Elektryka dla każdego – ochrona przeciwporażeniowa

Autor Mateusz_Waygart

Najczęstszymi przyczynami nieszczęśliwych wypadków związanych z użytkowaniem instalacji i urządzeń elektrycznych są:

  1. Uszkodzenie urządzenia lub części instalacji elektrycznej,
  2. Uszkodzenie izolacji i pojawienie się napięcia na elementach, które w normalnych warunkach pracy nie znajdują się pod napięciem,
  3. Nieprawidłowe użytkowanie urządzeń i instalacji – w tym samodzielne naprawy i przeróbki.

Prąd elektryczny ma negatywny wpływ na człowieka, powoduje wiele daleko idących zmian w organizmie: fizycznych i chemicznych. Porażenie prądem elektrycznym może mieć charakter bezpośredni – wtedy przez organizm przepływa prąd elektryczny lub pośredni – poparzenie łukiem elektrycznym.

Występuje kilka progów granicznych dla prądów rażeniowych o częstotliwości sieciowej (50 Hz):

  1. 0,5 mA – jest to pierwszy poziom bezpieczeństwa, wartość 0,5 mA jest górną wartością prądów nieodczuwalnych w dowolnie długim czasie,
  2. 6 mA – jest to drugi poziom bezpieczeństwa, którego wartość jest górną granicą prądu samouwolnienia,
  3. 30mA – trzeci poziom bezpieczeństwa będący górną granicą wartości prądu, która nie zagraża życiu przy założeniu, że czas rażenia nie przekracza kilkunastu sekund.

Powyższe progi mają zastosowanie dla przepływu prądu elektrycznego na drodze: ręka-ręka, ręka-nogi. Wartości graniczne dla prądów stałych są dwukrotnie większe od prądów granicznych częstotliwości sieciowej. Niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym zależy od rodzaju prądu i jego częstotliwości. Duży wpływ na stopień porażenia elektrycznego ma stan psychofizyczny osoby rażonej oraz droga i czas przepływu.

Chcąc wykluczyć całkowicie lub zmniejszyć do minimum prawdopodobieństwo powstania nieszczęśliwych wypadków związanych z porażeniem prądem elektrycznym stosuje się środki techniczne zwane środkami ochrony przeciwporażeniowej.

Podstawowe środki ochrony przeciwporażeniowej

Do tej grupy środków ochronnych zaliczamy wszystkie elementy zabezpieczające przed porażeniem prądem elektrycznym w normalnych warunkach pracy. Ich zadaniem jest uniemożliwienie dotknięcia elementów czynnych instalacji elektrycznych, które znajdują się pod napięciem. Zapewnia to odpowiednia budowa i montaż urządzeń elektrycznych.

  1. Izolacja uniemożliwiająca dotknięcie elementów znajdujących się pod napięciem oraz przedostanie się tego napięcia na elementy dostępne dla użytkownika,
  2. Osłony części znajdujących się pod napięciem, które nie posiadają w swojej budowie izolacji,
  3. Umieszczenie na wysokości nie izolowanych części instalacji elektrycznych , które znajdują się pod napięciem uniemożliwiając zbliżenie się użytkownika i dotknięcia tych elementów,
  4. Ogrodzenia uniemożliwiające zbliżenie się do części instalacji znajdujących się pod napięciem.

Najczęściej mówiąc o ochronie podstawowej mamy na uwadze izolację podstawową, przegrody i obudowy urządzeń i aparatów elektrycznych.

Dodatkowe środki ochrony przeciwporażeniowej

Ta grupa środków ochronnych ma za zadanie zapobiegać skutkom rażenia prądem elektrycznym spowodowanego pojawieniem się napięcia na przewodzących częściach urządzenia i instalacji nie będących w trakcie normalnej pracy pod napięciem. W typowych instalacjach elektrycznych są stosowane następujące dodatkowe środki ochrony przeciwporażeniowej, tzw. ochrona przy uszkodzeniu:

  1. zerowanie – samoczynne wyłączenie zasilania,
  2. ochronne obniżenie napięcia roboczego,
  3. izolacja ochronna,
  4. separacja odbiorników.

Zerowanie – samoczynne wyłączenie zasilania:

ochrona przeciwporażeniowa wrocławZerowaniem nazywamy bezpośrednie połączenie metalowych części urządzenia elektrycznego z uziemionym przewodem ochronnym PE w instalacjach TN-S lub N w instalacjach TN-C. Ten rodzaj ochrony jest stosowany w sieciach niskiego napięcia 0,4 kV. W przypadku pojawienia się niebezpiecznego napięcia na zerowanych częściach uszkodzone urządzenie powinno zostać dostatecznie szybko odłączone od sieci elektrycznej. Ogromne znaczenie ma tutaj wartość prądu zwarciowego, który jest zależny od impedancji obwodu zwarciowego. Odpowiednio duży prąd zwarciowy uzyskujemy poprzez dobór przewodów o małej rezystancji, które tworzą obwód zwarciowy.

Ochronne obniżenie napięcia roboczego

Jest to działanie polegające na zasilaniu urządzeń na których może się pojawić napięcie dotykowe, napięciem roboczym nie przekraczającym wartości bezpiecznych napięć dotykowych. Skuteczność takiego środka ochrona wynika założenia, że napięcie dotykowe nie przekracza wartości napięcia roboczego. W urządzeniach i instalacjach prądu przemiennego stosuje się instalacje elektryczne o napięciu 42 V lub 24 V. Do zasilania tych instalacji najczęściej wykorzystuje się transformatory obniżające napięcie zwane transformatorami bezpieczeństwa. Ich konstrukcja uniemożliwia przedostanie się napięcia wyższego ze strony pierwotnej do strony wtórnej niższego napięcia. Ochronne obniżenie napięcia stosuje się do zasilania odbiorników o małej mocy, najczęściej obwodów oświetleniowych.

Izolacja ochronna

Jest tym środkiem ochrony przeciwporażeniowej, w którym funkcję ochronną realizuje się za pomoc zastosowania izolacji podwójnej, izolacji wzmocnionej lub osłony ochronnej w izolacji. Izolacja podwójna składa się z izolacji podstawowej oraz izolacji dodatkowej co najmniej równoważnej pod względem elektrycznym i mechanicznym w stosunku do izolacji podstawowej. Zastosowanie izolacji podwójnej zmniejsza prawdopodobieństwo pojawienia się napięcia dotykowego co wynika z faktu, że jednoczesne uszkodzenie mechaniczne i elektryczne izolacji podstawowej i dodatkowej jest mniej prawdopodobne niż samej izolacji podstawowej. Izolacja wzmocniona jest ulepszoną wersją izolacji podstawowej o właściwościach elektrycznych i mechanicznych przynajmniej takich samych jak izolacja podwójna, spełniając takie same zadanie jak izolacja podwójna. Ochronna osłona izolacyjna występuje najczęściej jako pokrycie nie należące do obwodu elektrycznego części znajdujących się pod napięciem w sposób uniemożliwiający ich dotknięcie z zewnątrz. Jest środkiem o dużej niezawodności ochronnej, często stosowanym w domowych odbiornikach energii elektrycznej: pralki, roboty kuchenne, odkurzacze.

Separacja odbiorników

Separację obwodu zasilającego od obwodu odbiorczego jako środek dodatkowej ochrony przeciwporażeniowej stosuje się w instalacjach elektrycznych o znamionowym napięciu przemiennym nie przekraczającym wartości 500 V. Oddzielenie obwodów – ich separację uzyskuje się za pomocą transformatora separacyjnego lub przetwornicy separacyjnej. Obwodu separacyjnego nie uziemiamy, nie zerujemy i nie łączymy z innymi obwodami elektrycznymi.

Uzupełniające środki ochrony przeciwporażeniowej

Jest to grupa środków technicznych, którą stosuje się w warunkach zwiększonego zagrożenia jako uzupełnienie ochrony podstawowej i dodatkowej. Do tej grupy środków zaliczamy wyłączniki różnicowoprądowe i miejscowe ochronne połączenia wyrównawcze.

Jeżeli chodzi o budowę i zasadę działania wyłączników różnicowoprądowych to zapraszam do lektury wpisu pod tym linkiem: Jak działa wyłącznik różnicowo-prądowy?

Dodaj komentarz