1 ĆWICZENIE NR 1 BADANIE PODSTAWOWYCH ZABEZPIECZEŃ INSTALACJI NISKIEGO NAPIĘCIA 1. Podstawy teoretyczne Ochrona przed dotykiem pośrednim przez zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania to najbardziej rozpowszechniony sposób ochrony. Ochrona ta polega na spowodowaniu w określonym czasie samoczynnego wyłączenia chronionego obwodu lub urządzenia w przypadku uszkodzeń – zwarć miedzy częścią czynna i częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym tego obwodu albo urządzenia – wywołujących napięcie dotykowe na częściach przewodzących dostępnych o wartościach niebezpiecznych dla zdrowia i życia. Graniczne dopuszczalne długotrwale napięcia dotykowe są równe 50 V dla prądu przemiennego i 120 V dla prądu stałego nietętniącego, a w warunkach zwiększonego zagrożenia wynoszą one odpowiednio 25 oraz 60 V. Samoczynne wyłączenie zasilania jest wymagane wtedy, gdy ze względu na wartość i czas utrzymywania się napięcia dotykowego w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej, mogą wystąpić niebezpieczne dla ludzi skutki patofizjologiczne. W przypadku powstania zwarcia pomiędzy przewodem liniowym a częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym w obwodzie, urządzenie ochronne powinno samoczynnie przerwać zasilanie przewodu liniowego lub urządzenia, w wymaganym czasie. Samoczynne wyłączenie zasilania według PN-HD 60364-4-41 jest środkiem ochrony, w którym: ochrona podstawowa jest zapewniona przez podstawową izolację części czynnych lub przez przegrody lub obudowy oraz ochrona przy uszkodzeniu jest zapewniona przez ochronne połączenia wyrównawcze i samoczynne wyłączenie w przypadku uszkodzenia. Samoczynne wyłączenie jest najczęściej stosowanym środkiem ochrony przy uszkodzeniu w układach TN, TT i IT. Dla każdego z tych układów obwód prądu zwarciowego jest inny, dlatego stawiane są inne wymagania dotyczące czasu samoczynnego wyłączenia zasilania i uziemień przewodów ochronnych.
13
Embed
BADANIE PODSTAWOWYCH ZABEZPIECZEŃ INSTALACJI … · BADANIE PODSTAWOWYCH ZABEZPIECZEŃ INSTALACJI NISKIEGO NAPIĘCIA 1. Podstawy teoretyczne ... przemiennego i 120 V dla prądu stałego
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
ĆWICZENIE NR 1
BADANIE PODSTAWOWYCH ZABEZPIECZEŃ INSTALACJI
NISKIEGO NAPIĘCIA
1. Podstawy teoretyczne
Ochrona przed dotykiem pośrednim przez zastosowanie samoczynnego wyłączenia
zasilania to najbardziej rozpowszechniony sposób ochrony. Ochrona ta polega na
spowodowaniu w określonym czasie samoczynnego wyłączenia chronionego obwodu lub
urządzenia w przypadku uszkodzeń – zwarć miedzy częścią czynna i częścią przewodzącą
dostępną lub przewodem ochronnym tego obwodu albo urządzenia – wywołujących napięcie
dotykowe na częściach przewodzących dostępnych o wartościach niebezpiecznych dla
zdrowia i życia.
Graniczne dopuszczalne długotrwale napięcia dotykowe są równe 50 V dla prądu
przemiennego i 120 V dla prądu stałego nietętniącego, a w warunkach zwiększonego
zagrożenia wynoszą one odpowiednio 25 oraz 60 V.
Samoczynne wyłączenie zasilania jest wymagane wtedy, gdy ze względu na wartość i
czas utrzymywania się napięcia dotykowego w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej,
mogą wystąpić niebezpieczne dla ludzi skutki patofizjologiczne.
W przypadku powstania zwarcia pomiędzy przewodem liniowym a częścią przewodzącą
dostępną lub przewodem ochronnym w obwodzie, urządzenie ochronne powinno
samoczynnie przerwać zasilanie przewodu liniowego lub urządzenia, w wymaganym czasie.
Samoczynne wyłączenie zasilania według PN-HD 60364-4-41 jest środkiem ochrony, w
którym:
ochrona podstawowa jest zapewniona przez podstawową izolację części czynnych
lub przez przegrody lub obudowy oraz
ochrona przy uszkodzeniu jest zapewniona przez ochronne połączenia
wyrównawcze i samoczynne wyłączenie w przypadku uszkodzenia.
Samoczynne wyłączenie jest najczęściej stosowanym środkiem ochrony przy
uszkodzeniu w układach TN, TT i IT. Dla każdego z tych układów obwód prądu
zwarciowego jest inny, dlatego stawiane są inne wymagania dotyczące czasu samoczynnego
wyłączenia zasilania i uziemień przewodów ochronnych.
2
Maksymalny czas wyłączenia w przypadku pojedynczego uszkodzenia w układzie TN i
TT mają różne wartości dla:
a) końcowych obwodów odbiorczych w układach TN i TT, w których prądy nie mogą
przekraczać 32 A,
b) obwodów odbiorczych w układach TN i TT nie wymienionych w p. a,
c) obwodów rozdzielczych w układach TN i TT.
Maksymalne czasy wyłączenia podane w tablicy powinny być stosowane do obwodów
końcowych w układach TN i TT o prądzie nieprzekraczającym 32 A.
Maksymalne czasy wyłączenia
W przypadku gdy samoczynne wyłączenie nie może być uzyskane w czasie
wymaganym, to należy zastosować ochronę uzupełniającą przez zastosowanie dodatkowego
połączenia wyrównawczego lub wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) jako urządzenie
wyłączające.
Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania polega na utworzeniu pętli zwarciowych
poprzez przewody ochronne łączące dostępne części przewodzące z punktem neutralnym
sieci lub z ziemią (w zależności od układu sieci) oraz zastosowaniu urządzeń ochronnych
zapewniających wyłączenie przewodu liniowego w wymaganym czasie. Takie połączenie, w
3
przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej, tworzy metaliczną pętlę zwarciową (oznaczoną
na rysunku linią przerywaną).
Rys.1. Obwód jednofazowego zwarcia w układzie TN-C-S
Parametry urządzeń ochronnych i impedancja obwodu powinna spełniać następujący
warunek:
Zs x Ia ≤ Uo
gdzie:
Zs– impedancja pętli zwarciowej, w Ω, obejmującej źródło zasilania, przewód liniowy aż do
punktu zwarcia i przewody ochronne między punktem zwarcia a źródłem,
Ia– prąd wyłączający, powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w
wymaganym czasie,
Uo- napięcie znamionowe instalacji a.c. lub d.c. przewodu liniowego względem ziemi, w V.
Prąd Ia zapewniający samoczynne zadziałanie urządzenia zabezpieczającego powinien być
wyznaczony na podstawie charakterystyk czasowo-prądowych. Jeżeli jest stosowane
urządzenie ochronne różnicowoprądowe (RCD), prąd Ia jest różnicowym prądem
zadziałania zapewniającym wyłączenie w czasie określonym w PN-HD 60364. Jeżeli
urządzeniem ochronnym jest wyłącznik różnicowoprądowy, to czasy wyłączenia odnoszą się
do przewidywanych różnicowych prądów zwarcia większych niż znamionowy prąd
różnicowy RCD (zwykle 5 IΔn ).
4
2. Wyłączniki instalacyjne i bezpieczniki
Jednym z elementów ochrony przeciwporażeniowej a jednocześnie zabezpieczeń sieci i
urządzeń niskiego napięcia przed przeciążeniami i zwarciami są bezpieczniki topikowe.
Przerwanie obwodu elektrycznego bezpiecznika realizowane jest przez przetopienie się
jednego z jego elementów (wkładki topikowej). Przetopienie elementu topikowego powoduje
zapłon łuku, który jest dalej podtrzymany płynącym prądem awaryjnym. Aby łuk zgasł, a tym
samym nastąpiło przerwanie obwodu, natężenie prądu musi spaść poniżej wartości progowej.
Aby przyspieszyć proces gaszenia łuku, topik zasypany jest piaskiem kwarcowym, piasek
rozprasza i chłodzi łuk. Do gaszenia łuku stosuje się też układy wydmuchiwania łuku oraz
wypełnianie bezpieczników płynem. Główne zastosowanie bezpieczników to: