konspekt - Strona główna AGH

KONSPEKT
Podstawowe wiadomości z zakresu bezpiecznej eksploatacji
instalacji i urządzeń elektroenergetycznych
Opracował:
Dr inż. Jan STRZAŁKA
Kraków, 2012 r.
Materiały szkoleniowe zastrzeżone są prawem autorskim przez Autora dla O/Kraków SEP.
Powielanie tylko za zgodą Autora.
1
SPIS TREŚCI
1. WPROWADZENIE
2. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW
3. KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
4. ELEMENTY SKŁADOWE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH
5. DOBÓR ORAZ UKŁADANIE PRZEWODÓW I KABLI
6. DOBÓR ZABEZPIECZEŃ PRZEWODÓW I KABLI
7. OCHRONA ODGROMOWA I PRZECIWPRZEPIĘCIOWA
8. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA
9. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW EKSPLOATACJI
10. DOKUMENTACJA TECHNICZNO-EKSPLOATACYJNA
11. ORGANIZACJA BEZPIECZNEJ PRACY
12. SPRZĘT OCHRONNY STOSOWANY PRZY URZĄDZENIACH ELEKTRYCZNYCH
13. RATOWANIE OSÓB PORAŻONYCH PRĄDEM
14. OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
15. PRACE KONTROLNO-POMIAROWE
16. LITERATURA
(podstawowe pozycje dostępne w biurze SEP tel. 12 - 422-58-04)
Materiały szkoleniowe zastrzeżone są prawem autorskim przez Autora dla SEP O/Kraków.
Powielanie tylko za zgodą Autora.
2
3
3
3
6
17
19
22
25
39
39
40
41
42
43
44
52
1. WPROWADZENIE
Praca przy urządzeniach elektroenergetycznych wymaga szczególnej uwagi i ostrożności
oraz znajomości występujących zagrożeń. Bezpieczeństwo pracy uwarunkowane jest w
szczególności znajomością budowy i zasad pracy urządzeń, prawidłowym wykonywaniem
czynności eksploatacyjnych oraz ścisłym przestrzeganiem zasad organizacji pracy i wymagań
przepisów w zakresie BHP. W niniejszym opracowaniu zebrano w syntetycznym ujęciu
podstawowe
wiadomości
z
zakresu
bezpieczeństwa
eksploatacji
urządzeń
elektroenergetycznych, których znajomość wymagana jest przy sprawdzaniu kwalifikacji w
zakresie eksploatacji i dozoru.
Zakres wymagań egzaminacyjnych dla osób Dozoru i Eksploatacji określa Rozporządzenie Min.
Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z 28.04.2003 r. wydane na mocy Ustawy " Prawo
Energetyczne " z 10.04.1997 r.
2. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW
Wymagania w zakresie budowy urządzeń elektrycznych określają następujące główne
dokumenty prawne:
Prawo Budowlane z 1994 r., (z późn. zm.)
Prawo Energetyczne z 1997 r. (z późn. zm.)
Rozporządzenia wykonawcze do w/w Ustaw, w tym:
- Rozp. M.Infrastr. z 12.04.2002 r., uzupełnione 07.04.2004 r., 12.03.2009r. i 10.12.2010r.
(Budynki i ich usytuowanie )
- Rozp. MG z 04.05.2007 r. „systemowe”(dawne Rozp. ”przyłączeniowe„)
Polskie Normy – PN, w tym:
- PN-EN 12464-1: 2005, PN-84/E-02033 – Oświetlenie elektryczne wnętrz (miejsc pracy)
- PN-EN 62305-1-2-3-4: 2008 i 2009, PN-86-92/E-05003(arkusze 01,03 i 04) oraz PN-IEC
61024-1:2001 – Ochrona odgromowa obiektów budowlanych,
- PN-IEC 60364 (PN/E-05009), PN-EN 60364, PN-HD 60364 – Instalacje elektryczne w
obiektach budowlanych,
- Norma N SEP-004 – Linie kablowe,
- PN-E 05100-1:1998, PN-EN 50341: 2005 PN–EN 50423 – Linie napowietrzne,
- N SEP-E-003 Napowietrzne linie izolowane,
- PN-E 05115 Instalacje powyżej 1 kV (stacje el-en).
Przepisy w zakresie eksploatacji scharakteryzowano dalej w p.9.
3. KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
Urządzenia elektryczne służące do wytwarzania, przetwarzania, przesyłu, rozdziału i odbioru
energii elektrycznej można podzielić wg różnych kryteriów. Z punktu widzenia wysokości
napięcia rozróżniamy urządzenia:
- niskiego napięcia (do 1 kV),
- średnio-wysokiego napięcia (od 1 do 60 kV),
- wysokiego napięcia (110 i 220 kV),
- najwyższego napięcia 400 kV.
Ze względu na sposób użytkowania rozróżniamy urządzenia:
- nieprzemieszczalne (stałe i stacjonarne),
- przemieszczalne (ręczne, przenośne, ruchome).
Ze względu na przeznaczenie rozróżniamy urządzenia budowy:
- wnętrzowej,
- napowietrznej,
- specjalnej.
Generalnie urządzenia odbiorcze można podzielić na:
3
a) urządzenia oświetleniowe, czyli źródła światła wraz z aparaturą pomocniczą,
b) urządzenia siłowe (nie oświetleniowe), które obejmują m.in.:
- silniki elektryczne,
- zespoły wielomaszynowe,
- urządzenia elektrotermiczne,
- urządzenia spawalnicze,
- urządzenia prostownikowe,
- urządzenia do elektrolizy,
- elektrofiltry,
- urządzenia energoelektroniczne (przekształtnikowe).
Pod względem wymaganej pewności zasilania odbiorniki energii elektrycznej dzielą się na
odbiorniki:
a) I kategorii,
b) II kategorii,
c) III kategorii.
Przystosowanie urządzeń do warunków środowiskowych oznacza się przez podanie kodu IP.
W tabeli 1 przedstawiono oznaczenia stopni ochrony osłon zabezpieczających.
Tabela 1.Oznaczenie stopni ochrony osłon zabezpieczających przed dotknięciem i przed
przedostawaniem do wnętrza obcych ciał stałych oraz przed dostępem wody, wg
PN-EN 60529:2003 (kod IP).
4
W tabeli 2 przedstawiono wymagane cechy urządzeń ze względu na niektóre wpływy
środowiska.
Tabela 2. Wymagane cechy urządzeń elektrycznych ze względu na niektóre wpływy
środowiskowe, według PN-IEC 60364
Kod
AD
AD1
AD2
AD3
AD4
AD5
AD7
AD8
AE
AE1
AE2
AE3
AE4
Cechy środowiska
Określenie i intensywność
wpływów
Obecność wody
pomijalna
krople wody swobodnie spadające
rozpylana woda
rozbryzgi wody
strumienie wody
zanurzenie
zatopienie
Obecność ciał stałych
pomijalna
ciała drobne 2,5 mm
ciała bardzo drobne 1 mm
pył
Wymagane cechy
urządzeń elektrycznych
IPX0
IPX1
IPX3
IPX4
IPX5
IPX7
IPX8
IP0X
IP3X
IP4X
IP5X- jeżeli przenikanie
pyłu nie spowoduje
zakłóceń pracy urządzenia ,
IP6X - jeżeli nie dopuszcza się przenikania
pyłu do urządzenia
Rys. 1. 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)
5
4. ELEMENTY SKŁADOWE SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH
W skład sieci elektroenergetycznych wchodzą:
- linie elektroenergetyczne (napowietrzne i kablowe),
- stacje elektroenergetyczne (transformatorowo-rozdzielcze),
- instalacje elektryczne.
Poniżej przedstawiono krótką charakterystykę poszczególnych elementów sieci.
4.1. LINIE NAPOWIETRZNE
Normy z zakresu linii napowietrznych:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
PN-75/E-05100
PN-E-05100-1:1998 (Wycofana XII 2003r.)
Pr PN-E-05100-2 N SEP-E-003:2003
PN-EN 50423-1-2-3:2005 (U), 2007 l.n. 1 kV do 45 kV włącz.
PN-EN 50341-1-2-3:2002(U), 2005 L.N. 45 kV
PN-E 05115:2002 Inst. elektryczne 1 kV
LINIE NAPOWIETRZNE
Przewody gołe AL, AFL, AAL, Stopy AL, O/FL
m = SAL / SFe (najczęściej m = 6)
Przewody izolowane AsXS 16 120 mm2 1 kV
PAS / AACXS 35 150 mm2 12 / 20 kV
Izolatory liniowe
porcelanowe
szklane
kompozytowe
stojące
wiszące
kołpakowe
pełnopniowe
Słupy
drewniane
żelbetowe
stalowe
przelotowe
narożne
odporowe
krańcowe
skrzyżowaniowe
rozgałęźne
Osprzęt liniowy
osprzęt izolatorowy (trzony, kabłąki, wieszaki, orczyki)
złączki i zaciski
osprzęt łukochronny (rożki, półpierścienie, pierścienie)
6
Rys. 2. Wiązka czteroprzewodowa w systemie samonośnym
Przewody wiązkowy w tym systemie mają symbol:
AsXS
lub AsXSn (wersja uodporniona na rozprzestrzenienie płomienia)
Tabela 3. Wybrane parametry przewodów izolowanych typu AsXS
Typowy wymiar wiązki (liczba
przewodów x przekrój w mm2)
2x16
4x16
4x25
4x35
4x50
4x70
4x95
4x120
Średnica żyły (mm)
Średnica przewodu (mm)
Masa jednostkowa wiązki(kg/km)
Maksymalna długość skoku skrętu
wiązki (mm)
Obliczeniowa siła zrywająca (kN)
Rezystancja
żył
w
temp.
200C(Ω/km)
Reaktancja żył ((Ω/km)
Obciążalność prądowa długotrwała
(A)
4,9
7,1
115
-
4,9
7,1
285
430
6,2
8,7
425
530
7,2
9,8
525
585
8,6
11,6
730
675
10,0
13,0
983
768
11,5
14,9
1320
885
13,0
16,4
1610
1010
5,64
1,91
11,28
1,91
16,28
1,20
22,90
0,868
31,40
0,641
45,90
0,443
60,80
0,320
76,80
0,253
93
0,296
93
0,224
112
0,176
138
0,129
168
0,119
213
0,105
258
0,104
296
Rys. 3. Widok wierzchołka słupa przelotowego napowietrznej linii izolowanej ŚN w syst. PAS
1) poprzecznik; 2) izolator stojący; 3) złączka; 4) drut wiązałkowy.
7
Rys. 4. Izolatory liniowe : a), b), c) niskiego napięcia (stojący dwu szyjkowy N, szpulowy S,
szklany NS ); d), e), f) wysokiego napięcia (stojący deltowy LDS, stojący pniowy LPW,
wiszący pniowy LP); 1 – szyjka, 2 – klosz, 3 – głowa, 4 – rowek głowy, 5 – stopa,
6 – pień, 7 – ucho, 8 – trzon, 9 – okap klosza
Rys. 5. Sylwetki słupów średniego i wysokiego napięcia : słup przelotowy SN, żerdź ŻN12,
b) słup przelotowy SN, żerdź BSW12, c) słup narożny SN, d) słup linii 400 kV serii Y52
8
4.2. LINIE KABLOWE
Pr PN-E 05125
PN-76/E-05125
N SEP-E-004 (2003r.)
Kable
żyły
izolacja
Al, Cu
okrągłe, owalne, sektorowe
papierowo-olejowa
gumowa (G)
polwinitowa PCV (Y)
polietylenowa
PE
zwykły (X)
usieciowany (XS)
powłoka – ołów
aluminium (Al.)
polwinit (Y)
zbrojenie (Ft, Fp, Fo)
osłona zewn. – juta asfaltowana (A)
polwinit (y)
AKFtA 3x120+70 mm2, 1kV
YAKY 4x150 mm2, 1 kV
HAKFtA 3x240 mm2, 15 kV
YH(A)KXS 1x120 mm2 RMC / 1x50 mm2, 12/20 kV
osprzęt kablowy
- mufy
- mufy końcowe (głowice)
- złączki
- końcówki
W tabeli 4 podano sposoby układania kabli w budynkach i poza budynkami, a na rys. 5-8
zasady układania kabli w ziemi.
Tabela 4. Sposoby układania kabli
Miejsce ułożenia
W budynkach
Poza budynkami
Sposób układania
bezpośrednio przy ścianach i pod sufitami
na odpowiednio przygotowanych konstrukcjach nośnych
przymocowanych do ścian stropów lub konstrukcji
stalowych,
w kanałach pod poziomem podłogi, lub w kanałach
ściennych,
w bruzdach wykonanych w posadce, w stropie lub w
ścianie
bezpośrednio w ziemi,
w rurach i blokach umieszczonych w ziemi,
w kanałach kablowych,
w tunelach kablowych,
na estakadach,
na pomostach kablowych
9
Rys. 6. Rów kablowy – kabel przykryty folią z tworzywa sztucznego (wymiary podane w [mm]).
Rys. 7. Rów kablowy – kabel przykryty cegłami lub gąsiorami. W normie SEP N-SEP-004 nie
zdefiniowano tego sposobu układania. Jest on stosowany w praktyce sporadycznie
(wymiary podane w [mm]).
Rys. 8. Głębokość ułożenia kabla w zależności od jego rodzaju.
10
4.3. STACJE TRANSFORMATOROWO-ROZDZIELCZE
15 kV
kV
a)
b)
Tr
T2
T1
SI
0,4 kV
kV
S II
SZR
Rys. 9. Uproszczone schematy ideowe układu stacji a ) jednotransformatorowej
i b) dwutransformatorowej
Sposoby rezerwowania:
- zasilanie rezerwowe z innej stacji,
- zespół prądotwórczy,
- UPS.
Wyposażenie stacji:
- obwody pierwotne,
- obwody wtórne.
Na rys. 10 i 11 pokazano układy połączeń stacji jedno- i dwutransformatorowych, a w tabeli 5
możliwości stosowania odłączników do łączenia transformatorów.
Rys. 10. Układy połączeń stacji jednotransformatorowych 6-15 kV: a) z odłącznikami i
bezpiecznikiem w.n., b) – z rozłącznikiem z bezpiecznikami w.n., c) – z wyłącznikiem w.n.
11
Rys. 11. Układ połączeń stacji przemysłowej dla zasilenia odbiorników I i II kategorii.
Tabela 5. Graniczne moce transformatorów, dla których dopuszczalne jest załączenie i
wyłączenie za pomocą odłączników trójbiegunowych średniego napięcia.
Napięcie [kV]
6
10
15
20
30
Moc znamionowa transformatora [kVA]
w stanie jałowym
w stanie obciążenia
200 i mniejsza
20 i mniejsza
315 i mniejsza
20 i mniejsza
400 i mniejsza
30 i mniejsza
500 i mniejsza
30 i mniejsza
1000 i mniejsza
50 i mniejsza
12
4.4. INSTALACJE ELEKTRYCZNE:
Instalacjami nazywamy sieci oświetleniowe, siłowe i specjalne do 1 kV~ ( 1,5 kV -) służące do
rozprowadzenia energii elektrycznej do odbiorników i do gniazd wtyczkowych.
2)
1)
R01
Wh
I0
WLZ
M~
TP
R02
0,4 kV
Zł
P
Odbiorca
RG
ZEn
RG
ln 0,4 kV
lk 0,4 kV
Rys. 12. Sposoby zasilania instalacji elektrycznych nn.
W instalacji elektrycznej (głównie mieszkaniowej) można wyróżnić:
- przyłącze P
- złącze Zł
- rozdzielnicę główną RG
- wewnętrzną linię zasilającą WLZ
- tablicę piętrową TP
- instalację odbiorczą IO
Przykładowy schemat instalacji elektrycznej w mieszkaniu przedstawiono na rys. 13. , a schemat
instalacji w budynku wielokondygnacyjnym zasilanym z sieci kablowej pokazano na rys. 15.
Wewnętrzna linia
zasilająca (wlz 1)
Zabezpieczenie
przedlicznikowe
Instalacja
odbiorcza
I
30 mA
Wh
Wh
wlz 2
Obwód
administracyjny
Rozdzielnica
główna
budynku
Złącze
Kablowa sieć rozdzielcza
13
Rys. 13. Schemat instalacji elektrycznej w budynku wielokondygnacyjnym.
Rys. 14. Przykład rozwiązania układu WLZ w budynku wielorodzinnym z szafkami
licznikowymi na kolejnych kondygnacjach
14
Rys. 15. Przykładowy schemat instalacji elektrycznej w mieszkaniu budynku wielorodzinnego z
zastosowaniem wyłączników nadmiarowych w obwodach odbiorczych, licznikiem energii
elektrycznej, wyłącznikiem ochronnym różnicowo prądowym o znamionowym prądzie
wyzwalającym nie większym niż 30 mA oraz zabezpieczeniem przedlicznikowym w postaci
bezpieczników.
Wymagania techniczno-użytkowe odnośnie instalacji elektrycznych:
1. Funkcjonalność
2. Bezpieczeństwo użytkowania
3. Niezawodność
4. Jakość energii
5. Wymienialność
6. Estetyka
7. Ochrona środowiska
Rozporządzenie MI z 12.04.2002r. wymaga, aby instalacje zapewniały:
1. Ciągłość dostawy
2. Bezpieczeństwo użytkowania
3. Ochronę środowiska
4. Spełnienie wymagań PN i PBUE
15
Tabela 6. Podział instalacji elektrycznych na kategorie niezawodności zasilania i ich realizacja.
Kategoria
I – podstawowa
II – średnia
III – wysoka
IV – najwyższa
Wymagania dotyczące
niezawodności
Dopuszczalne
stosunkowo
długie
przerwy w zasilaniu,
rzędu wielu minut
Możliwe rozwiązania
Zasilanie
pojedynczą
linią promieniową z
sieci elektroenergetycznej. Brak wymogu
zasilania rezerwowego.
Przerwy w zasilaniu nie Agregat prądotwórczy.
powinny
przekraczać Oświetlenie awaryjne.
kilku dziesiątek sekund
Przerwy w zasilaniu nie Dwie niezależne linie
powinny przekraczać 1 zasilające z systemu
sekundy
elektroenergetycznego i
system zasilania
rezerwowego z pełną
automatyką sterowania
zasilania rezerwowego.
Zasilanie
Zasilanie
bez przerwowe.
bezprzerwowe ze źródła
Niedopuszczalna jest
rezerwowego. Agregat
przerwa w zasilaniu
prądotwórczy przywybranych urządzeń.
stosowany do
długotrwałego zasilania.
Przykładowi odbiorcy
Domy jednorodzinne na
terenach wiejskich i w
rzadkiej zabudowie miejskiej,
nieduże bloki mieszkalne.
Wysokie budynki mieszkalne.
Duże hotele, szpitale, stacje
radiowe i telewizyjne, dworce
kolejowe i porty lotnicze.
Wybrane odbiory w obiektach
wymienionych w kategorii
III, np. sale operacyjne
szpitali, systemy komputerowe banków, giełdy.
Rys. 16. Przykład zasilania obiektu o dużych wymaganiach dotyczących niezawodności.
16
5. DOBÓR ORAZ UKŁADANIE PRZEWODÓW I KABLI
Przy doborze przewodów i kabli należy wziąć pod uwagę występujące warunki środowiskowe,
aby ograniczyć wzajemny wpływ instalacji i otoczenia.
Przekrój przewodów w instalacjach elektrycznych ustala się w oparciu o następujące kryteria:
- dopuszczalnej obciążalności prądowej,
- dopuszczalnego spadku napięcia,
- wytrzymałości mechanicznej,
- skuteczności ochrony przeciwporażeniowej.
Dopuszczalna obciążalność prądowa przewodów jest limitowana dopuszczalną temperaturą żył,
która dla przewodów ułożonych na stałe w izolacji polwinitowej wynosi 70 C. Norma PN-IEC
60364-5-523 podaje obciążalności prądowe przewodów i kabli dla 9-ciu różnych sposobów ich
ułożenia, oznaczonych literami A G, oraz współczynniki poprawkowe, które należy uwzględnić,
jeśli warunki ułożenia przewodów odbiegają od warunków obliczeniowych.
Przy doborze przekroju przewodu ze względu na obciążalność dopuszczalną dobieramy z
tabeli przekrój, dla którego obciążalność dopuszczalna Idd jest nie mniejsza od prądu roboczego
linii Irob, wyznaczonego z mocy pojedynczego odbiornika lub mocy szczytowej dla grupy
odbiorników.
W niektórych przypadkach o doborze przekroju przewodów decyduje kryterium
dopuszczalnego spadku napięcia. Przekroje przewodów instalacji należy dobrać w ten sposób,
aby nie zostały przekroczone wartości dopuszczalnych spadków napięcia określone w
przepisach.
Minimalny przekrój przewodów wewnętrznej linii zasilającej (wlz) wynosi 4 mm2, a dla
odgałęzień do odbiorców – 2,5 mm2.
Wymagania odnośnie minimalnego przekroju przewodów ochronnych podano w tabeli 7.
Tabela 7. Wymagany przekrój przewodu ochronnego
Przekrój przewodu
fazowego w mm2
Przekrój odpowiadającego przewodu
ochronnego SPE w mm2
S ≤ 16
S
16 < S ≤35
16
S > 35
0,5 S
Sposób ułożenia przewodów w instalacji i rodzaj przewodów musi być dostosowany do
charakteru budynku i przeznaczenia pomieszczeń.
W tabeli 8 podano stosowane rozwiązania instalacji w różnego typu budynkach ze względu na
sposób prowadzenia przewodów.
17
Tabela 8. Sposoby układania przewodów w instalacjach różnych obiektów budowlanych
Lp.
Sposób wykonania instalacji
Rodzaj budownictwa lub pomieszczenia
mieszkaniowe ogólne przemysłowe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
W rurach elektroinstalacyjnych pod tynkiem
W rurach stalowych i z twardego PCV na tynku
Wtynkowa
W prefabrykowanych bruzdach
Zatapiana w prefabrykowanych płytach
Zatapiana w konstrukcjach wylewanych
Listwowa
Listwowo-zatapiana (mieszana)
Podłogowa
Przewodami kabelkowymi
Przewodami szynowymi
Przewodami w korytkach
Przewodami na drabinkach
Przewodami uformowanymi w wiązki
Przewodami samonośnymi
Przewodami na izolatorach
System ZELP-83
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
wiejskie
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
W instalacjach obiektów komunalno-bytowych najczęściej stosowana jest klasyczna metoda
układania przewodów w rurkach elektroinstalacyjnych pod tynkiem. W instalacjach
przemysłowych najczęściej wykonuje się instalację za pomocą wielożyłowych przewodów
kabelkowych. Przewody te są również zalecane dla pomieszczeń wilgotnych, o wyziewach
żrących oraz w pomieszczeniach niebezpiecznych pod względem pożarowym lub wybuchowym.
Sposoby układania przewodów wprowadza norma PN-IEC 60364-5-52 podaje tabela 9.
Tabela 9. Sposoby układania na stałe przewodów kabelkowych oraz przewodów
jednożyłowych
18
Rys. 17. Dopuszczalne spadki napięcia w instalacji elektrycznej w budynku mieszkalnym;
ΔUWLZ, ΔUWLZd – odpowiednio spadek napięcia i graniczny dopuszczalny spadek napięcia w
wewnętrznej linii zasilającej, ΔUo, ΔUod – odpowiednio spadek napięcia i graniczny
dopuszczalny spadek napięcia w instalacji odbiorczej, PWLZ – moc przesyłana wewnętrzną linią
zasilająca, Z – złącze.
6. DOBÓR ZABEZPIECZEŃ PRZEWODÓW I KABLI
Instalacje elektryczne zgodnie z wymaganiami normy PN-IEC 60364 muszą być
zabezpieczone przed skutkami zwarć i przeciążeń.
Zabezpieczenia zwarciowe należy umieścić we wszystkich przewodach roboczych.
Zabezpieczenia zwarciowe przewodów powinny być umieszczone na początku linii.
Zabezpieczenia od przeciążeń przewodów można umieścić w dowolnej odległości od początku
linii, jednak przed pierwszym rozgałęzieniem lub gniazdem wtykowym.
Zabezpieczenia przetężeniowe mogą być zrealizowane przez zastosowanie:
- jednego urządzenia (wyłącznika lub bezpieczników) zabezpieczającego zarówno przed
skutkami zwarć i przeciążeń,
- dwóch różnych urządzeń, z których jedno zabezpiecza przed skutkami zwarć a drugie przed
skutkami przeciążeń.
Charakterystyka działania urządzenia zabezpieczającego przewody od przeciążenia powinna
spełniać następujące dwa warunki:
Irob
In
Idd oraz I2
1,45 Idd
(1)
19
w których:
Irob – prąd roboczy (obliczeniowy) w obwodzie,
In – prąd znamionowy lub nastawiony urządzenia zabezpieczającego,
Idd – obciążalność długotrwała przewodu,
I2 – prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego,
Prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego może zostać wyznaczony z zależności:
I2 = k2 In
(2)
gdzie:
k2 – współczynnik liczbowy równy:
1,45 – dla wyłączników samoczynnych typu B, C i D,
1,6 2,1 – dla bezpieczników.
Najbardziej rozpowszechnionym urządzeniem zabezpieczającym jest bezpiecznik,
charakteryzujący się prostą budową i dużą zdolnością ograniczenia prądu zwarciowego.
Najczęściej stosowane są wkładki ogólnego przeznaczenia o pełnozakresowej charakterystyce
klasy gG (rys.20). Bardziej uniwersalnym urządzeniem zabezpieczającym są wyłączniki
nadprądowe instalacyjne, których charakterystyki pasmowe pokazane są na rys.21.
Poszczególne typy wyłączników przeznaczone są do:
* typ A - ochrony instalacji z elementami elektroniki,
* typ B - ochrony instalacji ogólnego przeznaczenia,
* typ C - ochrony instalacji z silnikami elektrycznymi,
* typ D - ochrony instalacji z urządzeniami o dużych udarach prądowych
(transformatory, elektromagnesy, silniki o bardzo trudnym rozruchu itp.)
Rys. 18. Elementy bezpiecznika instalacyjnego tablicowego
1 – sworznie, 2 – gniazdo porcelanowe bezpiecznika, 3 – wstawka ograniczająca, 4 – wkładka
topikowa, 5 – główka.
Rys. 19. Wyłącznik nadmiarowy wkrętkowy: a) widok; b) schemat
1 – elektromagnes, 2 – bimetal, S – sprężyna, O – przycisk włączający, I – przycisk ząłączający
20
Rys.20. Charakterystyka pasmowa t=f(I) wkładek topikowych WT-1F. Odczytywanie prądu
wyłączającego Ia
Rys.21. Charakterystyki pasmowe A, B, C i D wyłączników nadprądowych.
21
W instalacjach elektrycznych pracujących w układach promieniowych kilkustopniowych
należy zastosować kilka zabezpieczeń przetężeniowych, zainstalowanych na początku każdego
obwodu i w miejscach, w których zmniejsza się przekrój przewodów.
Urządzenia zabezpieczające powinny działać w sposób selektywny, tzn. pasmowe
charakterystyki czasowo-prądowe sąsiednich zabezpieczeń nie mogą się przecinać, ani nie mogą
mieć wspólnych obszarów działania. Można przyjąć, że w przypadku bezpieczników
selektywność jest zachowana, jeżeli iloraz prądów znamionowych kolejno po sobie
występujących wkładek bezpiecznikowych jest równy co najmniej 1,6.
Dobór zabezp. silników
Wyzwalacze
Bezpieczniki (Wył. sam.)
Jwe ≈ (1,05 ÷ 1,1) · Jns
sz. 2,0
zwł. 2,5
Jwe ≈ 1,2 · Jrs
Jbn
Jns
kr – krotność pr. rozruchowego
silnik klatkowy
rozr. bezpośr. 5÷7
przeł. / ~ 2
silnik pierść.
z rozr. oporowym 1,8 ÷2
7. OCHRONA ODGROMOWA I PRZECIWPRZEPIĘCIOWA
Szczegółowe wymagania odnośnie ochrony odgromowej obiektów budowlanych i doboru
elementów instalacji piorunochronnej podaje aktualnie czteroczęściowa norma europejska PNEN 62305. Wcześniej wymagania te określały norma PN/E-05003 (arkusze 01,03 i 04) oraz
norma PN-IEC 61024-1:2001.
W zależności od skutków, jakie może wywołać uderzenie pioruna obiekty budowlane dzieli się
na:
obiekty wymagające ochrony,
obiekty nie wymagające ochrony,
obiekty, w których zastosowanie ochrony uzależnione jest od stopnia zagrożenia
piorunowego.
Do obiektów wymagających ochrony zalicza się m.in. domy towarowe, hale targowe, teatry,
kina, sanatoria, szpitale, budowle zabytkowe, biblioteki, muzea, budynki użyteczności
publicznej, szkoły specjalne, obiekty kultu religijnego oraz budynki zagrożone pożarem i
wybuchem.
W skład instalacji piorunochronnej wchodzą:
zwody przeznaczone do bezpośredniego przejmowania wyładowań atmosferycznych,
przewody odprowadzające, łączące zwody z przewodami uziemiającymi lub uziomem
fundamentowym,
22
przewody uziemiające łączące przewody odprowadzające z uziomem,
uziomy, czyli elementy metalowe lub zespoły elementów metalowych umieszczone w
gruncie i zapewniające z nim połączenie elektryczne.
Na rys.22 pokazano podstawowe elementy składowe instalacji piorunochronnej.
Rys.22. Podstawowe elementy składowe instalacji piorunochronnej budynku.
Norma wprowadza wymagania, aby w pierwszej kolejności jako elementy instalacji
piorunochronnej wykorzystać naturalne elementy konstrukcyjne występujące w obiekcie. Jeżeli
części naturalnych brak lub istnieje potrzeba ich uzupełnienia, to w normie podane są
szczegółowe zasady doboru poszczególnych sztucznych elementów instalacji.
Dla prawidłowej ochrony odgromowej budowli istotne znaczenie odgrywa dobór siatki
zwodów, liczby przewodów odprowadzających, rezystancji uziomów i koordynacji urządzeń
piorunochronnych z instalacjami elektrycznymi.
Wytyczne dotyczące identyfikowania i określania miejsc w instalacjach elektrycznych, w
których mogą występować przepięcia oraz zasady doboru środków ograniczających przepięcia
podaje arkusz 443 normy PN-IEC 60364.
Wytrzymałość na przepięcia instalacji elektrycznych budynków i zasilanych z nich urządzeń
elektrycznych i elektronicznych powinna być dobierana do spodziewanych wartości przepięć w
zależności od kategorii danej części instalacji rys.23. W normie PN-IEC 60364-4-443:1999
wyodrębniono cztery kategorie:
kategorię IV (zasilanie) dotyczącą podejścia do obiektów, gdzie instalacja i urządzenia
muszą być projektowane z uwzględnieniem zarówno przepięć atmosferycznych jak i przepięć
łączeniowych (zewnętrznych). W tej kategorii przepięcia w sieci 230/400 V powinny być
ograniczone do 6 kV;
kategorię III (obwody rozdzielcze i odbiorcze) obejmują obwody i urządzenia znajdujące się
na początku instalacji nie narażone bezpośrednio na przepięcia atmosferyczne, ale narażone
na przepięcia atmosferyczne zredukowane oraz przepięcia łączeniowe. W sieci 230/400 V
przepięcia powinny być ograniczone do 4 kV;
23
Rys. 23. Poziomy przepięć w instalacji wewnętrznej budynku w zależności od kategorii
instalacji.
kategorię II (odbiorniki) dotyczące urządzeń zasilanych z obwodów instalacji nie narażonych
bezpośrednio na przepięcia atmosferyczne, ale narażone na przepięcia łączeniowe i przepięcia
atmosferyczne zredukowane w instalacji. W sieci 230/400 V przepięcia powinny być
ograniczone do 2,5 kV;
kategorię I (urządzenia specjalne) obejmujące urządzenia i elementy, w których poziom
przepięć jest kontrolowany, na przykład przez ochronniki. W instalacjach 230/400 V
przepięcia nie powinny przekroczyć 1,5 kV.
Norma uzależnia potrzebę zastosowania ochrony przeciwprzepięciowej na początku instalacji
(IV kategoria przepięć) od:
- rodzaju sieci zasilającej instalację elektryczną budynku,
- warunków wpływów zewnętrznych (liczby dni burzowych w roku),
- poziomu przepięcia przejściowego na początku instalacji.
Można wyróżnić trzy rodzaje sieci zasilających: sieć kablowa ułożona w ziemi, sieć
napowietrzno-kablowa (przy czym instalację zasila kabel ułożony w ziemi) oraz sieć
napowietrzna.
Jeżeli do zasilania obiektu budowlanego zastosowano sieć kablową lub napowietrznokablową z ułożonym w ziemi kablem o długości minimum 150 m zapewnione jest wystarczające
tłumienie fal przepięciowych przenoszonych przez sieć zasilającą i nie ma potrzeby stosowania
ochrony przeciwprzepięciowej na początku instalacji.
W przypadku zasilania budynku z linii napowietrznej o konieczności stosowania ochrony
przeciwprzepięciowej na początku instalacji decyduje poziom przepięć przejściowych i liczba
wyładowań burzowych w roku. Dla warunków wpływów zewnętrznych oznaczonych jako AQ1
(liczba dni burzowych w roku 25) norma nie wymaga stosowania ochrony, natomiast dla
warunków AQ2 (liczba dni burzowych w roku
25) w instalacji 230/400 V ochrona
przeciwprzepięciowa jest wymagana, jeżeli poziom przepięcia przejściowego U na początku
instalacji 6 kV.
Do ochrony przed przepięciami przenoszonymi przez sieć zasilającą norma przewiduje
zastosowanie ograniczników przepięć włączonych na początku instalacji (pierwszy stopień
ochrony).
24
W układach sieci TN i TT ograniczniki przepięć powinny być włączone:
- między każdy nieuziemiony przewód fazowy i ziemię, jeżeli przewód neutralny jest
uziemiony na początku instalacji,
- między każdy przewód fazowy i ziemię oraz między przewód neutralny i ziemię, gdy
przewód neutralny istnieje i nie jest uziemiony na początku instalacji.
W sieciach typu IT należy włączyć ograniczniki przepięć między każdy przewód fazowy i
ziemię oraz jeżeli jest przewód neutralny, między przewód neutralny i ziemię.
Do ochrony przeciwprzepięciowej instalacji elektrycznych budynków stosowane są
ochronniki przepięciowe w postaci ograniczników przepięć (iskiernikowych lub częściej
warystorowych).
Na rys. 24 pokazany jest trzystopniowy układ realizujący koncepcję strefowej ochrony
przeciwprzepięciowej.
Złącze lub
rozdzielnica
główna
Rozdzielnica główna,
rozdzielnica piętrowa
lub tablica rozdzielcza
Odbiornik lub
zasilanie gniazd
wtykowych
L1
L2
kWh
L3
N
PE
Główna szyna uziemiająca
Rys.24. Trzystopniowy układ strefowej koncepcji ochrony przeciwprzepięciowej
instalacji pracującej w układzie TN-C-S
8. OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA
8.1. MOŻLIWOŚCI PORAŻENIA I STATYSTYKA PORAŻEŃ PRĄDEM
Przyczynami porażeń prądem są: nieostrożność, lekkomyślność, lekceważenie przepisów,
omyłki, brak nadzoru, brak konserwacji i nieznajomość instrukcji. Przepływ prądu przez ciało
człowieka i związane z tym skutki porażenia mogą wystąpić na skutek (rys. 24):
a) porażeń od napięć roboczych (obejmujących ok. 60 % porażeń) - czyli zetknięcia się
człowieka z częściami obwodu elektrycznego znajdującymi się normalnie pod napięciem, lub
wskutek nadmiernego zbliżenia się do tych urządzeń;
b) porażeń od napięć dotykowych (obejmujących ok. 40 % porażeń) - czyli zetknięcia się
człowieka z częściami metalowymi nie znajdującymi się normalnie pod napięciem , na
których pojawiło się napięcie w wyniku uszkodzenia izolacji roboczej;
c) porażeń od napięć krokowych (obejmujących poniżej 1% porażeń prądem) – czyli wskutek
różnicy potencjałów na powierzchni ziemi w strefie objętej rozpływem prądu w ziemi.
25
1) Od Urob
Uf
Ir
Rc
Ir
Uf
R c R st
Ur
Uf
R st
2) Od Udot
Ud
R c R st
U r Ud
Ir
Ir
Uuszk
Ud
Rc
R st
3) Ukr
Uk
Uk2
U k1
x
10-20m
Rys. 25. Możliwości porażenia prądem elektrycznym.
Rc – rezystancja ciała, Rst – rezystancja stanowiska, Uf – napięcie fazowe, Ur – napięcie
rażeniowe, Uszk – napięcie uszkodzenia, Ud – napięcie dotykowe, Uk – napięcie
krokowe.
Statystyki wykazują, że ok. 80 % wypadków porażeń występuje przy urządzeniach niskiego
napięcia, a ok. 20 % przy urządzeniach wysokiego napięcia. W poszczególnych grupach porażeń
udział wypadków śmiertelnych wynosi: do ok. 5 % - przy urządzeniach n.n. i do ok. 20 % - przy
urządzeniach w.n.
8.2. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA STOPIEŃ PORAŻENIA
Porażeniem nazywamy zmiany i zakłócenia w normalnym funkcjonowaniu organizmu
człowieka spowodowane przepływem prądu rażeniowego przez ciało człowieka.
Zmiany te dotyczą:
- zaburzeń w pracy serca,
- zaburzeń w układzie oddychania,
- cieplnego działania prądu,
- szoku i reakcji z nim związanych.
26
Mogą również wystąpić pośrednie działania prądu, takie jak: oparzenie łukiem, uszkodzenie
wzroku, uszkodzenie narządu słuchu czy urazy mechaniczne przy upadkach.
Na stopień porażenia prądem elektrycznym wpływają czynniki: elektryczne, fizjologiczne i
zewnętrzne (otoczenia). W grupie czynników elektrycznych należy wymienić:
a) rodzaj prądu (stały czy przemienny),
b) wielkość natężenia prądu,
c) czas przepływu prądu,
d) droga przepływu.
Najważniejsze znaczenie odgrywa natężenie prądu przepływającego przez człowieka, przy czym
wyróżnia się trzy charakterystyczne wielkości, zwane poziomami bezpieczeństwa:
- poziom I - szy: Ipo = 0,5 1 mA - próg odczuwalności,
- poziom II - gi: Is = 10 15 mA - prąd samouwolnienia,
- poziom III - ci: Igr = 30 400 mA - prąd graniczny niebezpieczny dla zdrowia i życia, ze
względu na prawdopodobieństwo migotania komór sercowych.
Do czynników fizjologicznych należą:
a) ukształtowanie rozwoju organizmu,
b) stan emocjonalno-psychiczny,
c) stany chorobowe: choroba wieńcowa, astma, gruźlica, padaczka, cukrzyca i alkoholizm.
Do czynników zewnętrznych (środowiskowych) zalicza się:
a) czynniki wpływające na zmniejszenie odporności ciała ludzkiego (wilgotność,wysoka
temperatura),
b) czynniki ułatwiające przepływ prądu do ziemi (stanowiska na gołej ziemi, podłoga
przewodząca).
8.3. NAPIĘCIA BEZPIECZNE
Aktualnie obowiązujące przepisy ochrony przeciwporażeniowej (norma PN-HD 60364)
przyjmują, że napięcie jest bezpieczne, jeśli nie przekracza wartości podanych w tabeli 10.
Tabela 10. Wartości napięć bezpiecznych
Napięcie bezpieczne UL (V) w warunkach
Rodzaj
prądu
normalnych
szczególnych
ekstremalnego
zagrożenia
Prąd przemienny
50
25
12
Prąd stały
120
60
30
27
8.4. UKŁADY SIECIOWE
Norma PN-IEC 60364 przewiduje następujące układy sieciowe:
- układ sieciowy TN (TN-C, TN-S, TN-C-S),
- układ sieciowy TT,
- układ sieciowy IT.
Układy TN i TT posiadają uziemiony punkt neutralny, układ IT jest układem izolowanym od
ziemi.
Układy sieci niskiego napięcia przedstawiono na rys.25.
Rys. 26. Schematy układów sieciowych : a) sieć typu TN-C, b) sieć typu TN-S,
c) sieć typu TN-C-S, d) sieć typu TT, e) sieć typu IT, 1 – dostępne części przewodzące,
Z – impedancja lub bezpiecznik przeskokowy
Zaleca się, aby nowe i modernizowane instalacje elektryczne budynków były wykonane w
układzie TN-S tj. z oddzielnym przewodem neutralnym N i ochronnym PE.
8.5. ŚRODKI OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ
Rozróżnia się dwie grupy środków ochrony:
a) organizacyjne
b) techniczne
W grupie organizacyjnych środków ochrony należy wymienić:
- systematyczne szkolenie pracowników,
- uprawnienia kwalifikacyjne dla elektryków,
- środki propagandy wizualnej,
28
- konserwacja i pomiary kontrolne,
- właściwe oświetlenie,
- stosowanie sprzętu ochrony osobistej (sprzętu ochronnego).
Właściwa ochrona przeciwporażeniowa polega na stosowaniu technicznych środków ochrony,
przy czym rozróżnia się:
- ochronę podstawową (przed dotykiem bezpośrednim),
- ochronę dodatkową (przy dotyku pośrednim),
- równoczesną ochronę podstawową i dodatkową poprzez obniżenie napięcia do wartości
bezpiecznej.
Ochrona podstawowa ( przed dotykiem bezpośrednim) ma na celu zapobieżenie porażeniom od
napięć roboczych. Jej zadaniem jest niedopuszczenie do zetknięcia człowieka z przewodzącymi
elementami obwodów elektrycznych. Do środków ochrony podstawowej zgodnie z normą
PN-IEC 60364-4-41 należy:
-
izolowanie części czynnych,
przeszkody (przegrody) lub osłony (obudowy) min. IP2X,
ogrodzenia (bariery),
umieszczenie poza zasięgiem ręki,
wysokoczułe urządzenia ochronne różnicowoprądowe (I
środek ochrony.
n
30 mA), jako uzupełniający
Rys. 27. Definicja zasięgu ręki. S – powierzchnia stanowiska, na którym może przebywać
człowiek
Ochrona dodatkowa (przy dotyku pośrednim) ma na celu zapobieżenie porażeniom
od napięć dotykowych. Zadaniem jej jest niedopuszczenie do wystąpienia i długotrwałego
utrzymywania się niebezpiecznego napięcia dotykowego (np. powyżej 50 V~ w warunkach
normalnych).
Przepisy Rozp. MP z 1990 r. rozróżniały następujące 7 środków ochrony dodatkowej:
-
zerowanie,
uziemienie ochronne,
sieć ochronną,
wyłączniki przeciwporażeniowe różnicowoprądowe,
izolację ochronną,
29
- separację odbiorników,
- izolowanie stanowiska.
Norma PN-IEC 60364 (zauktualizowana w latach 1999÷ 2000 PN/E-05009) w zakresie ochrony
przy dotyku pośrednim wprowadziła znaczne zmiany w stosunku do Rozp. MP z 1990r.,
przewidując następujące sposoby ochrony:
-
zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania (tabela 7),
zastosowanie urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej,
separację elektryczną,
izolowanie stanowiska,
nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe.
Zarówno przepisy z 1990 r.,jak i norma PN-IEC 60364 przewidywały ponadto możliwość
rozwiązania ochrony przeciwporażeniowej przez zastosowanie zasilania za pomocą źródeł o
napięciu bezpiecznym (układy SELV i PELV z rys 28).
L1
a)
U
SELV
UL
L2
Transformator
ochronny
Odbiornik III kl. ochr.
L1
b)
U
PELV
UL
L2
Transformator
ochronny
Odbiornik III kl. ochr.
L1
c)
U
FELV
UL
L2
PE
E
Odbiornik I kl. ochr.
Transformator
Rys. 28. Układy sieciowe SELV, PELV i FELV.
30
Za źródła napięcia bezpiecznego uważa się:
- transformatory ochronne i przetwornice ochronne,
- baterie akumulatorów i zespoły prądotwórcze,
- urządzenia elektroniczne.
Rys. 29. Różne możliwe źródła bardzo niskiego napięcia SELV oraz PELV 1- transformator
ochronny, 2- przetwornica dwumaszynowa, 3- urządzenie elektroniczne, 4 – bateria
akumulatorów, 5 – prądnica napędzana silnikiem spalinowym.
Norma PN-HD 60364-4-41:2009 wprowadziła:
Ochronę przeciwporażeniową podstawową (10):
Dla urządzeń użytkowanych przez osoby postronne (laików)
o Izolacja podstawowa
o Obudowa o stopniu ochrony min. IP2X
Dla urządzeń użytkowych w pomieszczeniach ruchu elektrycznego
o odgrodzenie (przeszkoda)
o uniedostępnienie, czyli umieszczenie poza zasięgiem ręki
Ochronę przeciwporażeniową dodatkową (ochronę przy uszkodzeniu) 20:
Do powszechnego stosowania
o samoczynne wyłączenia zasilania,
o izolacja podwójna, izolacja wzmocniona lub ochronna obudowa izolacyjna
o separacja obwodu pojedynczego odbiornika,
o obwody bardzo niskiego napięcia SELV i PELV
Do stosowania w instalacjach pozostających pod nadzorem osób
wykwalifikowanych lub poinstruowanych
o separacja obwodu zasilającego więcej niż 1 odbiornik,
o izolowanie stanowiska
Ochronę przeciwporażeniową uzupełniającą (30)
Wyłączniki różnicowoprądowe wysokoczułe (IΔn ≤30mA
Miejscowe połączenia wyrównawcze ochronne
31
8.6. CHARAKTERYSTYKA ŚRODKÓW OCHRONY DODATKOWEJ
8.6.1. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN (dawne zerowanie)
Polega na bezpośrednim połączeniu części metalowych urządzenia podlegającego ochronie z
uziemionym przewodem ochronnym PE lub ochronno-neutralnym PEN sieci (dawnym
przewodem zerowym (tabela 7 i rys.14). Przy przebiciu izolacji na urządzeniu w pętli zwarcia
przepływa prąd zwarciowy, który powinien spowodować zadziałanie zabezpieczeń
nadprądowych (np. przepalenie wkładek bezpiecznikowych).
Zerowanie jest skuteczne, jeśli prąd zwarciowy Iz jest większy od prądu zapewniającego
samoczynne zadziałanie urządzenia odłączającego zasilanie Ia.
Iz
Ia = k In
(3)
gdzie: In - prąd znamionowy wkładki bezpiecznikowej lub wyłącznika nadmiarowego,
ew. prąd nastawczy wyzwalaczy zwarciowych
k - współczynnik liczbowy równy:
- 2,5 7 - dla bezpieczników przy tw 5 s
- 6 12 - dla bezpieczników przy tw 0,2 s
(zależnie od rodzaju i prądu znamionowego wkładki)
- 1,2
- dla wyłączników z wyzwalaczami elektromagnetycznymi bezzwłocznymi
i wyłączników różnicowoprądowych
- 5 do 20 - dla wyłączników instalacyjnych nadmiarowych typu B, C lub D.
Tabela 11.
Układy sieci niskiego napięcia i systemy ochrony przeciwporażeniowej
Układ sieciowy
Oznaczenie
Schemat funkcjonalny
System
ochrony przeciwporażeniowej /
1
2
3
L1
L2
L3
N
PE
TN-S
PE
PE
L1
L2
L3
PEN
TN-C
PE
TN-C-S
Zerowanie
PE
10mm Cu
2
16mm Al
L1
L2
L3
N
PE
PEN
PE
PE
32
Zerowanie
2
PE
Zerowanie
L1
L2
L3
N
TT
PE
PE
L1
L2
L3
N
IT
Ro
IT
Uziemienie
ochronne
Uziemienie
ochronne
Ro
L1
L2
L3
N
PE
BP
Sieć
ochronna
PE
/Wszystkie wymienione systemy ochrony przeciwporażeniowej objęte są aktualnie systemem
samoczynnego wyłączenia zasilania.
Rpf
L1
L2
L3
PEN
Rpo
Iz
In
Iz
Iz
Uf
R pf
R po
Iw= k In
Rys.30. Schemat ilustrujący zasadę działania samoczynnego wyłączenia zasilania w sieci TN-C
(zerowania).
Zgodnie z przepisami przy określaniu prądu wyłączalnego zabezpieczenia należy posługiwać się
charakterystykami czasowo-prądowymi podawanymi przez producentów urządzeń
zabezpieczających.
Przepisy określają max. czas odłączenia napięcia na:
5 s dla urządzeń stałych i stacjonarnych oraz dla linii zasilających (w tym w.l.z.)
- od 0,1 s do 0,8 s dla urządzeń przemieszczalnych (ręcznych, ruchomych i przenośnych),
- od 0,02 s do 0,35 s dla urządzeń przemieszczalnych użytkowych w warunkach
zwiększonego zagrożenia.
Wymagany czas odłączenia poniżej 1 s uzależniony jest od napięcia fazowego oraz
od warunków środowiskowych. Przykładowo dla Uf = 230 V czasy te wynoszą:
33
- dla warunków normalnych - 0,4 s,
- dla warunków zwiększonego zagrożenia -
0,2 s.
8.6.2. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TT lub IT (dawne uziemienie ochronne).
Uziemienie ochronne polega na metalicznym połączeniu części metalowych urządzeń
podlegających ochronie z częściami metalowymi zakopanymi w ziemi tzw. uziomami
(naturalnymi lub sztucznymi). Uziemienie ochronne można stosować w sieciach do 1 kV i
powyżej 1 kV zarówno z uziemionym punktem gwiazdowym (typu TT), jak i z izolowanym
punktem gwiazdowym (typu IT).
W sieciach z uziemionym punktem gwiazdowym (rys.31a) przepływający prąd zwarciowy przy
przebiciu izolacji na chronionym urządzeniu powinien spowodować:
1) dostateczne szybkie zadziałanie zabezpieczeń (warunek Iz Ia) lub
2) skuteczne obniżenie napięcia uszkodzenia do wartości napięcia bezpiecznego
(tzn. np. poniżej 50 V~).
W sieciach z izolowanym punktem gwiazdowym (rys. 31b) przy przebiciu izolacji na
chronionym urządzeniu następuje doziemienie związane z przepływem prądu pojemnościowego.
Prąd ten z reguły nie powoduje zadziałania zabezpieczeń nadpradowych, ale skutecznie obniża
napięcie uszkodzenia do UL 50 V~. Dla wyeliminowania możliwości "podwójnych" doziemień
w sieciach tych instaluje się układy do ciągłej kontroli stanu izolacji.
a)
b)
Ic
Iz
UKSI
L1
L2
L3
L1
L2
L3
Iz =
In
Iz
Uu
Uf
Rr + R o
In
Rr
Ic
Uu
Uu
Ro
C
C
I c = 3Un C
Ro
1/ Iz Iw = k In
2/ Uu = Iz Ro bezp.
Uu = Ic
Ic
Ro
Iw
bezp. (np. 50 V)
Rys.31. Schematy ilustrujące zasadę działania samoczynnego wyłączenia zasilania w sieci TT i
IT (uziemienia ochronnego).
a ) w sieci z uziemionym punktem gwiazdowym - typu TT
b ) w sieci z izolowanym punktem gwiazdowym - typu IT.
8.6.3. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie TN, TT lub IT przy zastosowaniu
wyłączników różnicowoprądowych.
Zasada działania wyłącznika różnicowoprądowego polega na kontrolowaniu sumy prądów
płynących w obwodzie roboczym. Podstawowym elementem wyłącznika jest przekładnik
Ferrantiego, który obejmuje wszystkie przewody zasilające łącznie z przewodem neutralnym.
Jeżeli na chronionym odbiorniku nie ma doziemienia, to suma prądów i strumieni magnetycznych jest równa zeru lub bliska zera i wyłącznik nie działa. Natomiast przy zwarciu
doziemnym występuje różnica prądów w przewodach objętych rdzeniem i następuje zadziałanie
wyłącznika, powodując szybkie wyłączenie (w czasie poniżej 0,1 s).
34
Produkowane są wyłączniki różnicowoprądowe jednofazowe i trójfazowe o prądzie różnicowym
znamionowym: 10, 30, 100, 300 i 500 mA.
Wyłączniki te są szczególnie zalecane dla mieszkań, gospodarstw rolnych, placów budowy,
laboratoriów, obiektów usługowych i obiektów służby zdrowia.
Zasadę działania wyłącznika różnicowoprądowego jednofazowego pokazano na rys.32.
L
N PE
0,1s
Bez upływności:
IL = IN
I
U
IL
IN
I PE
Odb.
Wył. nie działa
0
Przy przebiciu ( lub dotyku ):
IL = IN + IPE ( E )
IL
IN
0
Wył. działa( 0,1 s)
IE
Rys.32. Zasada działania wyłącznika różnicowoprądowego 1 – fazowego.
8.6.4. Zastosowanie urządzeń II klasy ochronności.
Polega na fabrycznym wyposażeniu urządzenia ( rys. 33 ) w:
a) izolację podwójną (roboczą oraz dodatkową),
b) izolację wzmocnioną (ulepszoną izolację roboczą),
c) ochronną osłonę izolacyjną (uniemożliwiającą dotknięcie części metalowych).
Jest to jeden z pewniejszych , lecz kosztowniejszych środków ochrony. Jest szczególnie zalecany
dla elektronarzędzi, sprzętu gospodarstwa domowego i aparatury elektromedycznej. Izolację
ochronną stosuje się w urządzeniach elektrycznych ręcznych i ruchomych. Urządzenia , w
których zastosowano izolację ochronną noszą nazwę odbiorników II klasy ochronności
(oznaczenie
). Odnośnie urządzeń II klasy ochronności ostre wymagania stawiają polskie
normy.
Rys.33. Wykonanie urządzeń w II klasie ochronności: a) izolacja podwójna, b) izolacja
wzmocniona, c) izolacja z osłoną ochronną, 1 - część czynna, 2 – izolacja robocza,
3 – izolacja dodatkowa, 4 – izolacja wzmocniona, 5 – osłona izolacyjna zewnętrzna
35
8.6.5. Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe
Zasada działania połączeń wyrównawczych pokazana została na rys.34.
Sprowadza się ona do ograniczenia wartości napięcia dotykowego między dwoma elementami
dostępnymi do dotyku do wartości bezpiecznej (ekwipotencjalizacja).
a)
b)
c)
L1
I
T
R
A
L2
CC
A
L
PE
N
R I
B
CC
CC
A
L
PE
N
R
A
I
CC
B
Rys. 34. Zasada działania połączeń wyrównawczych
Oznaczenia: A – część przewodząca dostępna z uszkodzoną izolacją, B – część
przewodząca obca, T – transformator separacyjny, I – największy spodziewany prąd nie
powodujący samoczynnego wyłączenia, R – rezystancja połączenia wyrównawczego,
CC – połączenie wyrównawcze.
8.6.6. Separacja elektryczna
Separacja elektryczna (rys. 35) polega na zasilaniu zwykle pojedynczego odbiornika poprzez
transformator separacyjny lub przetwornicę separacyjną. Części czynne obwodu separacyjnego
są izolowane od ziemi, a więc wykorzystuje się właściwości sieci IT.
Sieć odbiorcza
Sieć zasilająca
odbiornik
Separator galwaniczy
/ oddzielenie sieci /
Sieć IT
C
L
Ic
U
Ubezp
Rys.35. Zasada separacji elektrycznej.
Zaleca się, aby:
1) iloczyn napięcia i łącznej długości oprzewodowania (w metrach) nie przekraczał 100.000 Vm,
2) łączna długość przewodów nie przekraczała 500 m,
3) napięcie obwodów separowanych 500 V.
36
Rys. 36. Ochrona przeciwporażeniowa przez separowanie odbiorników przy większej niż 1
liczbie odbiorników zasilanych z obwodu separowanego. CC – przewód wyrównawczy
8.6.7. Izolowanie stanowiska
Izolowanie stanowiska polega na wyłożeniu podłóg i ścian materiałem izolacyjnym, co wpływa
na zwiększenie rezystancji przejścia między stopami a ziemią i ograniczenie prądu rażeniowego.
Rezystancja stanowiska nie może być mniejsza niż 50 k dla instalacji do 500 V i 100 k dla
instalacji o napięciu powyżej 500 V.
Sposób ten może być stosowany jedynie w pomieszczeniach suchych, a elementy izolacyjne
powinny być wyposażeniem stałym. Dostępne części przewodzące powinny być oddalone od
siebie nie mniej niż 2 m, a poza strefą zasięgu – 1,25 m.
Rys. 37. Ochrona przez zastosowanie polowania stanowiska: podłoga i ściany izolacyjne
8.7. Ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach o napięciu powyżej 1 kV
W urządzeniach o napięciu powyżej 1 kV stosuje się następujące techniczne środki ochrony:
- środki ochrony podstawowej (ochrony przed dotykiem bezpośrednim),
- środki ochrony dodatkowej (ochrony przy dotyku pośrednim).
Do środków ochrony podstawowej w urządzeniach wysokiego napięcia zalicza się:
- izolację roboczą urządzeń (izolację pokrywającą części czynne),
- umieszczenie części czynnych na bezpiecznej wysokości,
- ogrodzenia (bariery) urządzeń elektrycznych dla zachowania bezpiecznej odległości
poziomej od ich części czynnych.
Środki ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej spełniają swoje zadania w warunkach
zakłóceniowej pracy sieci elektroenergetycznej (przy uszkodzeniu izolacji). Ich zadaniem jest
niedopuszczenie do pojawienia się niebezpiecznych napięć dotykowych i krokowych w czasie
zwarć doziemnych. Zapobiegają one pojawieniu się w tych warunkach prądu rażeniowego lub
37
ograniczają prąd rażeniowy do wartości bezpiecznych. Środki dodatkowej ochrony
przeciwporażeniowej w urządzeniach wysokiego napięcia wg Rozp. MG z 08.10.1990 r.
zestawiono w tabeli 12.
Tabela 12. Środki dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej w urządzeniach wysokiego
napięcia.
Lp.
Nazwa środka
ochrony dodatkowej
2
Postać środka ochrony
Działanie środka ochrony
3
4
1
1.
Uziemienie ochronne
uziom pojedynczy lub
układ uziomowy
2.
Izolacja stanowiska
3.
Powłoka
elektroizolacyjna
4.
Ogrodzenie lub bariera
ochronna
pokrycie stanowiska
warstwą o dużej
rezystancji
pokrycie części
przewodzących
dostępnych i obcych
warstwą o dużej
rezystancji
ogrodzenie urządzeń
i stanowisk
5.
Izolacja ochronna
6.
Wstawka izolacyjna
izolacja o zwiększonej
wytrzymałości
elektrycznej w postaci
izolatorów dodatkowych
lub nieprzebijalnych
jedna lub kilka wstawek
izolacyjnych w częściach
przewodzących wychodzących poza teren
przeznaczony dla celów
elektroenergetycznych
ograniczenie Ud i Ukr poprzez uzyskanie
małej wartości Ru lub odpowiednie
sterowanie rozkładem potencjałów na
powierzchni gruntu
ograniczenie prądu rażeniowego Ir poprzez
wzrost rezystancji przejścia między stopą a
stanowiskiem
ograniczenie prądu rażeniowego Ir poprzez
wzrost rezystancji przejścia między ręką a
częścią przewodzącą
uniemożliwienie lub utrudnienie dostępu do
urządzeń lub stanowisk, na których mogą
pojawić się Ud i Ukr wywołujące
niebezpieczne napięcia rażeniowe
niedopuszczenie do powstania zwarcia
doziemnego i pojawienia się Ud i Ukr
niedopuszczenie do wyniesienia napięcia
uziomowego z terenów wydzielonych dla
celów elektroenergetycznych, a tym samym
do powstania Ud i Ukr poza tym terenem
Najważniejszym ze środków ochrony dodatkowej było uziemienie ochronne wymienione wyżej
w tabeli w p. 1. Pozostałe sposoby wymienione w p. 2 ÷ 6 pełnią rolę uzupełniających środków
ochrony. Wprowadzona w 2002 r. norma PN-E 05115 jako sposób ochrony dodatkowej
wprowadza instalację uziemiającą, natomiast dla jej wspomagania w ograniczeniu napięć
dotykowych rażeniowych zaleca stosowanie następujących uznanych środków uzupełniających
M1÷M4:
wykonanie uziomu wyrównawczego w postaci uziomu otokowego lub gęstej kraty ułożonej
na niewielkiej głębokości pod rozpatrywanym stanowiskiem (M 1.2, M 2.2, M 2.4, M 3.1,
M 4.1, M 4.2)
pokrycie stanowiska warstwą izolacyjną zwiększającą impedancję obwodu rażeniowego
(M 1.3, M 2.3, M 2.4, M 3.3, M 4.1)
wykonanie stanowiska przewodzącego w postaci metalowej płyty lub kraty połączonej z
dostępnymi częściami przewodzącymi ( M 3.2, M 4.1)
zastosowanie nie przewodzących przegród np. ścian ( M 1.1, M 2.1)
zastosowanie wstawek izolacyjnych dla zapobieżenia przenoszenia potencjałów (M 2.4)
38
9. CHARAKTERYSTYKA PRZEPISÓW EKSPLOATACJI
Podstawowym aktem normatywnym w zakresie eksploatacji jest Ustawa "Prawo
Energetyczne" z 10.04.1997 r. ( z późn. zm.).
Ustawa ta określa:
- zasady kształtowania polityki energetycznej państwa,
- zasady i warunki zaopatrzenia i użytkowania paliw i energii,
- działalność przedsiębiorstw energetycznych oraz
- organy właściwe w sprawach gospodarki paliwami i energią.
Na podstawie art. 54 ustawy wydane zostało Rozporządzenie Min. Gospodarki, Pracy i
Polityki Społecznej z 28 kwietnia 2003 r. w sprawie wymagań kwalifikacyjnych dla osób
zajmujących się eksploatacją i trybu stwierdzania tych kwalifikacji. Rozporządzenie to określa
rodzaje urządzeń, instalacji i sieci, przy których eksploatacji wymagane jest posiadanie
kwalifikacji. Ustawa z 10.04.97 r. unieważniła zarządzenia określające ogólne i szczegółowe
zasady eksploatacji urządzeń i instalacji energetycznych (z lat 1986 87). Z kolei
Rozporządzenie Min. Gospodarki z 04.05. 2007r. w sprawie szczegółowych warunków
funkcjonowania systemu elektroenergetycznego zobowiązuje operatora prowadzącego ruch i
eksploatację sieci do opracowania instrukcji eksploatacji. Podobny obowiązek posiadają też
podmioty przyłączone do sieci (odbiorcy energii elektrycznej zasilani na napięciu powyżej
1kV). W odniesieniu do odbiorców zasilanych na napięciu do 1 kV (IV i V grupy
przyłączeniowej) wymaganie dotyczące konieczności opracowania instrukcji eksploatacji
wprowadza Rozp. MG z 17.09.1999r. dotyczące bhp przy urządzeniach i instalacjach
energetycznych.
Instrukcja eksploatacji powinna w szczególności określać:
1) ogólną charakterystykę techniczną urządzeń, instalacji i sieci,
2) zasady przyłączania do sieci urządzeń, instalacji i innych sieci,
3) zakres, zasady i terminy przeprowadzania okresowych przeglądów i kontroli stanu
technicznego urządzeń, instalacji i sieci,
4) zasady postępowania w przypadku wystąpienia zagrożeń ciągłości dostarczania energii
elektrycznej lub wystąpienia awarii,
5) procedury wprowadzania przerw i ograniczeń w dostarczaniu energii elektrycznej,
6) sposób prowadzenia ruchu sieci,
7) wymagania dotyczące bezpieczeństwa obsługi i otoczenia.
10. DOKUMENTACJA TECHNICZNO-EKSPLOATACYJNA
1.
2.
Dokumentacja techniczna:
projekt techniczny ze zmianami wprowadzonymi w roku realizacji,
dokumentacja fabryczna dostawców urządzeń, karty gwarancyjne, opisy techniczne,
instrukcje obsługi itd.
protokoły kwalifikacji pomieszczeń pod względem zagrożenia pożarowego i
wybuchowego.
Dokumentacja eksploatacyjna:
dokumenty przyjęcia urządzeń do eksploatacji, w tym protokoły prób i pomiarów
odbiorczych,
instrukcje eksploatacji,
książki i raporty pracy urządzeń,
dokumentację z oględzin, przeglądów, konserwacji, napraw i remontów,
protokoły prób i pomiarów okresowych,
wykazy części zamiennych oraz sprzętu i narzędzi do wykonywania prac
eksploatacyjnych.
39
11. ORGANIZACJA BEZPIECZNEJ PRACY
Organizacja prac konserwacyjno-remontowych, elektromontażowych i kontrolnopomiarowych powinna odpowiadać ogólnym warunkom ustalonym przepisami eksploatacji oraz
Rozporządzeniem Min. Gosp. z 17.09.1999r. określającym zasady bezpieczeństwa pracy przy
urządzeniach elektrycznych.
W szczególności prace te powinny być wykonywane zgodnie z instrukcjami eksploatacji.
Prace przy urządzeniach elektroenergetycznych muszą być wykonywane z zachowaniem
maksymalnej ostrożności oraz przy przestrzeganiu zasad organizacji pracy i przepisów bhp.
Prace te mogą być wykonywane:
1) bez polecenia,
2) na polecenie ustne,
3) na polecenie pisemne.
Bez polecenia mogą być wykonane:
1) czynności związane z ratowaniem życia lub mienia,
2) proste czynności eksploatacyjne (wymiana żarówek lub świetlówek, wymiana bezpiecznika),
3) stale wykonywane prace określone w instrukcjach stanowiskowych.
Polecenie ustne może być wydane bezpośrednio, telefonicznie lub drogą radiową.
Polecenia pisemnego wymagają prace wykonywane w warunkach szczególnego zagrożenia
zdrowia i życia ludzkiego, lub prace szczególnie niebezpieczne w warunkach danego zakładu
pracy.
Do prac wykonywanych w warunkach szczególnego zagrożenia zalicza się m.in. prace:
1) przy urządzeniach pod napięciem,
2) w pobliżu urządzeń pod napięciem,
3) przy urządzeniach wyłączonych spod napięcia lecz nie uziemionych,
4) na urządzeniach częściowo wyłączonych spod napięcia,
5) w pomieszczeniach zagrożonych pożarem lub wybuchem.
Polecenia mogą wydawać osoby dozoru upoważnione przez kierownika zakładu.
Polecenie powinno określać:
- miejsce, zakres i terminy wykonania pracy,
- podstawowe warunki bezpiecznego wykonania,
- liczbę pracowników,
- osoby funkcyjne (koordynującego, dopuszczającego, kierownika robót, nadzorującego
i brygadzistę).
Przygotowanie miejsca pracy polega na:
1) wyłączeniu napięcia,
2) zabezpieczeniu przed ponownym podaniem napięcia (np. przez zablokowanie napędów),
3) sprawdzeniu braku napięcia (wskaźnikiem napięcia - zasada 3-krotnego sprawdzenia czynne – wyłączone - czynne),
4) założeniu uziemień (co najmniej 2, w tym jedno widoczne z miejsca pracy),
5) oznaczeniu miejsca pracy przez wywieszenie tablic i założeniu ogrodzeń.
40
Rys. 38. Pięć złotych reguł przygotowania miejsca pracy.
Należy unikać prac pod napięciem, a jeśli są one konieczne stosować środki dla bezpiecznego
ich wykonania. Należy korzystać z pewnego sprzętu ochronnego i nieuszkodzonych narzędzi.
12. SPRZĘT OCHRONNY STOSOWANY PRZY URZĄDZENIACH
ELEKTRYCZNYCH
Sprzętem ochronnym nazywane są wszelkie przenośne przyrządy i urządzenia chroniące
osoby pracujące przy urządzeniach elektrycznych lub w pobliżu tych urządzeń przed porażeniem
prądem elektrycznym, szkodliwym działaniem łuku lub urazami mechanicznymi. Sprzęt
ochronny dzieli się na 4 grupy:
1) sprzęt izolujący,
2) sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia,
3) sprzęt zabezpieczający przed działaniem łuku elektrycznego i obrażeniami mechanicznymi,
4) sprzęt pomocniczy.
Sprzęt izolujący odizolowujący człowieka od urządzeń pod napięciem i od ziemi dzieli się na:
1) zasadniczy,
2) dodatkowy.
Podział sprzętu izolującego podano w tabeli 13.
Tabela 13. Podział sprzętu izolującego.
Rodzaj sprzętu
Zasadniczy
Dodatkowy
do 1 kV
Drążki i kleszcze izolacyjne,
wskaźniki napięcia, rękawice
dielektryczne, izolacyjne
narzędzia monterskie
Kalosze izolacyjne, dywaniki
i chodniki gumowe, pomosty
izolacyjne
powyżej 1 kV
Drążki i kleszcze izolacyjne,
wskaźniki napięcia
Rękawice dielektryczne, półbuty
dielektryczne, dywaniki i
chodniki gumowe, pomosty
izolacyjne
Jako sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia służą urządzenia przenośne do uziemienia
i zwierania (uziemiacze przenośne i zarzutki). Jako sprzęt izolacyjny wskazujący obecność
41
napięcia stosowane są wskaźniki napięcia do 750 V, wskaźniki wysokiego napięcia,
amperomierze cęgowe oraz uzgadniacze faz.
Do sprzętu zabezpieczającego zalicza się: słupołazy, szelki bezpieczeństwa, okulary ochronne,
maski przeciwgazowe, pasy bezpieczeństwa. Sprzęt pomocniczy stanowią: ogrodzenia, barierki i
liny, płyty izolacyjne, siatki ochronne oraz tablice ostrzegawcze. Sprzęt ochronny użytkowany i
zapasowy winien być ewidencjonowany. Niezależnie od przeglądów sprzętu, poprzedzających
każdorazowe użycie, poszczególne rodzaje sprzętu ochronnego należy poddawać okresowym
próbom napięciowym.
13. RATOWANIE OSÓB PORAŻONYCH PRĄDEM
Postępowanie powypadkowe powinno cechować się:
- szybkością działania, - sprawnością, - spokojem
Szczególnie ważna jest szybkość działania z uwagi na zmniejszające się z każdą minutą szanse
uratowania osoby nieprzytomnej, która utraciła oddech. Po 1 minucie do rozpoczęcia sztucznego
oddychania szanse te wynoszą ok. 95%, po 5-ciu - 25%, a po 8-miu - tylko 5%.
Akcja ratowania rozpoczyna się od natychmiastowego uwolnienia porażonego spod działania
prądu. W sieciach do 1 kV uwolnienia można dokonać przez:
a) wyłączenie napięcia we właściwym obwodzie elektrycznym,
b) odciągnięcie porażonego od urządzeń będących pod napięciem,
c) odizolowanie porażonego.
W sieciach o napięciu powyżej 1 kV do uwolnienia porażonego można stosować metodę a) lub
b).
Wyboru metody i sposobu uwolnienia porażonego spod napięcia dokonuje ratujący w zależności
od warunków w jakich nastąpiło porażenie oraz mając na względzie własne bezpieczeństwo
(sprzęt ochronny). Po uwolnieniu porażonego spod działania prądu należy natychmiast
przystąpić do udzielania pierwszej pomocy.
Mogą tu wystąpić następujące możliwości:
A. Porażony jest przytomny i oddycha
Należy porażonego niezwłocznie przewieźć do lekarza lub wezwać pomoc lekarską dla
przeprowadzenia szczegółowych badań.
B. Porażony jest nieprzytomny (nie reaguje na żadne bodźce zewnętrzne i nie można z nim
nawiązać kontaktu),
a) oddycha - brak bezpośredniego zagrożenia dla życia
- Należy ułożyć porażonego na prawym boku, rozluźnić ubranie i obserwując oddech
oczekiwać na przybycie lekarza lub przetransportować na badania lekarskie,
b) nie oddycha - (objawy bezdechu: brak ruchów klatki piersiowej, brak szmeru wydechu,
objawy sinicy warg i uszu)
1) krążenie krwi istnieje (sprawdzamy na tętnicy szyjnej) - należy natychmiast podjąć
zabieg sztucznego oddychania, wykonując je do powrotu oddechu lub do przybycia
pomocy lekarskiej,
2) krążenie zatrzymane - wraz z zabiegiem sztucznego oddychania należy podjąć
pośredni masaż serca.
Metody sztucznego oddychania:
1) bezpośrednie ( usta-usta, usta-nos lub usta-usta/nos),
2) pośrednie ( Silvester - Broscha i Holger - Nielsena) w cyklu 12-15 razy na minutę.
Pośredni masaż serca polega na rytmicznym ugniataniu serca w okolicy mostka z szybkością ok.
60-70 razy na minutę.
42
Stosując pierwszą pomoc u osoby nieprzytomnej musimy pamiętać o utrzymaniu podstawowych
funkcji życiowych i tu bardzo pomocnym jest schemat postępowania określony polskim skrótem
DOK, w którym D = drożność dróg oddechowych, którą uzyskujemy przez rozpięcie ciasnego
ubrania, usunięcie ciał obcych z jamy ustnej i ewentualne odchylenie głowy lub wysunięcie
żuchwy zapobiegające zapadaniu języka, O = oddychanie samoistne lub wykonywane przez nas
metodą usta-usta lub usta-usta/nos, K = krążenie samoistne lub zabezpieczone przez zewnętrzne
uciskanie mostka.
Wykonując sztuczne oddychanie i zewnętrzne uciskanie mostka u osoby dorosłej stosujemy
2 wdechy i 30 uciśnięć mostka.
W 2005 r. Polska Rada Resuscytacji opracowała wytyczne resuscytacji krążeniowo-oddechowej,
które uwzględniając aktualny stan wiedzy i praktyki medycznej wprowadziły zmianę
obowiązującego do niedawna sposobu postępowania przy udzielaniu pomocy przedlekarskiej.
Poniżej przedstawiono wprowadzony przez te wytyczne algorytm podstawowych zabiegów
resuscytacyjnych.
43
14. OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
W warunkach eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych zagrożenie pożarowe może być
spowodowane:
a) nieprawidłowym doborem urządzeń do warunków środowiskowych lub układowych,
b) niewłaściwą konserwacją lub eksploatacją urządzeń.
Zasady postępowania w przypadkach zagrożenia pożarowego powinny być określone w
instrukcji przeciwpożarowej. Do chwili przybycia straży pożarnej wszyscy pracownicy powinni
przystąpić do likwidacji pożaru za pomocą podręcznego sprzętu gaśniczego. Podręcznym
sprzętem gaśniczym są gaśnice i agregaty - pianowe, halonowe, śniegowe i proszkowe oraz koce
gaśnicze, piasek i woda.
Palące się urządzenia elektryczne należy gasić po wyłączeniu napięcia. Jeżeli wyłączenie
napięcia jest niemożliwe, to do gaszenia pożaru można stosować wyłącznie gaśnice i agregaty
śniegowe, proszkowe i halonowe. W pomieszczeniach zamkniętych można stosować gaśnice
halonowe przy korzystaniu z masek gazowych. Palący się olej można po wyłączeniu napięcia
gasić gaśnicami pianowymi. Palące się ubranie na człowieku należy gasić tłumiąc ogień kocami
z włókna szklanego.
15. PRACE KONTROLNO-POMIAROWE
Rozróżnia się podstawowe dwa rodzaje badań i pomiarów:
a) badania i pomiary odbiorcze.
b) badania i pomiary eksploatacyjne okresowe (ochronne).
Badania i pomiary odbiorcze dotyczą instalacji lub urządzeń elektrycznych nowo
instalowanych lub modernizowanych.
Zakres badań odbiorczych obejmuje:
- sprawdzenie dokumentacji,
- oględziny instalacji (urządzenia),
- próby i pomiary parametrów,
- sprawdzenie funkcjonalne działania urządzenia i/lub układu.
Szczegółowe wymagania odnośnie oględzin i prób instalacji elektrycznych przy badaniach
odbiorczych i okresowych określa norma PN-HD 60364-6:2008, odnośnie instalacji
piorunochronnych norma PN-EN 62305, a w odniesieniu do urządzeń elektrycznych o napięciu
do 1 kV norma PN-E-04700:1998.
Badania eksploatacyjne okresowe mają na celu sprawdzenie, czy stan techniczny instalacji
lub urządzeń elektrycznych w trakcie eksploatacji nie uległ pogorszeniu w stopniu stwarzającym
zagrożenie dla ich dalszego bezpiecznego użytkowania.
Czasookresy przeprowadzania badań okresowych są zależne od charakteru instalacji
(urządzeń) oraz warunków środowiskowych ich eksploatacji. W tabeli 14 podano racjonalne
wymagania odnośnie ramowych czasookresów badań eksploatacyjnych zgodne z Ustawą „Prawo
Budowlane”.
44
Tabela 14. Zalecane czasokresy pomiarów eksploatacyjnych instalacji i urządzeń elektrycznych
Okres czasu pomiędzy sprawdzeniami
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Rodzaj pomieszczenia
rezystancji izolacji
O wyziewach żrących
Zagrożone wybuchem
Otwarta przestrzeń
Bardzo wilgotne o wilg. ok. 100% i przejściowo
wilgotne (75 do 100%)
Gorące (o temperaturze powietrza ponad 35ºC)
Zagrożone pożarem
Stwarzające zagrożenie dla ludzi
(ZL I, ZL II i ZL III)
Zapylone
Pozostałe nie wymienione w p. 1-8
Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 5 lat
Nie rzadziej niż co 5 lat
skuteczności
ochrony
przeciwporażeniowej
Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 5 lat Nie rzadziej niż co 1 rok
Nie rzadziej niż co 1 rok Nie rzadziej niż co 5 lat
Nie rzadziej niż co 1 rok Nie rzadziej niż co 5 lat
Nie rzadziej niż co 5 lat
Nie rzadziej niż co 5 lat
Nie rzadziej niż co 5 lat
Nie rzadziej niż co 5 lat
W kraju nie ma przepisów określających wymaganą dokładność pomiarów, instrukcje
pomiarowe zalecają, aby uchyb pomiarowy nie przekraczał 20 %.
W zakresie oceny instalacji elektrycznych podstawowe znaczenie mają pomiary:
- dla oceny skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania w sieci TN (dawnego
zerowania),
- uziemień,
- rezystancji izolacji,
- rezystancji stanowiska.
Ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia w układzie TN (dawnego zerowania) wymaga
przeprowadzenia pomiaru impedancji (rezystancji) pętli zwarciowej, co realizowane jest metodą
sztucznego zwarcia (rys.38).
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
Rp
V
A
Rys.39. Pomiar impedancji pętli zwarcia metodą sztucznego zwarcia.
45
Schemat układu do pomiaru prądu zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego pokazano
na rys. 40.
L1
L2
L3
N
I n
W
V
Rp
A
M
~
Rys. 40. Schemat układu do pomiaru prądu zadziałania wyłącznika różnicowoprądowego.
Przy pomiarach rezystancji uziemień stosuje się:
a) metodę techniczną (rys.41)
b) metodę kompensacyjną (rys.42).
Zasilanie
U~
Regulacja prądu
Rp
A
V
Rx
x
S
P
y
6m 6m
20m
20m
Rys.41. Schemat układu do pomiaru oporności uziemienia metodą techniczną
46
Tr
I
I2
1
Ind
R2
r2
Rx
X
G
Rs
Rp
S
P
Ux
20m
20m
Rys.42. Schemat układu do pomiaru oporności uziemienia metodą kompensacyjną.
Rys. 43. Zasada pomiaru rezystancji uziemienia (a) oraz rozkład potencjału między uziomem
badanym i pomocniczym (b)
U1, 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
47
Tabela 15. Minimalne odległości między uziomami przy pomiarze rezystancji uziemienia
uziomu.
Przy pomiarach rezystancji uziemień należy wynik pomiaru pomnożyć przez współczynnik k p
(tabela 16) uwzględniający rodzaj uziomu i warunki przeprowadzenia pomiarów.
48
Tabela 16. Wartość współczynnika kp:
Rodzaj uziomu
Rozmiar
uziomu
Pojedynczy
uziom poziomy4)
L<30m
Wartość kp
grunt w czasie pomiarów:
suchy1)
wilgotny2)
mokry3)
1,4
2,2
3,0
Zamierzona
rezystywność
gruntu, Ω m
Dowolna
ρ≥200
1,3
1,8
2,4
Uziom kratowy
ρ≥200
1,4
2,2
3,0
SE≥900m2
ρ≥200
1,1
1,3
1,4
ρ≥200
1,2
1,6
2,0
Uziom pionowy
L=2,5÷5m
Dowolna
1,2
1,6
2,0
L1>5m
Dowolna
1,1
1,2
1,3
1) W okresie od czerwca do września (łącznie) z wyjątkiem trzydniowych okresów po długotrwałych
opadach.
2) Poza okresem zaliczanym do 1)z wyjątkiem trzydniowych okresów po długotrwałych opadach lub
stopieniu się śniegu.
3) W okresie trzech dni po długotrwałych opadach lub stopieniu się śniegu.
4) Głębokość ułożenia uziomu od 0,6 do 1m.
SE<900m2
4)
Ocena wyników pomiarów uziemień:
1) Uziemienie robocze
Rrg
Rrd
5
i
UL
IZ
2,5 I nb
1,2 Iwe
IC (bez kom. IZZ)
0,2 IC ( z komp. IZZ)
30
Rys. 44. Rozmieszczenie uziemień w sieci niskiego napięcia o układzie TN.
2) Uziemienie ochronne
R0
UL
IW
49
3) Uziemienie odbiornika przy zastosowaniu wyłącznika
I:
I
( zalecane 300
)
RU
4 ) Uziemienie odgromowe budowli
Wg PN/E – 05003:
ark. 02 – Ochr. podst. 10 50
ark. 03 – Ochr. obost.
5
ark. 04 – Ochr. specj. 10 50
Wg PN-EN 60305:
Robiektu ≤ 10Ω
5 ) Uziem. odgr. w liniach napowietrznych
do 1 kV
10
do 110 kV
10
110 kV
15
Rys. 45. Rozmieszczenie urządzeń ochrony przeciwprzepięciowe w sieci napowietrznej niskiego
napięcia
50
Tabela 17. Największe dopuszczalne wartości rezystancji uziemień ochronnych RAmax w
obwodach z urządzeniami (wyłącznikami) różnicowoprądowymi.
Rodzaj urządzeń
(wyłączników różnico
prądowych
Najwyższe
dopuszczalne napięcie
dotykowe UL
V
Zwykłe
50
25
50
25
Selektywne
IΔn – prąd znamionowy wyzwalający
Uwaga: Wskazane, aby w każdych warunkach RA
Rezystancja RAmax (Ω) w zależności od
prądu IΔn (mA) urządzeń
różnicowoprądowych
10
30
100
300
500
5000
2500
-
1666
833
-
500
250
250
125
166
83
83
41
100
50
50
25
500Ω.
Pomiary rezystancji wykonuje się prądem stałym stosując mierniki izolacji o różnych
napięciach znamionowych (50, 100, 250, 500, 1000, 2500 V).
Napięcie pomiarowe użytego miernika zależy od napięcia znamionowego sprawdzanego
obwodu lub urządzenia i tak:
- w obwodach do 50 V (SELV, PELV) stosujemy napięcie pomiarowe 250 V,
- w obwodach 50 V do 500 V stosujemy napięcie pomiarowe 500 V,
- w obwodach 500 V do 1000 V stosujemy napięcie pomiarowe 1000 V.
Napięcie pomiarowe 2500 V stosowane jest przy badaniach kabli elektroenergetycznych o
napięciu znamionowym 1000 V oraz przewodów, kabli i urządzeń elektroenergetycznych o
napięciu znamionowym powyżej 1000 V.
Wymagane wartości rezystancji izolacji określają szczegółowe przepisy eksploatacji
poszczególnych urządzeń elektrycznych. W odniesieniu do instalacji o napięciu 50÷500 V
wymagana rezystancja powinna wynosić co najmniej 1,0 M , a dla napięcia 500 1000 V
również –1,0 M .
Na rys. 45 przedstawiono schemat układu do pomiaru rezystancji stanowiska.
U
R st = R v. ( 1 - 1 ) [k
U2
L1
N
Rv
V
Wymiar elementów zapewniających
styczność z podłożem; 250x250 mm
1
U
PU
1
2
75 kG
2
3
4
5
Rys.45. Schemat układu do pomiaru rezystancji stanowiska metodą woltomierzową
1 - sztywna płyta (bakelit ok. 12 mm), 2 - sukno-filc o grubości 2 mm, 3 - folia aluminiowa
lub miedziana o grubości 0,2 mm, 4 - guma przewodząca o grubości 3 mm, 5 –
podłoże stanowiska.
51
Protokół z prac kontrolno-pomiarowych powinien zawierać:
1) dane ogólne o obiekcie badań,
2) informacje o wykonujących pomiary,
3) dane o rodzaju badań,
4) dane o metodzie pomiarów i charakterystykę użytych przyrządów pomiarowych,
5) dane o warunkach przeprowadzenia badań (szczególnie ważne przy pomiarach uziemień),
6) tabelaryczne zestawienie wyników badań i ich ocenę,
7) szkice rozmieszczenia badanych urządzeń, uziomów i obwodów instalacji,
8) wnioski i zalecenia wynikające z pomiarów.
16. LITERATURA:
1. Z. Gryżewski: Prace pomiarowo-kontrolne przy urządzeniach elektroenergetycznych o
napięciu do 1 kV, wyd. VI, W-wa,2009
2. J. Laskowski: Nowy poradnik elektroenergetyka przemysłowego, W-wa, 2011.
3. W. Orlik: Egzamin kwalifikacyjny elektryka w pytaniach i odpowiedziach,
Krosno 2009.
4. W. Orlik, J. Przybyłowicz: Badania i pomiary elektroenergetyczne dla praktyków, Krosno
2011.
5. Praca zbiorowa pod red. J. Strojnego: Vademecum Elektryka. W-wa 2009.
6. A. Rogoń: Ochrona od porażeń w instalacjach elektrycznych (poradnik), W-wa, 2009.
7. K. Sałasiński : Bezpieczeństwo elektryczne w zakładach opieki zdrowotnej. W-wa, 2008.
8. S. Siemek : Instalacje elektryczne do zasilania urządzeń elektronicznych. Wyd. 2.W-wa 2005.
9. J. Strojny, J. Strzałka: Bezpieczeństwo eksploatacji urządzeń, instalacji i sieci
elektroenergetycznych. Wyd. TARBONUS, 2010.
10. J. Strojny, J. Strzałka: Elektroenergetyka, Wyd. 2. Kraków – Tarnobrzeg, 2011.
11. Egzamin kwalifikacyjny D i E ( w pytaniach i odpowiedziach z zakresu eksploatacji
urządzeń, instalacji i sieci elektroenergetycznych). Zeszyty: 1 do 9. W-wa 2006-2011.
52