Układy sieci elektroenergetycznych

Układy sieci elektroenergetycznych.
Podstawowe pojęcia i określenia stosowane w odniesieniu do sieci,
urządzeń elektrycznych oraz środków ochrony przeciwporażeniowej.
1) część czynna - żyła przewodu lub inna część przewodząca prąd elektryczny, znajdująca się
w czasie normalnej pracy pod napięciem, w tym także przewód neutralny N, z wyjątkiem
przewodu ochronno-neutralnego PEN,
2) części jednocześnie dostępne - części czynne, części przewodzące dostępne, części
przewodzące obce, przewody ochronne, wyrównawcze i uziomy, które znajdują się w zasięgu
ręki,
3) część przewodząca dostępna - przedmiot przewodzący lub część przewodząca
urządzenia, znajdująca się w zasięgu ręki, oddzielona od części czynnych jedynie izolacją
roboczą, mogącą znaleźć się w warunkach zakłóceniowych pod napięciem,
4) część przewodząca obca - przedmiot przewodzący lub część przewodząca, nie będąca
częścią urządzenia elektrycznego, mogąca znaleźć się pod napięciem,
5) izolacja ochronna - środek dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej z zastosowaniem
izolacji ograniczającej możliwość porażenia prądem elektrycznym; do izolacji takiej zalicza się
izolację podwójną, izolacje wzmocnioną, obudowę izolacyjną; są to izolacje o właściwościach,
co najmniej równoważnych pod względem elektrycznym i mechanicznym izolacji roboczej,
6) izolacja robocza - izolacja części czynnej, niezbędna do zapewnienia należytej pracy
urządzenia elektrycznego, która jednocześnie zapewnia ochronę przeciwporażeniową,
7) napięcie dotykowe - napięcie, które występuje w warunkach normalnych lub może pojawić
się w warunkach zakłóceniowych pomiędzy dwiema częściami jednocześnie dostępnymi, nie
należącymi do obwodu elektrycznego,
8) ochrona przeciwporażeniowa podstawowa (ochrona przed dotykiem bezpośrednim) ochrona zapobiegająca niebezpiecznym skutkom dotknięcia części czynnych,
9) ochrona przeciwporażeniowa dodatkowa (ochrona przed dotykiem pośrednim) ochrona zapobiegająca niebezpiecznym skutkom dotknięcia części przewodzących, dostępnych
w przypadku pojawienia się na nich napięcia w warunkach zakłóceniowych,
10) przewód neutralny N - przewód roboczy wyprowadzony z neutralnego punktu układu
sieciowego,
11) przewód ochronny PE - przewód stanowiący element zastosowanego środka ochrony
przeciwporażeniowej, do której przyłącza się części przewodzące dostępne i części
przewodzące obce w celu objęcia ich ochroną przeciwporażeniową dodatkową,
12) przewód ochronno-neutralny PEN - przewód spełniający jednocześnie funkcję przewodu
ochronnego PE i przewodu neutralnego N,
13) przewody skrajne - przewody fazowe przy prądzie przemiennym oraz przewody: dodatni i
ujemny przy prądzie stałym,
14) urządzenie klasy ochronności O - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie izolacji roboczej (ochrona podstawowa); urządzenie to nie ma
zacisku ochronnego przeznaczonego do połączenia z przewodem ochronnym,
15) urządzenie klasy ochronności I - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie izolacji roboczej i ma zacisk (styk) ochronny umożliwiający
połączenie części przewodzących dostępnych z przewodem ochronnym (ochrona dodatkowa),
16) urządzenie klasy ochronności II - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie izolacji ochronnej (podwójnej bądź wzmocnionej); urządzenie
to nie ma styku ochronnego,
17) urządzenie klasy ochronności III - urządzenie, w którym ochrona przeciwporażeniowa jest
zapewniona przez zastosowanie napięcia roboczego nie przekraczającego napięcia
bezpiecznego UL
Klasa
ochronności
Symbol
Nie ma
Cechy
charakterystyczn
e wykonania
urządzenia
- izolacja jedynie
podstawowa
- brak zacisku
ochronnego
Wymagania
szczegółowe
dotyczące
sposobu
wykonania
ochrony
przeciwporażeni
owej
Zakres
zastosowania
- izolowanie
stanowiska
- uniemożliwienie
jednoczesnego
dotknięcia dwóch
różnych części
przewodzących
Przykłady
zastosowania
-w
pomieszczeniach o
izolowanych
ścianach i
podłogach, bez
konstrukcji i
uziomów
naturalnych (
izolowanie
stanowiska)
- w obwodzie
zasilanym z
transformatora
separacyjnego,
tylko z jednym
odbiornikiem
Oprawy
oświetleniowe
(żyrandole)
Klasa I
Klasa II
Klasa III
- izolacja jedynie
podstawowa
- zacisk ochronny do
przyłączenia
przewodu PE lub
PEN
Przyłączenie
przewodu
ochronnego PE lub
ochronnoneutralnego PEN do
zacisku ochronnego
- izolacja
podwójna lub
wzmocniona
- brak zacisku
ochronnego
Zasilanie napięciem
bardzo niskim w układzie
SELV lub PELV
Nie ma
Nie ma
W pomieszczeniach
mieszkalnych,
przemysłowych i
podobnych, o ile
wymagania
szczegółowe
dotyczące
określonych miejsc i
pomieszczeń nie
ograniczają
stosowania urządzeń
tej klasy ochronności
We wszystkich w
zasadzie
pomieszczeniach
i warunkach, o ile
wymagania
szczegółowe
dotyczące
określonych
miejsc i
pomieszczeń nie
ograniczają
stosowania
urządzeń tej
klasy
ochronności
We wszystkich
warunkach i
pomieszczeniach
Silniki, rozdzielnice
metalowe, pralki,
chłodziarki, kuchenki
elektryczne,
zmywarki
Młynki do kawy,
suszarki do
włosów, golarki,
wiertarki i inne
narzędzia ręczne
Zabawki, ręczne
przenośne lampy
oświetleniowe, niektóre
elektronarzędzia ręczne
Lp.
Rodzaj prądu
1
1
2
Prąd przemienny
O częstotliwości 15-500 HZ
Prąd stały
2
1)
Klasa 0
1)
Wartości napięcia bezpiecznego UL , w
woltach
Warunki
Warunki
2)
3)
Środowiskowe 1
Środowiskowe 2
3
4
50
25
120
60
Napięcie bezpieczne UL jest to największa bezpieczna wartość napięcia
roboczego lub dotykowego, utrzymująca się długotrwale w określonych warunkach oddziaływania otoczenia.
2)
Warunki środowiskowe 1 są to takie warunki, w których rezystancja ciała ludzkiego w stosunku do ziemi
wynosi, co najmniej 1000 Ω.
3)
Warunki środowiskowe 2 są to takie warunki, w których rezystancja ciała ludzkiego w stosunku do ziemi wynosi
mniej niż 1000 Ω, np. na wolnym powietrzu, w pomieszczeniach mokrych itp.
Stopnie ochrony urządzeń elektrycznych.
Odpowiednie warunki bezpieczeństwa eksploatacji urządzeń elektrycznych, nie tylko w
warunkach zagrożenia wybuchowego, uzyskuje się poprzez spełnienie odpowiednich warunków
budowy dotyczących uzyskania odpowiedniego stopnia ochrony. Zasady te określa norma PN92/E-08106 „Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (kod IP)”
Stopnie ochrony urządzeń elektrycznych (International Protection) – IP XY np.IP34.
Wyróżnia się :
rodzaju obudowy), charakteryzujących zakres ochrony osób przed dotknięciem części
pod napięciem i części ruchomych wewnątrz urządzenia oraz przed przedostaniem się
do wnętrza obudowy ciał stałych
hrony urządzenia
przed przedostaniem się do jego wnętrza wody
Stopnie ochrony przed dotknięciem i przedostawaniem się części stałych.
Oznaczenie
stopnia
ochrony
0
1
2
3
4
5
6
Zakres ochrony- obudowa
zabezpiecza przed dotknięciem:
Nie zabezpiecza (brak osłon)
Przypadkowym, nieumyślnym większą
powierzchnią ciała np. ręką
Palcem
Za pomocą narzędzi, drutów i innych
przedmiotów o średnicy większej od
2,5mm
Za pomocą narzędzi, drutów i innych
przedmiotów o średnicy większej od
1mm
Dowolnym (całkowita ochrona przed
dotknięciem)
Dowolnym (całkowita ochrona przed
dotknięciem)
Zakres ochrony- obudowa
zabezpiecza przed przedostaniem
się
Nie zabezpiecza (brak osłon)
Ciał stałych o średnicy większej niż
50mm
Ciał stałych o średnicy większej niż
12mm
Ciał stałych o średnicy większej niż
2,5mm
Ciał stałych o średnicy większej niż
1mm
Pyłu w takiej ilości, która mogłaby
zakłócić działanie urządzenia
Pyłu (całkowita ochrona – obudowa
pyłoszczelna)
Stopnie ochrony przed przedostawaniem się wody.
Oznaczenie
stopnia
ochrony
0
1
2
Zakres ochrony- obudowa zabezpiecza przed przedostaniem się wody w
postaci:
Nie zabezpiecza (brak specjalnych środków ochrony)
Kropel spadających pionowo
położenia normalnego
3
4
5
6
7
8
Oblewania wodą (bryzgami) ze wszystkich kierunków
Oblewania strugami wody z dowolnego kierunku z odległości 3m z dyszy o
średnicy 6,3mm pod ciśnieniem 30kPa przez 3 min
Oblewania strugami wody z dowolnego kierunku z odległości 3m z dyszy o
średnicy 12,5mm pod ciśnieniem 100kPa przez 3 min
Zanurzenia urządzenia w wodzie na głębokości 150mm (górny punkt) oraz
1m (od dolnego punktu urządzenia)
Zanurzenia urządzenia w wodzie na głębokości większej niż 1m – ochrona
przed długotrwałym zanurzeniem
Podstawowe oznaczenie kodu IP może być uzupełnione o dodatkowe elementy oznaczenia
gdy:
 ochrona osób przed dostępem do części niebezpiecznych jest wyższa niż podana jako
pierwsza cyfra charakterystyczna
Dodatkowa
Chroni przed:
Zapewnia ochronę przez:
litera
oznaczenia
A
dotykiem wierzchem
zachowanie odpowiedniego odstępu od części
dłoni
niebezpiecznych przez zastosowanie elementów
uniemożliwiających wnikanie przedmiotów o średnicy
50mm
B
dostępem palcem
zachowanie odpowiedniego odstępu od części
niebezpiecznych przedmiotów o średnicy 12mm i
długości 80mm
C
dostępem narzędziem
zachowanie odpowiedniego odstępu od części
niebezpiecznych przedmiotów o średnicy 2,5mm i
długości 100mm
D
dostępem drutem
zachowanie odpowiedniego odstępu od części
niebezpiecznych przedmiotów o średnicy 1mm i
długości 100mm
 określone są dodatkowe cechy urządzenia związane z jego zasilaniem określonym
napięciem, dodatkową odpornością przed wnikaniem wody oraz zastosowania w
określonych warunkach środowiskowych atmosferycznych
Oznaczenie
Dotyczy:
H
Zasilania wysokim napięciem
M
Badania na szkodliwe działanie wody wnikającej, podczas pracy urządzeń posiadających
elementy ruchome będące w ruchu np. wirnik silnika
S
Badania na szkodliwe działanie wody wnikającej, podczas pracy urządzeń posiadających
elementy ruchome, które nie są w ruchu
W
Możliwości zastosowania w określonych warunkach pogodowych przy zapewnieniu
dodatkowych środków ochrony lub zabiegów
Rodzaje budowy urządzeń elektrycznych uwzględniające stopnie ochrony.
Rodzaj budowy
Stopień ochrony
Otwarta
IP00 lub IP10
Chroniona
IP22
Okapturzona
IP23
Zamknięta
IP44
Strugoszczelna
IP55
Wodoszczelna
IP57
Głębinowa
IP68
Oznaczenia układów sieci oraz przewodów.
Do oznaczenia rodzaju układu sieci stosuje się oznaczenia dwuliterowe, przy czym:
1. Pierwsza litera oznacza związek między układem sieci a ziemią (umieszczonym
bezpośrednio w ziemi elementem uziomowym)
 T – oznacza bezpośrednie połączenie jednego punktu układu sieci z ziemią
(najczęściej punkt, przewód neutralny N)
 I – izolowanie od ziemi wszystkich części czynnych mogących znaleźć się pod
napięciem bądź ich połączenie z ziemią przez bezpiecznik iskiernikowy (uziemienie
otwarte)
2. Druga litera określa związek pomiędzy częściami czynnymi przewodzącymi i oznacza:
N – bezpośrednie metaliczne połączenie z ziemią podlegających ochronie części
przewodzących dostępnych z uziemionym punktem układu sieci
 T – bezpośrednie połączenie z ziemią podlegających ochronie części przewodzących
dostępnych niezależnie od uziemienia układu sieciowego
3. Kolejne litery oznaczają związek między przewodami: neutralnym N i ochronnym PE:
 C – funkcje obu przewodów pełni jeden przewód neutralno-ochronny PEN
 S – osobne przewody neutralny N i ochronny PE
 C-S – w pierwszej części sieci od strony zasilania stosowany jest przewód neutralnoochronny PEN a w dalszej części osobne przewody PE oraz N

Oznaczenia przewodów sieci oraz zacisków urządzeń:
l.p.
Oznaczenie
Przewodu
Przeznaczenie
Literowe
Barwne
Zacisku
urządzenia
Literowe
Prąd przemienny:
Faza 1
Faza 2
Faza 3
Neutralny
L1
L2
L3
N
ŻÓŁTY
ZIELONY
FIOLETOWY
JASNONIEBIESKI
(PASKI)
U
V
W
N
Prąd stały:
5 Biegun dodatni
6 Biegun ujemny
7 Środkowy (tzw. masa)
L+
LM
CZERWONY
CIEMNONIEBIESKI
JASNONIEBIESKI
C
D
M
ZIELONO-ŻÓŁTY
J.W. NA KOŃCU
JASNONIEBIESKI
ZIELONO-ŻÓŁTY
PE
-
1
2
3
4
Ochrona przeciwporażeniowa:
8 Ochronny
9 Ochronno-neutralny
PE
PEN
10 Uziemiający
11 Łączący z obudową
12 Wyrównawczy
E
MM
CC
UKŁAD TN
Aktualnie stosowane są następujące układy sieci TN:
a) TN-S
E
MM
CC
b) TN-C
c) TN-C-S
Charakterystyczne cechy układu TN:
- Jeden punkt układu powinien być uziemiony (w układach z punktem neutralnym uziemia
się ten punkt)
- Wszystkie części dostępne przewodzące łączy się z uziemionym punktem neutralnym za
pomocą przewodów ochronnych lub neutralno-ochronnych
- Zaleca się uziemianie punktu, w którym następuję rozdzielenie przewodu ochronnoneutralnego PEN na osobne przewody neutralny N i ochronny PE (układ TN-C-S)
- Zaleca się łączenie przewodów ochronnych i neutralno ochronnych do uziomów
- Zaleca się uziemianie przewodów ochronnych w miejscu ich wprowadzania do obiektów
- Dopuszcza się maksymalne czasy trwania zwarcia (wyłączenia) pomiędzy przewodem
fazowym a przewodem ochronnym lub ochronno-neutralnym
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.
Układ TT
Charakterystyczne cechy układu TT:
- punkt neutralny lub jeden z przewodów fazowych (w przypadku braku przewodu
neutralnego) powinien być uziemiony w każdej stacji transformatorowej
- wszystkie części dostępne przewodzące chronione przez to samo urządzenie ochronne
powinny być połączone przewodami ochronnymi i przyłączone do tego samego uziomu.
W przypadku stosowania kilku urządzeń ochronnych w układzie kaskadowym dotyczy to
oddzielnie wszystkich części przewodzących dostępnych chronionych przez każde z
urządzeń
- w każdym obiekcie powinny być zastosowane połączenia wyrównawcze główne
zlokalizowane w dolnej kondygnacji obiektu
- w pomieszczeniach o zwiększonym niebezpieczeństwie porażenia (kuchnie, łazienki itp.), w
których trudne jest zapewnienie skutecznej ochrony przez odpowiednio szybkie wyłączenie,
powinny być stosowane połączenia wyrównawcze dodatkowe miejscowe łączące części
przewodzące jednocześnie dostępne
Układ IT
Charakterystyczne cechy układu sieci IT:
- wszystkie części czynne układu mającego punkt neutralny powinny:
o być izolowane od ziemi
o mieć punkt neutralny przyłączony do ziemi przez bezpiecznik iskiernikowy
o mieć punkt neutralny lub sztuczny punkt neutralny przyłączony do ziemi przez
impedancję o dużej wartości
o mieć sztuczny punkt neutralny połączony bezpośrednio do ziemi gdy jego
impedancja składowej zerowej jest odpowiednio duża
- wszystkie części czynne układu nie mającego punktu neutralnego powinny:
o być izolowane od ziemi
-
o mieć jeden z przewodów fazowych przyłączony do ziemi przez bezpiecznik
iskiernikowy lub
o mieć jeden z przewodów fazowych przyłączony do ziemi przez impedancję o
dużej wartości
o mieć połączenie z ziemią przez sztuczny punkt neutralny połączony z ziemią
bezpośrednio lub przez impedancje o dużej wartości
wszystkie części dostępne przewodzące powinny być uziemione:
o indywidualnie
o grupowo
o zbiorowo