6-2. Elektryczność statyczna i energia elektryczna

Ochrona podstawowa (przed dotykiem bezpośrednim) jest realizowana przez (6-2. slajd 19):

• izolowanie części czynnych,
• stosowanie obudów i osłon,
• stosowanie barier i przeszkód,
• umieszczenie części czynnych poza zasięgiem ręki.

Ochrona przez izolowanie części czynnych jest ochroną wykonaną zwykle w procesie produkcyjnym przez wytwórcę urządzenia. Musi być w szczególności dostosowana do narażeń wewnętrznych, wynikających z charakteru urządzenia elektrycznego (napięć oraz możliwych przepięć), a także dostosowana do spodziewanych narażeń zewnętrznych i środowiskowych, takich jak: podwyższona wilgotność, niska lub wysoka temperatura, narażenia mechaniczne, agresywność chemiczna otaczającego środowiska, bezpośrednio padające światło słoneczne itp.

6-2. slajd 19

Ochrona podstawowa

(rysunki: 30-32)

Rys. 30.

Rys. 31.

Rys. 32.

Ochrona przez stosowanie obudów lub osłon (przegród) może być uznana za ochronę podstawową pod następującymi warunkami:

• obudowy lub osłony nie mogą dać się usunąć bez użycia narzędzia lub klucza albo mają umożliwiać dostęp do części czynnych tylko po odłączeniu ich od napięcia zasilania albo powinny zapewniać osłonięcie niebezpiecznych części czynnych przegrodą demontowaną przy użyciu klucza lub narzędzia,
• obudowy i osłony muszą mieć stopień ochrony [N.48] dobrany do realnie występujących (lub potencjalnych) warunków środowiskowych i narażeń – obejmujących zarówno wnikanie ciał obcych (dłoń, palec, narzędzie, drut, pył, itp.), jak i cieczy- mogących negatywnie oddziaływać na bezpieczeństwo ludzi i urządzenia; z reguły przyjmuje się co najmniej IP 2X, natomiast łatwo dostępne górne powierzchnie poziome - IP 4X; warunek ten nie dotyczy gniazd bezpiecznikowych i opraw żarówek,
• muszą być odporne na normalnie występujące w warunkach eksploatacji (ale i na dające się racjonalnie przewidzieć stany anormalne) narażenia zewnętrzne: mechaniczne [N.22], temperaturę, wilgotność, agresywność chemiczną otaczającego środowiska itp.

Ochrona przez stosowanie przeszkód i barier jest ochroną przed niezamierzonym dotknięciem części czynnych. Może być stosowana tylko w przestrzeniach dostępnych wyłącznie dla osób posiadających odpowiednie kwalifikacje (np. przestrzenie lub pomieszczenia ruchu elektrycznego).

Wygrodzenie i pomieszczenie ruchu elektrycznego

(rysunki: 33-34)

Rys. 33.

Rys. 34.

Ochrona przez umieszczenie poza zasięgiem ręki polega na umieszczaniu części czynnych w sposób czyniący je niedostępnymi z danego stanowiska. Może być stosowana tylko w pomieszczeniach ruchu elektrycznego.

Ochrona dodatkowa (przed dotykiem pośrednim) w urządzeniach elektrycznych niskiego napięcia może być realizowana przez zastosowanie (6-2. slajd 20):

• samoczynnego wyłączania zasilania,
• urządzeń II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej,
• izolowanie stanowiska,
• nie uziemionych połączeń wyrównawczych,
• separacji elektrycznej,
• bardzo niskich napięć bezpiecznych.

6-2. slajd 20

Ochrona przez samoczynne wyłączenie zasilania jest najbardziej rozpowszechnionym środkiem ochrony przed dotykiem pośrednim, zalecanym do stosowania praktycznie we wszystkich instalacjach elektrycznych o napięciu do 1 kV. Ochrona ta może być stosowana we wszystkich układach sieciowych: TN, TT oraz IT. Maksymalne czasy wyłączania zasilania w przypadku wystąpienia napięć dotykowych na metalowych obudowach odbiorników są normowane w zależności od napięcia znamionowego sieci. Są one inne dla warunków środowiskowych normalnych (UL = 50 V) i o zwiększonym zagrożeniu (UL = 25 V).

Urządzeniami powodującymi samoczynne wyłączenie zasilania mogą być: bezpieczniki, wyłączniki samoczynne nadmiarowoprądowe, wyłączniki różnicowoprądowe (nie można stosować w układzie sieciowym TN-C), dobrane odpowiednio do parametrów układu zasilania i współpracujące z uziemionym przewodem ochronnym, który musi być dostępny w każdym punkcie instalacji i jest doprowadzony do każdej części przewodzącej dostępnej urządzenia. Przewody ochronne, dla zapewnienia wymaganej skuteczności środka ochrony, muszą spełniać szczegółowe kryteria dotyczące ich ciągłości, wytrzymałości na występujące narażenia, pola przekroju poprzecznego i jakości wykonania połączeń. Dla uniknięcia pomyłek powinny być wyraźnie wyróżnione – poprzez kształt (np. jako ekran kabla), oznaczenie literowe (PE lub PEN) bądź zastosowanie zastrzeżonej kombinacji barw: żółtej i zielonej [N.45].

Skuteczność samoczynnego wyłączenia zasilania wydatnie wzrasta w wyniku zastosowania połączeń wyrównawczych. 

Ochrona dodatkowa i przewód uziemiający

(rysunkie: 35-36)

Rys. 35.

Rys. 36.

Ochrona przez zastosowanie urządzenia II klasy ochronności lub o izolacji równoważnej polega na niedopuszczeniu do pojawienia się niebezpiecznego napięcia dotykowego na częściach przewodzących dostępnych. Jest ona realizowana poprzez zastosowanie izolacji podwójnej lub wzmocnionej albo obudowy izolacyjnej, spełniającej odpowiednie wymagania.

Urządzenia fabryczne zbudowane w II klasie ochronności muszą być w widocznym miejscu oznaczone symbolem.

W przypadku metalowych urządzeń, umieszcza się części występujących w widocznym miejscu na zewnątrz i wewnątrz obudowy (po jej otwarciu) symbol zakazujący przyłączania przewodu ochronnego do części przewodzących dostępnych (obudowy), a także zamkniętych wewnątrz obudowy izolacyjnej.

Ochrona dodatkowa i przewód uziemiający

(rysunki: 37-38)

Rys. 37.

Rys. 38. 

Ochrona przez zastosowanie izolowania stanowiska ma na celu zapobieżenie możliwości porażenia prądem elektrycznym w wyniku równoczesnego dotknięcia części przewodzących o różnych potencjałach, czyli uniemożliwienie równoczesnego dotknięcia (6-2. slajd 21):

• jednej części przewodzącej dostępnej i dowolnej części przewodzącej obcej, w tym przewodzącego stanowiska, oraz
• dwóch części przewodzących dostępnych.

Ochronę przez izolowanie stanowiska można stosować wyłącznie w pomieszczeniach nie narażonych na działanie wilgoci, o izolacyjnych powierzchniach, nie narażonych na działanie wilgoci. Zabronione jest stosowanie przewodu ochronnego. Ponieważ stosowanie środka ochrony wymaga ścisłego przestrzegania zasad bezpieczeństwa, jego stosowanie ograniczone jest do pomieszczeń nadzorowanych przez osoby poinstruowane lub wykwalifikowane [N.107].

6-2. slajd 21

Ochrona przez zastosowanie nie uziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych polega na połączeniu ze sobą wszystkich jednocześnie dostępnych części przewodzących obcych i części przewodzących dostępnych na stanowiskach izolowanych nie uziemionym połączeniem wyrównawczym. System nie uziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych nie powinien mieć połączenia z ziemią przez łączone części przewodzące dostępne lub obce W praktyce skuteczność środka jest trudna do zrealizowania ze względu na stosunkowo rzadkie występowanie lokalizacji bez uziemionych elementów – dlatego też jego stosowanie ograniczone jest do pomieszczeń nadzorowanych przez osoby poinstruowane lub wykwalifikowane [N.107] .

Ochrona przez zastosowanie separacji elektrycznej polega na zasilaniu (jednego lub więcej) urządzenia separowanego ze źródła separacyjnego, którym najczęściej jest transformator separacyjny lub przetwornica separacyjna [N.107] 6-2. slajd 22). 

6-2. slajd 22

Części czynne obwodu separowanego nie mogą być połączone w żadnym punkcie z innym obwodem lub z ziemią Narzuca to konieczność rygorystycznego przestrzegania zasady, by w żadnym przypadku nie dopuścić do uziemienia odseparowanego obwodu, np. wskutek uszkodzenia izolacji przewodów. Dlatego też, w pewnych przypadkach, ogranicza się długość obwodu odbiorczego. Natomiast w przypadku korzystania z więcej niż jednego odbiornika zasilanego ze źródła separacyjnego, wykonać należy nieuziemione połączenie wyrównawcze, co komplikuje układ połączeń i sprawia, że stosowanie tego wariantu rozwiązania ograniczone jest do pomieszczeń nadzorowanych przez osoby poinstruowane lub wykwalifikowane [N.107].

Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i dotykiem pośrednim polega na zasilaniu urządzeń bardzo niskim napięciem, nazywanym również tradycyjnie w Polsce ochronnie obniżonym napięciem roboczym (6-2. slajd 23).

6-2. slajd 23

Wartość ochronnie obniżonego napięcia zasilającego między dowolnymi biegunami źródła i względem ziemi musi być odpowiednia dla warunków środowiskowych i rodzaju prądu i nie może być wyższa od napięcia UL równego:

• 50 V prądu przemiennego i 120 V prądu stałego - przy normalnej wilgotności i rzadkim kontakcie ludzi z potencjałem ziemi,
• 25 V prądu przemiennego i 60 V prądu stałego - w pomieszczeniach wilgotnych, przy częstym i ciągłym kontakcie ludzi z potencjałem ziemi,
• 12 V prądu przemiennego i 30 V prądu stałego - w pomieszczeniach mokrych i gdy ciało jest zanurzone w wodzie.

Źródłem bardzo niskiego napięcia powinien być:

• transformator ochronny albo urządzenie równoważne,
• źródło elektrochemiczne (np. bateria akumulatorów),
• inne urządzenia elektryczne i elektroniczne, spełniające odpowiednie wymagania.

Gniazda wtyczkowe i wtyczki stosowane w obwodach o bardzo niskim napięciu nie mogą pasować do wtyczek i gniazd wtyczkowych stosowanych w innych obwodach W zależności od odseparowania obwodu od ziemi i od innych obwodów, wyróżnia się układy SELV (odseparowane) i PELV (w których może występować połączenie z ziemią).

Zasilanie bardzo niskim napięciem
(rysunek 39)

Rys. 39.