Wybrane zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej

Transkrypt

Wybrane zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej.
Bezpośredni dotyk przez człowieka lub zwierzę części czynnych, pozostających pod
napięciem w normalnych warunkach pracy, może się stać przyczyną porażenia prądem
elektrycznym. Takim wypadkom ma zapobiegać ochrona przed dotykiem bezpośrednim
(ochrona podstawowa) wykonana przez zastosowanie, co najmniej jednego z następujących
środków ochrony:
- izolacji,
- osłon i pokryw ochronnych,
- barier i przegród,
- umieszczenie części czynnych urządzeń poza zasięgiem ręki (zachowanie odpowiednio
dużych odległości).
W sieciach elektroenergetycznych o napięciu do 1 kV, w odniesieniu do stosowanych
urządzeń konieczne jest zapewnienie ochrony przeciwporażeniowej polegającej na
zastosowaniu jednego z dwóch środków:
1) zasilania napięciem bezpiecznym
2) ochrony przeciwporażeniowej podstawowej oraz jednego z następujących środków
ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej:
a) zerowania,
b) uziemienia ochronnego,
c) sieci ochronnej,
d) wyłączników przeciwporażeniowych różnicowoprądowych,
e) separacji odbiorników,
f) izolacji stanowiska,
g) izolacji ochronnej.
Dopuszcza się:
1) niestosowanie ochrony przeciwporażeniowej:
a) w obwodach roboczych (głównych obwodach prądowych) urządzeń spawalniczych,
elektrotermicznych i elektrochemicznych, jeżeli ochrona taka - ze względów
technologicznych lub eksploatacyjnych - nie może być wykonana, a zastosowano inne
środki techniczne i organizacyjne, skutecznie ograniczające prawdopodobieństwo
porażenia,
b) w urządzeniach laboratoryjnych, jeżeli przy użytkowaniu i obsłudze urządzeń są stale
obecne, co najmniej dwie osoby i jeżeli, urządzenia te są zabezpieczone przed
dostępem osób nieupoważnionych,
c) w urządzeniach iskrobezpiecznych,
2) zastosowanie innych - technicznie uzasadnionych – środków ochrony przeciwporażeniowej
niż wymienione w tym rozdziale, jeżeli środki te zapewnią ochronę przeciwporażeniową w
stopniu nie mniejszym niż środki wyżej określone,
3) zastosowanie w urządzeniach podlegających stałemu nadzorowi wyłączników
przeciwporażeniowych w innych układach niż różnicowoprądowe, pod warunkiem, że
zapewnią one, co najmniej, taką samą skuteczność i zakres ochrony.
Ochrony przeciwporażeniowej dotykowej można nie stosować do:
1. odcinków rur metalowych lub innych osłon przewodzących o długości do 2 m,
zabezpieczających izolowanie przewody przed uszkodzeniami mechanicznymi lub
stanowiących przepusty przez ściany i stropy,
2. przepustów kablowych i przewodów opanowanych,
3. uchwytów, objemek, klamer i wieszaków metalowych, służących do zamocowania
przewodów i kabli,
4. drobnych części metalowych, jak śruby i nity, przymocowanych do izolacyjnych części
urządzenia,
5. metalowych płaszczy ochronnych rur izolacyjnych oraz przewodów płaszczowych,
zainstalowanych w pomieszczeniach o wilgotności względnej nie przekraczającej 75%,
6. metalowych osłon sprzętu instalacyjnego, np. łączników, gniazd wtyczkowych, puszek
zaciskowych, opraw oświetleniowych i urządzeń znajdujących się w pomieszczeniach o
wilgotności względnej nie przekraczającej 75% oraz z nie przewodzącą podłogą lub
stanowiskiem,
7. metalowych osłon liczników i innych przyrządów w układach taryfowych, tablic
metalowych, na których przyrządy te są umieszczone, zainstalowanych w urządzeniach
odbiorczych nieprzemysłowych,
8. stojaków dochodowych i przyściennych oraz części konstrukcyjnych, służących do ich
zamocowania i uszczelnienia – niedostępnych z ziemi,
9. wsporników izolatorów linii napowietrznych i połączonych z nimi części metalowych niedostępnych z ziemi,
10. słupków metalowych i żelbetowych, na których nie ma innych urządzeń
elektroenergetycznych oprócz przewodów zawieszonych na izolatorach lub, na których
znajdują się, niedostępne z ziemi, urządzeń elektroenergetyczne, oddzielone od słupa
izolacją dodatkową,
11. metalowych drzwi wejściowych do pomieszczeń dostępnych tylko dla osób
upoważnionych, metalowych osłon złączy kablowych, tablic rozdzielczych i innych
elementów osadzonych w ścianie z cegły lub betonu,
12. metalowych ram okiennych i ościeżnic drzwiowych,
13. trzonów izolatorów,
14. metalowych konstrukcji wsporczych kabli i przewodów mających zewnętrzną powłokę
izolacyjna, umieszczonych na wydzielonych trasach kopalni odkrywkowych,
15. półek i wsporników kablowych.
Ochroną przeciwporażeniową należy obejmować całe urządzenia, z tym, że dobór środków
dla ich części lub poszczególnych urządzeń powinien być dostosowanym do warunków
środowiskowych i rodzaju urządzeń.
Ochrona przez zastosowanie napięcia bezpiecznego.
Napięcia bardzo niskie są napięciami z zakresu nie przekraczającego wartością 25V
określone zgodnie z normą jako SELV („bardzo niskie napięcie bezpieczne”), PELV („bardzo
niskie napięcie ochronne”) oraz FELV („bardzo niskie napięcie funkcjonalne”).
Źródłem napięć dla tych obwodów są:
a) transformatory bezpieczeństwa lub równoważne im źródła prądu np. przetwornica
dwumaszynowa
b) źródła elektrochemiczne oraz inne źródła niezależne od obwodu zasilającego o
wyższym napięciu
c) urządzenia elektroniczne o konstrukcji gwarantującej, że napięcie na zaciskach nie
przekroczy wartości górnej granicy zakresu I
Przewody każdego obwodu SELV i PELV powinny być prowadzone oddzielenie od
wszystkich innych obwodów. Jeżeli to wymaganie nie jest możliwe do spełnienia, należy
zastosować jedno z następujących rozwiązań:
1) przewody obwodu SELV i PELV powinny być umieszczone w osłonie izolacyjnej,
niezależnie od izolacji roboczej,
2) przewody obwodów o różnych napięciach powinny być oddzielone od siebie uziemionymi
metalowymi ekranami lub uziemionymi osłonami.
W omawianych wyżej przykładach izolacja podstawowa każdego z przewodów musi być
dostosowana tylko do napięcia obwodu, którego jest częścią.
3) obwody o różnych napięciach mogą być prowadzone w przewodzie wielożyłowym lub w
oddzielnych przewodach ułożonych grupowo pod warunkiem, że przewody obwodów SELV i
PELV będą miały izolację indywidualną lub zbiorową na najwyższe napięcie występujące w
tym przewodzie wielożyłowym lub w grupie przewodów.
Wtyczki i gniazda wtyczkowe obwodów SELV i PELV powinny spełniać następujące
warunki:
1) wtyczki nie powinny dać się włożyć do gniazd wtyczkowych przyłączonych do obwodów
instalacji o różnych napięciach,
2) gniazda wtyczkowe powinny uniemożliwiać włożenie do nich wtyczek przyłączonych do
obwodów o innych napięciach,
3) gniazda wtyczkowe nie powinny mieć styków ochronnych.
Obwody SELV
Charakterystyczne cechy:
1. części przewodzące nie powinny być połączone z uziomem
2. części przewodzące nie powinny być połączone z przewodami ochronnymi i
częściami przewodzącymi dostępnymi innych instalacji
3. części przewodzące nie powinny być połączone z częściami przewodzącymi obcymi
z wyjątkiem przypadków, gdy urządzenia ze względów konstrukcyjnych połączone
są z częściami przewodzącymi obcymi (musi być wówczas spełniony warunek, że
nie wystąpi na nich napięcie przekraczające wartości znamionowe)
W przypadku, gdy napięcie znamionowe obwodu SELV przekracza 25V wartości skutecznej lub
60V nietętniącego prądu stałego tzn. zawierającego składową zmienną o wartości skutecznej
nie przekraczającej 10% wartości prądu stałego, należy zapewnić ochronę przed dotykiem
bezpośrednim poprzez:
ogrodzenia, przegrody o stopniu ochrony co najmniej IP2X
izolację zdolna wytrzymać napięcie probiercze 500V w ciągu 1 min.
Obwody PELV.
Gdy nie jest wymagane stosowanie obwodów SELV a części urządzeń są uziemione należy
zapewnić ochronę przed dotykiem bezpośrednim w postaci:
izolacji zdolnej wytrzymać napięcie probiercze 500V w ciągu 1 min.
Ochrona taka nie jest wymagana, jeżeli urządzenie objęte jest wpływem połączenia
wyrównawczego a napięcie znamionowe nie przekracza:
25V wartości skutecznej prądu przemiennego lub 60V napięcia stałego a urządzenie
eksploatowane jest w pomieszczeniu suchym i nie istnieje prawdopodobieństwo
wielkopowierzchniowych dotyków ciała
6V wartości skutecznej prądu przemiennego lub 15V napięcia stałego nietętniącego w
pozostałych przypadkach
Obwody FELV.
Stosowane w przypadku, gdy nie są spełnione warunki SELV lub PELV oraz gdy nie jest
konieczne stosowanie powyższych obwodów. Dotyczy to najczęściej obwodów, w których
stosowane są elementy nie zapewniające dostatecznej izolacji od obwodów wyższego napięcia
np. styczniki, przekaźniki.
Obwód FELV wymaga ochrony przed dotykiem bezpośrednim poprzez zastosowanie:
izolacji spełniającej wymagania obwodu pierwotnego
ochrona przed dotykiem bezpośrednim powinna być zapewniona przez:
połączenie części przewodzących urządzeń obwodu FELV z przewodem ochronnym
obwodu pierwotnego i zapewnienie wyłączenia napięcia zasilającego, tak, aby napięcie
dotykowe nie przekroczyło 50V wartości skutecznej napięcia przemiennego i 120V
napięcia stałego
połączenie części przewodzących dostępnych z nieuziemionym przewodem połączenia
wyrównawczego obwodu pierwotnego
Zasady stosowania środków dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej:
w tej samej sieci należy ograniczać liczbę środków do jednego zwracając uwagę na to,
że działanie niektórych z nich wzajemnie się zakłóca i nie gwarantuje skuteczności pracy
sieci (maksymalna liczba zastosowanych środków w uzasadnionych przypadkach nie
powinna być większa niż 3)
w przypadku łączenia nowej instalacji z istniejąca stosować ten sam środek ochrony
dodatkowej w obu instalacjach (nie dotyczy sytuacji zastosowania w nowej instalacji
nowego, skuteczniejszego środka ochrony)
Charakterystyka środków dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej.
1.
Zerowanie
Polega na połączeniu dostępnych części przewodzących urządzeń elektrycznych z
uziemionym przewodem ochronnym PE lub neutralno-ochronnym PEN. Skuteczność ochrony
jest zapewniona, jeżeli następuje samoczynne odłączenie zasilania w czasie nie dłuższym niż
określony w przepisach dla sieci o określonym napięciu znamionowym w określonych
warunkach środowiskowych.
Może być stosowany w sieciach o układzie TN o napięciu znamionowym do 500 V.
Maksymalne czasy samoczynnego odłączenia zasilania.
Dla napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale
Uo
UL
50 V ·; UL
120 V =
UL
25 V ·; UL
t
t
V
s
s
120
0,80
0,35
230
0,40
0,20
277
0,40
0,20
400
0,20
0,05
480
0,10
0,05
580
0,10
0,02
60 V =
W przypadku obwodów nie będących bezpośrednio fragmentami, do których połączone są
odbiorniki (np. w sieci rozdzielczej) czas samoczynnego odłączenia zasilania nie może
przekroczyć 5 s.
Skuteczne zadziałanie zerowania może zostać zapewnione, jeżeli zostanie spełniony warunek
[1]
Zs Ia Uo
Zs – impedancja pętli zwarcia [Ω] (w przypadku, kiedy impedancja zwarcia określana jest na
podstawie obliczeń a nie rzeczywistych pomiarów, należy przyjąć wartość o 25% większą niż
obliczona)
Ia – wartość prądu powodującego zadziałanie zabezpieczenia i samoczynne odłączenie
zasilania w czasie określonym dla danej sieci (nie dłuższym niż 5s) równa:
Wartości prądu przetężeniowego dla zabezpieczeń nadprądowych np. bezpiecznik
instalacyjny,
Ia=k*In
k - współczynnik krotności prądu znamionowego zabezpieczenia gwarantująca
określony czas zadziałania
In – prąd znamionowy (nastawy) zabezpieczenia
Wartości prądu różnicowego zadziałania w przypadku wyłączników różnicowych
l.p. Urządzenie samoczynnie odłączające zasilanie
1
2
3
4
Bezpiecznik:
1. instalacyjny z wkładką topikową szybką:
a) na prąd znamionowy do 35 A
b) na prąd znamionowy 40 do 100 A
c) na prąd znamionowy 125 do 200A
2. instalacyjny z wkładką topikową zwłoczną:
a) na prąd znamionowy do 16A
b) na prąd znamionowy 20 do 25A
d) na prąd znamionowy 80 do 100A
3. instalacyjny z wkładką topikową o
działaniu szybkozwłocznym:
4. wielkiej mocy z wkładką topikową szybką:
5. wielkiej mocy z wkładką topikową
zwłoczną:
d) na prąd znamionowy 125 do 250A
e) na prąd znamionowy 400 do 500A
Wyłącznik zgodnie z normą PN-92/E-06150
wyposażony w wyzwalacze lub przekaźniki
bezzwł.
Wartość
współcz. k
2,5
3,0
3,5
3,5
4,0
4,5
5,0
Wartość
prądu In
Prąd
znamionowy
wkładki
bezp.
4,5
6,0
3,2
4,0
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
1,2
Wyłącznik instalacyjny nadmiarowy zgodnie z PN90/E-93002:
1. typ L
2. typ U:
a)na prąd znamionowy do 10A
b)na prąd znamionowy 16 do 25A
3. typ K
4. typ D
12,0
11,2
10,4
10,0
50,0
Wyłącznik przeciwporażeniowy różnicowoprądowy
1,2
5,2
4,9
4,5
Prąd
nastawczy
wyzwalacza
lub
przekaźnika
bezzwł.
Prąd
znamionowy
wyłącznika
Wyzwalający
prąd
różnicowy
W przypadku, kiedy może nastąpić zwarcie z ziemią przewodu skrajnego sieci poprzez części
przewodzące obce (np. w liniach napowietrznych), napięcie względem ziemi części dostępnych
chronionych poprzez przewód ochronny nie mogą osiągać napięć większych niż 50 V. Wymaga
to spełnienia warunku [2]:
RB
50
R E Uo 50
RB – rezystancja zastępcza wszystkich uziomów połączonych równolegle [Ω]
RE – minimalna wartość rezystancji styku z ziemią części przewodzących obcych, przez które
może nastąpić zwarcie z ziemią przewodu skrajnego [Ω]; jeżeli nie jest znana przyjmuje się ja
równa 10
Uo – napięcie znamionowe przewodu skrajnego względem ziemi [V]
W przypadku zerowania nie wolno umieszczać łączników jednobiegunowych, w tym
zabezpieczeń, w przewodzie ochronnym.
2.Uziemienie ochronne.
Polega na połączeniu części przewodzących dostępnych z uziomem.
Działanie ochronne uzyskuje się poprzez samoczynne odłączenie zasilania w przypadku
zakłóceń w czasie gwarantującym zachowanie bezpieczeństwa oraz poprzez uzyskanie w
miejscu zakłócenia napięcia bezpiecznego UL, jeżeli wartość prądu zakłóceniowego jest
za mała do spowodowania wyłączenia w odpowiednio krótkim czasie.
Może być stosowany w obwodach prądu stałego i zmiennego niezależnie od napięcia
znamionowego w układzie:
TT z bezpośrednio uziemionym punktem neutralnym, w którym części przewodzące
dostępne połączone są z uziomem niezależnie od uziomu roboczego
IT z izolowanym punktem neutralnym względem ziemi lub połączonym
poprzez]bezpiecznik iskiernikowy, w którym części przewodzące dostępne połączone
są z uziomem
Układ TT
Układ IT
W układzie TT ochronne działanie uziemienia zostanie uzyskane, jeżeli spełniony będzie
warunek [3]:
RA I a
UL
RA – suma rezystancji uziomu oraz przewodu ochronnego części dostępnych [Ω]
Ia – prąd zapewniający odłączenie zasilania w odpowiednim czasie równy [A]:
minimalnemu znamionowemu prądowi wyzwalającemu In, jeżeli zastosowano wyłącznik
różnicowo-prądowy
prądem zapewniającym zadziałanie w czasie krótszym niż 5s w przypadku
bezpieczników o charakterystyce czasowo zależnej
minimalnym prądem zapewniającym natychmiastowe zadziałanie w przypadku urządzeń
o działaniu natychmiastowym np. wyzwalaczy elektromagnetycznych
W układzie IT wszystkie części dostępne powinny być uziemione indywidualnie, grupowo
lub zbiorczo. Części jednocześnie dostępne powinny być przyłączone do tego samego
uziemienia lub połączone ze sobą połączeniami wyrównawczymi i uziemione.
Działanie ochronne wymaga spełnienia tego samego warunku [3] jak powyżej dla układu
TT, przy czym:
Ia – wartość prądu pierwszego zwarcia (zwarcie jednej fazy z ziemią) pomiędzy
przewodem skrajnym a częścią przewodzącą dostępną
W przypadku urządzeń elektroenergetycznych konieczne jest w tym przypadku
wyposażenie ich w urządzenia do kontroli stanu izolacji, sygnalizujące w sposób akustyczny lub
optyczny nadmierne obniżenie wartości rezystancji izolacji.
W przypadku sieci, w której nie występuje przewód neutralny powinien być spełniony
warunek:
Zs
3 Uo
2 Ia
Dla sieci z przewodem neutralnym warunek ten jest następujący:
Z s'
Uo
2 Ia
gdzie:
Zs – impedancja pętli zwarcia obwodu przewód fazowy- przewód ochronny
Zs’ – impedancja pętli zwarcia obwodu obejmującego przewód ochronny i neutralny
3. Sieć ochronna.
Środek ochrony dodatkowej stosowany w sieciach IT, jeżeli spełnione są jednocześnie
następujące warunki:
a) Urządzenia zasilane są z osobnego transformatora lub zespołu prądotwórczego a w
przypadku sieci prądu stałego z baterii akumulatorów
b) Wszystkie części czynne są izolowane od ziemi
c) Części przewodzące dostępne połączone są z uziemioną siecią ochronną
d) Części jednocześnie dostępne oraz części obce np. rurociągi połączone są
przewodami wyrównawczymi lokalnie uziemionymi
e) Wszelkie zwarcia doziemne są niezwłocznie usuwane ze względu na stałą kontrolę
obsługi
f) W sieci zastosowano na stałe urządzenia służące do kontroli stanu izolacji
sygnalizujące pogorszenie stanu izolacji roboczej sieci
Ochrona urządzeń polega na połączeniu części przewodzących z uziemioną siecią
wykonaną z przewodów ochronnych PE i połączeń wyrównawczych. Działanie ochronne polega
na zapewnieniu wystąpienia napięcia bezpiecznego na częściach przewodzących przy zwarciu
doziemnym 1 fazy oraz wyłączeniu spod napięcia sieci w przypadku zwarcia kolejnych faz.
Do systemu przewodów uziemiających włącza się również wszystkie większe masy
metalowe np. rurociągi, znajdujące się w pobliżu chronionych urządzeń.
W warunkach kopalnianych systemem przewodów ochronnych objęte są również płaszcze
metalowe kabli elektroenergetycznych, przebiegające obok rurociągi wodne, podsadzkowe liny
itp. z wyjątkiem szyn trakcji elektrycznej.
Główny przewód ochronny systemu uziemia się w przeważnie przy transformatorze i łączy z
uziomem stacji. Jednocześnie uziemia się przewody ochronne w tych wszystkich miejscach,
gdzie istnieją możliwości wykonania uziomu o odpowiednio małej rezystancji np. w wyrobiskach
o mokrym spągu, w pobliżu zbiorników i kanałów wodnych, w rząpiach szybików itp.
Przy wystąpieniu pierwszego uszkodzenia w sieci, np. zwarciu jednofazowym z obudową lub
osłoną chronionego urządzenia lub zwarciu doziemnym przewodu fazowego poza systemem
SUPO, na obudowach i osłonach nie pojawia się napięcie dotykowe niebezpieczne.
Wymagania dotyczące wykonania SUPO.
1) System uziemiających przewodów ochronnych z niżej podanych elementów składowych:
a) Co najmniej z dwóch uziomów centralnych.
b) Wszystkich istniejących uziomów lokalnych.
c) Przewodów ochronnych.
W przypadkach uzasadnionych (wątpliwościami odnośnie skuteczności SUPO) można
wykonać połączenia wyrównawcze przez przyłączenie do SUPO (przewodami ochronnymi
zewnętrznymi) części przewodzących obcych znajdujących się w zasięgu ręki.
Nie należy przyłączać do SUPO:
a) Sieci dolnej trakcji elektrycznej przewodowej oraz urządzeń podlegających
uszynieniu.
b) Rurociągów odmetanowania.
Nie dopuszcza się wykorzystywania osłon (obudów) urządzeń elektrycznych jako
przewodów ochronnych.
2) Uziom centralny - powinien być wykonany jako uziom w wodzie w rząpiu szybu lub zbiorniku
(chodniku) wodnym.
W przypadku, gdy na danym poziomie nie ma bezpośredniego dostępu do rząpia lub zbiornika
wodnego, należy wykorzystać uziom centralny wykonany na innym poziomie i połączyć go
międzyuziomowym przewodem ochronnym z uziomem lokalnym położonym najbliżej szybu.
Zaleca się, aby był on wykonany ze stali nieocynkowanej.
Najmniejsze dopuszczalne wymiary przedmiotów metalowych (wyrobów hutniczych) użytych do
wykonania uziomu centralnego podano poniżej:
a) płyty grubość 7mm
długość 1000mm
szerokość 500mm
b) Kształtowniki - grubość 7mm
długość 1500mm
c) Szyny jezdne - co najmniej S 14
długość 1500mm
Rezystancja uziemienia uziomu centralnego - powinna być, w zależności od największej
wartości prądu ziemnozwarciowego sieci średniego napięcia połączonej galwanicznie, nie
większa od dopuszczalnych wartości podanych w tablicy poniżej:
Wartość prądu ziemno
zwarciowego
w sieci średniego napięcia
[A]
poniżej 80
80 - 140
powyżej 140.
Dopuszczalna wartość
rezystancji uziemienia uziomu
centralnego
[Ω]
1,5
0,75
0,5
Przewód uziomowy uziomu centralnego - powinien być przyspawany do uziomu centralnego,
a miejsce jego przyłączenia powinno być chronione przed korozją. Drugi koniec przewodu
uziomowego powinien być wprowadzony do złącza kontrolnego uziomu.
Złącze kontrolne uziomu centralnego - powinno być wykonane i zainstalowane w sposób
umożliwiający wykonanie na nim rozłącznego połączenia przewodów ochronnych
międzyuziomowych oraz przewodu uziomowego. Złącze kontrolne powinno być umieszczone w
miejscu łatwo dostępnym i oznakowane umownym znakiem uziomu centralnego.
3) Uziom lokalny - powinien być instalowany przy każdym z następujących urządzeń
elektroenergetycznych:
a) Rozdzielnicach w sieci rozdzielczej średniego napięcia.
b) Przewoźnych stacjach transformatorowych lub przekształtnikowych.
c) Innych urządzeniach elektroenergetycznych (lub ich zgrupowaniach), zasilanych
bezpośrednio
z kopalnianej sieci rozdzielczej średniego napięcia.
Przewoźne stacje transformatorowe lub przekształtnikowe umieszczone we wspólnej
komorze
z rozdzielnicą średniego napięcia, z której są zasilane, powinny być przyłączone do uziomu
lokalnego rozdzielnicy za pośrednictwem głównego przewodu uziemiającego wykonanego w
rozdzielni.
Silniki elektryczne zasilane bezpośrednio z kopalnianej sieci rozdzielczej średniego napięcia
mogą mieć uziom lokalny wspólnie z rozdzielnicą, z której są zasilane. Uziom lokalny powinien
być wykonany ze stali nieocynkowanej jako:
a) Uziom w wodzie zainstalowany w ściekach kopalnianych.
b) Uziom w skale, gdy w pobliżu nie ma ścieku.
Minimalne wymiary przedmiotów metalowych (wyrobów hutniczych) użytych do wykonania
uziomu lokalnego podano poniżej w tabeli:
Rodzaj wyrobu
Pręty, żerdzie itp.
Uziomy
w
skale
Szyny (S 14)
płyty
płyty
Uziomy
w
wodzie
Taśmy
Szyny S (14)
Inne wyroby
Wymiary [mm]
średnica lub najmniejszy
wymiar przekroju
poprzecznego
długość
długość
grubość
szerokość
długość
grubość
15
1000
1000
5
300
500
5
określona
szerokość
szerokością
ścieku
długość
500
grubość
5
szerokość
30
długość
5000
jak dla uziomów w skale
grubość
5
długość
5000
Rezystancja uziemienia uziomu lokalnego powinna być nie większa niż 50Ω.
Przewód uziomowy uziomu lokalnego - powinien być przyspawany do uziomu, a miejsce
jego przyspawania powinno być chronione przed korozją.
Dopuszcza się przyłączenie przewodu uziomowego do uziomu lokalnego w sposób rozłączny,
w przypadku, gdy uziom ten wykonany jest jako uziom w skale w postaci pręta wystającego
ponad powierzchnię spągu (skały).
Złącze kontrolne uziomu lokalnego powinno być:
a) Umieszczone przy każdym uziomie lokalnym w miejscu dogodnym do skontrolowania
i oznakowania umownym symbolem uziomu lokalnego.
b) Wykonane w sposób umożliwiający dołączenie do niego przewodu uziomowego
i przewodów ochronnych zewnętrznych, lub
c) Może być umieszczone bezpośrednio na uziomie lokalnym, gdy jest on wykonany w skale w
postaci
pręta wystającego ponad powierzchnię skały.
4) Przewody ochronne.
Przewody ochronne w sieciach o napięciu znamionowym do 1 kV i w sieciach o napięciu
znamionowym wyższym, zasilających maszyny przodkowe dużej mocy, powinny być
wykonane wyłącznie jako przewody ochronne wewnętrzne w postaci dodatkowej żyły
(żyła ochronna)
o przekroju wynikającym z norm przedmiotowych, dotyczących konstrukcji górniczych kabli
i przewodów oponowych.
Jeżeli przewód ochronny wykonany jest w postaci dodatkowej żyły (żyły ochronnej), to żyła ta
powinna być wykonana w sposób pozwalający na jednoznaczne odróżnienie jej od pozostałych
żył.
W przewodach ochronnych nie wolno stosować jakichkolwiek łączników, z wyjątkiem
sprzęgników i złącz wtykowych górniczych przewodów oponowych.
Przewody ochronne w sieciach rozdzielczych średniego napięcia mogą być wykonane jako
przewody ochronne wewnętrzne lub zewnętrzne, przy czym należy zachować następujące
zasady:
a) Wzdłuż kabli bez żył (lub ekranów) ochronnych należy prowadzić dodatkowe zewnętrzne
przewody ochronne.
b) Wzdłuż kabli z żyłami (lub ekranami) ochronnymi dopuszcza się stosowanie dodatkowych
przewodów ochronnych zewnętrznych.
c) W przypadku prowadzenia w wyrobisku kilku kabli bez żył (lub ekranów)ochronnych
dopuszcza się stosowanie jednego wspólnego zewnętrznego przewodu ochronnego.
d) Przewody ochronne zewnętrzne prowadzone wzdłuż kabli instalowanych w wyrobiskach,
odgałęzionych od wyrobisk, w których zainstalowano kilka kabli ze wspólnym zewnętrznym
przewodem ochronnym, powinny być połączone z tym wspólnym przewodem.
e) W przypadku prowadzenia w wyrobisku kilku kabli, z których jedne mają żyłę (lub ekran)
ochronną, a inne jej nie mają, można nie stosować zewnętrznego przewodu ochronnego, pod
warunkiem, że wszystkie zasilane nimi urządzenia będą połączone z SUPO.
f) Przewody ochronne zewnętrzne prowadzone w szybie z powierzchni do rozdzielnicy
poziomowej, należy na danym poziomie przyłączyć do uziomu centralnego lub lokalnego tej
rozdzielnicy, a na powierzchni do najbliższego uziomu naturalnego lub sztucznego, np.
konstrukcji wieży szybowej.
g) Wykonanie i przekroje wewnętrznych przewodów ochronnych powinny być zgodne z
wymaganiami norm wyrobu dotyczących stosowanych przewodów elektroenergetycznych.
Wszystkie przewody ochronne wewnętrzne kabla powinny być połączone ze sobą na
obydwu końcach.
Przewody ochronne zewnętrzne - zaleca się wykonywać ze stali ocynkowanej.
Najmniejsze dopuszczalne wymiary poprzeczne zewnętrznych przewodów ochronnych i
przewodów uziomowych podano poniżej w tabeli:
Najmniejszy dopuszczalny wymiar [mm]
Nazwa
Wyrobu
Wielkość
Przewody
ochronne
międzyuziomowe
Przewody
uziomowe
Przewody
ochronne
uziemiające
Liny stalowe
średnica
14
14 (10)
7
Taśmy stalowe
grubość
szerokość
3
40
3
40 (20)
3
20
Druty stalowe
średnica
12
12 (8)
6
Linki lub druty
miedziane
średnica
6
4
4
Liczby w nawiasach dotyczą uziomów lokalnych
Przewody ochronne zapewniające ciągłość SUPO należy stosować w sieciach o napięciu
znamionowym powyżej 1 kV w miejscach, w których została przerwana ciągłość wewnętrznych
przewodów ochronnych kabli (mufy przelotowe, głowice i wpusty kabli zasilających urządzenia
elektroenergetyczne przelotowo).
Wymaganie nie dotyczy:
a) Kabli z żyłami (lub ekranami) ochronnymi wprowadzonymi do urządzeń wyposażonych
w wewnętrzny zacisk uziemiający.
b) Muf przelotowych bezskorupowych.
Sposób wykonania przewodów ochronnych zapewniających ciągłość systemu powinien
umożliwiać pewne połączenie przewodzące (elektryczne) elementów stanowiących wewnętrzne
przewody ochronne łączonych odcinków kabli, a także przyłączenie zewnętrznego przewodu
ochronnego międzyuziomowego lub uziomowego (uziomu lokalnego).
Zaleca się wykonywanie połączenia przewodów ochronnych zapewniających ciągłość SUPO
z wewnętrznymi przewodami ochronnymi kabli w taki sposób, aby zewnętrzna osłona
antykorozyjna pancerza w części kabla znajdującej się na zewnątrz urządzenia (mufy, głowicy,
wpustu) pozostała nienaruszona.
Najmniejsze dopuszczalne wymiary przewodów ochronnych zapewniających ciągłość SUPO
powinny być takie jak zewnętrznych przewodów ochronnych międzyuziomowych określonych w
powyższej tabeli.
Przewody ochronne łączące z SUPO konstrukcje metalowe nie należące do urządzeń
elektroenergetycznych.
Przewody wyrównawcze (łączące z SUPO dostępne części przewodzące obce) powinny być
wykonane jako przewody ochronne zewnętrzne o najmniejszych dopuszczalnych wymiarach
takich, jak dla zewnętrznych przewodów ochronnych uziemiających określonych w powyższej
tabeli.
Łączenie przewodów ochronnych zewnętrznych. Przewody ochronne zewnętrzne należy
łączyć stosując następujące zasady:
a) Przewody ochronne międzyuziomowe powinny być połączone ze sobą na złączach
kontrolnych uziomów lub poza nimi w sposób rozłączny, zabezpieczony przed luzowaniem się i
korozją.
b) Połączenie każdego przewodu uziomowego, przewodu ochronnego uziemiającego oraz
przewodu ochronnego zapewniającego ciągłość SUPO z przewodem międzyuziomowym,
powinno być wykonane w sposób umożliwiający odłączenie dowolnego przewodu ochronnego
w celu przeprowadzenia pomiarów lub kontroli.
c) W rozdzielniach w sieci rozdzielczej średniego napięcia powinien być wykonany główny
przewód uziemiający w postaci taśmy stalowej o wymiarach odpowiadających wymiarom
przewodów ochronnych międzyuziomowych wg tabeli powyżej, do którego należy przyłączyć
w sposób rozłączny, zabezpieczony przed luzowaniem się i korozją, przewody ochronne
uziemiające wszystkich urządzeń o napięciu wyższym niż 1 k V.
Ciągłość przewodów ochronnych. Ciągłość wszystkich przewodów ochronnych powinna być
kontrolowana. W przypadku maszyn i urządzeń ruchomych i ręcznych o napięciu znamionowym
do 1 kV oraz maszyn urabiających, ładujących i odstawczych dużej mocy, zasilanych napięciem
wyższym niż 1 kV, zaleca się stosować automatyczną kontrolę ciągłości przewodów
ochronnych powodującą przerwanie obwodów sterowania tych maszyn.
Ocena skuteczności ochronnego działania SUPO.
Rezystancja uziemienia systemu.
1) Miejsca wykonywania pomiarów rezystancji uziemienia systemu.
Pomiary rezystancji uziemienia SUPO należy przeprowadzać:
a) W sieciach o napięciu znamionowym do 1 kV lub zasilających maszyny przodkowe
napięciem wyższym niż 1 kV, przyjmując jako zacisk pomiarowy żyłę ochronną przewodu
zasilającego urządzenie najbardziej oddalone od uziomu lokalnego, odłączoną od zacisku
uziemiającego tego urządzenia.
b) W sieciach rozdzielczych średniego napięcia w miejscach zainstalowania uziomów lokalnych
oraz w miejscach, w których zainstalowane są na kablach mufy przelotowe z wyjątkiem muf
kablowych w szybach i muf bezskorupowych.
2) Wartość rezystancji uziemienia systemu.
Wartość rezystancji uziemienia SUPO powinna spełniać nierówność:
Rws Iz Ud
gdzie:
Rws - rezystancja uziemienia SUPO [Ω],
Iz - prąd ziemnozwarciowy sieci o napięciu znamionowym do 1 kV i sieci o napięciu wyższym
zasilającej maszyny przodkowe, przy ocenie skuteczności SUPO w miejscu lub prąd
ziemnozwarciowy sieci rozdzielczej średniego napięcia przy ocenie skuteczności SUPO [A], Ud
- dopuszczalna wartość napięcia dotykowego [V].
Dopuszczalną wartość napięcia dotykowego należy przyjmować:
.
a) równą 25 V, przy ocenie skuteczności SUPO w sieci o napięciu znamionowym do l kV oraz w
sieci o napięciu wyższym, zasilającej maszyny górnicze urabiające, ładujące i odstawcze
dużej mocy,
b) z tablicy poniżej w zależności od najdłuższego czasu trwania zwarcia doziemnego
wywołującego napięcie dotykowe, przy ocenie skuteczności SUPO w sieci rozdzielczej
średniego napięcia.
Napięcia dotykowe.
W sieci rozdzielczej średniego napięcia dopuszcza się ocenę skuteczności ochronnego
działania SUPO na podstawie zmierzonych lub obliczonych wartości napięć dotykowych.
Wartości te, zmierzone lub obliczone nie powinny przekraczać wartości dopuszczalnych
przedstawionych w tablicy poniżej.
Jako czas trwania zwarcia doziemnego dopuszcza się przyjmować czas nastawy
zabezpieczenia ziemnozwarciowego powodującego wyłączenie linii, na końcu (lub trasie), której
ocenia się skuteczność SUPO.
Czas trwania zwarcia
doziemnego
[s]
do 1,2
1,5
1,7
2,0
2,5
3,0
5,0 i więcej
Dopuszczalna wartość
napięcia dotykowego
[V]
50
46
43
39
35
30
25
4. Izolacja stanowiska.
Polega na izolowaniu stanowiska od ziemi za pomocą warstw izolacyjnych np. gumy,
pomostów izolacyjnych oraz połączeniu części dostępnych przewodzących w celu wyrównania
ich potencjałów.
Może być stosowana niezależnie od napięcia znamionowego w sieciach prądu stałego i
zmiennego w warunkach suchych dla urządzeń instalowanych na stałe. Stosowana zazwyczaj
w sytuacji, gdy nie można zapewnić odpowiednich czasów wyłączenia napięcia zasilającego
przez zastosowanie zerowania lub uziemienia ochronnego. Działanie ochronne polega na
uniemożliwieniu przepływu prądu niebezpiecznego na skutek dotknięcia części pod napięciem
poprzez zwiększenie rezystancji drogi przepływu.
Jeżeli stosowana jest izolacja stanowiska to do urządzeń nie doprowadza się przewodu
ochronnego PE oraz w przypadku konstrukcji nie uziemia się jej oraz nie stosuje zerowania a
punkt neutralny sieci musi być izolowany od konstrukcji.
Minimalne wartości rezystancji podłóg oraz ścian izolacyjnych w miejscach zainstalowania
urządzeń elektroenergetycznych:
a) 50 kΩ dla napięć względem ziemi do 500V
b) 100 kΩ gdy napięcie znamionowe względem ziemi przekracza 500V
dodatkowo konieczne jest spełnienie warunków dodatkowych
a) odstęp między częściami przewodzącymi nie mniejszy niż 2 m, przy czym odległość ta
może być zmniejszona do 1,25 m poza strefą zasięgu ręki; oznacza to, że w normalnych
warunkach człowiek nie będzie mógł dotknąć dwóch obudów urządzeń elektrycznych lub
jednej obudowy i obcej części przewodzącej;
b) umieszczenie skutecznych barier między częściami przewodzącymi zwiększającymi
odległość na drodze możliwego jednoczesnego dotyku do wartości podanych w punkcie
a);
c) izolowanie części przewodzących obcych w sposób zapewniający zadowalającą
wytrzymałość mechaniczną i elektryczną (2000 V).
Dla części obcych przewodzących dostępnych ze stanowiska należy zastosować osłony
izolacyjne co najmniej o stopniu ochrony IP2X.
5. Izolacja ochronna.
Jako środek ochrony dodatkowej stosowana w fabrycznie produkowanych urządzeniach
prądu stałego i zmiennego niezależnie od napięcia znamionowego.
Polega na zastosowaniu izolacji o parametrach ograniczających do minimum możliwość
porażenia. Części przewodzące dostępne tych urządzeń nie są łączone z przewodami
ochronnymi oraz wyrównawczymi.
Wymagania odnośnie izolacji ochronnej spełniają urządzenia II klasy ochronności
oznaczone symbolem
Dotyczy to następujących przypadków:
1. urządzenia mające izolację podwójną lub wzmocnioną
2. zespoły urządzeń elektrycznych wykonanych fabrycznie w pełni izolowanych
Urządzenia te zapewniają lepszy stopień ochrony dodatkowej niż ochrona dodatkowa
układów TN i TT.
6. Separacja odbiornika.
Polega na zasilaniu odbiornika lub grupy odbiorników za pomocą transformatora
separacyjnego lub przetwornicy separacyjnej (urządzenia wykonane jako urządzenia II klasy
ochronności w przypadku urządzeń przenośnych) w obwodach prądu zmiennego o napięciu do
500V i stałego o napięciu do 750V.
Obwodu separowanego nie wolno zerować, uziemiać ani łączyć z innymi obwodami.
Obwód separacyjny powinien zasilać jeden odbiornik. Dopuszcza się w warunkach
nieprzemysłowych zasilanie większej liczby odbiorników, przy czym długość obwodu
separowanego nie powinna przekraczać 30m.
Zaleca się, aby obwód separacyjny spełniał warunek:
l U 100000
gdzie:
l – długość oprzewodowania obwodu separowanego
U – napięcie znamionowe obwodu separowanego
Ochronne działanie układu separacji polega na zmniejszeniu prądu rażenia (prąd
pojemnościowy obwodu ze względu na separację w stosunku do ziemi).
Ochrona ta polega na rozdzieleniu w sposób pewny obwodu zasilającego i odbiorczego
(separowanego), aby w przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej w obwodzie separowanym
nie występowały warunki zagrażające porażeniem elektrycznym. Zasilanie obwodu
separowanego może być dokonane za pomocą:
- transformatora separacyjnego,
- innego źródła zapewniającego separację elektryczną nie gorszą niż między uzwojeniem
pierwotnym a wtórnym transformatora separacyjnego, np. prądnicy napędzanej z innego źródła
niż elektryczne.
Napięcie zasilania obwodu separowanego nie może być wyższe niż 500 V, a żadne części
czynne obwodu ani urządzenia zasilane z tego obwodu nie mogą być uziemione ani nie mogą
się łączyć z uziemionymi przewodami ochronnymi innych obwodów.
Ochrona przeciwporażeniowa przez separowanie odbiorników a) jeden odbiornik zasilany z obwodu w
przeciętnych warunkach użytkowania; b) odbiornik I klasy ochronności w pomieszczeniu o metalowej podłodze i
ścianach, np. w metalowym zbiorniku (obecnie nie wymaga się wykonania połączenia wyrównawczego)
3.13. Ochrona przeciwporażeniowa przez separowanie odbiorników (zasilanie z obwodu separowanego więcej niż
jednego)
CC – przewód wyrównawczy
W przypadku jednofazowego zwarcia z obudową chronionego urządzenia i dotknięcia tej
obudowy przez człowieka popłynie prąd rażeniowy o wartości zależnej od pojemności i
rezystancji izolacji obwodu. W celu ograniczenia tego prądu do wartości uznawanych za
dopuszczane zaleca się, aby w separowanym obwodzie iloczyn napięcia znamionowego
(znamionowego woltach) i łącznej długości przewodów obwodu (w metrach) był mniejszy niż
100 000, a długość tych przewodów nie przekraczała 500 m.
Ochrona przez separację elektryczną jest szczególnie skuteczna przy zasilaniu tylko jednego
odbiornika. W takim przypadku części przewodzące obwodu nie powinny być uziemione ani
połączone z przewodami ochronnymi przewodzących części obcych. Rozwiązanie to może być
stosowane podczas użytkowania urządzenia elektrycznego o napięciu znamionowym wyższym
niż napięcie bardzo niskie, również w warunkach szczególnego zagrożenia.
Obecnie nie ma już wymagania, aby metalowa obudowa urządzenia odbiorczego
użytkowanego w pomieszczeniu o przewodzącej podłodze i ścianach, np. w metalowym
zbiorniku, była połączona z przewodzącą podłogą.
Przy zasilaniu z obwodu separowanego więcej niż jednego urządzenia powinny być spełnione
następujące warunki:
- wszystkie części przewodzące dostępne urządzeń powinny być połączone między sobą przez
nieuziemione izolowane przewody zapewniające wyrównanie potencjału wszystkich urządzeń;
przewody te nie mogą się łączyć nieuziemione przewodami ochronnymi innych urządzeń ani z
częściami przewodzącymi obcymi;
- wszystkie gniazdka wtyczkowe powinny mieć styki ochronne połączone z systemem
przewodów wyrównawczych;
- wyrównawczych przypadku podwójnego zwarcia części czynnych różnej biegunowości z
przewodzącymi częściami dostępnymi, zainstalowane urządzenia ochronne powinny zapewnić
samoczynne wyłączenie zasilania w czasie nie dłuższym niż podany w tabeli niżej.
Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączania w sieciach i instalacjach o układzie TN*, wg
[39]
Napięcie znamionowe
względem ziemi U0
V
Czas wyłączenia [s],
w warunkach, warunkach których napięcie dopuszczalne UL
wynosi
50 V ~, 120 V_
25 V~, 60 V _
120
0,8
0,35
230
0,4
0,20
277
0,4
0,20
400
0,2
0,05
480
0,1
0,05
580
0,1
0,02
*Dotyczy urządzeń odbiorczych I klasy ochronności, ręcznych lub przenośnych, przeznaczonych do
ręcznego przemieszczania w czasie użytkowania.
Zabezpieczenie różnicowoprądowe, budowa i zasada działania
Wiadomości ogólne
Jednym z najbardziej skutecznych środków ochrony przeciwporażeniowej jest ochrona przy
zastosowaniu
urządzeń
ochronnych
różnicowoprądowych
(wyłączniki
ochronne
różnicowoprądowe, wyłączniki współpracujące z przekaźnikami różnicowoprądowymi).
Budowa i zasada działania
Stosowane współczesne konstrukcje wyłączników różnicowoprądowych można
podzielić na dwa zasadnicze rodzaje: wyłączniki o wyzwalaniu bezpośrednim i o
wyzwalaniu pośrednim (wyposażone we wzmacniacz elektroniczny). Każdy wyłącznik
(oznaczony na schematach elektrycznych jako I) niezależnie od rodzaju konstrukcji składa się
z następujących członów funkcjonalnych, które przedstawiono na rys.:
- członu pomiarowego (A),
- członu wzmacniacza-komparatora (B),
- członu wyłączającego (C),
- członu kontrolnego (D).
Człon pomiarowy (A) wyłącznika stanowi przekładnik różnicowy z rdzeniem toroidalnym.
Przekładnik ten mierzy geometryczną sumę prądów płynących w przewodach roboczych
przyłączonych do wyjścia wyłącznika. W przypadku, gdy suma tych prądów jest różna od zera,
w rdzeniu przekładnika pojawia się strumień różnicowy, a w następstwie tego w uzwojeniu
różnicowym przekładnika wyidukowana zastaje siła elektromotoryczna SEM, której jest wprost
proporcjonalna do prądu upływowego (uszkodzeniowego) - I .
Człon wzmacniacza – komparatora (B) zasilany jest siłą elektromotoryczną SEM
wyidukowaną w członie pomiarowym. We wzmacniaczach elektromechanicznych powszechnie
używaną konstrukcja jest urządzenie zwane przekaźnikiem spolaryzowanym, którego schemat
przedstawiono na rys. 3 Jest to przekaźnik z ruchoma zworą (4) i magnesem trwałym (3).
Urządzenie działa w ten sposób, że odpadnięcie zwory uruchamia zamek wyłącznika
powodując otwarcie styków biegunów roboczych. W stanie zamkniętym wyłącznika zwora
przekaźnika spolaryzowanego przytrzymywania jest polem magnetycznym wytworzonym przez
magnes trwały. Z chwilą uszkodzenia izolacji obwodu roboczego, płynący do ziemi prąd
uszkodzeniowy I powodując pojawienie się w uzwojeniu elektromagnesu, umieszczonym na
rdzeniu przekaźnika spolaryzowanego, prądu różnicowego proporcjonalnego do prądu I . Prąd
ten wytwarza pole magnetyczne o częstotliwości 50 Hz, które przy odpowiedniejszej
biegunowości osłabia pole magnetyczne magnesu trwałego i może spowodować odpadnięcie
zwory i wyłączenie wyłącznika. Wyłączniki z takim przekaźnikiem spolaryzowanym są
przystosowane do pracy z prądem uszkodzeniowym przemiennym i są nazywane wyłącznikami
typu AC.
Jeżeli w instalacji może pojawić się prąd uszkodzeniowy pulsujący jednokierunkowy o dowolnej
biegunowości lub sterowany fazowo sterownikiem tyrystorowym, należy zastosować wyłącznik
typu A, który wyposażony jest w inny rodzaj przekaźnika spolaryzowanego - z rdzeniem
nasycającym się. Budowane są również wyłączniki typu B, które nadają się do stosowania w
instalacjach prądu przemiennego z prądem uszkodzeniowym pulsującym ze składową stałą do
6 mA i z prądem stałym z niektórych układów prostownikowych.
Schemat blokowy wyłącznika różnicowoprądowego:
A- człon pomiarowy, B- człon wzmacniacza-komparatora,
C- człon wyłączający, D- człon kontrolny, Rt- rezystor kontrolny
W wyłącznikach o wyzwalaniu pośrednim role członu wzmacniacza – komparatora spełnia
układ elektroniczny. Wadą takich wyłączników jest konieczność zasilania układu
elektronicznego napięciem pomocniczym – zwykle z sieci zasilającej. Przerwanie ciągłości
przewodu neutralnego sieci lub obniżenie się napięcia zasilającego poniżej wartości 0,5 U
powoduje, że wyłącznik nie działa przy możliwości wystąpienia zagrożenia porażeniowego.
Włączniki budowane są na znamionowy różnicowy prąd zadziałania określony jako I n (rzadziej
I N). Wyłącznik nie może być urządzeniem zbyt czułym. Rzeczywisty prąd zadziałania musi być
większy od 0,5 I n, jednak nie większy niż I n . Spełnienie tego wymagania, przy poprawnym
doborze wyłącznika różnicowoprądowego, zapewnia jego działanie tylko przy powstaniu
uszkodzenia w instalacji, a zapobiega zbędnemu działaniu powodowanemu przez robocze
prądy upływowe, występujące w każdej instalacji elektrycznej.
Człon wyłączający (C) stanowi układ stykowy wyłącznika mechanizmowego z zamkiem.
Uruchomienie zamka wyłącznika sygnałem z układu wzmacniacza – komparatora powoduje
jego
natychmiastowe
wyłączenie.
Przy
szeregowym
łączeniu
wyłączników
różnicowoprądowych, w celu zapewnienia wybiórczości ich działania, konieczne jest stosowanie
specjalnych wyłączników działających ze zwłoką czasowa. Wyłączniki takie są oznaczone
symbolem S i nazywane wyłącznikami selektywnymi (zwłocznymi).
Rys. Budowa przekładnika spolaryzowanego: 1- uzwojenie różnicowe
przekładnika różnicowego, 2- uzwojenie elektromagnesu przekładnika
spolaryzowanego, 3- magnes trwały, 4- ruchoma zwora przekaźnika
spolaryzowanego, 5- sprężyna zwory
W wyłącznikach różnicowoprądowych stosuje się zwykle wyłączenie wszystkich biegunów
roboczych- fazowych L i bieguna neutralnego N. Wymagane przez normę czasy wyłączenia
wyłączników zalezą od krotności prądu uszkodzeniowego I w stosunku do wartości prądu I n
oraz typu wyłącznika. Maksymalne i minimalne czasy wyłączenia wyłączników
różnicowoprądowych typu AC przedstawiono w tabeli 1
Typ
wyłącznika
Bezzwłoczny
Selektywny S
(zwłoczny)
Prąd In
Prąd I
n
A
dowolny
A
dowolny
25
0,03
Czas wyłączenia w
sekundach dla prądu
uszkodzeniowego I
o wartości:
Uwagi
In
0,3
0,5
2In
0,15
0,2
5In
0,04
0,15
Czas maksymalny
Czas maksymalny
0,13
0,06
0,05
Czas maksymalny
Tabela 1. Maksymalne i minimalne czasy wyłączenia wyłączników typu AC
Maksymalne czasy wyłączenia odnoszą się również do wyłączników typu A i B, z tym, że
wartości prądów uszkodzeniowych (różnicowych) I n, 2 I n, 5 I n niesinusoidalnych należy
powiększyć przy pomiarze czasu zadziałania mnożąc je przez współczynnik 1,4 w przypadku
wyłączników, których I n 0,01 A i przez 2, w przypadku wyłączników, których I n 0,01A.
Człon kontrolny (D) wyłącznika składa się z szeregowego połączonych: rezystora Rt
ograniczającego prąd kontrolny i przycisku testującego oznaczonego na wyłączniku literą „T”
lub napisem „TEST”. Człon ten umożliwia sprawdzenie poprawności działania wyłącznika
załączonego pod napięcie.
Instalowanie wyłączników różnicowoprądowych
Urządzenia ochronne różnicowoprądowe pełnią następujące funkcje:
-ochrona przed dotykiem pośrednim przy zastosowaniu wyżej wymienionych urządzeń, jako
elementów samoczynnego wyłączenia zasilania,
-uzupełnienie ochrony przed dotykiem bezpośrednim przy zastosowaniu wyżej wymienionych
urządzeń o znamionowym różnicowym prądzie nie większym niż 30 mA.
-ochrona budynku przed pożarami wywołanymi prądami doziemnymi przy zastosowaniu wyżej
wymienionych urządzeń o znamionowym różnicowym prądzie nie większym niż 500 mA.
Prąd zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego musi zawierać się
w granicach 0,5 I n
I n, gdzie I n jest znamionowym różnicowym prądem. Urządzenia
ochronne różnicowoprądowe można stosować we wszystkich układach sieci z wyjątkiem układu
TN-C.
Przykładowe sposoby zainstalowania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych w poszczególnych układach sieci przedstawiono na rysunku.
Przy szeregowym zainstalowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, celem
zachowania selektywności (wybiórczości) ich działania, urządzenia powinny spełniać
jednocześnie warunki:
-charakterystyka czasowo-prądowa zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego,
zainstalowanego po stronie zasilania, powinna znajdować się powyżej charakterystyki czasowoprądowej zadziałania urządzenia ochronnego różnicowoprądowego zainstalowanego po stronie
obciążenia,
-wartość znamionowego różnicowego prądu urządzenia ochronnego różnicowoprądowego
zainstalowanego po stronie zasilania powinna być równa co najmniej trzykrotnej wartości
znamionowego
różnicowego
prądu
urządzenia
ochronnego
różnicowoprądowego
zainstalowanego po stronie obciążenia.
Również przy szeregowym zainstalowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych, celem
zachowania selektywności (wybiórczości) ich działania, w obwodach rozdzielczych można
stosować urządzenia ze zwłoką czasową, jednak nie większą niż 1 sekunda. Schemat takiego
zastosowania przedstawiono na rysunku.
Oznaczenia: L1; L2; L3; - przewody fazowe prądu przemiennego; N- przewód neutralny; PE- przewód
ochronny; PEN- przewód ochronno-neutralny; E - przewód uziemiający; I - urządzenie ochronne
różnicowoprądowe; Z - impedancja
Rys.4 Sposoby zainstalowania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych w poszczególnych
układach sieci
Rys. 5 Wygląd zewnętrzny i wymiary zabezpieczenia różnicowoprądowego
Oznaczenia: t - zwłoka czasu zadziałania; I - urządzenie ochronne różnicowoprądowe
Schemat zastosowania w obwodach wyłączników (urządzeń) ochronnych
różnicowoprądowych ze zwłoką czasową oraz bezzwłocznych
Podział wyłączników ze względu na kształt przebiegu prądu w czasie powodującego
zadziałanie:
W zależności od kształtu przebiegu prądu w czasie powodującego zadziałanie, urządzenia
ochronne różnicowoprądowe dzielą się na:
urządzenia, których działanie jest zapewnione przy prądach różnicowych przemiennych
sinusoidalnych oznaczone symbolem:
lub literowo AC,
sinusoidalnych i pulsujących stałych oznaczone symbolem:
lub literowo A.
sinusoidalnych i pulsujących stałych oraz przy prądach wyprostowanych, oznaczone
symbolem:
lub literowo B.
Wahania napięć, przepięcia atmosferyczne lub łączeniowe mogą, przez różne pojemności w
sieci, spowodować przepływ prądów upływowych, które z kolei mogą być przyczyną zadziałania
urządzeń ochronnych różnicowoprądowych. Zjawisko to może wystąpić w odbiornikach z
dużymi powierzchniami elementów lub dużą liczbą kondensatorów przeciwzakłóceniowych. Do
odbiorników tych można zaliczyć wielko powierzchniowe elementy grzejne, oprawy
świetlówkowe, komputery, układy rentgenowskie itp.
Dla uniknięcia błędnych zadziałań należy w wyżej wymienionych przypadkach stosować
urządzenia ochronne różnicowoprądowe z podwyższoną wytrzymałością na prąd udarowy,
oznaczone symbolami:
lub
lub
, lub krótkozwłoczny
Wyłączniki ochronne różnicowoprądowe muszą być chronione przed skutkami zwarcia.
Na tabliczce znamionowej wyłącznika podawana jest jego wytrzymałość zwarciowa oraz
maksymalna wartość prądu znamionowego wkładki bezpiecznikowej zabezpieczającej ten
wyłącznik. Umieszczony na tabliczce znamionowej symbol
oznacza, że
wyłącznik wytrzymuje prąd zwarciowy 10 000 A, o ile jest zabezpieczony wkładką
bezpiecznikową 100 A.
Natomiast symbol
oznacza, że wyłącznik wytrzymuje prąd zwarciowy 6000
A, o ile jest zabezpieczony wkładką bezpiecznikową 63 A.
Umieszczony na tabliczce znamionowej symbol
oznacza, że wyłącznik ochronny
różnicowoprądowy może być stosowany w obniżonych temperaturach do -25o C, np. na
terenach budowy. Przy zastosowaniu wyłączników w takich warunkach należy przyjąć
rezystancję uziemienia równą 0,8 wartości wymaganej dla normalnych warunków otoczenia, tj.
dla zakresu temperatur od -5o C do +40o C.
Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o znamionowym różnicowym prądzie
nie większym niż 30 mA w obwodach zasilających gniazda wtyczkowe na terenach budowy, w
gospodarstwach rolniczych i ogrodniczych, łazienkach, basenach pływackich, na kempingach,
w pojazdach turystycznych, w przestrzeniach ograniczonych powierzchniami przewodzącymi
itp. nakazują arkusze normy PN-IEC 60364 z grupy 700.
Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o znamionowym różnicowym prądzie
nie większym niż 30 mA jest szczególnie zalecane w obwodach odbiorczych gniazd
wtyczkowych użytkowanych przez osoby niewykwalifikowane
Tablica 2. Oznaczenia wyłączników ochronnych różnicowoprądowych
Typ
AC
Oznaczenie
Przeznaczenie
Wyłącznik reaguje tylko
przemienne sinusoidalne
na
prądy
różnicowe
A
Wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne
sinusoidalne, na prądy pulsujące jednopołówkowe, ze
składową stałą do 6 mA.
B
Wyłącznik reaguje na prądy różnicowe przemienne,
jednopołówkowe ze składową stałą do 6 mA
i na prądy wyprostowane (stałe)
G
Wyłącznik działa z opóźnieniem minimum 10 ms (jeden
półokres) i jest odporny na udary 8/20 s do 3000 A
Wyłącznik
do 250 A
jest
odporny
na
udary
8/20
s
Wyłącznik
do 750 A
jest
odporny
na
udary
8/20
s
KV
Wyłącznik jest odporny na udary 8/20
s do
3 kA (do 300 mA) i do 6 kA (300 i więcej mA).
Minimalna zwłoka czasowa 10 ms (80 ms
przy I n)
S
Wyłącznik selektywny. Minimalna zwłoka czasowa 40
ms
(200
ms
przy
I n).
Odporny
na udary 8/20 s do 5 kA
-25oC
F
Wyłącznik odporny na
Bez oznaczenia do –5oC.
temperatury
do
–25oC.
Wyłącznik na inną częstotliwość. W przykładzie
na 150 Hz
Wyłącznik wytrzymuje prąd zwarciowy 10 000 A, pod
warunkiem
zabezpieczenia
go
bezpiecznikiem
topikowym gG 80 A

Wybrane zagadnienia ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej

Transkrypt

Podobne dokumenty