16 KiB
16 KiB
BOZP - 4. lekce
Ochrany neživých částí
- Na neživých částech za normálních podmínek napětí není, ale v případě poruchy by se zde nebezpečné napětí vyskytnout mohlo
- Zajišťujeme tedy ochranu při poruše
Způsoby zajištění ochrany neživých částí
- Neživá část je vodivá část, na které za normálních okolností napětí není, ale při poruše izolace by se mohla stát živou částí, a zde je nutno rozlišit též nebezpečnou živou část od části, která i když živá je, nemůže nebezpečí způsobit (bezpečné napětí)
Podle ČSN 33 2000-1 musí být ochrana zajištěna
- zabráněním průchodu proudu tělem - elektrické oddělení
- omezením proudu na bezpečnou hodnotu – omezením náboje Q
- samočinným (automatickým) odpojením od zdroje ve stanoveném čase, jakmile dojde k poruše, která by mohla být příčinou průchodu nebezpečného proudu
- Podle ČSN 33 2000-4-47 se nemusí provádět ochranná opatření na neživých částech tehdy, jsou-li to:
- nepřístupné kovové části
- části omezených rozměrů do velikosti 50x50 mm (např. šrouby, příchytky, štítky, atd.)
- Jinak všude se musí provést některé z opatření k zajištění ochrany před nebezpečným dotykem neživých částí!
Všeobecně jsou v elektrických instalacích dovolena tato ochranná opatření …
- automatické odpojení od zdroje
- dvojitá nebo zesílená izolace
- elektrické oddělení pro napájení jednoho spotřebiče
- malé napětí (SELV a PELV)
Ochrana zabráněním nebo omezením průchodu proudu tělem
Ochrana neživých částí elektrickým oddělením
- Účelem elektrického oddělení jednotlivých obvodů je zabránit průchodu tak velkého proudu, který by, při dotyku neživých částí a poruše základní izolace mohl způsobit úraz elektrickým proudem
- Ochranný oddělovací transformátor je označen značkou:
- zkratuodolný
- neodolný proti zkratu
Podmínky pro provedení ochrany
- oddělený obvod musí být od ostatních obvodů galvanicky oddělen - oddělovací ochranný transformátor
- mezi oddělenými obvody a ostatními obvody musí být dvojitá nebo zesílená izolace
- vodiče odděleného obvodu uložené společně s vodiči jiných obvodů musí být izolovány na nejvyšší napětí
- napětí elektricky odděleného obvodu nesmí přesáhnout efektivní hodnotu 500V AC
- pokud je transformátor přenosný, tak nesmí být překročena hodnota 250V AC
- výkon nesmí přesáhnout 25kVA u jednofázových a 40kVA u vícefázových transformátorů
- Ohebné kabely a šňůry musí být viditelné po celé délce, ve které existuje nebezpečí mechanického poškození
- Všechny zásuvky musí být opatřeny ochrannými kontakty, které musí být spojeny se soustavou pospojení
- Všechny ohebné kabely, s výjimkou zařízení třídy ochrany II, musí obsahovat ochranný vodič k tomu, aby byl použit jako vodič pospojování
Ochrana použitím zařízení třídy ochrany II.
- Neživé části od živých částí jsou odděleny dvojitou izolací
- Vlastnosti takového zařízení musí být ověřeny autorizovanou zkušebnou a jsou na svém výrobním štítku označeny stanoveným označením …
Ochrana nevodivým okolím
- V prostoru, kde neexistuje vodivé spojení předmětů se zemí ani mezi sebou, nemůže tedy při dotyku části pod napětím dojít k průchodu proudu tělem
- Je však nutné zajistit:
- nepřivedení jakékoliv uzemněné části do tohoto prostoru
- v uvedeném prostoru se nesmí používat ochranný vodič
- zásuvky zde nesmí mít ochranný kontakt
- nesmí se přinést ani elektrický předmět třídy I. napájený ze zásuvky mimo daný prostor
- vodivé předměty spojené se zemí (např. radiátory ústředního topení) musí být chráněny nevodivými kryty před dotykem
Ochrana při poruše samočinným (automatickým) odpojením od zdroje
- Ochrana spočívá v samočinném odpojení od zdroje v případě poruchy tak, aby vzniklé dotykové napětí nemohlo člověka ohrozit
- Princip:
- vyvolání takového nadproudu, na který reagují ochranné prvky
- pro vznik nadproudu musí být neživé části spojeny s PE
- Ochrana pracuje na tom principu, že poruchový proud vzniklý při průrazu izolace mezi živou a neživou částí má takovou hodnotu, která uvede do činnosti ochranný prvek, a ten odpojí elektrické zařízení nebo obvod s poruchou od zdroje
- Podstatné je, aby potřebný poruchový proud, na nějž bude ochranný prvek reagovat, při poruše vznikl
- Z toho důvodu musí být neživá část připojena k ochrannému vodiči při splnění podmínek stanovených pro každý způsob uzemnění sítě
- Je nutné, aby se po dobu, než budou zařízení nebo obvod s poruchou odpojeny od zdroje, zabránilo vzniku vysokých dotykových napětí na neživých částech a také, aby se zvýšil vyhodnocovaný poruchový proud odcházející z neživé části pod napětím - provádí se pospojování
- Uzemnění neživých částí elektrických zařízení a pospojování jsou tedy, kromě funkčnosti ochranného prvku, hlavními podmínkami ochrany samočinným odpojením od zdroje
- Podle toho, jakým způsobem je prostřednictvím ochranného vodiče toto spojení provedeno, se rozlišují druhy sítí:
- TN, TT a IT
- Uplatňují různé ochranné prvky podle způsobu, kterým vyhodnocují poruchové proudy
- Ochrana samočinným odpojením od zdroje se musí provést v každé instalaci kromě těch částí instalace, u kterých je uplatněn jiný způsob ochrany
Dovolené dotykové napětí
- V obvodu při samočinným odpojením od zdroje mezi vznikem poruchy a odpojením obvodu uplyne určitý čas nutný pro funkci nadproudového vypínacího prvku
- Po tuto dobu je na kostře chráněného spotřebiče oproti zemi tzv. dotykové napětí¨
- Dotykové napětí menší než povolené bezpečné napětí pro daný prostor může být na kostře i trvale - není to žádoucí stav a signalizuje poruchu obvodu, která se může dále nepříznivě vyvíjet
- Dovolené meze trvalého dotykového napětí podle prostorů u zařízení do 1000 V ukazuje následující tabulka:
| Prostory | Střídavé | Stejnosměrné |
|---|---|---|
| Normální i nebezpečné | 50 | 100 |
| Zvlášť nebezpečné | 25 | 60 |
| Zvlášť nepříznivé případy | 12 | 25 |
Značení vodičů a svorek v třífázové soustavě
| Značení konců vodičů | barva vodičů | |
|---|---|---|
| Fáze 1 | L1 | černá / |
| Fáze 2 | L2 | hnědá / |
| Fáze 3 | L3 | šedá |
| Střední vodič | N | světle modrá |
| Ochranný vodič | PE | zelená/žlutá |
Druhy rozvodných sítí
- První písmeno značí:
- T (Terra) - bezprostřední spojení jednoho bodu sítě se zemí
- I (Insulation) - oddělení všech živých částí od země nebo spojení jednoho bodu sítě se zemí přes velkou impedanci
- Druhé písmeno značí:
- T (Terra) - nepřímé spojení neživých částí se zemí
- N (Neutral) - přímé spojení neživých částí s uzemněným bodem sítě
- Další písmeno vyjadřuje uspořádání středních a ochranných vodičů
- S (Separate) - ochranný vodič veden odděleně od středního vodiče
- C (Common) - funkce středního a ochranného vodiče je sloučena (PEN vodič)
Podmínky ochrany v sítích TN
- Všechny neživé části instalace musí být spojeny s uzemněným bodem sítě prostřednictvím ochranných vodičů, které musí být uzemněny
- Jednotlivá uzemnění vodiče PEN v síti TN-C a vodiče PE v síti TN-S
- mají mít odpor nejvýše 15 Ω
- na konci vedení a odboček sítě a v uzlu nejvýše 5 Ω
- Celkový odpor uzemnění pro sítě s napětím 230 V - max 2 Ω
- Vodiče PEN v síti TN-C nebo vodič PE v síti TN-S se musí uzemnit samostatným zemničem nebo spojit s uzemňovací soustavou kromě uzlu ještě:
- ve venkovním rozvodu:
- u vrchního vedení každých 500 m a na konci, u odboček delších než 200 m
- u kabelového vedení delšího více než 200 m od místa uzemnění a na jeho konci
- u přípojkových skříní, pokud jsou dále než 100 m od místa předchozího uzemnění
- ve vnitřním rozvodu:
- u objektu s vlastním transformátorem vždy u hlavních rozvaděčů
- u objektu bez vlastního transformátoru, u hlavního rozvaděče, pokud je dále než 100 m od místa předchozího uzemnění
- u podružných rozvaděčů, pokud jsou dále než 100 m od místa předchozího uzemnění
- na konci odboček delších než 200 m od místa předchozího uzemnění
- ve venkovním rozvodu:
- Charakteristiky pojistek a impedance obvodů musí zajistit, že v případě poruchy – zkratu mezi fázovým vodičem a ochranným vodičem nebo neživou částí vznikne v obvodu takový poruchový proud, který uvede do činnosti jistící zařízení (pojistku, jistič) a automaticky obvod odpojí
- Pro velikost impedance vypínací smyčky musí být splněna podmínka:
- Dále norma stanoví, že ochranné přístroje musí zajistit, aby v případě poruchy, to znamená zkratu mezi fázovým a ochranným vodičem nebo neživou částí došlo k samočinnému odpojení v předepsaném čase
Maximální doba odpojení pro sítě TN
| Jmenovité stř. napětí proti zemi [V] | doba odpojení [s] |
|---|---|
| 120 | 0.8 |
| 230 | 0.4 |
| 277 | 0.4 |
| 400 | 0.2 |
| >400 | 0.1 |
Sítě TT
- Cesta zkratového proudu se od sítě TN liší tím, že zkratový proud prochází ze zdroje fázovým vodičem až do místa poruchy a odtud přes neživou část zemí ke zdroji
Podmínky ochrany v síti TT
- Všechny neživé části instalace musí být spojeny se zemničem prostřednictvím ochranných vodičů
- Aby se na chráněných částech nevyskytlo větší dotykové napětí než 50 V, musí být splněna podmínka:
I_A \leq \frac{50V}{R_A} \ \ \ [A;\Omega] I_A- proud zajišťující samočinné působení nadproudového ochranného prvkuR_A- součet odporů zemniče a ochranného vodiče neživých částí- Takováto ochrana v síti TT je zpravidla proveditelná jen u zařízení s předřazenou pojistkou o jmenovitém proudu nejvýše 10 A
- Proto se pro zajištění bezpečnosti tato ochrana doplňuje proudovým nebo napěťovým chráničem
- Proudový a napěťový chránič odpojuje vadnou část v době do 0,2 s
- U proudového chrániče je v distribučních sítích dovoleno použít typu S (selektivní) s dobou vypnutí až do 1 s
- Princip použití proudového chrániče byl probrán, toto je příklad zapojení
Sítě IT
- I když je střed zdroje izolován (nebo spojen přes velkou impedanci), musí být chráněné neživé části uzemněny
- Při první poruše se stává z izolované soustavy soustava uzemněná (z IT se stává TT nebo TN) a může, ale ještě nemusí být odpojena, pokud dotykové napětí nedosáhne povolenou mez uvedenou v tabulce
- dovolené meze dotykového napětí:
| Prostory | Střídavé | Stejnosměrné |
|---|---|---|
| Normální i nebezpečné | 50 | 100 |
| Zvlášť nebezpečné | 25 | 60 |
| Zvlášť nepříznivé případy | 12 | 25 |
-
V sítích IT musí být pro prostory normální zajištěno:
I_d \leq \frac{50V}{R_z} \ \ \ [A;\Omega] -
R_z- odpor uzemnění neživých částí -
I_d- poruchový proud při první poruše o zanedbatelné impedanci mezi fázovým vodičem a neživou částívelikost -
R_znení předepsána, ale neměla by překročit 20 W (vyhovuje pro bezpečné svedení proudu ze sítě 400 V)
Ochranné přístroje v síti IT
- V síti IT lze použít tyto hlídací a ochranné přístroje:
- přístroje pro hlídání izolačního stavu
- nadproudové jistící prvky
- proudové chrániče
- Maximální doba odpojení v síti IT při druhé poruše je stanovena tabulkou:
Třídy ochran elektrických zařízení
- Podle způsobu zajištění ochrany řadíme elektrické zařízení do tříd:
- 0 ; I ; II ; III
Třída ochrany „0“
- má jen základní izolaci
- nemá přídavnou nebo dvojitou izolaci
- Je považováno za zařízení bez ochrany
- V České republice takové zařízení NENÍ POVOLENO !!!
Třída ochrany „I“
- Ochrana před úrazem elektrickým proudem zahrnuje další bezpečnostní opatření
- umožňující připojení neživých částí k ochrannému vodiči
- Ochrana neživých částí je uplatněna automatickým odpojením od zdroje
- Zařízení této třídy se označují značkou:
Třída ochrany „II“
- Ochrana před úrazem elektrickým proudem zahrnuje další bezpečnostní opatření
- nemá prostředky pro připojení ochranného vodiče
- Vodivé neživé části nemá (zhotoveno z izolantu) a nebo neživé části jsou od živých odděleny přídavnou nebo zesílenou izolací
- Zařízení této třídy se označují značkou:
Třída ochrany „III“
- Ochrana před úrazem elektrickým proudem je založena na připojení ke zdroji napětí SELV
- Nemá prostředky pro připojení ochranného vodiče
- Vodivé neživé části nemá (zhotoveno z izolantu) a nebo neživé části jsou od živých odděleny přídavnou nebo zesílenou izolací
- Zařízení této třídy se označují značkou:
Ochrana doplněná
- V určitých prostorech a za určitých okolností může použití elektrického zařízení mít vyšší míru nebezpečí úrazu elektrickým proudem
- V takovém případě je nutné zvýšenou ochranu ještě doplnit o další ochranu
- Ochrana musí být volena:
- podle způsobu jeho obsluhy
- podle členění prostoru ve kterém zařízení pracuje
- podle toho, zda se části zařízení při obsluze musí nebo nemusí uchopit rukou
- Doplněná ochrana se dosáhne rozšířením základní ochrany o některý další druh ochrany
- Pro zajištění doplněné izolace lze použít:
- zesílená izolace
- ochranné oddělení obvodů
- doplňující pospojování
- doplňková izolace (jen pro pracovníky s odpovídající kvalifikací)
- chrániče
Ochrana částí, které se musí uchopit rukou
- Musí být zhotoveny z izolantu nebo musí být izolantem pokryty
- Izolování může být pouze v místě uchopení, musí však být na kovových částech spolehlivě upevněno
- Pokud to nelze splnit, musí se úrazu zabránit jiným účinným způsobem:
Pro laiky platí
- živá část od neživé oddělena dvojitou izolací
- elektrické oddělení obvodů
- zvýšená izolace přívodu spotřebiče nebo
- pospojování
- použití ochrany chráničem
- bezpečné malé napětí SELV
Pro poučené a znalé:
- u sítě TN, TT musí být stanoviště spojené s částí, která se má uchopit rukou a nebo doplňková izolace
- např. použití podložek a ochranných pomůcek
- u zařízení připojené k síti IT – ochrana doplňkovou izolací