Základy projektovania a OPaOS elektrických zariadení STN 33 3210 Elektrické inštalácie so striedavým napätím nad 1 KV HD 637 S1:1999 Ing. Jozef Jančovič Technická inšpekcia pracovisko Banská Bystrica Táto norma obsahuje požiadavky pre návrh a stavbu elektrických inštalácii v sústavách s menovitým striedavým napätím nad 1 kv tak, aby zaisťovali bezpečnosť a vhodnú činnosť pri predpokladanom použití. V tejto norme sa pod elektrickou silnoprúdovou inštaláciou rozumie: a) Elektrická stanica Uzavretý elektrický prevádzkový priestor so spínacím zariadením alebo transformátormi v prenosovej alebo distribučnej sústave. Ak spínacie zariadenie alebo transformátory sú umiestnené mimo uzavretého elektrického prevádzkového priestoru, považuje sa tiež za inštaláciu. b) Jedna alebo viac elektrární umiestnených samostatne Inštalácia zahŕňajúca generátorové a transformátorové jednotky so všetkými pridruženými spínacími zariadeniami a všetkými elektrickými pomocnými systémami. Prepojenia medzi elektrárňami umiestnenými na rôznych miestach sa nepovažujú za súčasť inštalácií elektrární. c) Elektrický systém továrne, závodná elektráreň alebo iné priemyselné, poľnohospodárske, obchodné alebo verejné prevádzky Prepojenia medzi uzavretými elektrickými priestormi (vrátane elektrických staníc) umiestenými samostatne sa považujú za časť inštalácie s výnimkou, ak takéto prepojenie je časťou prenosovej alebo distribučnej siete. Elektrická silnoprúdová inštalácia obsahuje okrem iného nasledujúce zariadenia: generátory, motory a iné točivé stroje, spínacie zariadenia, transformátory, meniče, káble, vedenia, elektrické rozvody, akumulátorové batérie, kondenzátory, uzemňovacie sústavy, budovy a oplotenia, ktoré sú časťou uzavretej elektrickej prevádzky a pridružené riadiace zariadenia. Táto norma neplatí pre návrh a stavbu: - vzdušných a káblových vedení (prenosových a distribučných), - elektrických železníc (ale platí pre inštalácie napájajúce železničnú sieť), - banských zariadení a inštalácii (okrem povrchových baní), - inštalácií so žiarivkami, - inštalácii na lodiach a mimopobrežných inštalácií, - elektrostatických zariadení, - skúšobní, - lekárskych zariadení, napríklad lekárskych röntgenových zariadení. Táto norma neplatí pre návrh továrensky zmontovaných, typovo skúšaných spínacích zariadení, na ktoré existujú samostatné normy IEC alebo CENELEC. 63
Bezpečnosť práce na elektrických zariadeniach 2006 Dokumentácia Pre každú inštaláciu sa musia vyhotoviť všeobecné obvodové schémy. Schémy, diagramy a tabuľky musia byť zostavené v súlade s príslušnými normami, ako sú HD 246.2, EN 60617-13 a EN 61082-1. Ak je to potrebné, dokumentácia poskytovaná ku každej inštalácii musí obsahovať nasledujúce zložky: - inštalačné výkresy, - uzemňovaciu sústavu, - stavebné práce, - budovy, - schémy, - schémy zapojenia a zoznamy, - systém uloženia káblov, - príručky pre stavbu, uvedenie do prevádzky, prevádzku a údržbu, - zoznam náhradných dielcov, - funkčné schémy, - osvedčenia, - nástroje, - pomocné zariadenia, ako sú prostriedky na hasenie požiaru atď., - protokoly o skúškach, - inštrukcie na recykláciu a vyradenie. Rozsah dokumentácie musí byť dohodnutý medzi dodávateľom a používateľom. Vzhľadom k značnému rozsahu normy, uvádzam len najzákladnejšie ustanovenia jednotlivých článkov s ohľadom na celkovú bezpečnosť zariadenia. Vzdušné vzdialenosti zábran Vnútri inštalácie musia byť dodržané nasledujúce minimálne ochranné vzdušné vzdialenosti od živých častí k vnútornému povrchu akejkoľvek zábrany (pozri obrázok 1): - Pri pevných stenách bez otvorov s min. výškou 1 800 mm minimálna vzdušná vzdialenosť zábrany je B 1 = N. - Pri drôtenom pletive, mrežiach alebo pevných stenách s otvormi s minimálnou výškou 1800 mm a stupňom ochrany IP1XB minimálna vzdušná vzdialenosť je B 2 = N +100 mm pri menovitom napätí vyššom ako 52 kv. - Pri drôtenom pletive, mrežiach alebo pevných stenách s otvormi s minimálnou výškou 1800 mm a stupňom ochrany IP2X minimálna vzdušná vzdialenosť zábrany je B 3 = N + 80 mm pri menovitom napätí do 52 kv. Pri iných ako pevných zábranách a drôtených pletivách hodnoty vzdušných vzdialeností musia byť zväčšené, pretože je potrebné pri návrhu počítať s akýmkoľvek možným posunutím zábrany alebo pletiva. Vzdušné vzdialenosti prekážok Vnútri inštalácii musia byť dodržané nasledujúce minimálne vzdialenosti od živých častí k vnútornému povrchu akejkoľvek prekážky (pozri obrázok 1). - Pri pevných stenách alebo mrežiach nižších ako 1 800 mm, pri zábradliach, reťaziach alebo lanách minimálna vzdušná vzdialenosť prekážky je O 2 = N + 300 mm (min. 600 mm). - Pri reťaziach alebo lanách musia byť hodnoty zvýšené a pri návrhu sa musí zohľadniť priehyb. 64
Základy projektovania a OPaOS elektrických zariadení Tam, kde je to možné, prekážky musia byť namontované v rozmedzí výšok od 1 200 mm do 1 400 mm. POZNÁMKA. - Zábradlia. reťaze a laná sa v niektorých krajinách nesmú používať. Vdušné vzdialenosti vzhľadom na vonkajšie oplotenie Vonkajšie oplotenie vonkajších inštalácií musí mať nasledujúce minimálne vzdušné vzdialenosti od zariadení podľa obrázka 1: pevné steny (najmenej 1800 mm vysoké ) C = N + 1 000 mm drôtené pletivo/mreže (najmenej 1800 mm vysoké) E = N + 1 500 mm Najväčšie oká drôteného pletiva mreží nesmú prekročiť rozmer 50 mm. Obrázok 1 Ochrana pred dotykom živých častí Inštalácie musia byť konštruované tak, aby sa zabránilo náhodnému dotyku živých častí alebo náhodnému priblíženiu sa do nebezpečnej zóny blízko živých častí. Ochrana sa musí zabezpečiť pri živých častiach, častiach len s pracovnou izoláciou a pri častiach, ktoré prípadne môžu získať nebezpečný potenciál. Príklady takýchto častí sú: - prístupné živé časti; - časti inštalácie, kde sa odstránili uzemnenia kovových plášťov alebo vodivých tienení káblov; - káble a príslušenstvo bez uzemnených kovových plášťov, uzemnených vodivých plastických tienení, rovnako ako ohybné káble bez vodivých plastických tienení; - koncovky a kovové plášte káblov, ak môžu byť pod nebezpečným napätím; 65
Bezpečnosť práce na elektrických zariadeniach 2006 - izolačné telesá izolátorov a ostatných zariadení napr. elektrické zariadenia izolované liatou živicou, ak môžu byť pod nebezpečným dotykovým napätím; - kostry alebo telesá kondenzátorov a meničov, ktoré môžu byť pod napätím v normálnej prevádzke; - vinutia elektrických strojov, transformátorov a tlmiviek. Ochrana sa môže zabezpečiť rôznymi prostriedkami v závislosti od toho, či inštalácia je alebo nie je umiestnená v uzavretom elektrickom prevádzkovom priestore. Opatrenia na ochranu pred dotykom živých častí. Rozoznávajú sa tieto druhy ochrán: - ochrana krytom, - ochrana zábranou, - ochrana prekážkou, - ochrana umiestnením mimo dosahu. Návrh ochranných opatrení Zábranami môžu byt' pevné steny, dvere alebo mreže (drôtené pletivo) s minimálnou výškou 1 800 mm, ktoré zabezpečia, že žiadna časť ľudského tela nemôže zasiahnuť do nebezpečnej zóny v blízkosti živých častí. Prekážkami môžu byť napríklad kryty, zábradlia, reťaze a laná, ale aj steny, dvere a mreže, ktoré sú nižšie ako 1 800 mm, a preto sa nemôžu pokladať za zábrany. Ochrana umiestnením mimo dosahu sa dosiahne umiestnením živých častí mimo zóny, ktorá sa dá dosiahnuť rukou v ktoromkoľvek smere z každého miesta, na ktorom osoby zvyčajne stoja alebo sa pohybujú. Ochranné zariadenia používané ako ochranný prostriedok pred dotykom živých častí, ako sú steny, kryty, prekážky atď., musia byt' mechanicky pevné a bezpečne zmontované. Dvere miestnosti alebo rozvádzačov, ktoré sa používajú ako časť krytu, musia byť navrhnuté tak, aby mohli byt' otvorené len pomocou nástroja alebo kľúča. Mimo uzavretých prevádzkových priestorov musia mať tieto dvere bezpečnostné zámky.premiestniteľné vodivé ochranné zariadenia musia byť zabezpečené tak, že pri ich správnom použití je dodržaná vzdušná vzdialenosť zábrany alebo prekážky; musia byt' vyrobené z izolačných materiálov alebo zo suchého dreva. Je dovolené, aby zábradlie mohlo byt' demontované bez použitia nástroja. Ochranné zábradlia musia byt' pevné. V priestoroch alebo miestnostiach, ktoré sú prístupné verejnosti, ochranné zariadenia nesmú byť ľahko demontovateľné obyčajnými nástrojmi z prístupných priestorov. Pre každú časť inštalácie musia byť k dispozícii vhodne dimenzované a ľahko dosiahnuteľné pripájacie miesta na uzemňovacej sústave a na živých častiach na pripojenie uzemňovacieho a skratovacieho zariadenia. Polia alebo odbočky spínacieho zariadenia musia byť navrhnuté tak, aby ručné pripojenie uzemňovacieho a skratovacieho zariadenia na uzemňovaciu svorku bolo v súlade s pravidlami práce v blízkosti živých častí. Všetky vymedzujúce časti, ako sú steny, podlahy a pod., musia byť konštruované v súlade so 6.2 alebo 6.3. Ak steny alebo ochranné zariadenia neexistujú, susedné odbočky alebo sekcie sa musia oddeliť vhodnými vzdialenosťami. a) Konce izolačných štítov nesmú byť umiestnené vnútri nebezpečnej zóny. b) Dovolené otvory z vonkajšej strany nebezpečnej zóny: - do šírky 10 mm bez obmedzenia, - do šírky 40 mm za predpokladu, že vzdialenosť od okraja štítu k nebezpečnej zóne je najmenej 100 mm, - do šírky 100 mm v blízkosti podstavcov odpájačov. Vkladateľné izolačné priečky použité ako zábrany pred živými Ak nemožno dodržať pracovné vzdialenosti, živé časti v blízkosti pracovných priestorov musia umožňovať vloženie izolovaných priečok alebo stien tak, aby sa zabránilo náhodnému priblíženiu končatinami a telami osôb, nástrojmi, zariadením alebo materiálmi k živým častiam. 66
Základy projektovania a OPaOS elektrických zariadení Prenosné mreže (pletivo) a vkladateľné izolačné priečky musia vyhovovať týmto požiadavkám: - Musia byť časťou zariadenia alebo zriadené oddelene v súlade s prevádzkovými požiadavkami podľa dohody medzi dodávateľom a používateľom. - Vkladateľné izolačné priečky musia byť zaistené tak, aby ich poloha nemohla byť náhodne zmenená v prípade, kde by to mohlo viesť k stavu ohrozenia. - Musí byť umožnené inštalovať a odstrániť vkladateľné izolačné priečky bez toho, aby sa vyžadovalo vniknutie obsluhy do nebezpečnej zóny. Uzemňovacie sústavy Táto norma stanovuje požiadavky na návrh, inštaláciu, skúšanie a údržbu uzemňovacej sústavy tak, aby sústava bola funkčná za všetkých podmienok a zaručovala bezpečnosť ľudí na každom mieste, na ktoré majú tieto osoby dovolený prístup. Rovnako musí zaručiť spojitosť zariadení pripojených na túto sústavu. Všeobecne návrh uzemňovacej sústavy musí splňať štyri požiadavky: a) zaručiť jej mechanickú pevnosť a odolnosť proti korózii, b) vydržať z tepelného hľadiska najvyšší poruchový prúd (spravidla stanovený výpočtom), c) zabrániť poškodeniu majetku a zariadenia, d) zaručiť bezpečnosť osôb s ohľadom na napätie, ktoré sa objavuje na uzemňovacích sústavách pri najvyššom zemnom poruchovom prúde. Parametre rozhodujúce pri dimenzovaní uzemňovacej sústavy: - veľkosť poruchového prúdu - trvanie poruchy - vlastnosti pôdy. Ak sa v inštalácii použivajú rôzne hladiny napätia, uvedené štyri požiadavky sa musia splniť pri každej vysokonapäťovej sústave. Súčasné poruchy v sústavách s rôznymi napätiami sa nemusia brať do úvahy. Tieto požiadavky neplatia pre dočasné uzemnenie na pracovných miestach alebo na miestach rozpojenia. Dimenzovanie s ohľadom na koróziu a mechanickú pevnosť Uzemňovače umiestnené v priamom styku s pôdou musia byť odolné proti korózii (chemickému a biologickému pôsobeniu, oxidácii, vytvoreniu elektrolytického článku, elektrolýze atď.). Musia vydržať mechanické vplyvy počas ich inštalácie, ako aj počas normálnej prevádzky. Ako súčasť uzemňovacej sústavy sa môže použiť oceľ v betónových základoch a oceľové pilóty alebo dalšie prirodzené uzemňovače. Vodorovné uzemňovače majú byť obyčajne zakopané 0,5 m až 1 m pod úrovňou zeme. Takáto híbka poskytuje dostatočnú mechanickú ochranu. Odporúča sa, aby elektródy boli umiestnené pod zamŕzajúcou vrstvou zeminy. Uzemňovacie vodiče Z hľadiska mechanickej pevnosti a odolnosti proti korózii najmenšie prierezy sú: - meď: 16 mm 2 - hliník: 35 mm 2 ; - oceľ: 50 mm 2 POZNÁMKA: Uzemňovacie vodiče a vodiče na pospájanie vyrobené z ocele majú byť vhodne a primerane chránené pred koróziou. 67
Bezpečnosť práce na elektrických zariadeniach 2006 Dimenzovanie s ohľadom na dotykové a krokové napätia Prúd pretekajúci ľudským telom predstavuje nebezpečenstvo. IECITR2 60479-1 uvádza popis účinkov prúdu tečúceho ľudským telom podľa veľkosti a trvania. V praxi je vhodnejšie rátať s dotykovým napätím. Hraničné hodnoty dotykové ho napätia v dôsledku zemných porúch sú na obrázku 9.1; Krivka predstavuje hodnoty napätia, ktoré sa môže objaviť na ľudskom tele medzi holou rukou a bosým chodidiom. Pri výpočte sa nebrali do úvahy žiadne prídavné odpory. Napriek tomu je dovolené pri výpočtoch podľa prílohy C počítať s prídavnými odpormi, napríklad obuvi, materiálov s vysokou povrchovou rezistivitou. Každé zemné spojenie sa má vypnúť automaticky alebo ručne. Takto dôsledkom zemného spojenia nevznikne dlhotrvajúce alebo trvalé dotykové napätie. Pre krokové napätie nie je nutné definovať dovolené hodnoty. Pri určení času trvania poruchy sa ráta so správnou činnosťou ochranných prístrojov a vypínačov. Obrázok 2 68