Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: BUDOWA ORAZ EKSPLOATACJA INSTALACJI I URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH KOD: ES1C710213 Ćwiczenie nr: 6 Temat ćwiczenia: BADANIA SKUTECZNOŚCI OCHRONY PRZECIWPORAŻENIOWEJ Opracował: dr inż. Zbigniew Skibko 2016
13
Embed
Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i ...zskibko.bial.com.pl/instrukcje/eks/6 Badania skutecznosci ochrony.pdf · W ocenie skuteczności ochrony przed dotykiem
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
Wydział Elektryczny
Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:
BUDOWA ORAZ EKSPLOATACJA INSTALACJI I URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH
KOD: ES1C710213
Ćwiczenie nr: 6
Temat ćwiczenia:
BADANIA SKUTECZNOŚCI OCHRONY
PRZECIWPORAŻENIOWEJ
Opracował:
dr inż. Zbigniew Skibko
2016
2
3
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z wymaganiami stawianymi instalacjom
elektrycznym, z metodami kontroli stanu instalacji oraz z zasadą działania i zakresem
stosowania podstawowych mierników wykorzystywanych do badań.
2. Wiadomości ogólne
Praca przy urządzeniach elektroenergetycznych, może być przyczyną wystąpienia
nieszczęśliwego wypadku, spowodowanego bezpośrednim lub pośrednim działaniem prądu
elektrycznego na organizm ludzki. Do podstawowych przyczyn porażeń prądem
elektrycznym należą:
- wadliwa budowa urządzeń,
- uszkodzona izolacja urządzenia,
- nieprzestrzeganie przepisów bezpieczeństwa pracy.
Skutki porażenia prądem elektrycznym zależą głównie od:
- natężenia prądu przepływającego przez ciało człowieka;
- czasu, w którym przepływa przez organizm ludzki prąd rażeniowy;
- drogi przepływu prądu w organizmie.
Rozróżnia się dwa rodzaje środków ochrony przeciwporażeniowej: ochrona przed
dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa) i ochrona przed dotykiem pośrednim
(ochrona dodatkowa).
Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona przeciwporażeniowa podstawowa)
ma na celu wyeliminować lub ograniczyć prawdopodobieństwo bezpośredniego dotyku
przez człowieka i zwierzęta części czynnych (części znajdujących się pod napięciem w
czasie normalnej pracy urządzeń elektrycznych) instalacji elektrycznych lub odbiorników.
Ochrona ta realizowana jest poprzez:
4
– izolowanie części czynnych urządzeń,
– umieszczenie części czynnych urządzeń i elementów instalacji poza zasięgiem ręki,
– użycie ogrodzenia lub obudowy,
– zastosowanie barier i przeszkód uniemożliwiających dotknięcie części czynnych.
Ochrona przy uszkodzeniu (przed dotykiem posrednim) ma ona na celu zapobieganie
niebezpiecznym skutkom dotknięcia części przewodzących dostępnych, w przypadku
pojawienia się (w warunkach zakłóceniowych) na nich napięcia.
Ochrona przed dotykiem pośrednim realizowana jest poprzez zastosowanie:
urządzeń o II klasie ochronności –zastosowanie izolacji urządzeń o takich parametrach
technicznych, aby ograniczała do minimum porażenie prądem elektrycznym.
izolacji stanowiska – izolowanie stanowiska od ziemi i wyrównanie potencjałów
części przewodzących obcych, dostępnych z tego stanowiska.
połączeń wyrównawczych – celowych połączeń elektrycznych, które zapobiegają
występowaniu niebezpiecznych napięć dotykowych pomiędzy jednocześnie
dostępnymi częściami przewodzącymi. Połączenia te łączą z głównym zaciskiem
uziemiającym główny przewód ochronny (lub ochronno-neutralny) oraz wszystkie
elementy przewodzące znajdujące się w danym budynku (np.: rury wodociągowe,
gazowe, centralnego ogrzewania, metalowe elementy konstrukcyjne, itp.).
separacji elektrycznej – rozdzielenie (np. przy użyciu transformatora separacyjnego)
obwodu zasilającego i odbiorczego tak, aby w razie uszkodzenia izolacji podstawowej,
w obwodzie separowanym nie wystąpiły warunki grożące porażeniem elektrycznym.
samoczynnego wyłączenia zasilania – połączenie części przewodzących dostępnych
(nie znajdujących się w warunkach normalnej pracy pod napięciem, lecz w wyniku
uszkodzenia mogących się znaleźć pod napięciem) z uziemionym przewodem
ochronnym PE (lub przewodem ochronno-neutralnym PEN) i spowodowanie (w
warunkach zakłóceniowych) samoczynnego wyłączenia zasilania. Urządzenie
zabezpieczające (wyłączające) powinno działać w taki sposób, aby w przypadku
zwarcia między częścią czynną a częścią przewodzącą dostępną, napięcie na części
przewodzącej dostępnej zostało wyłączone w czasie nie powodującym
5
niebezpiecznych skutków patofizjologicznych dla człowieka lub nie przekroczyło
wartości napięcia dopuszczalnego długotrwale UL.
W tabeli 1 podane zostały wartości najdłuższego dopuszczalnego czasu wyłączania w
sieciach typu TN. W pewnych okolicznościach dopuszcza się, aby czas wyłączenia był
dłuższy niż podany w tabeli, jednak nie dłuższy niż 5 s.
Tabela 1. Najdłuższe dopuszczalne czasy wyłączania zasilania w sieciach typu TN
Napięcie znamionowe
względem ziemi U0[V]
Czasy wyłączania [s] w warunkach, w których napięcie
dopuszczalne UL wynosi
50 V , 120 V – 25 V , 60 V –
1 2 3
120
230
400
580
0,8
0,4
0,4
0,2
0,35
0,20
0,20
0,05
W sieciach typu TN samoczynne wyłączenie zasilania może być realizowane przez
zastosowanie urządzeń ochronnych przetężeniowych (nadprądowych), takich jak:
– bezpieczniki,
– wyłączniki nadprądowe.
W ocenie skuteczności ochrony przed dotykiem pośrednim (ochrony dodatkowej)
bardzo istotne jest sprawdzenie warunku samoczynnego wyłączenia zasilania. Polega ono
na wyznaczeniu prądu zwarciowego przy zwarciu przewodu skrajnego z częścią
przewodzącą dostępną (np. metalowa obudowa silnika, bolec gniazdka instalacyjnego) i
sprawdzeniu warunku samoczynnego wyłączenia zasilania (zależność (1)). Do wyznaczenia
prądu zwarciowego konieczne jest wyznaczenie (przy pomocy pomiarów) rezystancji pętli
zwarciowej.
6
Skuteczność działania urządzeń ochronnych przetężeniowych określa warunek
samoczynnego wyłączenia zasilania:
Zs .Ia<Uo (1)
w którym: Zs - impedancja pętli zwarciowej obejmującej źródło zasilania, przewód
roboczy aż do punktu zwarcia i przewód ochronny między punktem zwarcia a źródłem; Ia -
prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia wyłączającego; U0 - napięcie
znamionowe względem ziemi.
Wartości prądu Ia można wyznaczyć z charakterystyk czasowo-prądowych podanych
dla poszczególnych typu urządzeń ochronnych przetężeniowych (nadprądowych). W
przypadku zainstalowania w instalacji elektrycznej wyłączników instalacyjnych
nadprądowych, wartość prądu Ia zależy od charakterystyki czasowo-prądowej wyzwalacza
elektromagnetycznego wyłącznika i wynosi odpowiednio:
dla wyłącznika z charakterystyką B: 5 . In,
dla wyłącznika z charakterystyką C: 10 . In,
dla wyłącznika z charakterystyką D: 20 . In,
przy czym: In – prąd znamionowy wyłącznika nadprądowego.
3. Pomiar impedancji pętli zwarcia przy pomocy wybranych urządzeń pomiarowych