch voltage prospective touch voltage line-to-neutral voltage inducted voltage charging voltage line-to-line voltage s(voltagc between phases) test voltage recorvery voltage test voltage line-to-line voltage impulse withstand voltage output voltage
398
Słownik polsko-angielski
voltage to earth napięcie względem ziemi fault-voltage * napięcie zakłóceniowe nominal voltage napięcie znamionowe nominal a.c.r.m.s. voltage napięcie znamionowe prądu przemiennego warning notice napis ostrzegawczy repair naprawa thermal stresses narażenia cieplne dynamic stresses narażenia dynamiczne mechanical stresses narażenia mechaniczne current setting nastawienie prądu fire risk niebezpieczeństwo pożaru hazardous-! ive-part niebezpieczna część czynna dangerous touch voltage niebezpieczne napięcie dotykowe under-utilization niedociążenie asymmetrical load f niesymetria obciążenia ripple-free direct current nietętniący prąd stały nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe earth-free local equipotential bonding unintentional contact with live part niezamierzony dotyk do części czynnych reliability niezawodność rivet nit riveting nitowanie sandard norma international standardization normalizacja międzynarodowa normal use normalne użytkowanie catalogue number numer katalogowy
0 obce ciało stałe obciążalność prądowa długotrwała obciążenie cieplne obciążenie cykliczne obciążenie mechaniczne obciążenie o szybkich zmianach obciążenie spodziewane obiekt budowlany obniżenie napięcia obniżenie się jakości obrabiarka obrażenia ciała obszar obsługi wyposażenia elektrycznego obszar ograniczony obszar ruchu elektrycznego obszar widoczny obudowa
foreign solid body continuous current-carrying capacity thermally load cyclic load mechanical stress rapidly fluctuating load load to be expected building drop in voltage deterioration machine-tol injury electrical operating area restricted area close electrical operating area visible area enclosure
399
Słownik polsko-angielski
obudowa ferromagnetyczna obudowa izolacyjna obudowa transformatora obudowa zamykana obwód obwód doprowadzający obwód jednofazowy obwód magnetyczny obwód nieuziemiony obwód odbiorczy obwód odprowadzający obwód oświetleniowy obwód pomiarowy obwód pomocniczy obwód rozdzielczy obwód sterujący obwód uziemiony obwód wejściowy obwód wewnętrzny urządzenia obwód wtórny obwód wyjściowy obwód wyższego napięcia obwód wzbudzenia ochrona dodatkowa ochrona ludzi ochrona mechaniczna ochrona odgromowa (obiektów budowlanych) ochrona podstawowa ochrona przeciwpożarowa ochrona przed dotykiem bezpośrednim ochrona przed dotykiem pośrednim ochrona przed prądem przetężeniowym ochrona przed przegrzaniem ochrona przed przepięciami ochrona przed skutkami oddziaływania cieplnego ochrona przed skutkami spadku napięcia ochrona uzupełniająca ochrona w przypadku uszkodzenia ochrona wzmocniona ochrona zapewniająca bezpieczeństwo ochrona zwierząt domowych oddziaływanie cieplne oddziaływanie dynamiczne oddziaływanie elektromechaniczne
ferromagnetic enclosure insulating enclosure transformer tank lockable enclosure circuit incoming circuit single-phase circuit magnetic circuit unearthed circuit consumer installation outgoing circuit lighting circuit measuring circuit auxiliary circuit distribution circuit control circuit earthed circuit input circuit internal wiring of apparatus secondary circuit output circuit higher voltage circuit exciter circuit fault protection protection of persons mechanical protection lightning protection (of buildings) basic protection protection against fire protection against direct contact protection against indirect contact protection against overcurrent protection against overheating protection against overvoltage protection against thermal effects protection against undervoltage additional protection protection in case of a fault enhanced protective protection for safety protection of livestock thermomechanical stress electro-mechanical stress electromechanical stress
400 oddziaływanie elektromagnetyczne oddziaływanie elektrostatyczne oddziaływanie jonizujące oddzielenie elektryczne oddzielny przewód ochronny odległość bezpieczna odlewanie odłączenie odporność na starzenie odporność na uderzenia odporny na deszcz odporny na deszcz ze śniegiem odporny na korozję odporny na lód odporny na warunki pogodowe odskoki styków przekaźnika oględziny ogniwo galwaniczne ograniczenie ładunku ograniczenie napięcia ograniczenie prądów przetężeniowych ograniczenie wartości prądu ogranicznik przepięć ograniczone źródło prądu ogrodzenie ogrodzenie elektryczne ogrzewanie ogrzewanie podłogowe ogrzewanie sufitowe określony umownie olejoszczelny ołów omomierz induktorowy opary oparzenie prądem elektrycznym oprawa oświetleniowa oprawa oświetleniowa zewnętrzna oprawa wisząca oprawka źródła światła oprzewodowanie oprzewodowanie giętkie osad pyłu oscylacja napięcia osłona ceramiczna
Słownik polsko-angielski
electromagnetic influence elektrostatic influence^ ionizing influence electrical separation separate protective conductor safety distance moulding isolation resistant to ageing resistance to impact rain proof sleet resistant corrosion resistant ice resistant weather proof bouncing of relay contacts visual inspection primary cell limitation of charge limitation of voltage limitation of overcurrent limiting a current lightning arrester limited-current-source barier electric fence heating floor heating ceiling heating conventionaly defined oil-tight lead magneto-ohmmeter vapours electrical burn lampholder, luminaire external luminaire pendant luminare lampholder wiring system flexible wiring system deposit of dust voltage oscillation earthenware duct
401
Słownik polsko-angielski
osłona kabla osłona metalowa osłona niemetalowa (izolacyjna) osoba niepoinstruowana osoba poinstruowana osoba postronna osoba wykwalifikowana osprzęt osprzęt linii napowietrznej osprzęt mocujący ostra krawędź ościeżnica oświetlenie oświetlenie bezpieczeństwa oświetlenie fluorescencyjne oświetlenie podwodne oświetlenie zewnętrzne otoczenie metaliczne otoczenie pacjenta otwór wentylacyjny
cable covering metallic covering non-metalic sheath uninstructed person instructed person ordinary person skilled person fittings, accessories overhead line fittings fixing device sharp edge architrave lighting safety lighting fluorescent lighting underwater lighting external lighting metallic surrounding patent environment vent
P palec probierczy pancerz kabla para para wodna parametry obwodu elektrycznego parametry przewodów ochronnych pełny zestaw próbek plac budowy plaża pleśń płomień płyn przewodzący pobór mocy podgrzewacz wody podłoga podwójna podłoga przewodząca podłoże z drutu podpora metalowa podpora przewodu podpora przewodów napowietrznych podział instalacji podstawa przeciwwstrząsowa
test fmger armouring of a cable steam steam, water vapour characteristics of the circuit characteristics of protective conductors full set of sampl es construction site beach mould growth flame conducting fluid power consumption water heater suspended floor conductive floor wire mesh metal support cable support overhead wiring support division of installation anti-vibration mounting
402 pojazd rekreacyjny pojazd wypoczynkowy pojedyncze uszkodzenie pojemność cieplna pojemność cieplna właściwa pokost pokrycie wewnętrzne pole elektryczne pole magnetyczne pole o częstotliwości radiowej pole przekroju poprzecznego pole rozdzielnicy połączenia między przewodami połączenia wyrównawcze połączenia wyrównawcze dodatkowe połączenie cynowe połączenie elektryczne połączenie giętkie połączenie gwintowe połączenie lutowane połączenie mechaniczne połączenie sygnałowe połączenie śrubowe połączenie światłowodowe połączenie wewnętrzne połączenie wyrównawcze nieuziemione połączenie wyrównawcze ochronne połączenie zewnętrzne położenie geograficzne pomieszczenie handlowe pomieszczenie medyczne pomieszczenie mieszkalne pomieszczenie ogrodnicze pomieszczenie rolnicze pomieszczenie ruchu elektrycznego pomieszczenie sterownicze pomieszczenie użyteczności publicznej pompa pompa elektryczna ponowne zamykanie porażenie prądem elektrycznym porażenie śmiertelne poręcz potencjał elektryczny ziemi
Słownik polsko-angielski
recreational vehicle leisure accommodation vehicle single-fault heat capacity volumetric heat capacity varnish inner skin electric field magnetic field radio frequency field cross-sectional area switch bay connections between conducors equipotential bonding supplementary equipotential bonding tin-soldered joint electrical connection flexible connection screwed connection soldered connection mechanical connection, mechanical joint signal connectin screwed joint fibre optic link internal connection non-earthed equipotential bonding protective-equipotential-bonding external connection geographical location commercial premise medical location residential premise horticultural premise agricultural premise electrical operating area control room public premise pump electric pump reclosing electric shock electrocution handrail electric potential of earth
403
Słownik polsko-angielski
potencjał przewodu ochronnego potencjał ziemi potencjometr powiązanie laserowe powiązanie mikrofalowe powierzchnia dolna powierzchnia dostępna powierzchnia dotykana powierzchnia przewodząca powierzchnia użyteczna powierzchnia zamknięta powłoka kabla powłoka ołowiana powrót napięcia poziom aktywności burzowej poziom bezpieczeństwa poziom kerauniczny poziom kontrolowany poziom napięcia poziom przepięć praca normalna prace ziemne prąd błądzący prąd dotykowy prąd nastawiony prąd ograniczony prąd pierwszego doziemienia prąd pojemnościowy prąd przemienny prąd przetężeniowy prąd rażeniowy prąd roboczy prąd rozruchowy prąd rozruchowy początkowy prąd różnicowy prąd różnicowy zadziałania prąd stały prąd stały nietętniący prąd upływowy doziemny prąd wyzwalający prąd wyzwalający różnicowy (znamionowy) prąd zakłóceniowy prąd znamionowy prąd zwarcia doziemnego
potenctial of protective conductor earth potential potentiometer laser link microwave link bottom surface accessible surface touchable surface conducting surface usable surface closed surface sheath of a cable lead sheath restoration of voltage level of thunderstorm activity degree of safety ceraunic level controlled level voltage level overvoltage level normal service earthworks stray current touch current current setting selected cut-off current first fault current capacitive current alternating current (a.c.) overcurrent shock current steady current starting current inrush current residual current Residual operating current direct current (d.c.) d.c.ripple-free earth-leakage current operating current rated operating residual current fault current current rating earth fault current
404 prąd zwarciowy asymetryczny prąd zwarciowy doziemny prąd zwarciowy spodziewany prądnica prądnica przewoźna prądnica stacjonarna proces produkcyjny procesy niebezpieczne procesy toksyczne produkty spalania projektowanie promieniowanie cieplne promieniowanie jonizujące promieniowanie podczerwone promieniowanie słoneczne prostownik próba wstępna próbka próg bólu próg wyczuwałności prysznic przeciążenie przedział częstotliwości przegląd przegląd okresowy przegroda ogniowa przegroda przegroda izolacyjna przegroda ognioodporna przegrzanie przekaźnik przekaźnik podnapięciowy przekładnik prądowy przekrój przekrój przewodu przekrój znormalizowany przekrój żyły przekształcenie energii elektrycznej przekształtnik elektroniczny przemysł lekki przepięcie przepięcie atmosferyczne przepięcie dorywcze przepięcie łączeniowe
Słownik polsko-angielski
asymmetrical short-circuit current earth-fault current * prospective short-circuit current generator mobile power generator fixed power generator manufacturing process hazardous processes toxic processes products of combustion design heat radiation, thermal radiation ionizing radiation infra-red radiation solar radiation rectifier initial verification sample threshold of pain threshold of perception shower head overload frequency range inspection periodic inspection fire barrier divider insulating barrier fire-proof shutter overheating relay undervoltage relay current transformer cross-section area cross-section of conductor standard cross-sectional area cross-sectional area of conductor conversion of electrical energy electronic converter light industry overvoltage, stress-voltage lightning overvoltage temporary overvoltage switching overvoltage
Słownik polsko-angielski
405
transient overvoltage przepięcie przejściowe safety rules przepisy bezpieczeństwa air flow przepływ powietrza building void przestrzeń instalacyjna indoor location przestrzeń wewnętrzna przestrzeń zagrożona wybuchem potentially explosive atmosphere outdoor location przestrzeń zewnętrzna transmission of energy przesył energii transmission przesyłanie przeszkoda ochronna (elektrycznie) protective obstacle (electrically) przetwarzanie danych data processing motor-generator set przetwornica dwu maszynowa przewodność cieplna thermal conductance przewody szynowe busbar trunking system conductor przewód twin-core cable przewód dwużyłowy phase conductor przewód fazowy flexible cable przewód giętki bare conductor przewód goły przewód izolowany insulated conductor przewód jednożyłowy single-core cable przewód jednożyłowy giętki flexible single-core cable przewód mostkujący bonding conductor overhead conductor przewód napowietrzny przewód neutralny neutral conductor protective conductor przewód ochronny przewód odgromowy overhead earth wire przewód opancerzony armoured cable przewód połączenia wyrównawczego głównego main equipotential bonding conductor return conductor przewód powrotny przewód przetwarzania danych data cables live conductor przewód roboczy rigid cable przewód sztywny przewód samonośny supporting conductor przewód szynowy busbar trunking system (busway) mid-point conductor przewód środkowy przewód uziemiający earth wire, earthing conductor, earthing lead przewód uziemiający funkcjonalny functional earthing conductor przewód uziemiający ochronno-funkcjonalny functional earhing and protective con ductor przewód uziemienia funkcjonalnego functional earthing conductor przewód wielożyłowy multiconductor cable, multicore cable supply conductor przewód zasilający
406
Słownik polsko-angielski
przesyłanie danych przyczepa turystyczna przypadkowy dotyk przyrząd pomiarowy przyspieszenie przyspieszenie maksymalne punkt bezpośrednio uziemiony punkt gwiazdowy punkt neutralny punkt neutralny niedostępny punkt neutralny sztuczny punkt przyłączeniowy punkt środkowy punkt wrzenia puszka łączeniowa pył pyłoszczelny
data communication caravan * accidental contact measurement instrument acceleration maximum acceleration directly earthed point star-point neutral point available neutral point artifical neutral point tap-off point mid-point boiling point junction box dust dust-tight
R rafineria ropy rama okienna reflektor reflektor punktowy regulacja temperatury rezystancja ciała ludzkiego rezystancja cieplna gruntu rezystancja izolacji rezystancja styku rezystancja uziemienia rezystancja wewnętrzna rezystywność gruntu rezystywność cieplna gruntu rezystywność materiału rodzaj prądu rodzaj zasilania rozbryzgi (wody) rozdział energii rozdzielnica rozdzielnica o izolacji gazowej rozdzielnica o izolacji próżniowej rozgałęźnik wieloobwodowy rozgałęzienie obwodu rozproszenie ciepła rozprzestrzenianie płomienia
oil rafinery window frame floodlight spotlight temperature control body resistance soil thermal resistance insulation resistance contact resistance earthing resistance internal resistance electric resistivity of soil soil thermal resistivity resistivity of material nature of current nature of supply splashes (of water) distribution of energy switchboard, distribution board gas-insulated switchgear vacuum switchgear multi-way plug in unit branch circuit dissipation of heat flame propagation
407
Słownik polsko-angielski
rozprzestrzenianie się ognia rozruch urządzenia rozrzut wartości rozwój techniczny różne napięcia różne obwody ruch powietrza ruch termiczny ruchome połączenie przewodzące ruchome źródło separacyjne rura jarzeniowa rurka izolacyjna ryzyko dopuszczalne ryzyko szkody ryzyko uszkodzeń
propagation of fire starting of equipment spreed of values technical development different voltages various circuits movement of air thermal movement movable conductive connection mobile separation source luminous tube insulating conduit acceptable risk risk of failure risk of damage
S sala komputerowa samoczynne wyłączenie samoczynne zadziałanie samogasnący samorozluźnianie schody ruchome separacja elektryczna separacja ochronna seria pomiarów siatka siatka metalowa sieć ciepłej wody sieć elektroenergetyczna sieć jednofazowa sieć lokalna sieć napowietrzna sieć niskiego napięcia sieć publiczna sieć trójfazowa sieć uziemiona skutecznie sieć wyższego napięcia sieć z izolowanym punktem neutralnym sieć z punktem neutralnym uziemionym przez rezystor sieć z uziemionym punktem neutralnym sieć zakłócająca sieć zasilająca prądu stałego
computer room automatic disconnection automatic operation self- extinguishing self-loosening escalators electrical separation protective - separation series of measurements mesh screen metallic grid hot water system electrical power network (system) single-phase system local area network overhead network low-voltage network public network three-phase system effectively earthed system higher voltage system isolated neutral system impedance earthed neutral system solidly earthed neutral system disturbed network d.c.power supply network
408 silnik trójfazowy siła wyciągania wtyczki skrzynka łączeniowa skrzynka przyłączeniowa skuteczność uziomu skutki cieplne skutki mechaniczne skutki patofizjologiczne skutki termiczne słup żelbetowy spadek napięcia spalenie materiału spawanie specjalne warunki spodziewany prąd zwarcia sposób instalowania sprawdzanie odbiorcze sprawdzenie sprawdzenie biegunowości sprzężenie zwrotne stabilne właściwości elektryczne stacja transformatorowa stała kontrola uziemienia stałe źródło separacyjne stan nieustalony stanowisko izolowane statek wycieczkowy sterowanie sterowanie potencjałem sterowanie silnika stopień bezpieczeństwa stopień ochrony strata mocy strefa niebezpieczna strefa przemysłowa strefa wpływu strefa wpływu połączenia wyrównawczego strefa zasięgu ręki strona odbiorcza prostownika strumień wody stycznik styk ochronny styk ruchomy
Słownik polsko-angielski
three-phase motor withdrawal force for the plug connection box junction box efficacy of earth electrode thermal effects mechanical effects pathophysiological effects thermal effects steel reinforced concrete pole voltage drop combustion of material welding special conditions prospective short-circuit current f method of installation initial verification testing polarity test feedback electrical continuity characteristic transformer sub-station earth continuity monitoring fixed separation jource transient (state) non - conductive location pleasure craft control potential grading motor control degree of safety degree of protection power loss danger zone industrial area zone of influence zone of influence of equipotential bon ding zone of arm’s reach downstream of rectifier jet of water contactor protective conductor contact moving contact
Słownik poisko-angielski
substancja korozyjna substancja zanieczyszczająca sufit sufit podwieszany swobodnie spadające krople (wody) sygnalizacja system alarmowy system alarmowy włamaniowy system drabinek instalacyjnych system gaszenia pożaru system korytek instalacyjnych system listew instalacyjnych otwieranych system listew instalacyjnych zamkniętych system ochrony odgromowej system przywoławczy system rozdziału energii system rur instalacyjnych system sterowania cyfrowego system wentylacji (wymuszony) system wentylacyjny system wytwarzania energii szatnia szczelina dylatacyjna szkło zbrojone szkodliwe skutki szkodliwe zagrożenie sztuczny punkt neutralny szyb konstrukcyjny
409 corrosive substance polluting substance ceiling false ceiling, suspended ceiling free-falling drops (of water) signalling alarm system intruder alarm system cable lader system fire extinguishing system cable tray system cable trunking system (CTS) cable ducting system (CDS) lightning protection system paging system electric power distribution system conduit system digital control system ventilation system (forced) ventilation system electric power generation system clook-room expansion gap mesh glass harmful effects harmful hazard artificial neutral point building void
Ś ściana drewniana ściana izolacyjna ściana izolowana cieplnie ściana murowana ścianka ruchoma średnica średnica zewnętrzna środek dodatkowy środek zmniejszający palność środki ochrony środki ochrony przed dotykiem pośrednim środki ostrożności środowisko
wooden wall insulating wall thermally insulated wall masonry wail removable partition dimension external diameter supplementary measure flame-retardant protective measures protective measures against indirect contact precautions environment
410
Słownik polsko-angiełski
środowisko chronione środowisko nieprzewodzące śruba metalowa
protected environment non-conducting environment metallic screw
T tablica rozdzielcza tablica sterownicza tabliczka znamionowa taśma ochronna telekomunikacja temperatura dopuszczalna temperatura eksploatacji temperatura graniczna dopuszczalna temperatura instalowania temperatura końcowa temperatura magazynowania temperatura odniesienia temperatura otoczenia temperatura początkowa temperatura powietrza niska temperatura powietrza wysoka temperatura pracy temperatura przeciętna temperatura transportowania tłoczenie tolerancje fabryczne trakcja elektryczna trakcja kolejowa transformator dwuuzwojeniowy transformator dzwonkowy transformator ochronny (separacyjny) transformator spawalniczy transmisja sygnału transporter trójfazowy trwałość izolacji tynk typ oprzewodowania
switch panel control panel nameplate protective tape telecommunication permissible temperature application temperature admissible limit temperature installation temperature final temperature storage temperature reference temperature ambient temperature initial temperature low air temperature high air temperature operating temperature average temperature transport temperature pressing manufacturing tolerances electric traction railway track double wound transformer bell transformer isolating transformer welding transformer signal transmission conveyor three-phase life of insulation plaster type of wiring
U uchwyt izolacyjny uchwyt kablowy układ medyczny IT układ rozdzielczy
insulated clip cable support medical IT system distribution system
i
Słownik polsko-angielski
411
układ uziemiający earthing arrangement układ uziemień system earthing układ wysokiego napięcia high voltage system placing out of reach umieszczenie poza zasięgiem ręki unifikacja międzynarodowa international unification urządzenie badane device under test (DUT) urządzenie ciągłej kontroli izolacji insulation monitoring device urządzenie jednobiegunowe single-pole device urządzenie łączące switching measure protective impedance device urządzenie ochronne impedancyjne urządzenie ochronne napięciowe fault-voltage operated protective device urządzenie ochronne przetężeniowe overcurrent protective device overvoltage protective devices urządzenie ochrony przepięciowej urządzenie odłączające disconnecting device, isolation measure urządzenie półprzewodnikowe semiconductor device urządzenie produkowane fabrycznie factory-built equipment urządzenie przenośne portable device (equipment) data processing equipment urządzenie przetwarzania danych urządzenie ręczne hand-held device (equipment) residual current device urządzenie różnicowoprądowe urządzenie ruchome mobile equipment (device) control device urządzenie sterownicze multipole device urządzenie wielobiegunowe urządzenie zabezpieczające protective device urządzenie zabezpieczające przetężeniowe overcurrent protective device urządzenie zabezpieczające z regulacją nastawy adjustable protective device uszczelka seal sealing of the wiring system uszczelnienie oprzewodowania uszkodzenie fault uszkodzenie mechaniczne mechanical damage uszkodzenie pojedyncze single fault uziemienie earthing (system) uziemienie funkcjonalne functional earthing uziemienie ochronne protective earthing, protective grounding (USA) uziemienie robocze functional earthing, functional grounding (USA) uziemienie układu sieci earthing of system uziemiony przewód skrajny earthed line conductor uziemiony przewód środkowy earthed mid - wire conductor uziemiony punkt gwiazdowy star earthing point earthed point of a power system uziemiony punkt układu sieci earth electrode embeded in foundation uziom fundamentowy independent electrode uziom niezależny
412
Słownik polsko-angielski
uziom oddzielny uziom płytowy uziom pomocniczy uziom prętowy uziom rurowy uziomy połączone równolegle uzwojenie pierwotne uzwojenie wtórne użytkowanie
separate earth electrode earth plate * auxiliary electrode earth rod earth pipe earth electrodes in parallel input winding outut winding utilization
W wahania napięcia warnik elektryczny wartość bezpieczna wartość graniczna wartość skuteczna wartość szczytowa wartość umowna wartość wymagana warunki chłodzenia warunki domowe warunki ewakuacji warunki gruntowe warunki klimatyczne otoczenia warunki mechaniczne warunki przemysłowe ciężkie warunki przemysłowe zwykłe warunki szczególne warunki środowiskowe warunki zainstalowania warunki zakłóceniowe wąż wodny wentylacja węglowodory wiązka przewodów wibracje wibracje ciągłe, sinusoidalne wilgotność bezwzględna wilgotność bezwzględna powietrza wilgotność względna duża wilgotność względna mała wilgotność względna powietrza wkręt wkręt samogwintujący
voltage variation, voltage fluctuations electric water-heater safe value 4 limit value root-mean-square value (rms value) peak value conventional value required value cooling conditions household conditions conditions of evacuation soil conditions ambient climatic conditions mechanical conditions severe industrial conditions usual industrial conditions special conditions environmental conditions installation conditions fault conditions hosewater ventilation hydrocarbons group of conductors vibration stationary vibration, sinusoidal absolute humidity absolute air humidity high relative humidity low relative humidity relative air humidity screw thread-forming screw
Słownik polsko-angielski
wkręt wielokrotnego użycia własne źródło zasilania właściwości cieplne właściwości elektryczne właściwości mechaniczne wnętrze wanny wnikanie wody wodomierz wodoszczelny wodoszczelny iluminator wpływ szkodliwy wpływy elektryczne wpływy termiczne wpływy zewnętrzne wskaźnik elektryczny wskaźnik stanu izolacji wskaźnik zadziałania współczynnik jednoczesności współczynnik mocy współczynnik niejednoczesności współczynnik obciążenia współczynnik poprawkowy współczynnik temperaturowy wstrząsy sejsmiczne wtyczka wykrycie uszkodzenia wykrywacz ognia wykwalifikowany personel wyładowanie elektrostatyczne wyłączenie awaryjne wyłączenie natychmiastowe wyłączenie zasilania wyłącznik awaryjny wyłącznik zdalnie sterowany wymagania bezpieczeństwa wymagania bezpieczeństwa dotyczące konstruowania wymagania dla instalacji wymagania funkcjonalne wymagania podstawowe wymagania prawne wymagania techniczne wymiana wyposażenia
re-usable screw private source thermal propetries electrical properties mechanical properties interior of the bath ingrees of water water meter water-tight watertight porthole detrimental influence electrical influences thermal influences external influences electrical indicator isolation monitoring device (IMD) activity indicator coincidence factor power factor diversity factor load factor correction factor temperature coefficient seismic effects plug fault detection fire detector qualified personnel electrostatic discharge emergency control instantaneous tripping disconnection of supply emergency switch remote-control switch safety requirements, protective requirements safety requirements for the design requirements for installations functional requirements fundamental requirements legal requirements technical requirements replacement of equipment
414
Słownik polsko-angielski
wymiar wymuszone ogrzewanie powietrzem wynik badania wyposażenie elektryczne wyposażenie placu budowy wyposażenie stacjonarne wysoka temperatura powietrza wysokość (nad poziomem morza) wysokość spadania wysychanie gruntu wytrzymałość cieplna wytrzymałość elektryczna wytrzymałość mechaniczna wytrzymałość udarowa wytwarzanie ciepła wytwarzanie energii elektrycznej wyzwalacz przeciążeniowy wyzwalacz zwarciowy wyższe harmoniczne wzajemne oddziaływanie wzrost temperatury
dimension forced air heating result of the test electrical equipment construction site equipment stationary equipment high air temperature altitude fall height soil drying heat resistance electric strength mechanical strenght impulse strength heat generation generation of electrical energy overload release short circuit relase harmonics mutual influence increase of temperature
Z zabezpieczenie (urządzenie) zabezpieczenie podnapięciowe zabezpieczenie przeciążeniowe zabezpieczenie rezerwowe zabezpieczenie zwarciowe zaburzenie elektromagnetyczne zacisk probierczy zacisk śrubowy zacisk uziemiający zacisk wyjściowy zaciski źródła zasilania zagęszczenie ludźmi zagrożenia zagrożenie pożarowe zagrożenie termiczne zagrożenie życia zakład obróbki drewna zakłócenia elektromagnetyczne zakłócenia łączeniowe zakres częstotliwości
protective equipment undervoltage protective device overload protective device back-up protection short-circuit protection, short-circuit protective device electromagnetic disturbances test link screw terminal earthing terminal outgoing tenninal supply intake point density occupation dangers fire risk, fire hazard thermal stress danger to life wood-working shop electromagnetic phenomena switching phenomena range of frequency
Słownik polsko-angielski
zakres napięciowy załączanie niesamoczynne załączanie samoczynne zamarzanie gruntu zamknięcie na kłódkę zamknięty otok zamocowanie antywstrząsowe zanieczyszczenia zanik napięcia zanurzalny zanurzenie zapad napięcia zapobieganie zasilacz prądu stałego zasilanie awaryjne zasilanie podstawowe zasilanie rezerwowe zatopienie zbiornik zbrojenie metalowe betonu zdalnie sterowany zdolność wyłączania zespół prądotwórczy zespół prądotwórczy napędzany silnikiem Diesla zespół prądotwórczy niskonapięciowy zespół przewoźny zespół mchomy zestaw elektromedyczny zewnętrzne źródło zasilania zgodność z normą ziemia odniesienia zjawiska atmosferyczne złącze instalacji złącze kompensacyjne złączka zmęczenie (materiału) zmiany częstotliwości sieci zmostkowany znak identyfikacyjny znak identyfikacyjny wyrobu znak towarowy znamionowy różnicowy prąd wyzwalający zniekształcenie liniowe zniszczenie zniszczenie materiału
415 voltage band non-automatic supply automatic supply soil freezing padlocking closed ring anti-vibration mounting pollutants loss of voltage, voltage interruption submersible immersion voltage dip prevention d.c. power supply emergency supply main supply standby supply subimmersion tank metallic reinforcement of concrete remotely controlled breaking capacity motor-altemator set diesel-driven generator low-voltage generating set transportable unit mobile unit medical electrical system external supply accordance with the standard reference earth, reference ground (USA) atmospheric phenomena origin of the installation expansion joint connector, coupler fatigue power-frequency variations bonded across identyfication mark product identyfikaction mark trade mark rated residual operating current linear deffection damage degradation of material
416
Słownik polsko-angielski
zwarcie zwarcie doziemne zwarciowa zdolność wyłączania zwieranie zwierzęta domowe zwłoka czasowa
short circuit fault to earth, short-circuit to earth % breaking capacity short-circuiting livestock time delay
ź źródło ciepła źródło elektrochemiczne źródło pomocnicze źródło prądu ograniczonego źródło ruchome źródło separacyjne źródło zasilania źródło zakłócenia źródło zewnętrzne
heat source electrochemical source auxiliary source limited-current-source mobile source separation source source of supply source of disturbance external source
Ż żarówka żyła okrągła żyła sektorowa żyły równoległe
incandescent lamp circular conductor shaped conductor conductors in parallel
SKOROWIDZ
Akum ulatora ia 191 Automatyka SPZ 174 Badania instalacji elektrycznych 333 Bardzo niskie napięcie 21 Bariera ochronna 21,76, 83, 132 Barwy żył przewodów 48 Bateria akumulatorów 77 Beton sprężony 257 Bezpieczeństwo 21 Bezpiecznik 142 - instalacyjny 230 - stacyjny 230 Bilans energetyczny przewodu 201 Caika Joule’a 225, 228, 232 Cechy urządzeń elektrycznych 67 Charakterystyka czasowo-prądowa 96, 111, 142, 2 2 0 , 222
- przedłukowa bezpiecznika 226 - wyłączania wyłącznika 226 Czas łukowy bezpiecznika 232 - niezadziałania wyłącznika 145 - przedłukowy bezpiecznika 232 - rażenia 70 - trwania napięcia zakłóceniowego 164 - wyłączania bezpiecznika 232 - wyłączenia 99, 114 - wyłącznika różnicowoprądowego 118 - zadziałania wyłącznika 145 Części jednocześnie dostępne 22, 31, 91, 133 Część czynna 21, 76, 80-83, 86-88 — , izolacja 76, 81
Część niebezpieczna 74 -przew odząca dostępna 22, 31, 74, 79, 112, 132,136 - - o b c a 22,28, 79, 132, 163, 187 Dławik uziemiający 162 Dobezpieczenie 116, 119, 150 Dostępność 67 Dotknięcie części czynnej 82 - palcem 82 Dotyk bezpośredni 22, 86 - pośredni 22, 89, 90 - zamierzony 81 Działanie zamierzone 83 E fekt akustyczny 70 Ekran metalowy 78 Ekwipotencjalność 22 Elektroda probiercza 336 Elektryczność statyczna 173 Element grzejny 141 Fibryłacja komór serca 69 Gęstość jednosekundowa prądu 278 - piorunowych udarów 177 - prądu 240 Gniazdo wtyczkowe 42, 79, 109, 286 Harmoniczne prądu wyższe 212 Identyfikacja alfanumeryczna 50 - barwą 50 Impedancja ciała człowieka 71, 72, 73
418 Impedancja obwodu zwarciowego 341 - ograniczająca 45 - pętli zwarciowej 98 -p rzew o d u 148 - ochronnego 99 - uziemienia 23 - wewnętrzna 73 Impuls elektromagnetyczny piorunowy 184 -elektrostatyczny 175 Instalacja basenu jachtowego 306 - elektryczna 23 — , modernizacja 124 - kempingu 305 - obiektów na terenie targów 328 - obiektu tymczasowego 311 - oświetleniowa o b. niskim napięciu 320 - placu budowy 298 - pojazdu 305 - pomieszczenia medycznego 314 - statku wycieczkowego 306 - uziemiająca 23 - w meblach 312 - w zespołach ruchomych 322 Instalacje, podział 218 Iskiernik 180 Izolacja dodatkowa 23, 130, 131 - , kontrola stanu 89 - podstawowa 53 -podw ójna 23, 130, 131 - robocza 78 - równoważna 89 - , skuteczność 216 - urządzeń 168 - wzmocniona 23, 130, 131 - żył przewodu 195 Izolowanie części czynnych 82 - stanowiska 89, 132 K abel elektroenergetyczny 194 - światłowodowy 187 Klasy ochronności urządzeń 53 Kompatybilność 59, 66 -elektrom agnetyczna 184, 189, 191 Konstrukcja żelbetowa 185 Kontrola stanu izolacji 89 Koordynacja urządzeń ochronnych 218 Korozja ziemna 274 Korytarz nadzoru 86 - obsługi 86 Linia napowietrzna 104, 177 - zasilająca wewnętrzna 27, 42 Luminancja łuku elektrycznego 70
Skorowidz
Ław a fundamentowa 268, 270 Łącznik próżniowy 174 Łuk elektryczny 141 Magistrala uziemiająca 189 Miernik uziemień induktorowy 322 Mikroklimat 284 Moc zapotrzebowana 30 Modernizacja instalacji elektrycznej 124 Nagrzewanie przewodnika 204 Napięcie dotykowe 23, 72, 91, 137, 164, 239 - dopuszczalne 24, 108, 138 - fazowe 165 - funkcjonalne 80 - krokowe 239 - udarowe 176 - względem ziemi 24, 98, 104 * -zakłóceniow e 164, 168 - znamionowe 45 - izolacji 24 Naskórek 72 Niezawodność działania środków ochrony 66 Obciążalność prądowa długotrwała 24, 205 - przewodów 200, 207 Obudowa 24, 76, 79, 82 - izolacyjna 130, 131 Obwody końcowe 99 - nieuziemione 78, 79 - rozdzielcze 99 - uziemione 78 Obwód instalacji elektrycznej 24 - odbiorczy 24 - rozdzielczy 24 - separowany 135 -zw arciow y 109, 161 Ochrona częściowa 81 - dodatkowa 24 -odgrom ow a 163 - oprzewodowania 197 - podstawowa 24, 53, 81 - przeciwporażeniowa 24 — , rodzaje 75 - uzupełniająca 121 -p rz e d dotykiem bezpośrednim 74, 76, 77, 80 niezamierzonym 81 pośrednim 74, 77, 150 - uzupełniająca 81, 84 - w czasie zakłócenia 77 - w przypadku uszkodzenia 77 - w warunkach normalnych 77 Ochronnik 178, 179
Skorowidz
Odbiornik energii elektrycznej 24 - niesymetryczny 102 Oddziaływanie środowiska 60, 197 Odgromnik 178, 179 Oględziny instalacji 330, 331 Ogranicznik przepięć 178, 186 Ogrodzenie ochronne 24, 79, 82 Oparzenie 70, 140 Oprawa oświetleniowa 312, 320 Oprzewodowanie 25, 196, 198 Osłona 25 - izolacyjna 78 - wewnętrzna 83 Osoba niepoinstruowana 76 - poinstruowana 25 - postronna 25 - przeszkolona 76 - wykwalifikowana 25 Oznaczenia identyfikacyjne przewodów 50 - przewodów 195 Pętla indukcyjna 183, 187, 191 Podłoga izolacyjna 336 -przew odząca 134 Pojemność cieplna przewodu 278 - właściwa 154 -doziem na 162 - naskórka 73 - sieci względem ziemi 128 Pole elektromagnetyczne 184 Polichlorek winylu plastyfikowany PVC 152 Polietylen usieciowany XLPE 152, 303 Połączenie dublowane 98 - elektryczne 216 -w yrów naw cze 25, 107, 138, 183, 191, 238, 283, 300, 307 - - dodatkowe 94, 111, 114, 288 - główne 92 - - nieuziemione 89, 133, 139, 288 - pionowe 191 - poziome 191 Pomiar rezystancji izolacji 334 Porażenie elektryczne 69 - prądem elektrycznym 25, 74 - śmiertelne 25 Potencjał punktu odległego 239 - ziemi 139 Poziom kerauniczny 174 Prąd nietętniący 25 - stały 79 - niezadziałania urządzenia zabezpieczające go 145 - obliczeniowy 25, 144
419 Prąd probierczy dolny 232 - górny 146, 232 - przeciążeniowy 25, 142 - przetężeniowy 25, 142, 159 - rażeniowy 25, 70 - resztkowy 161 - różnicowy 25, 91, 116 - umowny niezadziałania wyłącznika 222, 230 - zadziałania wyłącznika 222, 230 - upływowy 25, 132 - uszkodzeniowy 116, 118 - uziomowy 26 - wyłączający 26 - wyzwalający znamionowy 84 - zadziałania 26, 96 - urządzenia ochronnego 138 zabezpieczającego 144 -zakłóceniowy 164 - ziemnozwarciowy 161 - znamionowy urządzenia zabezpieczającego 144 - wyłącznika 227 - zwarcia międzyfazowego 113 - z ziemią 111 -zw arciow y 26, 109, 142, 151,225 - spodziewany 149 Prądy znamionowe wkładek bezpiecznikowych 232 Promieniowanie cieplne 140, 141 - ultrafioletowe 70 Przeciążenie przewodu 157 Przegroda 76, 82 - izolacyjna 130, 131 Przekaźnik elektromagnetyczny 111 - termiczny 111 Przekładnik Ferrantiego 115 Przekrój przewodu 195, 200 Przepięcia wewnętrzne 174 Przepięcie 165, 173, 179 -, kategorie 175 Przerwanie przewodu ochronno-neutrałnego 123 Przeskok iskrowy 175 Przestrzeń przewodząca ograniczona 137 Przeszkoda 21 Przetwornica dwumaszynowa 77 - separacyjna 135 Przewodność cieplna 141 Przewody połączone równolegle 147, 156 Przewód elektroenergetyczny 194 - giętki 305 - neutralny 26, 28,31, 159, 187, 199 - ochronno-neutralny 26, 31, 92, 97, 281-283 -ochronny 26,31,79, 187, 277-281 - sygnałowy 192
420 Przewód środkowy 31, 37, 42 - uziemiający 26, 28, 257 - funkcjonalny 189 - ochronno-funkcjonalny 189 - wielożyłowy 48, 79 - współosiowy 98, 282 - wyrównawczy 26, 28, 136, 187 Przyrządy pomiarowe, wymagania 332 Punkt neutralny izolowany 161 - sieci 31, 97 - układu sieci uziemiony 32 Rażenie bezpośrednie 84 Reaktancja przewodu 216 Regulator temperatury 141 Rezystancja izolacji 334 - podłogi 132 - przewodu 216 - sieci względem ziemi 128 - skóry 72 - stanowiska 26 - styku z ziem ią 104 - ściany 132 - uziemienia 26, 32, 239, 246, 250, 254 Rezystor uziemiający 162 Rezystywność betonu 73 - cieplna gruntu 209, 211 - gruntu 26, 242 - materiału przewodu 154 - naskórka 73 - wody 73 - zastępcza gruntu 242 Rozdział przewodu PEN 120, 160 Rozdzielnica budowlana 298 Rozkład potencjału 240, 248, 322 Różnica potencjałów 134 Ryzyko uszkodzeń 175 Schem at instalacji 330 Selektywność urządzeń ochronnych 219, 221, 223,228 Separacja elektryczna 81, 135, 139 - obwodów 335 Siatka wyrównania potencjału 192 Sieć jednofazowa 34 - kompensowana 161 -lo k aln a LAN 189 - - TT 36 - prądu przemiennego 30 - stałego 31 - promieniowa 191 - rozdzielcza 33 - średniego napięcia 161
Skorowidz
Sieć trójfazowa 34 Silnik Diesla 78 Składowa nieokresowa prądu zwarciowego 153 Skuteczność izolacji 216 Skutki patofizjologiczne 69 Sonda napięciowa 339 Spadek napięcia 104, 213, 215 Stacja transformatorowa 163 Stała kontrola stanu izolacji 89 Stopnie ochrony osłon 63 - - urządzeń 61 Strefa ekwipotencjalna 93 - objęta połączeniami wyrównawczymi 102 Strefy ochrony odgromowej 184, 186 - zagrożenia porażeniowego 284-294 Stygnięcie przewodnika 203 Styk ochronny 79 System alarmowy pożarowy 189 # - włamaniowy 189 - informatyczny 183 Sztuczny punkt neutralny 159 Szyna uziemiająca 190 - - g ł ó w n a 23, 28, 92, 101, 180,, 260, 272 - miejscowa 189 - wyrównawcza 186 Środki ochrony 74 Tablica rozdzielcza 42 Temperatura graniczna dopuszczalna 151 - końcowa przewodu 151 - otoczenia 26 - początkowa przewodu 151 - pracy dopuszczalna 140 - robocza izolacji 206 Transformator ochronny 77, 103 - separacyjny 135, 307 -uziem iający 161 Trwałość uziomu 241 U dar napięciowy 176 Udamość 63 Udarowa rezystancja uziemienia 254 Układ instalacji izolowany 44 - uziemiający 238 Urządzenia potrzeb własnych 161 Urządzenie elektryczne 27 — , cechy 67 - II klasy ochronności 129 - informatyczne 188, 192 -, klasy ochronności 53 - kontroli stanu izolacji 112, 114 - ochronne 70
421
Skorowidz
Urządzenie ochronne, koordynacja 218 - przetężeniowe 81, 89 - - różnicowoprądowe 81, 89, 115, 234 - przenośne 27 - ręczne 27 - różnicowoprądowe selektywne 110 - stacjonarne 27, 99, 100 - stałe 27 Uszkodzenie przewodu ochronnego 106 Uziemienie 27, 238 -dodatkow e układu sieci 35 - funkcjonalne 189 - grupowe 112 - indywidualne 112 - ochronne 27 - przewodu ochronnego 31,35,51 - punktu neutralnego 31 - robocze 163 - układu sieci 34 - zbiorowe 112 Uziom 27, 79, 92 - fundamentowy 27, 28, 93, 185, 238, 244, 265 - naturalny 27 - płytowy 257 - poziomy 264 - przewodu ochronnego 33 - roboczy 33, 165 - sztuczny 27 -w spólny 109, 164, 165 Uziomy niezależne 27, 33, 36 Uzwojenie wtórne transformatora 50 W arunki normalne 74 - uszkodzenia 74 Warystor 180 Wilgotność betonu 241, 245 - gruntu 241 - naskórka 71 Wpływy środowiskowe 82 - zewnętrzne 56 Współczynnik dotykowy 249 - krokowy 249 - prądu serca 71 -redukcyjny 164 - udarowy uziomu 255 Wyładowanie atmosferyczne 173, 183 - iskrowe 175
Wyłączenie zasilania samoczynne 26, 81, 89, 97 Wyłącznik 142 - bezzwłoczny 116 - krótkozwłoczny 116 - różnicowoprądowy 84, 234 - - , parametry 119 - selektywny 116 Wymagania dotyczące przyrządów pomiaro wych 332 Wypadek 69 Wytrzymałość elektryczna naskórka 73 -udarow a 175 Wywlekanie potencjału 89 Wyzwalacz elektromagnesowy 91 -przeciążeniowy 143 Zabezpieczenie od pracy niepełnofazowej 158 - przeciążeniowe 146, 219 - rezerwowe 150 -zw arciow e 149, 156, 219 - - przewodów 160 Zacisk ochronny 53 --o d b io rn ik a 137 - probierczy uzi omowy 257, 259 - uziemiający 27 Zagrożenie pożarowe 141 Zakłócenie elektromagnetyczne 183 Zakres napięciowy 44 Zasięg ręki 27, 28, 76, 83 Zbrojenie betonu 100 - konstrukcji żelbetowej 94, 111, 190 Zdolność łączeniowa zwarciowa 227 - wyłączalna wyłącznika 151 - wyłączania bezpiecznika zwarciowa 232 Ziemia odniesienia 29, 239 Złącze 94 -instalacji 175 - elektrycznej 29, 37 - w budynku 101 Złączka do rur 262, 263 Zwarcie doziemne podwójne 128 - podwójne 114, 136 - w odbiorniku 106 Źródła ciepła 197 Źródło bardzo niskiego napięcia 78 Żyła powrotna kabla 163
