Badanie instalacji elektrycznych

Transkrypt

1

2 W latach pojawiły się nowe normy regulujące kwestie ochrony odgromowej [5-10], będące tłumaczeniami oryginalnych wersji językowych norm międzynarodowych IEC. Normy z serii PN-IEC [5-9] zastąpiły normę PN-E [2] i stały się uzupełnieniem obowiązującej dotychczas (i nadal) normy PN-E [1]. W spisie Polskich Norm nadal pozostała norma PN-E [3] dotycząca ochrony obostrzonej i norma PN-E [4] dotycząca ochrony specjalnej. Normy z serii PN-IEC [10-12] nie miały wcześniejszych odpowiedników krajowych. Ostatnie zmiany w zakresie normalizacji ochrony odgromowej miały miejsce na przełomie lat W spisie norm PKN zamieszczono cztery części normy PN-EN [13-16] (od 2006 widniejące w katalogu PKN w wersjach oryginalnych). Normy te zastępują m.in. normy z serii PN-IEC [5-9] normę PN IEC [10] oraz PN E [4]. Na rysunku 1 przedstawiono kolejność zmian w polskiej normalizacji ochrony odgromowej w latach Na rysunku pominięto normy stanowiące poprawki do wprowadzanych norm oraz normy oryginalne (nazywane też uznaniowymi), które funkcjonowały wspisie Polskich Norm przed przywołaniem norm przetłumaczonych. Rys. 1. Zmiany w polskiej normalizacji ochrony odgromowej w latach (z pominięciem norm oryginalnych i poprawek) Pomimo dość intensywnych zmian w zakresie obowiązujących norm należy pamiętać, że zastąpione normy są wciąż aktualne dla obiektów zaprojektowanych i wykonanych zgodnie z ich wymaganiami podczas ich obowiązywania. Podczas bezpośredniego wyładowania piorunowego w obiekt budowlany urządzenie piorunochronne powinno przejąć prąd piorunowy, a następnie odprowadzić go do ziemi w taki sposób, aby nie spowodować zagrożenia dla życia i zdrowia ludzi przebywających wewnątrz lub na zewnątrz obiektu. Powinno również zapewniać ochronę przed uszkodzeniami mechanicznymi, pożarem, uszkodzeniem instalacji lub urządzeń elektrycznych i elektronicznych pracujących w chronionym obiekcie. 12

3 Urządzenia ochrony odgromowej dzieli się na: ochronę zewnętrzną zespół środków do ochrony obiektu budowlanego przed bezpośrednim uderzeniem pioruna, ochronę wewnętrzną zespół środków do ochrony obiektu budowlanego przed skutkami rozpływu prądu pioruna w urządzeniu piorunochronnym. Ochrona zewnętrzna składa się z następujących części: zwodów, przewodów odprowadzających, przewodów uziemiających, uziomów. Częściami składowymi urządzenia piorunochronnego mogą być zarówno elementy zainstalowane specjalnie do celów ochrony odgromowej, jak również naturalne przewodzące elementy chronionego obiektu. W pierwszej kolejności wykorzystywać należy występujące w obiekcie części naturalne. Sztuczne części urządzenia piorunochronnego należy wykonywać w przypadku potrzeby uzupełnienia części naturalnych lub w przypadku ich braku. Podczas oględzin oraz prób należy sprawdzić czy badana instalacja piorunochronna spełnia wymagania stawiane w normach poszczególnym elementom składowym. Najważniejsze wymagania dotyczące procedury badań instalacji piorunochronnych przedstawiono w dalszej części referatu. 2. Zasady wykonywania badań urządzeń piorunochronnych według PN-E [1] Norma PN-E :1986 [1] rozróżnia następujące rodzaje badań urządzeń piorunochronnych: badania częściowe (wykonywane w czasie budowy obiektu), badania odbiorcze, badania okresowe. W zależności od rodzaju i przeznaczenia urządzenia piorunochronnego badania powinny obejmować jedną lub więcej z następujących czynności: a) oględziny części nadziemnej polegają na sprawdzeniu (zgodności z wymaganiami normy) rozmieszczenia poszczególnych elementów urządzenia piorunochronnego oraz na sprawdzeniu wymiarów i rodzajów połączeń elementów sztucznych, b) sprawdzenie ciągłości połączeń części nadziemnej na wybranych losowo gałęziach urządzenia, za pomocą omomierza lub mostka do pomiaru rezystancji, przyłączonego z jednej strony do zwodów, a z drugiej do przewodu uziemiającego, c) pomiar rezystancji uziemienia mostkiem do pomiaru uziemień lub metodą techniczną, d) sprawdzenie stanu uziomów odkopanie i sprawdzenie stopnia skorodowania losowo wybranych co najmniej 10 % połączeń przewodu uziemiającego z uziomem. Nr

4 Wymagania szczegółowe dotyczące badań urządzenia piorunochronnego zależą od rodzaju obiektu i zastosowanej ochrony. W dalszej części referatu przedstawiono wyłącznie zasady wykonywania badań okresowych. W obiektach wyposażonych w ochronę podstawową badania okresowe należy wykonywać nie rzadziej niż co 6 lat: a) dla budynków o powierzchni zabudowy powyżej 500 m 2, przewidzianych do przebywania w nich dużej liczby ludzi na małych powierzchniach oraz dla budynków o szczególnej wartości zabytkowej lub użytkowej badania powinny obejmować: oględziny części nadziemnej, sprawdzenie ciągłości połączeń części nadziemnej, pomiar rezystancji uziemienia (wymagane wartości podano w tablicy 1), sprawdzenie stanu uziomów po odkopaniu. Jeżeli stopień skorodowania przekracza 40 % powierzchni przekroju, należy wykonać nowy uziom lub przewód uziemiający, b) dla pozostałych budynków wymagane jest wyłącznie wykonywanie oględzin. Tablica 1. Największe dopuszczalne wartości rezystancji uziomów (w W) w instalacjach ochrony podstawowej Rodzaj uziomów Uziomy poziome, pionowe i mieszane oraz stopy fundamentowe Uziomy otokowe oraz ławy fundamentowe Grunt podmokły, bagienny, próchniczny, torfiasty, gliniasty Wszystkie pośrednie rodzaje gruntów Grunt kamienisty i skalisty W obiektach wyposażonych w ochronę obostrzoną badania okresowe należy wykonywać nie rzadziej niż raz w roku przed okresem burzowym, nie później niż do 30 kwietnia. Badania powinny obejmować: a) oględziny części nadziemnej, b) sprawdzenie ciągłości połączeń części nadziemnej, c) pomiar rezystancji uziemienia; Zaleca się wykonanie tego pomiaru przy użyciu mostka udarowego. Przy pomiarach metodą techniczną należy odłączyć od badanego uziomu wszystkie przyłączone do niego masy metalowe. d) sprawdzenie stanu uziomów po ich odkopaniu; jeżeli stopień skorodowania przekracza 40 % powierzchni przekroju, należy wykonać nowy uziom lub przewód uziemiający. Sprawdzenie to można wykonywać co 5 lat, jeżeli wyniki pomiarów rezystancji uziemienia są pozytywne, e) sprawdzenie stanu technicznego bezpieczników ogniowych i ochronników zgodnie z instrukcją wytwórcy. W obiektach zagrożonych pożarem wypadkowa rezystancja uziemienia obiektu zmierzona mirnikiem udarowym nie powinna przekraczać wartości podanych w tablicy 2. 14

5 W obiektach zagrożonych wybuchem mieszanin par lub pyłów z powietrzem wypadkowa rezystancja uziemienia obiektu zmierzona mostkiem udarowym nie może przekraczać wartości przedstawionych w tablicy 3. Te same wartości są wymagane dla uziemień instalacji piorunochronnych urządzeń technologicznych zagrożonych wybuchem mieszanin par lub pyłów z powietrzem usytuowanych poza budynkami. Tablica 2. Największe dopuszczalne wartości rezystancji wypadkowej uziemienia (w W) obiektów zagrożonych pożarem Rodzaj uziomów Uziomy poziome, pionowe i mieszane oraz stopy fundamentowe Uziomy otokowe oraz ławy fundamentowe Rodzaj uziomów Uziomy poziome, pionowe i mieszane oraz stopy fundamentowe Uziomy otokowe oraz ławy fundamentowe Grunt podmokły, bagienny, próchniczny, torfiasty, gliniasty Wszystkie pośrednie rodzaje gruntów Grunt kamienisty i skalisty Tablica 3. Największe dopuszczalne wartości wypadkowej rezystancji uziemienia (w W) obiektu zagrożonego wybuchem mieszanin par lub pyłów z powietrzem Rodzaj obiektu Rodzaj uziomów Wszystkie rodzaje gruntów z wyjątkiem kamienistych i skalistych Grunt kamienisty i skalisty W obiektach zagrożonych wybuchem materiałów wybuchowych rezystancja uziemienia układu uziomów obiektu zmierzona mostkiem udarowym nie może przekraczać 5 Ω, a rezystancja każdego z uziomów otokowych 15 Ω. W obiektach specjalnych dopuszczalne rezystancje uziemień zależą od rodzaju obiektu. Przykładowe rezystancje uziemień zestawiono w tablicy 4. Tablica 4. Największe dopuszczalne wartości rezystancji wypadkowej uziemienia (w W) w obiektach specjalnych Komin Część zadaszona obiektu sportowego Uziomy poziome, pionowe i mieszane oraz stopy fundamentowe Uziomy otokowe oraz ławy fundamentowe Grunt podmokły, bagienny, torfiasty próchniczny, gliniasty Pośrednie rodzaje gruntów Grunt kamienisty i skalisty Dowolny Dźwig Dowolny Nr

6 3. Zasady wykonywania badań urządzeń piorunochronnych według PN IEC [9] oraz PN-EN [15] Procedura i wytyczne badań urządzeń piorunochronnych zawarte w normach PN- IEC [9] oraz PN-EN [15] są niemal identyczne. Różnice występują tylko w wymaganych czasookresach badań (tablica 5-6). W normach [9] [15] zwrócono uwagę na potrzebę skoordynowania dwóch działań: konserwacji i sprawdzania (badań) urządzenia piorunochronnego. Uznano, że właściwa konserwacja jest konieczna, ponieważ elementy urządzenia piorunochronnego są narażone na utratę swojej skuteczności z powodu oddziaływania warunków atmosferycznych (korozji), uszkodzeń mechanicznych i uszkodzeń spowodowanych piorunem. Dla każdej instalacji powinny być ustalone programy okresowych konserwacji określające ich zakres i częstość oraz uwzględniające: a) degradację związaną z warunkami atmosferycznymi i środowiskiem, b) narażenia na bieżące szkody piorunowe, c) ustalony dla obiektu poziom ochrony. Program konserwacji powinien zawierać wykaz czynności opisujących procedurę konserwacji tak, aby można było dokonywać porównania ostatnich wyników z poprzednimi i powinien zawierać postanowienia dotyczące: a) sprawdzenia wszystkich przewodów LPS i jego komponentów, b) sprawdzenia ciągłości elektrycznej instalacji LPS, c) pomiaru rezystancji uziomu, d) sprawdzenia urządzeń ograniczających przepięcia (SPD), e) ponownego umocowania komponentów i przewodów, f) sprawdzenia, czy skuteczność LPS nie została zredukowana po uzupełnieniach i zmianach obiektu i jego instalacji. Wszystkie czynności konserwacyjne, włącznie z podjętymi działaniami korygującymi (naprawczymi), powinny być zapisane tak, by mogły stanowić podstawę do oceny urządzenia piorunochronnego, zrewidowania procedur konserwacji oraz do ewentualnego uaktualnienia programu konserwacji. Zapisy te powinny być przechowywane razem z projektem urządzenia piorunochronnego i z raportami jego badania. Stan urządzeń piorunochronnych powinien być sprawdzany (badany) przez specjalistę. Inspektorowi przeprowadzającemu sprawdzanie powinny zostać przekazane poprzednie raporty z przeprowadzonych konserwacji i sprawdzeń, jak również dokładne informacje na temat projektu, obejmujące niezbędną dokumentację zawierającą: kryteria projektowe, opis projektu, rysunki techniczne. Całe urządzenie piorunochronne powinno być badane w następujących przypadkach: w czasie instalowania urządzenia piorunochronnego, a w szczególności instalowania tych elementów, które będą ukryte w obiekcie i staną się niedostępne, po zainstalowaniu urządzenia piorunochronnego, 16

7 po jakiejkolwiek zmianie lub naprawach chronionego obiektu, a także po każdym zidentyfikowanym wyładowaniu atmosferycznym w urządzenie piorunochronne. Okres pomiędzy kolejnymi badaniami urządzenia piorunochronnego powinien być uzależniony od: klasyfikacji obiektu lub chronionej przestrzeni w szczególności z uwagi na powodowane szkodami skutki, poziomu ochrony, charakteru lokalnego środowiska np. w środowisku o atmosferze korozyjnej okres pomiędzy badaniami powinien zostać skrócony, materiałów stosowanych do budowy poszczególnych elementów urządzenia piorunochronnego, warunków uziemieniowych i związanego z nimi tempa korozji. Celem badania instalacji piorunochronnej jest sprawdzenie, czy instalacja LPS jest zgodna pod każdym względem z odpowiednimi wymaganiami normy. Procedura sprawdzania instalacji piorunochronnej obejmuje: sprawdzenie dokumentacji technicznej, oględziny, wykonanie prób, sporządzenie dokumentacji sprawdzenia. Oględziny urządzeń piorunochronnych należy wykonywać przynajmniej raz w roku. Częstsze przeprowadzanie oględzin wskazane jest w przypadku obszarów, na których występują ostre zmiany pogody i ekstremalne warunki pogodowe. Pełne sprawdzanie i badania urządzeń piorunochronnych należy przeprowadzać w określonych odstępach czasowych zależnych od poziomu ochrony. Urządzenia krytyczne (np. części narażone na poważne naprężenia mechaniczne, urządzenia ograniczające przepięcia, połączenia kabli i rurociągów itp.) powinny być poddawane pełnemu sprawdzeniu częściej niż całe urządzenie. W tablicach 5 i 6 podano okresy pomiędzy kolejnymi sprawdzeniami zawarte w wymaganiach norm PN-IEC [9] oraz PN-EN [15]. Czasookresy te dotyczą sytuacji, gdy nie mają zastosowania inne uregulowania prawne. Zasadnicza różnica w wymaganiach norm [9] i [15] polega na skróceniu wymaganych okresów między sprawdzeniami dla instalacji piorunochronnych o poziomie ochrony II-IV. Dla instalacji I poziomu ochrony wydłużono okres pomiędzy sprawdzeniami urządzeń krytycznych. Tablica 5. Okresy pomiędzy sprawdzeniami urządzenia piorunochronnego wg PN-IEC [9] Poziom ochrony Odstęp między pełnymi sprawdzeniami Odstęp między sprawdzaniem urządzeń krytycznych I 2 lata 6 miesięcy II 4 lata 12 miesięcy III i IV 6 lat 12 miesięcy Nr

8 Tablica 6. Okresy pomiędzy sprawdzeniami urządzenia piorunochronnego wg PN-EN [15] 18 Poziom ochrony Oględziny Odstęp między pełnymi sprawdzeniami Odstęp między sprawdzaniem urządzeń krytycznych I i II III i IV UWAGA: LPS stosowane w przypadkach obejmujących obiekty zagrożone wybuchem powinny być poddawane oględzinom co 6 miesięcy. Próby elektryczne instalacji powinny być wykonywane raz na rok. Dopuszczalnym wyjątkiem od rocznego planu badań byłoby wykonywanie ich w cyklu miesięcznym, tam gdzie uznaje się za korzystne przeprowadzanie badań rezystancji. Zakres badań pod względem zgodności badanej instalacji piorunochronnej z obowiązującymi normami obejmuje: sprawdzenie dokumentacji technicznej (zgodności urządzenia z projektem), sprawdzenie stanu części składowych urządzenia (oględziny: spełnianie przypisanych zadań i występowanie korozji), sprawdzenie czy wszystkie później wykonane instalacje lub konstrukcje zostały włączone do chronionej przestrzeni przez przyłączenie do urządzenia lub rozbudowę, wykonanie prób i dokumentacji sprawdzenia. Sprawdzenie dokumentacji technicznej polegać powinno na: sprawdzeniu pod względem kompletności, spełnieniu postanowień norm, zgodności wykonania instalacji. Oględziny wykonuje się w celu stwierdzenia, że: urządzenie znajduje się w dobrym stanie, nie ma poluzowanych połączeń i przypadkowych przerw w przewodach i złączach urządzenia, żadna część urządzenia nie została osłabiona przez korozję, zwłaszcza na poziomie ziemi, wszystkie połączenia z uziomem są nie naruszone, wszystkie przewody i elementy urządzenia są przytwierdzone do powierzchni montażowych, wszystkie elementy, które zapewniają ochronę mechaniczną, są nienaruszone, nie było żadnych uzupełnień lub zmian chronionego obiektu, które wymagałyby dodatkowej ochrony, nie ma żadnych znaków uszkodzenia urządzenia piorunochronnego i urządzeń ograniczających przepięcia lub chroniących je bezpieczników, zostały prawidłowo wykonane połączenia wyrównawcze w nowych instalacjach lub w uzupełnieniach, jakich dokonano we wnętrzu obiektu od czasu ostatniego sprawdzenia i że zostały przeprowadzone próby ciągłości, istnieją i nie są uszkodzone połączenia i przewody wyrównawcze wewnątrz obiektu,

9 utrzymane są bezpieczne odstępy, zostały sprawdzone i poddane próbom złącza i przewody wyrównawcze, urządzenia ekranujące, trasy kabli i urządzenia ograniczające przepięcia. Próby obejmują: sprawdzenie ciągłości tych części urządzenia, które nie są widoczne podczas oględzin (rys. 2), pomiar rezystancji uziemienia układów uziomów po odłączeniu ich od pozostałej części urządzenia. przewód odprowadzający zacisk probierczy Miernik przewód uziemiający L badany uziom Rys. 2. Przykład sposobu wykonywania pomiarów ciągłości części nadziemnej oraz pomiaru rezystancji uziomu urządzenia piorunochronnego LPS przy użyciu miernika do pomiaru impedancji pętli zwarcia Jeżeli stwierdzi się, że wartości uzyskane z prób różnią się znacznie od wartości uzyskanych poprzednio przy tej samej procedurze probierczej, to należy wykonać dodatkowe badania w celu określenia przyczyn tej różnicy. W trakcie wykonywania badań inspektor zobowiązany jest do sporządzenia raportu. Raport ten powinien być przechowywany razem z raportem projektowym urządzenia piorunochronnego i z poprzednio sporządzonymi raportami z jego sprawdzania i konserwacji i powinien zawierać informacje dotyczące: ogólnego stanu przewodu i innych elementów zwodów, ogólnego poziomu korozji i stanu ochrony przed korozją, pewności mocowania przewodów i elementów urządzenia piorunochronnego, pomiarów rezystancji uziemienia układu uziomów, jakiegokolwiek odstępstwa od postanowień obowiązujących norm, dokumentacji wszystkich zmian i rozbudowy urządzenia piorunochronnego i jakichkolwiek zmian obiektu, wyników przeprowadzonych prób. Nr

10 4. Literatura 1. PN-86/E Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Wymagania ogólne. 2. PN-86/E Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona podstawowa. 3. PN-89/E Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona obostrzona. 4. PN-92/E Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Ochrona specjalna. 5. PN-IEC :2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. 6. PN-IEC :2001/Ap1:2002 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. 7. PN-IEC :2001 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych. 8. PN-IEC /Ap1:2002 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Zasady ogólne. Wybór poziomów ochrony dla urządzeń piorunochronnych 9. PN-IEC :2002 Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Część 1-2. Zasady ogólne. Przewodnik B. Projektowanie, montaż, konserwacja i sprawdzanie urządzeń piorunochronnych. 10. PN-IEC :2001 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Część 1. Zasady ogólne. 11. PN-IEC/TS :2003 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym (LEMP). Część 2. Ekranowanie obiektów, połączenia wewnątrz obiektów i uziemienia. 12. PN-IEC/TS :2004 Ochrona przed piorunowym impulsem elektromagnetycznym. Część 3. Wymagania dotyczące urządzeń do ograniczania przepięć (SPD). 13. PN-EN :2008 Ochrona odgromowa. Część 1. Zasady ogólne. 14. PN-EN :2008 Ochrona odgromowa. Część 2. Zarządzanie ryzykiem. 15. PN-EN :2009 Ochrona odgromowa. Część 3. Uszkodzenia fizyczne obiektów i zagrożenie życia. 16. PN-EN :2009 Ochrona odgromowa. Część 4. Urządzenia elektryczne i elektroniczne w obiektach. Aleksander Łozowski PBM ZREM KOMPENERG Lubin KONTROLA STANU TECHNICZNEGO INSTALACJI ELEKTRYCZNYCH Artykuł odwołuje się do norm i przepisów, których część nie jest obecnie aktualna. Niektóre z nich zostały znowelizowane. Np. PN-IEC są zastąpione PN-HD 60336, znacząco zmienionymi w porównaniach do poprzednich. Pozornie podważa to celowość zmieszczenia tego artykułu w tym numerze. Ale tak nie jest. Jeżeli badanie dotyczy instalacji wykonanej wg nieaktualnych obecnie norm i/lub przepisów, wtedy trzeba sięgnąć do zasady ochrony zastanej, (zob. Musiał E. Pojmowanie przepisów i norm bezpieczeństwa INPE nr 93-94, 2007 r. oraz Musiał E. Kontrola stanu technicznego urządzeń ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej INPE nr 100, 2008 r.). Określenie częstości kontroli stanu technicznego instalacji elektrycznych ma duże znaczenie ze względu na wymagania prawne związane z zapewnieniem bezpieczeństwa pracy oraz potrzebą efektywnej ekonomicznie eksploatacji instalacji elektrycznych. 20