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 U L
Klasa ochronności Symbol Nie ma Klasa 0 Klasa I Klasa II Klasa III Cechy charakterystyczn e wykonania urządzenia Wymagania szczegółowe dotyczące sposobu wykonania ochrony przeciwporażeni owej Zakres zastosowania Przykłady zastosowania - izolacja jedynie podstawowa - brak zacisku ochronnego - izolowanie stanowiska - uniemożliwienie jednoczesnego dotknięcia dwóch różnych części przewodzących - 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) - izolacja jedynie podstawowa - zacisk ochronny do przyłączenia przewodu PE lub PEN Przyłączenie przewodu ochronnego PE lub ochronnoneutralnego PEN do zacisku ochronnego W pomieszczeniach mieszkalnych, przemysłowych i podobnych, o ile wymagania szczegółowe dotyczące określonych miejsc i pomieszczeń nie ograniczają stosowania urządzeń tej klasy ochronności Silniki, rozdzielnice metalowe, pralki, chłodziarki, kuchenki elektryczne, zmywarki - izolacja podwójna lub wzmocniona - brak zacisku ochronnego Nie ma We wszystkich w zasadzie pomieszczeniach i warunkach, o ile wymagania szczegółowe dotyczące określonych miejsc i pomieszczeń nie ograniczają stosowania urządzeń tej klasy ochronności Młynki do kawy, suszarki do włosów, golarki, wiertarki i inne narzędzia ręczne Zasilanie napięciem bardzo niskim w układzie SELV lub PELV Nie ma We wszystkich warunkach i pomieszczeniach Zabawki, ręczne przenośne lampy oświetleniowe, niektóre elektronarzędzia ręczne Lp. Rodzaj prądu Wartości napięcia bezpiecznego U 1) L, w woltach Warunki Środowiskowe 1 2) Warunki Środowiskowe 2 3) 1 2 3 4 1 Prąd przemienny 50 25 O częstotliwości 15-500 HZ 2 Prąd stały 120 60 1) 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 PN- 92/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 Zakres ochrony- obudowa zabezpiecza przed dotknięciem: Zakres ochrony- obudowa zabezpiecza przed przedostaniem się 0 Nie zabezpiecza (brak osłon) Nie zabezpiecza (brak osłon) 1 Przypadkowym, nieumyślnym większą powierzchnią ciała np. ręką Ciał stałych o średnicy większej niż 50mm 2 Palcem Ciał stałych o średnicy większej niż 12mm 3 Za pomocą narzędzi, drutów i innych przedmiotów o średnicy większej od 2,5mm Ciał stałych o średnicy większej niż 2,5mm 4 Za pomocą narzędzi, drutów i innych przedmiotów o średnicy większej od 1mm 5 Dowolnym (całkowita ochrona przed dotknięciem) 6 Dowolnym (całkowita ochrona przed dotknięciem) Stopnie ochrony przed przedostawaniem się wody. Oznaczenie stopnia ochrony Ciał stałych o średnicy większej niż 1mm Pyłu w takiej ilości, która mogłaby zakłócić działanie urządzenia Pyłu (całkowita ochrona obudowa pyłoszczelna) Zakres ochrony- obudowa zabezpiecza przed przedostaniem się wody w postaci: 0 Nie zabezpiecza (brak specjalnych środków ochrony) 1 Kropel spadających pionowo 2 położenia normalnego 3 4 Oblewania wodą (bryzgami) ze wszystkich kierunków 5 Oblewania strugami wody z dowolnego kierunku z odległości 3m z dyszy o średnicy 6,3mm pod ciśnieniem 30kPa przez 3 min 6 Oblewania strugami wody z dowolnego kierunku z odległości 3m z dyszy o średnicy 12,5mm pod ciśnieniem 100kPa przez 3 min 7 Zanurzenia urządzenia w wodzie na głębokości 150mm (górny punkt) oraz 1m (od dolnego punktu urządzenia) 8 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 litera Chroni przed: Zapewnia ochronę przez: oznaczenia A dotykiem wierzchem dłoni zachowanie odpowiedniego odstępu od części 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. 1 2 3 4 5 6 7 Prąd przemienny: Faza 1 Faza 2 Faza 3 Neutralny Przeznaczenie Prąd stały: Biegun dodatni Biegun ujemny Środkowy (tzw. masa) Oznaczenie Przewodu Zacisku urządzenia Literowe Barwne Literowe L1 L2 L3 N L+ L- M ŻÓŁTY ZIELONY FIOLETOWY JASNONIEBIESKI (PASKI) CZERWONY CIEMNONIEBIESKI JASNONIEBIESKI U V W N C D M 8 9 10 11 12 Ochrona przeciwporażeniowa: Ochronny Ochronno-neutralny Uziemiający Łączący z obudową Wyrównawczy PE PEN E MM CC ZIELONO-ŻÓŁTY J.W. NA KOŃCU JASNONIEBIESKI ZIELONO-ŻÓŁTY PE - E MM CC UKŁAD TN Aktualnie stosowane są następujące układy sieci TN: a) TN-S
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 U 0 V 120 230 277 400 480 580 Czas wyłączenia [s], w warunkach, warunkach których napięcie dopuszczalne U L wynosi 50 V ~, 120 V_ 25 V ~, 60 V _ 0,8 0,35 0,4 0,20 0,4 0,20 0,2 0,05 0,1 0,05 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