Dodatkowa ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektrycznych

1. Dodatkowa ochrona przeciwporażeniowa w urządzeniach elektrycznych o napięciu nominalnym powyżej 1 kV Symbol: Politechnika Poznańska Instytut Elektroenergetyki doc. dr inż.. Witold Hoppel

2. Środki ochrony: • organizacyjne, • - techniczne: • ochrona podstawowa przed dotykiem bezpośrednim, • ochrona dodatkowa przy dotyku pośrednim. • Ochrona podstawowa za pomocą: • obudowy, • przegrody (ściany, drzwi, osłony np. siatka o wysokości przynajmniej 180 cm), • przeszkody (ściany i drzwi niższe niż 180 cm, łańcuchy, poręcze), • umieszczenie poza zasięgiem ręki.

3. Definicje: Ziemia – środowisko budowli inżynierskich, jak również material przewodzący prąd; przykładowe typy gruntu: humus, ił, piasek, żwir, kamień. Ziemia odniesienia – obszar ziemi znajdujący się poza strefą wpływu uziomu układu uziemiającego, tj. obszar, w którym różnica potencjałów dwóch dowolnych punktów nie zmienia się po wpływem prądu uziomowego. Uziom – część przewodząca mająca dobrą styczność z ziemią lub przewód umieszczony w betonie stykającym się z ziemią na dużej powierzchni (np. uziom fundamentowy).

4. Instalacja uziemiająca – lokalnie ograniczony układ połączonych elektrycznie uziomów lub metalowych części wykorzystywanych dla celów uziemiania (np.. fundamentów słupów, zbrojeń lub metalowych powłok kabli, przewodów uzimiających, i przewodów wyrównawczych). Uziemić – połączyć z ziemią część elektrycznie przewodzącą przez instalację uziemiającą. Uziemienie – ogół środków i przedsięwzięć wykonanych w celu uziemienia. Rezystancją uziemienia jest rezystancja występująca pomiędzy uziomem a ziemią odniesienia.

5. Jedynym środkiem ochrony dodatkowej jest • uziemienie ochronne.

6. Środki uzupełniające na zewnątrz budynków: • Wykonanie zewnętrznych ścian z materiałów nieprzewodzących i unikanie metalowych części, które można dotknąć z zewnątrz. • Wyrównanie potencjałów poprzez zastosowanie uziomu położeonego na głebokości najwyżej 0,5 m, na zewnątrz ściany, w odległości około 1 m od niej i połączonego z układem uziomowym. • Zastosowanie izolacji stanowiska obsługi (nie mylić z izolacją stanowiska pracy w niskim napięciu). Wartwy izolacyjne: • asfaltu na odpowiednim podłożu (np.. na żwirze), • pokrycie izolacyjne o mininalnych wymaiarach 1m * 1m i grubości przynajmniej 2,5 mm. • tłucznia o grubości co najmniej 100 mm,

7. Przy zewnętrznych ogrodzenaich instalacji napowietrznych: • ogrodzenia z materiału nieprzewodzącego lub siatki drucianej pokrytej tworzywem sztucznym, • sterowanie potencjałem poprzez uziom w odl. 1 m na głebokości 0,5 m, • specjalne wykonanie bram.

8. W instalacjach wnętrzowych: • uziomy fundamentowe, • wykonanie stanowisk obsługi z metalu i połąćzenie w wszystkimi częściami metalowymi, które powinny być uziemione, • - izolowanie od napiecia uziomowego stanowisk obsługi.

9. Napięcie uziomowe (UE) jest napięciem występującycm podczas doziemienia pomiędzy układem uziomowym a ziemią odniesienia. Napięcie dotykowe rażeniowe (UT) jest częścią napięcia uziomowego wywołanego doziemieniem, która może pojawić się na ciele człowieka zakładając, że prąd przepływa przez ciało człowieka na drodze ręka-stopy (pozioma odległość do części dotykanej1 m) (pratycznie: spadek napięcia na rezystancji 1 kW) Napięcie dotykowe spodziewane (UST) to napięcie, które pojawia się podczas doziemienia między częściami przewodzącymi a ziemią, gdy części te nie są dotykane (praktycznie – różnica potencjałów). Napięcie krokowe rażeniowe (US) jest częścią napięcia uziomowego,wywołanego doziemieniem, które może pojawić się na ciele człowieka między stopami rozstawionymi na odległość 1 m zakładając, że prąd przepływa przez ciało czlowieka na drodze stopa-stopa.

10. OBOWIĄZUJE aST- współczynnik zależny od kształtu uziomu

11. Rezystancja uziemienia RE zależy od: • rezystywności gruntu, • wymiarów uziomu, • głebokości pogrążenia. • Rezystancja uziomu pionowego o krawędzi na powierzchni gruntu :

12. Rezystancja uziomu pionowego pogrążonego w gruncie na głębokości t:

13. Rezystancja uziomu kratowego: gdzie: L – suma długości wszystkich boków oczek kraty w m.

14. Znać, że taki wykres jest i jego zarys (np. 75 – 750 V) lub szkic.

15. Schemat układu do pomiaru napięcia dotykowego i dotykowego rażeniowego

16. Schemat do badania uziomu stacji

17. Układ do badania uziomu podczas ćwiczenia laboratoryjnego Jeśli Im=0, to może występować Um>0 – napięcie zakłócające, potencjał własny uziomu

20. Podczas zajęć laboratoryjnych przyjąć, że: • czas trwania zagrożenia porażeniowego wynosi 10 sekund, • -prąd uziomowy wg zaleceń prowadzącego, ale w granicach od 50 do 5000 A. • Wartość prądu zuimowego zależy od typu oraz napięcia sieci • i wielu innych czynników.

21. Badanie uziomu stacji elektroenergetycznej • 1. Wzory do obliczeń. Rezystancję uziemienia oblicza się wg wzoru: • Napięcia rażeniowe przelicza się wg wzorów: • Um – zmierzone napięcie uziomowe, • Im – prąd w obwodzie pomiarowym • 2. Dane wyjściowe: • czas trwania zwarcia (przepływu prądu rażeniowego) ……… sekund • IE = ……….A

22. 3. Wyniki pomiarów i obliczeń Um = ….…V Im = …….. A k= ……… Rezystancja uziemienia: ……………… W