Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava

Transkript

1 Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava BEZPEČNÝ PROVOZ ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ (EZ) Určeno pro bakalářské studijní programy na FBI Obsah: 1. Úvod 2. Elektrická zařízení (EZ) - definice, rozdělení, pojmy, bezpečnostní předpisy 3. Druhy rozvodných sítí a jejich označování 4. Vnější vlivy dle ČSN Krytí elektrických zařízení - ČSN EN ( ) 6. Všeobecné předpisy pro výběr a stavbu EZ - ČSN ed.2 7. Elektrická zařízení v prostředí s nebezpečím výbuchu 8. Účinky elektrického proudu na lidský organismus 9. Ochrana před úrazem elektrickým proudem 10. Opatření k bezpečnému provozování elektrických zařízení Listopad 2007 Doc. Ing. Václav Vrána, CSc.

2 1. Úvod Záměr: seznámení s EZ, která jsou používána v oborech, což je podmínkou pro jejich : správné projektování, montáž, uvedení do provozu, spolehlivý a bezpečný chod, údržbu, Tyto znalosti o EZ jsou potřebné v rozsahu: všeobecném (popis, dělení, základní ustanovení, dokumentace, normy, předpisy apod.), postupy a hlediska návrhu vlastností používaných EZ. 2. Elektrická zařízení (EZ) - definice, rozdělení, pojmy, bezpečnostní předpisy, 2.1 Definice EZ ( dle ČSN EZ je takové zařízení, které ke své činnosti nebo působení využívá účinků elektrických nebo magnetických jevů EZ se skládají z elektrických obvodů, elektrické instalace a elektrických předmětů + Elektrický obvod (EO): soustava vodičů a jiných prvků, kterou může protékat elektrický proud Elektrická instalace : sestava vzájemně spojených elektrických předmětů a částí zařízení v daném prostoru nebo místě Elektrický předmět : konstrukční část, sestava nebo celek, která se připojuje nebo zapojuje Následné dělení EZ podle různých hledisek objasní obsahovou náplň jejich širokého pojmu Rozdělení EZ podle účelu: - silová - slouží k výrobě, přeměně, přenosu a rozvodu el. energie,j ejí transformace (přeměna) na práci popř. na jiný druh energie (jejich účelem je využití elektřiny jako formy energie), - řídící - slouží ovládání, řízení, ochraně, měření,sledování, signalizaci a kontrole ostatních elektrických i neelektrických zařízení - sdělovací - slouží k přenosu, zpracování, záznamu a reprodukci informací ((jejich účelem je využití elektřiny k přenosu nebo zpracování informací ) - zvláštní - k jiným účelům než výše uvedená EZ (např. zdravotnická, laboratorní apod.) Rozdělení podle druhu proudu (soustavy), na který je EZ připojeno (vyrobeno) - stejnosměrná : označení : ss ; = ; DC ; (GS), - střídavá : označení : st ; ~ ; AC ; (WS), dále se dělí dle počtu fází (jedno a vícefázové) a podle kmitočtu (frekvence) napětí f Rozdělení EZ podle nebezpečí úrazu elektrickým proudem Elektrické jevy - silnoproudá - při obvyklém užívání mohou vzniknout proudy nebezpečné osobám, užitkovým zvířatům, majetku a věcem - nutná znalost základních bezpečnostních předpisů a norem ELEKTRICKÉ ZAŘÍZENÍ Elektrický Elektrická obvod instalace + - slaboproudá - při obvyklém provozu tyto nebezpečné proudy nemohou vzniknout Magnetické jevy Elektrický předmět 2

3 Rozdělení podle velikosti napětí na které je EZ připojeno (vyrobeno) Kategorie napětí Označení Jmenovité napětí I. mn (MN) do 50 V *), v uzemněné soustavě v izolované soustavě vodič - zem vodič - vodič vodič vodič (120 V-ss) do 50 V *) (120 V-ss) II nn (NN) nad 50 V do 600 V V (stř) V (ss) do 50 V (120 V-ss) V (stř) V (ss) A vn (VN) 0,6 kv 30 kv 1 52 kv 1 52 kv B vvn (VVN) kv kv kv C zvn (ZVN) kv D uvn (UVN) nad 800 kv *) U sdělovacích zařízení je hranice napětí rovna 60 V proti zemi a 85 V mezi vodiči nn nízké napětí, vn vysoké napětí, vvn velmi vysoké napětí, zvn zvlášť vysoké napětí, uvn ultra vysoké napětí Rozdělení podle kmitočtu proudu popř. i kmitočtu elektromagnetického vlnění (frekvence) - ozn. f název označení silová EZ sdělovací EZ nízkofrekvenční nf f < 60 Hz f < 9 khz středofrekvenční sf 60 Hz < f < 100 khz - vysokofrekvenční vf f > 100 khz (do 300 MHz) f > 9 khz (do 3 THz) Rozdělení EZ podle provozní spolehlivosti - se zvýšenou provozní spolehlivostí - výhradním nebo hlavním účelem je zabezpečení lidských životů, zajištění chodu důležitých zařízení nebo objektů s vyloučením selhání - (pokud je to technicky možné a u objektů pokud je to hospodárné) - s obvyklou provozní spolehlivostí - selhání EZ může způsobit podstatné ohrožení a zastavení výroby, (aniž při tom nastane ohrožení osob) - jednoduchá zařízení -selhání nemůže způsobit ohrožení osob ani výroby. 2.2 Poruchy (závady) na EZ, vzniklá napětí, dotyky Druhy poruch (závad) zkrat mezi vodiči vzájemné vodivé spojení pracovních vodičů zemní zkrat (zkrat na kostru) - vodivé spojení mezi části pod napětím a zemí (kostrou) přes poškozenou izolaci, u sítí s uzemněným uzlem, viz obr - zemní spojení- dtto avšak u sítí izolovaných Napětí při poruchách (skutečné) dotykové napětí ((effective) touch voltage) napětí mezi vodivými částmi, kterých se osoba nebo zvíře dotýká současně 3

4 POZNÁMKA Velikost skutečného dotykového napětí může významně ovlivnit impedance těla člověka (osoby) nebo zvířete při elektrickém dotyku s těmito vodivými částmi. předpokládané dotykové napětí (prospective touch voltage) napětí mezi současně přístupnými vodivými částmi, když se jich člověk (osoba) nebo zvíře nedotýká trvale dovolené dotykové napětí mezní hranice velikosti napětí, pod níž nedochází k ohrožení osob a zvířat viz tabulka krokové napětí (step voltage) napětí mezi dvěma body zemského povrchu vzdálenými od sebe 1 m; - délka kroku člověka (je rozdíl potenciálu mezi dvěma ekvipotenciálními kružnicemi elektrického pole vzdálenými 1 m) Přímý a nepřímý dotyk částí EZ Předpisy rozlišují při úrazu elektrickým proudem : Přímý dotyk je to dotyk osoby nebo zvířete s aktivní části EZ pod napětím (např. s neizolovaným vodičem viz obr. K zabránění přímého dotyku musí být všechny vodivé části provozovaného zařízení opatřeny krytem, izolaci apod. Nepřímý dotyk je to dotyk osoby nebo zvířete s tou části EZ (kostrou nebo krytem ), která je v důsledky poruchy pod napětím. K zabránění nebezpečným účinků,m musí být provedeno takové opatření, aby nedošlo k možnému úrazu. - Obr.1 Přímý a nepřímý dotyk osoby Základní požadavky na elektrická zařízení z hlediska jejich bezpečnosti a spolehlivosti Požaduje se, aby veškeré vybavení, tj. zařízení, umístěné v daném prostoru - bylo bezpečné, a to pro lidi (obsluhující i ostatní, na provozu zúčastněné i nezúčastněné), hospodářská nebo domácí zvířata, i pro majetek, - co nejlépe, tj. také spolehlivě, plnilo svůj účel - nepůsobilo škodlivě na okolí, - bylo dostatečně odolné vůči působení z okolí (působení vnějších vlivů), - nežádoucím způsobem nepůsobilo na jiná zařízení a jinými zařízeními nebylo nežádoucím způsobem ovlivňováno, 4

5 - zabralo co nejméně místa, tedy aby prostor sloužící danému účelu mohl být co nejmenší, - spotřebovávalo co nejméně a co nejlevnější energie, - mělo co nejjednodušší přívod energie, - bylo snadno ovladatelné a jeho funkce aby se přizpůsobovala okamžitým podmínkám a potřebám jeho provozování, - montáž zařízení byla co nejsnadnější a nejlevnější. Přitom je třeba respektovat požadavky zákazníka uvedené ve smlouvě a základní charakteristiky - spotřeby a přívodu elektrické energie, - prostředí představovaného vnějšími vlivy. 2.3 Základní požadavky na EZ jsou dány řadou právních předpisů a technických norem, Nařízení vlády č 17/2003Sb. (dříve 168/1997 Sb.), kterým se stanoví technické požadavky na elektrická zařízení nn Vyhláška 48/1982, kterou se stanoví základní požadavky k zajištění bezpečnosti práce a technických zařízení,., ve znění novel č. 324/1990 Sb., č. 207/1991 Sb, č. 352/2000 Sb., č.192/2005 Sb.: ČSN Elektrotechnické předpisy. Elektrická zařízení Zákon č. 174/68 Sb v platném znění (zákon o SOD) úplné znění z.č. 338/2005 Sb.: Zákoník práce v platném znění. Nařízení vlády č. 378/2001 Sb., které stanovuje bližší požadavky na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí, s účinnosti od Vyhláška ČÚBP a ČBÚ č. 20/1979 Sb., kterou se určují vyhrazená elektrická zařízení a stanoví některé podmínky k zajištění jejich bezpečnosti, ve znění vyhlášky č. 553/1990 Sb ČSN EN , ed.2 ( )- Obsluha a práce na EZ Nařízení vlády č. 17/2003 Sb. (dříve č. 168/1997 Sb stanovuje technické požadavky na EZ nn: 1. Všeobecné požadavky a) Základní technické charakteristiky, jejichž dodržování zajišťuje, aby EZ bylo používáno zcela bezpečně a v podmínkách, pro které bylo vyrobeno, se označují na zařízení anebo, pokud to nebude možné, v průvodní dokumentaci. b) Jméno a příjmení fyzické osoby nebo obchodní jméno právnické osoby, která je výrobcem, popř. ochranná známka musí být zřetelně uvedeny na výrobku, a není-li to možné, na jeho obalu. c) EZ a jeho díly musí být vyrobeny tak, aby byla zajištěna bezpečná a snadná montáž a připojení. d) EZ musí být navrženo a vyrobeno tak, aby u něj, za předpokladu, že je používáno pro účely, ke kterým je určeno, a že je řádně udržováno, byla zajištěna ochrana před nebezpečími uvedenými v bodech 2 a Ochrana před nebezpečím, které může způsobit elektrické zařízení Ve smyslu bodu 1 musí být technické provedení EZ takové, aby bylo zajištěno, že a) osoby a hospodářská zvířata jsou odpovídajícím způsobem chráněna před nebezpečím zranění nebo jiného poškození, které by mohlo být způsobeno elektrickým proudem při dotyku živých nebo neživých částí, b) nevzniknou nebezpečné teploty, nebezpečné elektrické oblouky nebo nebezpečná záření, c) osoby a majetek budou přiměřeně chráněny před nebezpečími neelektrického charakteru, která mohou EZ způsobovat, d) izolace musí odpovídat podmínkám, pro které je EZ určeno. 3. Ochrana před nebezpečími, která mohou vznikat působením vnějších vlivů na EZ Ve smyslu bodu 1 musí být technické provedení EZ takové, aby 5

6 a) odolávalo předpokládaným mechanickým namáháním tak, aby osoby ani majetek nebyly ohroženy, b) odolávalo za předpokládaných podmínek okolního prostředí působení jiných než mechanických vlivů do té míry, aby osoby a majetek nebyly ohroženy (do uvedeného bodu není zahrnuto působení elektromagnetického rušení, které se řídí nařízením vlády 18/2003 Sb. dříve 169/1997 Sb.), c) při předpokládaných přetíženích neohrožovalo žádným způsobem osoby ani majetek. Vyhláška č. 48/1982 Sb. stanovuje základní požadavky k zajištění bezpečnosti práce a technických (rozumí se i elektrotechnických) zařízení: - Neoddělitelnou součástí technické dokumentace strojů, technických zařízení a technologií musí být zásady pro vykonávání jejich kontrol, zkoušek a revizí. - U strojů, technických zařízeních a technologiích musí být vedena předepsaná provozní technická dokumentace, do které musí bý zaznamená všechny změny. - Stroje a technická zařízení mohou být uvedena do provozu jen odpovídají-li příslušným předpisům a po provedení předepsaných kontrol, zkoušek a revizí; po dobu svého provozu musí být podrobována pravidelným předepsaným kontrolám, zkouškám, revizím, údržbám a opravám. - Pracoviště, stroje a technická zařízení s nebezpečím ohrožení osob musí být opatřeny bezpečnostním označením popř. signalizačním zařízením dle norem a předpisů (např. podle ČSN ISO 3864:1995 ( ), ČSN IEC 73:1993 ( )) - Elektrická zařízení - musí být ve všech svých částech konstruována, vyrobena, montována a provozována s přihlédnutím k provoznímu napětí tak, aby nebyla při obvyklém používání zdrojem úrazu, požáru nebo výbuchu; zejména se musí učinit opatření proti - dotyku nebo přiblížení k částem s nebezpečným napětím (živým částem), - nebezpečnému dotykovému napětí na přístupných vodivých neživých částech (např. obalech, pouzdrech, krytech a konstrukcích), - škodlivým účinkům atmosférických výbojů, - nebezpečím od statické elektřiny, - účinkům elektrického oblouku, - škodlivému účinku prostředí na bezpečnost elektrického zařízení; - musí být před uvedením do provozu odborně prověřena a vyzkoušena (ověření výchozí revizí, popř. doložení dokladu o zkoušce viz ČSN :1990), - smějí se používat jen za provozních a pracovních podmínek, pro které byla konstruována a vyrobena, - jejich všechny části musí být mechanicky pevné, spolehlivě upevněné a nesmějí ovlivňovat nepříznivě jiná zařízení; musí být dostatečně dimenzovány a chráněny před účinky zkratových proudů a přetížení, - jejich části se nesmějí za obvyklých podmínek nebezpečně ohřívat průchodem elektrického proudu týká se nejen vodičů, jejich spojů, ale i přístrojů, - musí být upravena tak, aby je bylo možno podle potřeby vypnout, - při uvádění do provozu po částech musí mít nehotové části zařízení spolehlivě odpojeny a zabezpečeny proti nežádoucímu zapojení, popř. musí být jinak zajištěny, aby ve stavu pod napětím nedošlo k ohrožení osob, - u kterých se zjistí, že ohrožují život nebo zdraví osob, musí být ihned odpojena a zajištěna. - Dále se požadavky dělí podle druhu elektrického zařízení: - u elektrických vedení se dbá na to, aby - jejich uložení bylo přehledné, aby se zbytečně nekřižovala a byla co nejkratší, - jejich průchody stěnami neohrožovaly vedení, konstrukce, ani prostory, kterými procházejí, - vzdálenosti mezi vedeními i vedení od konstrukcí odpovídaly druhu izolace a způsobu jejich uložení, - spoje vedení nesnižovaly stupeň izolace vedení (v trubkách apod. se vodiče nesmějí spojovat); 6

7 - u pohyblivých a poddajných vedení se dbá na to, aby - byla uložena tak, aby nemohla být poškozena a byla zajištěna proti posunutí, vytržení ze svorek a zkroucení žil, - v rozpojeném stavu rozpojitelných spojů nemohlo být napětí na kontaktech vidlice, - při přemísťování elektrických zařízení k ním připojovaných byla odpojena; - u prozatímních (dočasných) elektrických zařízení se dbá na to, aby - v době, kdy nejsou používána, byla vypnuta (pokud vypnutí neohrozí bezpečnost osob a technických zařízení) - hlavní vypínač byl trvale přístupný a viditelně označený, - nebyla zřizována v prostředích s nebezpečím výbuchu; - u strojů, zařízení nebo jejich částí se dbá na to, aby - byly zabezpečeny proti samovolnému spuštění po přechodné ztrátě napětí v síti (netýká se případů, kdy samovolné spuštění není spojeno s žádným nebezpečím), - k samovolnému spuštění stroje nebo zařízení nedošlo ani v případech nahodilých zkratů nebo zemních spojeních v řídicích obvodech, - porucha v řídicích obvodech neznemožnila ani nouzové nebo havarijní zastavení stroje. Základní požadavky k zajištění bezpečnosti dle ČSN ochrana před úrazem elektrickým proudem revize el. zařízení - základní ochrana (ochrana před dotykem živých částí ) tím, že se - zabrání průchodu proudu tělem osoby nebo zvířete - omezí proud, který může tělem procházet, na bezpečnou hodnotu - zařízení automaticky ve stanoveném čase odpojí od zdroje, jakmile dojde k poruše - ochrana před tepelnými účinky - uspořádáním zařízení tak, aby vlivem vysoké teploty nebo elektrického oblouku nemohlo dojít ke vznícení hořlavých hmot - ochrana před nadproudy, které mohou způsobovat nebezpečně zvýšené teploty nebo elektromechanické síly, provedená: - automatickým odpojením do doby, než působení proudu bude nebezpečné - omezením nejvyššího nadproudu na bezpečnou hodnotu a bezpečnou dobu trvání - ochrana před následky poruchových proudů - použitím takových vodičů a ostatních částí, kterými tyto proudy mohou procházet, aby tyto proudy byly schopny vést, aniž by se nadměrně zahřály - ochrana před přepětím vzniklým v důsledku : - poruchy mezi živými částmi v obvodech různého napětí - jiných příčin (atmosférickými jevy, spínacími procesy, statickou elektřinou) - ochrana před požárem hašení : - během provozu EZ nemůže být možnost vzniku požáru vyloučena; - při požáru musí být nebezpečné nebo ohrožené části EZ vypnuty, vyjma těch, která slouží k hašení, nebo pokud by jejich vypnutí mohlo způsobit další nebezpečí; - při hašení na EZ musí být dodržovány bezpečné vzdálenosti a obsluha hasicích přístrojů a systému musí být proškolena. Tato uvedená všeobecná pravidla obsažená v normě neplatí pro EZ: - u jednoúčelových zařízení a ve zvláštních objektech kde platí oddíly části 7 této normy (např. koupelny, bazény, sauny, karavany, zemědělská a zahradní zařízení atd.); - v místnostech pro lékařské účely (zde platí ČSN ); - pro zařízení elektrické požární signalizace; 7

8 - u kolejových a silničních vozidel; - v prostředích s nebezpečím požáru nebo výbuchu ( plynů, prachů, výbušnin), kde tyto záležitosti řeší jiné směrnice a normy jako např.: u prostorů s výbušnou plynnou atmosférou jsou to normy ČSN EN ,14 ( ); u prostorů s hořlavým prachem jsou to normy ČSN EN ,2 ( ); u výbušných prostředí v dolech je to norma ČSN EN ( ) atd. - Pracoviště s nebezpečím výbuchu Při provádění elektrických prací v místech s nebezpečím výbuchu musí být : - všechny pracovní činnosti zakázány, nebo zastaveny (do snížení rizika výbuchu) - prováděna kontrola rizika výbuchu (monitorování ovzduší,větrání, požití jiskrově bezpečných EZ Zákon č. 174/68 Sb v platném znění (zákon o SOD nad BP) úplné znění z.č.338/2005 Sb.: (1) Vyhrazenými technickými zařízeními jsou zařízení se zvýšenou mírou ohrožení zdraví a bezpečnosti osob a majetku, která podléhají dozoru podle tohoto zákona. Jsou to technická zařízení tlaková, zdvihací, elektrická, plynová.. (2) Podle stupně nebezpečnosti se vyhrazená technická zařízení zařazují do tříd, popřípadě skupin a stanoví se způsob prověřování odborné způsobilosti organizací, podnikajících fyzických osob a fyzických osob k činnostem na těchto zařízeních Organizace a podnikající fyzické osoby: - zajistí při uvádění do provozu a při provozování vyhrazených technických zařízení bezpečnostní opatření a provedení prohlídek, revizí a zkoušek ve stanovených případech - mohou montovat, opravovat jen pokud jsou odborně způsobilé (technické vybavení a odborná způsobilost osob) a jsou držiteli oprávnění (osvědčení) vydaného organizací SOD, které má platnost pět let. Předpoklady odborné způsobilosti organizací a podnikajících fyzických osob jsou potřebné technické vybavení a odborná způsobilost jejich pracovníků Bezpečnost EZ - je jejich schopnost nezpůsobit škody!! BEZPEČNOST ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ závisí na dobrém technickém stavu ochran před správném zacházení (činnostech) při úrazem elektrickým proudem od zážehem od obsluze elektrických zařízení, prováděné práci na elektrických zařízeních živých částí neživých částí oteplených vodičů elektrické jiskry elektrického oblouku 8

9 3. Druhy rozvodných sítí a způsob jejich označování Definice: Elektrickou síť tvoří soustava obvodů sloužících k napájení připojených elektrických zařízení, napájená z téhož zdroje. Přitom nejde jen o prvotní zdroj ( generátor a pod.), nová síť vzniká i vřazením dalšího (podružného) zdroje (např. transformátoru, měniče kmitočtu a pod). jehož výstup je spolehlivě oddělen od napájecí soustavy. Rozdělení : - dle počtu pracovních vodičů (2, 3, 4), dle druhu proudu (AC, DC) - dle způsobu uzemnění písmenový kód označení Vztah sítě a uzemnění : T - spojení jednoho bodu sítě se zemí I - oddělení živých části od země X X - X Uspořádání nulových a ochranných vodičů : S - oddělení ochranného a nulového vodiče C - sloučení ochranného a nulového vodiče Vztah neživých části rozvodu a uzemnění : T - nepřímé spojení se zemí N - přímé spojení neživých části s uzemněným bodem sítě Vysvětlivky k označování vodičů ve schématech Nulový vodič (N ) Ochranný vodič (PE) Sloučený ochranný a střední vodič (PEN) Příklady označení a schémat zapojení nejčastěji používaných rozvodných sítí : Střídavé (AC) sítě TN-C funkce nulového a ochranného vodiče je v celé síti sloučena (PEN) L1 L2 L3 PEN PEN PEN uzemnění sítě neživé části spotřebičů Trojfázová čtyřvodičová siť s uzemněným nulovým bodem, ochranný vodič současně plní funkci nulového vodiče ( označení PEN ). Tím je jednoznačně definováno, že jde o příslušnost k rozvodné soustavě TN-C. TN- S Trojfázová pětivodičová síť s uzemněným nulovým bodem, ochranný vodič (PE) a nulový vodič (N) jsou od místa spojení (u zdroje) vedeny odděleně L1 L2 L3 PEN N PE L1 L2 L3 PEN PEN uzemnění sítě neživá část uzemnění sítě neživá část 9

10 L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 N PE PE PE N PE neživé části uzemnění sítě neživá část TN C-S L1 L2 L3 PEN 3PEN ~50 Hz 400 V/TN-C 3PEN ~50 Hz 400 V/TN-S N PE PE N Trojfázová síť s uzemněným nulovým bodem, funkce části nulového a ochranného vodiče je v části TN-C sloučená, od bodu oddělení je pak ochranný vodič PE veden odděleně od středního vodiče N a v další části již nesmí dojít ke spojení těchto vodičů. uzemnění sítě neživé části IT všechny živé části jsou izolované od země (průmyslové a důlní sítě) L1 L2 L3 N N impedance PE Trojfázová trojvodičová (čtyřvodičová) izolovaná, síť popřípadě uzemněná přes uzemnění sítě neživé části impedanci nebo průrazku. Síť může být úplně oddělena od země, nebo spojena se zemí přes impedanci. V sítí musí být zařízení k hlídání izolačního stavu ( k indikaci zemního spojení) Rozvod nulového vodiče N (ozn. přerušovaně) je možno provést v případě uzlu zdroje (zapojení Y) a dle potřeby odběratele (možnost připojení jednofázových spotřebičů). Stejnosměrné (DC) sítě TN-S (DC) Funkce ochranného vodiče a uzemněného krajního vodiče (např.l-) je v celé síti sloučena do jediného vodiče PEN (D.C. L+ PEN(D.C.) L+ PEN(D.C.) L- Síť a) Uzemnění sítě Neživé části Uzemnění sítě Neživé části 10

11 4. Vnější vlivy Na každé EZ působí okolí a naopak. Toto působení je v elektrotechnických předpisech definováno jako VNĚJŠÍ VLIVY Vnější vlivy svojí přítomností předurčují jednotlivé prostory z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem, elektrickým či elektromagnetickým polem EZ (jeho náročnosti provedení a zabezpečení elektrických i navazujících zařízení) je možno z hlediska vnějších vlivů rozdělit na zařízení - do prostředí bez nebezpečí výbuchu (zpravidla méně náročné provedení a jednodušší požadavky obsažené v souboru základních předpisových norem), - do prostředí s nebezpečím výbuchu (pouze začleněno do obecného třídění vnějších vlivů, vyžaduje náročnější provedení a soubor normativních požadavků opírajících se o speciální legislativu). K zajištění základních podmínek bezpečnosti (osob, užitných zvířat a majetku) při provozní spolehlivosti (při určeném způsobu provozu) je třeba, aby elektrické zařízení bylo vybráno a instalováno v souladu s požadavky základního předpisu ČSN Elektrotechnické předpisy. Elektrická zařízení. Část 5: Výběr a stavba elektrických zařízení. Kapitola 51: Všeobecné předpisy. Třídění a označování vnějších vlivů je provedeno v souladu s ČSN Elektrotechnické předpisy. Elektrická zařízení Část 3: Stanovení základních charakteristik Každý stupeň vnějšího vlivu je kódován dvěmi písmeny velké abecedy a číslicí: X X N třída každého vnějšího vlivu (1,2, 3..8) povaha vnějšího vlivu (A, B, C,..) Všeobecné kategorie vnějšího vlivu všeobecná kategorii vnějšího vlivu (A, B, C) A.. vnější činitel prostředí (dále jen prostředí) - vlastnosti okolí, sledují se: - teplota, vlhkost, nadmořská výška, přítomnost vody, výskyt cizích těles,látek, fluory, fauny, mech. namáhání, působení záření, seismické účinky, atmosférické vlivy.. B.. využití - uplatnění objektu dané: vlastnostmi (duševními a pohybovými),elektrotechnickými znalostmi osob a odporu lidského těla; četností osob a možnost jejich úniku; vlastnostmi zpracovávaných látek.. C.. konstrukce budovy - souhrn vlastností a provedení budovy, její fixace k okolí Příklady označování vnějších vlivů : AA prostředí s rozmezím teplot -60 o C +5 o C, -5 o C +40 o C, AB AC 1,-2 AD 1,-2-8 AE 1,-2-6 AH BA.. BA 1 jednotlivé stupně dle rozsahu teplot a relativní vlhkostinormální vlhkost nadmořská výška do 2000 m, nad 2000 m přítomnost vody: zanedbatelná, kapky,tříšť, stříkající voda hluboké ponoření přítomnost cizích těles: zanedb., malé-, velmi malé-předměty,lehká -.,mírná-,silná-prašnost úrovně vibrací mírné.. -silné schopnost osob nepoučené osoby (laici), 11

12 BA 2 BA 3 BA 4 BA 5 děti (např. dětský pokoj apod.), invalidé (nemocné a staré osoby) nemocniční a pečovatelská zařízení poučené osoby ( elektrické provozovny) znalé osoby (uzavřené elektrické provozovny) BC 1,-2,-3,-4... dotyk osob se zemí- žádný ( nevodivé okolí),- výjímečně, -častý, -trvalý ( vodivé okolí) BE BE 1,2... BE 2 BE 2N1, -2, -3 BE 3 BE 3N1,-2,-3 BE 4 povaha zpracovávaných nebo skladovaných látek nebezpečné látky povahy : bez nebezpečí, nebezpečí požáru- nebezpečí požáru, výbuchu, s nebezpečím požáru nebezpečí požáru hořlavých hmot, prachů, kapalin nebezpečí výbuchu hořlavých prachů, - plynů a par, - výbušnin nebezpečí výbuchu hořlavých prachů, - plynů a par, - výbušnin nebezpečí znečištění BD. Hustota obsazení: Podmínky pro únik: BD 1 malá snadné BD2 malá obtížné BD 3 velká snadné BD 4 velká obtížné CA CA 1 CA 2.. CB CB 2 CB 3; CB 4 stavební materiály nehořlavé hořlavé (např. dřevěné budovy)) konstrukce budovy nebezpečí šíření ohně (výškové budovy, nucené větrání, (komínové efekty)) nebezpečí pohybu (dlouhé budovy, nestabilní půda) poddajná, nestabilní konstrukce (např. stany apod.)... Poznámka: V příloze A této normy je uveden informativní Stručný seznam vnějších vlivů. Určování prostorů podle působení vnějších vlivů (posouzení nebezpečí úrazu el. proudem při provozování EZ): - normální: používání EZ je považováno za bezpečné ( např. AA1, AB5, AC1- AS1, BA1, CA1 dle tab. NM1 v normativní příloze normy obsahující vysvětlivky), - nebezpečné: působením vnějších vlivů je přechodné nebo stálé nebezpečí elektrického úrazu (např. AA6,7, AB1-8, BA2,3, BC3,4, CB4 dle tab.nm2 v normě) - zvlášť nebezpečné: působením zvláštních okolností, vnějších vlivů (případně jejich kombinací) dochází ke zvýšení nebezpečí elektrického úrazu ( např. AB6,7 AD2-8, BA3 dle tab NM3 v normě.) Určování vnějších vlivů. Vnější vlivy musí být určeny a to ve všech prostorech, kde je umístěno nebo používáno EZ, nebo kde musí být řešena ochrana před nebezpečnými účinky statické elektřiny. Toto určení má dodat majitel (stavitel) objektu. Vlastní určení provede komise, jejíž složení je dle povahy vlivu (např. technolog, bezpečnostní a požární technik apod.). O určení v.v. musí být písemný doklad - protokol - ( viz informat. příloha NK normy), který je součástí dokladové části dokumentace. Pro prostory, kde jsou vlivy stanoveny jednoznačně technickou normou, nebo předpisem lze provést v protokolu pouze odkaz na normu. Pro prostory považované z hlediska nebezpečí úrazu elektrickým proudem za normální (nebo v příloze NM1 této normy) není nutno zpracovávat protokol. Poznámka: Norma neuvádí způsob určení prostředí (složení komise) a k tomu potřebné podklady (na rozdíl oproti původní normě). 5. Krytí elektrických zařízení - ČSN EN ( ) 12

13 Vymezení základních pojmů Kryt EZ - část EZ zajišťující ochranu před určitými vnějšími vlivy a ve všech směrech ochranu před dotykem živých částí. U osob a zvířat se jedná také o ochranu před přístupem k nebezpečným částem. Živá část EZ - neizolované části EZ které jsou pod napětím (svorky, kontakty, holá vedení apod). Ochrana před vniknutím cizích těles - ochrana před poškozením, které by mohlo nastat při vniknutí Ochrana před vniknutím vody - ochrana před poškozením, které by mohlo nastat vniknutím vody do EZ. Ochrana před dotykem nebezpečných částí Kryt - odnímatelná vnější část EZ Stupeň ochrany krytem : rozsah ochrany ověřený normalizovanými zkušebními metodami, který se označuje mezinárodním IP kódem: I P x x C H - doplňkové písmeno (nepovinné) - přídavné písmeno (nepovinné) - stupeň ochrany před vniknutím vody s nebezpečnými účinky (číslice 0 6 nebo písmeno X) - stupeň ochrany před vniknutím pevných těles (číslice 0 8 nebo písmeno X) - mezinárodní kód (International Protection) Stručný popis a definice jednotlivých stupňů ochrany. První číslice S t u p e ň o c h r a n y Význam pro ochranu zařízení Význam pro ochranu osob Ochrana před vnikem pevných cizích těles: Ochrana před dotykem nebezp. částí : 0 bez ochrany bez speciální ochrany 1 o průměru 50 mm hřbetem ruky 2 o průměru 12,5 mm prstem 3 o průměru 2,5 mm nástrojem 4 o průměru 1 mm drátem 5 ochrana před prachem drátem 6 ochrana úplná před prachem drátem Druhá číslice stručný popis S t u p e ň o c h r a n y 0 bez ochrany bez speciální ochrany definice 1 ochrana před svisle padajícími kapkami vody škodlivě nesmějí působit svisle padající kapky 2 - " - padající kapky při náklonu krytu do 15 o déšť dopadající pod úhlem 15 o nesmí škodit EZ padající kapky při náklonu krytu do 60 o voda (déšť) pod úhlem 60 o nesmí škodit EZ... 4 ochrana před stříkající vodou voda stříkající v libovolném směru nesmí škodit 5 ochrana před proudem vody tryskající voda v libovolném směru nesmí škodit 6 ochrana proti intenzivně tryskající vodě tryskající voda nesmí vniknout dovnitř a škodit EZ 7 ochrana při ponoření (dočasném) voda nesmí vniknout při určitém tlaku pod kryt 8 ochrana. při trvalém ponoření. 13

14 Klasifikace stupňů (systém kódování) ochrany poskytovaných kryty EZ proti škodlivým mechanickým nárazům je provedena pomocí IK kódu dle ČSN EN ( ) ) I K x x -charakteristická skupina číslic (00 až 10) udávající hodnotu energie nárazu - mezinárodní kód mechanické ochrany Tab. Vztah mezi IK kódem a energií nárazu IK kód: Energie nárazu [J] * 0,15 0,2 0,35 0,5 0, * nechráněno proti nárazu 6. Předpisy pro výběr a stavbu EZ (ČSN ed.2) EZ musí být volena a zřizována v souladu (hlediska): - s opatřeními k ochraně z hlediska bezpečnosti ; - s požadavky na řádnou funkčnost pro dané použití instalace; - a s požadavky na přiměřenou odolnost proti předpokládaným vnějším vlivům. EZ musí: 1. odpovídat provozním podmínkám a 2. být přístupné a řádně označeno vnějším vlivům 3. obsahovat ochranu proti vzájemnému působení. ad.1. Provozní podmínky: U (napětí), I (proud), f (kmitočet), P (příkon), EMC (nesmí škodlivě působit na zdroj a ostatní zařízení)) Vnější vlivy: EZ včetně vedení musí být vybrána a instalována v souladu s nutnými charakteristikami zařízení s ohledem na vnější vlivy. V tabulce 51 A výše uvedené normy jsou pro jednotlivá prostředí (daná kódem označení a vnějším vlivem ) požadované charakteristiky dané buď stupněm ochrany (např. krytem), nebo odkazem na soulad se zkouškami. Zařízení je nutno volit podle vnějších vlivů s ohledem na funkci a spolehlivost. Požadované charakteristiky pro výběr a instalaci EZ. (výběr z tab. 51A normy ) Prostředí A Výskyt vody - AD Výskyt cizích těles - AE Kód minimální minimální Kód krytí krytí AD 1 zanedbatelná IP x 0 AE 1 zanedbatelná IP 0 x * AD 2 kapky IP x 1 AE 2 malé předm. IP 3 x AD 3 vodní tříšť IP x 3 AE 3 v. malé př. IP 4 x AD 4 stříkající v. IP x 3 AE 4 lehká prašnost IP 5 x (neškodí) AD 5 tryskající v. IP x 4 AE5 mírná prašnost až AD 6 vlny IP x 6 AE6 silná prašnost IP 6 x (může škodit)** AD 7 m. ponoření IP x 7 AD 8 hl. ponoření IP x 8 *) V prostorech přístupných laikům je nutné krytí alespoň IP 2X (popř IP XXB). **) Záleží na charakteru prachu a na tom, zda je škodlivý pro chod zařízení. AG Ráz AG 1 mírný IK 02*) AG 2 střední IK 03 až IK 07*) AG 3 silný IK 08 až IK 10*) *) Na základě zahraničních podkladů Využití B 14

15 Schopnost lidí: BA2 (děti) BA5 (znalí) Kontakt osob s potenciálem země BC1 (žádný) BC2 (vyjímečný) BC3 (častý) BC4 (trvalý) min. krytí: IP 2 x nepřístupnost při vyšších povrchových teplotách Třídy ochrany (0, I, II, III):- obr. 8.1 ad. 2. Přístupnost a označování : Každé EZ včetně vedení musí být uspořádáno tak, aby byl usnadněn provoz, prohlídky, údržba a přístup ke spojům. Spínací přístroje a ovládače musí být označeny štítky popř. jinými identifikačními prostředky. Nulové a ochranné vodiče musí být označeny v souladu s normami. Jistící přístroje musí byt uspořádány a označeny tak, aby umožnily rozeznat chráněné obvody. Schémata musí obsahovat potřebné údaje (druh obvodu, místa napájení, funkce ochranní spínací apod.), značky a symboly musí být vybrány dle norem. ad.3. Ochrana před škodlivým vzájemným působením: Volba a montáž EZ musí být provedeny tak, aby se zabránilo škodlivému působení mezi elektrickými i neelektrickými instalacemi. Zařízení bez zadního krytu nesmí být bez ochranných opatření montována přímo na stěnu. U zařízení různých druhů proudů seskupených do společného celku (např. rozvaděče pultu apod.) musí být k zamezení vzájemného škodlivého působení provedeno vzájemné oddělení.. Úroveň odolnosti a emisí elektromagnetického rušení (EMC) musí odpovídat platným předpisům 15

16 7. Elektrická zařízení v prostředí s nebezpečím výbuchu Prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých plynů a par je charakterizováno - ČSN EN , -14 ( )), prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých prachů ,-2, ČSN EN (zařazování prostorů) ( ) ; a souborem norem ČSN EN ( ) u výbušných prostředí v dolech je to - ČSN EN ( ). Kolem zařízení s různými zdroji úniku hořlavých plynů a par jsou zóny s různým nebezpečím výbuchu: - zóna 0 je prostor, ve kterém je výbušná atmosféra přítomna trvale nebo po dlouhé období, - zóna 1 je prostor, ve kterém může výbušná atmosféra vzniknout za normálního provozu, - zóna 2 je prostor, ve kterém za normálního provozu nemůže výbušná atmosféra vzniknout nebo může vzniknout jen na krátkou dobu. Zóny a jejich velikost se určují podle - zdrojů úniku: T - trvalý (např. povrchy hořlavých kapalin), P - primární (např. ucpávky čerpadel a kompresorů s úniky během provozu, namáhané středotlaké a vysokotlaké potrubní spoje) S - sekundární (např. ucpávky čerpadel a kompresorů, u nichž se úniky během provozu nepředpokládají, a spoje a spáry nízkotlakých potrubí); - umístění těchto zdrojů (venku či v místnosti) a - účinnosti větrání v daném prostoru větraný prostor, nevětraný prostor. Rovněž rozvířený hořlavý prach může vytvářet různé zóny, a to: - zónu 20 - které je výbušná atmosféra tvořena oblakem zvířeného hořlavého prachu ve vzduchu přítomna trvale nebo dlouhou dobu nebo často, - zónu 21, ve které může výbušná atmosféra tvořena oblakem zvířeného hořlavého prachu ve vzduchu vznikat příležitostně v normálním provozu, - zónu 22, ve které se může oblak zvířeného prachu vyskytovat jen výjimečně a je přítomen pouze na krátkou dobu Vrstvy, usazeniny a hromady hořlavých prachů musí být uvažovány jako každý jiný zdroj, který může vytvářet výbušnou atmosféru Zařízení se třídí podle úrovně ochrany vůči nebezpečí výbuchu. Podle norem se uvádějí velikosti jednotlivých zón v souvislosti se zdroji úniku a s účinností větrání. (Čím větší únik a menší větrání, tím nižší zóna a tím větší podle míry nebezpečí výbuchu v místě, kde je zařízení instalováno. Požadavky na elektrická zařízení do prostředí s nebezpečím výbuchu jsou obecně stanoveny v normě. Do jednotlivých zón je předepsáno provedení elektrických zařízení. Nejpřísnější do zóny 0, nejmírnější do zóny 2 (resp. do ochranného prostoru). Skupiny a kategorie zařízení a ochranných systémů podle příloh k nařízení vlády č. 23/2003 Sb. Skupina zařízení I - dělí se na zařízení kategorie M 1 - zajišťuje velmi vysokou úroveň ochrany, je určeno pro použití v podzemních částech dolů a povrchových instalacích dolů, které jsou ohroženy metanem nebo hořlavým prachem, od zařízení se vyžaduje, aby zůstalo funkční i v případě výjimečných událostí (ve vztahu k zařízení) a v přítomnosti výbušné atmosféry; kategorie M 2 - zajišťuje vysokou úroveň ochrany, je určeno pro použití v podzemních částech dolů a povrchových instalacích dolů, kde je pravděpodobnost vzniku ohrožení metanem nebo hořlavým prachem, u zařízení se předpokládá, že bude v případě vzniku výbušné atmosféry vypnuto. 16

17 Skupina zařízení II - dělí se na zařízení kategorie 1 - zajišťuje velmi vysokou úroveň ochrany, je určeno pro použití v prostorech s výbušnou atmosférou vytvořenou plyny, parami nebo mlhami nebo prachovzdušnou směsí přítomnou trvale, po dlouhou dobu nebo často, zařízení této kategorie musí zajišťovat dostatečnou úroveň ochrany i v případě výjimečných událostí (ve vztahu k zařízení), zařízení této kategorie zajišťuje dostatečnou úroveň ochrany i v případě často vznikajících poruch kategorie 2 - zajišťuje vysokou úroveň ochrany, je určeno pro použití v prostorech s pravděpodobným výskytem výbušné atmosféry vytvořené plyny, parami nebo mlhami nebo prachovzdušnou směsí, ochranné prostředky pro zařízení této kategorie zajišťují dostatečnou úroveň ochrany i v případě často vznikajících poruch nebo selhání zařízení, se kterými se musí normálně počítat, kategorie 3 - je určeno pro použití v prostorech, kde vznik výbušné atmosféry vytvořené plyny, parami nebo mlhami nebo prachovzdušnou směsí není pravděpodobný, a pokud výbušná atmosféra vznikne, bude přítomna pouze zřídka a na krátké časové období; konstrukce zařízení této kategorie zajišťuje dostatečnou úroveň bezpečnosti při normálním provozu. Použití jednotlivých kategorií zařízení v prostorách s nebezpečím výbuchu je zobrazeno přehledně v dále uvedených tabulkách: Výbušné ovzduší: plyn Kategorie přístrojů Použití v zóně Výbušné ovzduší: prach Kategorie přístrojů Použití v zóně 1G 0, 1 a 2 1D 20, 21 a 22 2G 1 a 2 2D 3G 2 3D a vodivý prach Zóna Použitelné kategorie přístrojů Jsou-li konstruovány pro 0 II 1 G 1 II 1 G nebo 2 G 2 II 1 G nebo 2 G nebo 3 G 20 II 1 D 21 II 1 D nebo 2 D 22 II 1 D nebo 2 D nebo 3 D směs plyn/vzduch směs páry/vzduch mlhy směs prach/vzduch 17

18 Označení provozovaných prostředků pro prostředí s nebezpečím výbuchu Příklad: 0102 II 2 G E Ex d II B T4 Označení CE Ident. číslo určeného místa Značka výbušnosti Skup. přístrojů: I = podz. použití II = nadz. použití Kategorie přístrojů Ovzduší výbuchu: plyn = G prach = D Evropské normy EN Protivýb. ochrana Ochr. před zážehem: e, d, n, c,... Skup. přístrojů (pouze u d a i ) Výb. skupina (pouze u d a i ) (d: š. zážehu, i = energie zážehu) Teplotní třída T1 až T6 u plynu Teplota povrchu ve C u prachu Příklad: 0102 II 2 G E Ex d II 18

19 8. ÚČINKY ELEKTRICKÉHO PROUDU NA LIDSKÝ ORGANIZMUS Účinek el. proudu na lidský organizmus závisí na : druhu, velikosti a kmitočtu proudu; impedanci lidského těla a dráze průchodu proudu tělem; době průchodu proudu; velikosti dotykového napětí. Druh, velikost a kmitočet proudu Působení DC proudu je méně nebezpečné než působení AC proudu. Oba druhy proudu způsobují rozklad krve i svalové křeče (což vede k neschopnosti okysličování organizmu a k zástavě dýchání). AC proud navíc od určité hranice způsobuje tzv. fibrilaci srdce, což vede k zástavě srdeční činnosti. Srdce pracuje vlastně jako krevní pumpa s frekvencí cca 70 tepů za minutu. Při průchodu AC proudu ( např. s frekvencí 50 Hz) srdce ztrácí schopnost pracovat jako krevní pumpa a dochází pouze ke chvění srdce (srdeční fibrilaci) a tím pak k zástavě srdeční činnosti. Proto je AC proud pro lidský organizmus nebezpečnější.. Impedance lidského těla a dráha proudu Velikost impedance lidského těla se pohybuje v rozmezí od 1 kω až do 10 kω. a je rozdílná u každého jednotlivce ( je dána fyziologickým stavem organizmu). Průměrná hodnota je 2 kω. Impedance lidského těla mění také v závislosti na jeho psychickém stavu. Se zhoršujícím se psychickým stavem ( stavy únavy, duševní deprese a pod.) impedance lidského těla klesá ( až na hodnotu 400 Ω). Nejnebezpečnější dráhy proudu jsou takové, které zasahují mozkové centrum a srdeční oblast. Např. dráha hlava - ruka,hlava noha; levá ruka - pravá ruka a levá ruka - levá noha Doba průchodu proudu Delší působení proudu má větší následky než kratší. Bylo prokázáno, že jestliže průchod proudu lidským tělem trvá 0,8 sec. a více, zasáhne minimálně jedenkrát tzv. vulnerabilní fázi srdeční činnosti a srdce mimořádně náchylné k zástavě. Při trvání tělového proudu 0,4 sekundy je pravděpodobnost vyhnutí se zástavě třicetiprocentní a při trvání 0,2 sekundy už šedesátiprocentní. Se vzrůstající dobou průchodu proudu klesá impedance lidského organizmu a tím následně dochází také ke vzrůstu tělového proudu. Velikost dotykového napětí Pokožku si můžeme představit jako nedokonalý izolační obal lidského těla, protože má asi dvacetkrát menší vodivost než sliznice a měkké vnitřní orgány lidského těla. Působením napětí vyšších než asi 60 V však kůže tuto vlastnost velmi rychle ztrácí. Tato skutečnost má podstatný vliv na stanovení meze bezpečných napětí. 19

20 9. OCHRANA PŘED ÚRAZEM ELEKTRICKÝM PROUDEM Základní pojmy Živé části EZ - jsou určeny k vedení proudu nebo mají napětí nebo části s nimi vodivě spojené. Pozn.: může být v důsledku působení jiných elektrických zařízení (krátkodobě, dlouhodobě nebo trvale) pod napětím ( např. induktivní nebo kapacitní vazba ). Neživé části EZ -nejsou určeny k vedení proudu a ani na nich není normálně napětí, mohou však dostat napětí při nahodilé poruše (na př. poškozením nebo překlenutím izolace, vadnou manipulaci a pod.). Mohou, ale nemusí být součástmi EZ ( pouzdra, kryty, obaly, kovové konstrukce a pod.). Základní izolace (dříve pracovní izolace ) musí být navržena pro jmenovité izolační napětí, které je pro obvod stanoveno, přičemž je nutno brát v úvahu přepětí, které může v zařízení nastat. Je předpokladem spolehlivé funkce zařízení a správné funkce ochran před úrazem elektrickým proudem. Přídavná izolace musí mít aspoň stejné vlastnosti jako základní izolace. ( použitý izolant však může být jiného druhu než je základní izolace ). Dvojitá izolace se skládá vlastně se základní a přídavné izolace a musí zajišťovat, aby jakákoliv porucha v základní izolaci nebo přídavné izolaci nezhoršovala zbývající části dvojité izolace. EZ, která mají dvojitou nebo zesílenou izolaci se z hlediska ochrany nazývají zařízení třídy ochrany II. a označují se značkou, Uzemnění - neživé části musejí být připojeny k ochrannému vodiči při splnění podmínek pro každý způsob uzemnění sítě. Neživé části současně přístupné dotyku musejí být spojeny se stejnou uzemňovací soustavou jednotlivě, po skupinách nebo společně. Pospojování - vyrovnání potenciálů všech dostupných vodivých částí na úroveň potenciálu země. Rozlišují se dva druhy pospojování : Hlavní pospojování - navzájem musejí být spojeny tyto vodivé části : - ochranný vodič a uzemňovací přívod nebo hlavní ochranná svorka - rozvody plynu, vody, ústřední topení, klimatizace, kovové konstrukční části, Doplňující pospojování zahrnuje pospojování veškerých vodivých části současně přístupných dotyku (elektrických i neelektrických zařízení ) jestliže nelze splnit podmínky samočinného odpojení v předepsaném čase Třídy ochran třída ochrany 0 třída ochrany I třída ochrany II (izolací) třída ochrany III (bezpečným napětím) Obr. 9.1 Třídy ochran elektrických zařízení 20

21 PRINCIPY A ZÁKLADNÍ PRAVIDLO OCHRANY PŘED ÚRAZEM ELEKTRICKÝM PROUDEM Principy ochrany podle ČSN EN61140 ed.2 Předpokládá se, že provoz EZ probíhá buď - za normálních podmínek (bezporuchový provoz), nebo - za podmínek jedné poruchy. Zároveň v určitých prostorech (např. ve vlhkých a mokrých prostorech) může - použití EZ zvyšovat nebezpečí úrazu elektrickým proudem Přitom musí být vždy dodrženo základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem. Základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem Nebezpečné živé části nesmějí být přístupné a přístupné vodivé části se nesmějí stát živými částmi izolace Základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem nebezpečné živé části přístupné vodivé části přístupné živé - ani za normálních podmínek, - ani za podmínek jedné poruchy nebezpečná živá část přístupná vodivá část Prakticky to znamená, že nebezpečné živé části musí být vždy uzavřeny krytem nebo pokryty izolací tak, aby nemohlo dojít k jejich dotyku; neživé části včetně všech vodivých částí kterých je možno se dotknout se nikdy nesmějí dostat pod napětí. přístupná vodivá část se stala nebezpečnou živou (v důsledku poruchy základní izolace) nebezpečná živá část se stala přístupnou (např. v důsledku poškození mechanického krytu) Obr. - Poruchy, které přicházejí v úvahu při provozu EZ Zajištění ochrany z hlediska podmínek provozu Normální podmínky provozu zařízení základní ochrana ochrana před přímým dotykem neboli před dotykem živých částí 21

22 Tato ochrana splňuje první podmínku Základního pravidla a je určena pro nerušený provoz zařízení a je zaměřena na to, aby živé části nebyly lidem přístupné. Toto je většinou provedeno při vlastní výrobě popř.při montáži EZ. Prostředky k zajištění základní ochrany základní izolace přepážky, kryty, zábrany, ochrana polohou (umístění mimo dosah) omezení napětí (nepřekročením dovolených mezí); omezení dotykového proudu, náboje (vybíjecí odpory) Podmínky jedné poruchy ochrana při poruše - ochrana před nepřímým dotykem neboli před dotykem neživých částí) V případě narušení základní ochrany (např. izolace, krytu) musí chránit druhý stupeň ochrany, jejímž principem je spojení neživé části s ochranným vodičem. Tímto opatřením se při poruše izolace na neživé části nevyskytne plné napětí zdroje, ale napětí snížené jehož velikost je úměrná zemnímu odporu. Poruchový proud tekoucí obvodem by měl u sítí s uzemněným uzlem způsobit aktivaci předřazeného jistícího prvku s následným odpojením od zdroje v době, aniž dojde k ohrožení kohokoliv, kdo se v okamžiku poruchy neživé části dotýkal.. Prostředky k zajištění ochrany při poruše přídavná izolace (stejné vlastnosti jako základní izolace) ochranné pospojování (včetně uzemnění ochranného vodiče a bodu zdroje) a automatickým odpojením v případě poruchy ochranné stínění (vodivou stínící mřížkou spojenou s pospojováním) jednoduché oddělení obvodů (galvanickým oddělením obvodů transformátorem) nevodivé okolí (vysokou impedancí proti zemi- 50/100 kω) přídavná izolace základní izolace základní izolace ochranný vodič (PE) kovový kryt (neživá část) přídavná izolace izolační kryt kryt živých částí a) ochranným pospojováním b) přídavnou izolací Obr.- Příklady zajištění ochrany při poruše Zvláštní případy doplňková ochrana. V případě zvýšeného nebezpečí úrazu elektrickým proudem. působením dalších vlivů (např. dotyk osoby s dobrou zemí) je nutno provést další doplňující opatření mezi které se např. počítá: doplňující pospojování a ochrana pomocí citlivého proudového chrániče Prostředky zvýšené ochrany 22

23 zesílená izolace (stejné vlastnosti jako dvojitá izolace) ochranné oddělení obvodů (izolací, ochranným stíněním) zdroj omezeného proudu ochranná impedance (omezení dotykového proudu na bezpečnou hodnotu) Ochranná opatření jsou kombinacemi ochranných prostředků základní ochrany a ochrany při poruše, které zajišťují kompletní ochranu zařízení, nebo zvýšené ochrany zajišťující oba druhy ochran. Zásady podle ČSN EN ed.2 platí pro provedení EZ (např. normy pro zkoušení izolací, provedení krytů a krytí, požadavků na oddělovací zdroje apod.) a elektrických instalací a jsou dále upřesňovány technickými normami výrobků a technickými normami pro elektrické instalace (soubor norem ČSN ). 23

24 Vybraná ochranná opatření dle použitých prostředků ochrany a) se ZÁKLADNÍ OCHRANOU a s OCHRANOU PŘI PORUŠE Ochrana AUTOMATICKÝM ODPOJENÍM OD ZDROJE = ZÁKLADNÍ OCHRANA Ochrana, jestliže není porucha ZÁKLADNÍ IZOLACE Druhy viz níže a OCHRANA PŘI PORUŠE Ochrana v případě jedné poruchy SAMOČINNÉ ODPOJENÍ OD ZDROJE Ochrana POSPOJOVÁNÍM = ZÁKLADNÍ IZOLACE Druhy: - (pevná) ZÁKLADNÍ IZOLACE - ZÁKLADNÍ IZOLACE * uvnitř PŘEPÁŽEK nebo KRYTŮ * za ZÁBRANAMI - umístění mimo DOSAH RUKY a OCHRANNÉ POSPOJOVÁNÍ Druhy: jedna ochrana nebo vhodná kombinace ochran z - OCHRANNÉ POSPOJOVÁNÍ (v instalaci) - OCHRANNÉ POSPOJOVÁNÍ (v zařízení) - OCHRANNÝ VODIČ - VODIČ PEN - OCHRANNÉ STÍNĚNÍ Ochrana DVOJITOU nebo ZESÍLENOU IZOLACÍ = ZÁKLADNÍ IZOLACE Druhy viz výše ZESÍLENÁ IZOLACE a PŘÍDAVNÁ IZOLACE Ochrana ELEKTRICKÝM ODDĚLENÍM = ZÁKLADNÍ IZOLACE Druhy viz výše a JEDNODUCHÉ ODDĚLENÍ (OBVODŮ) Ochrana NEVODIVÝM OKOLÍM = ZÁKLADNÍ IZOLACE Druhy viz výše NEVODIVÉ OKOLÍ b) s omezenými hodnotami elektrických veličin (napětí, proudu..) Ochrana SELF = OMEZENÍ NAPĚTÍ Ochrana PELF = OMEZENÍ NAPĚTÍ Druhy ochranného oddělení ZESÍLENÁ IZOLACE a a OCHRANNÉ ODDĚLENÍ OCHRANNÉ ODDĚLENÍ ZÁKLADNÍ IZOLACE A PŘÍDAVNÁ IZOLACE ZÁKLADNÍ IZOLACE A OCHRANNÉ STÍNĚNÍ a JEDNODUCHÉ ODDĚLENÍ OD ZEMĚ PELV A DALŠÍCH SÍTÍ SELV Možnosti pro PRACOVNÍ UZEMNĚNÍ event. PŘEPÁZKY,KRYT, 24

25 Ochranné opatření musí sestávat ze - vhodné kombinace opatření pro zajištění základní ochrany a nezávislého opatření pro zajištění ochrany při poruše, nebo - zvýšené ochrany, která zajišťuje jak ochranu základní, tak ochranu při poruše,(příkladem zvýšené ochrany je zesílená izolace) Doplňková ochrana je specifikována jako součást ochranných opatření za určitých podmínek vnějších vlivů, na určitých zvláštních místech a ve zvláštních objektech V každé části instalace musí být uplatněno jedno ochranné opatření nebo více těchto opatření, přičemž se berou v úvahu podmínky vnějších vlivů. Všeobecně jsou dovolena tato ochranná opatření: - automatické odpojení od zdroje - dvojitá nebo zesílená izolace, - elektrické oddělení pro napájení jednoho spotřebiče (, - malé napětí (SELV a PELV). S ochrannými opatřeními uplatněnými v instalaci, se musí uvažovat i z hlediska výběru a montáže zařízení. Pro zvláštní instalace nebo jejich zvláštní umístění se uplatňují speciální ochranná opatření odpovídající příslušné normě (části 7) Ochranná opatření - použití zábran a ochrana polohou (umístěním mimo dosah), se mohou použít pouze v elektrických instalacích přístupných - osobám znalým nebo poučeným, nebo - osobám pracujícím pod dozorem nebo dohledem osob znalých nebo poučených. Ochranná opatření : - nevodivé okolí, - neuzemněné pospojování, - elektrické oddělení pro napájení více než jednoho spotřebiče, se mohou uplatnit pouze, je-li elektrická instalace pod dozorem znalých nebo poučených osob, Opatření na ochranu při poruše (ochranu před nepřímým dotykem neboli před dotykem neživých částí) mohou být vynechána u těchto zařízení: - u kovových konzol pro upevnění izolátorů venkovního vedení, umístěných mimo dosah; - u nepřístupných ocelí vyztužených betonových sloupů pro venkovní vedení, - u neživých částí, které pro své omezené rozměry nebo umístění nemohou být uchopeny nebo se dotýkat lidského těla na velké ploše, (obtížné nebo nespolehlivé spojení těchto částí s ochranným vodičem ). Ochrana automatickým odpojením od zdroje - nejobvyklejší (nejběžnější) ochranné opatření v elektrických instalacích. Princip této ochrany je následující: -základní ochrana je zajištěna základní izolací, přepážkami, kryty apod. - ochrana při poruše je zajištěna ochranným pospojováním a automatickým odpojením v případě poruchy..požadavky na správnou funkci této ochrany jsou zajišťovány - ochranným uzemněním neživé části současně přístupné dotyku musí být prostřednictvím ochranného vodiče spojeny se stejným uzemněním; - ochranným pospojováním vzájemně se spojí ochranný vodič, uzemňovací přívod a - kovová potrubí (vedení) vstupující do objektu (např. plyn,voda,kanalizace) - kovové konstrukční části (např. topení, klimatizace), kovová výztuž betonu (pokud je přístupná). - odpojením v případě poruchy ochranným (jistícím) přístrojem v předepsané době např.v sítích AC 230 V do 25