ei_2004_11_s052.pdf

(1023 KB) Pobierz

ochrona przeciwporażeniowa

ochrona przeciwporażeniowa

zagadnienia ochrony

przeciwporażeniowej

w budynkach użyteczności

publicznej

dr inż. Stanisław Czapp, mgr inż. Kazimierz Litwin – Politechnika Gdańska

P od pojęciem budynku użytecz-

zakres i środki ochrony

przed porażeniem prądem

elektrycznym

Ochrona przeciwporażeniowa przy

dotyku pośrednim jest to zespół środ-

ków technicznych chroniących przed,

wynikłymi z uszkodzenia ochrony

przed dotykiem bezpośrednim, skut-

kami zetknięcia się człowieka z częścia-

mi przewodzącymi dostępnymi i/lub

częściami przewodzącymi obcymi. Wy-

różnia się [8] następujące środki ochro-

ny przy dotyku pośrednim:

 samoczynne wyłączenie zasilania,

 urządzenia II klasy ochronności lub

o izolacji równoważnej,

 izolowanie stanowiska,

 nieuziemione połączenia wyrów-

nawcze,

 separację elektryczną.

Najczęściej stosowanym środkiem

ochrony przy dotyku pośrednim jest sa-

moczynne wyłączenie zasilania przez

zabezpieczenia nadprądowe i/lub róż-

nicowoprądowe, gdyż w ten sposób

stosunkowo tanio i prosto można za-

pewnić bezpieczeństwo użytkowania

urządzeń elektrycznych. Urządzenie za-

bezpieczające powinno samoczynnie

wyłączyć zasilanie w taki sposób, aby

w następstwie zwarcia między częścią

czynną i częścią przewodzącą dostęp-

ną lub przewodem ochronnym obwo-

du lub urządzenia, spodziewane napię-

cie dotykowe przekraczające 50 V war-

tości skutecznej prądu przemiennego

lub 120 V nietętniącego prądu stałego,

było wyłączone tak szybko, żeby nie

wystąpiły skutki patoﬁzjologiczne dla

człowieka dotykającego w chwili zwar-

cia części przewodzących jednocześnie

dostępnych [8].

Dla zapewnienia prawidłowego dzia-

łania tego środka ochrony niezbędna

jest właściwa koordynacja zabezpieczeń

i impedancji pętli zwarciowej lub re-

zystancji uziemienia, a także zastoso-

wanie połączeń wyrównawczych. Ob-

liczeniowe lub pomiarowe sprawdza-

nie spełnienia tego wymagania pole-

ga na badaniu czułości zabezpieczeń

przy zwarciach doziemnych oraz ciągło-

ści połączeń ochronnych. Stawiane wy-

magania, praktyczna ich realizacja oraz

sposoby sprawdzania zależą od zasto-

sowanego układu sieci bądź instalacji:

TN, TT lub IT.

W układzie TN [7] zwarcie bezopo-

rowe dowolnego przewodu skrajnego

z przewodem ochronnym PE (ochron-

no-neutralnym PEN), powinno wywo-

łać przepływ prądu co najmniej równe-

go prądowi wyłączającemu poprzedza-

jącego zabezpieczenia zwarciowego, naj-

bliższego w kierunku źródła (rys. 1a) .

Warunek skuteczności ochrony jest wy-

rażony wzorem:

ności publicznej rozumie się [10]

budynek przeznaczony do wykony-

wania funkcji administracji publicz-

nej, wymiaru sprawiedliwości, kul-

tury, kultu religijnego, oświaty,

szkolnictwa wyższego, nauki, opieki

zdrowotnej, opieki społecznej i so-

cjalnej, obsługi bankowej, handlu,

gastronomii, usług, turystyki, spor-

tu, obsługi pasażerów w transporcie

kolejowym, drogowym, lotniczym

lub wodnym, poczty lub telekomu-

nikacji oraz inny ogólnodostępny bu-

dynek przeznaczony do wykonywa-

nia podobnych funkcji; za budynek

użyteczności publicznej uznaje się

także budynek biurowy i socjalny.

Nietrudno zauważyć, że jest to poję-

cie bardzo szerokie. Obiekty te mają

pewne cechy wspólne, jednakże jest

też dużo istotnych cech, które je róż-

nią. Nie jest możliwym omówienie

problematyki ochrony przeciwpora-

żeniowej w budynkach użyteczności

publicznej wyczerpująco w ramach

jednego artykułu. W zasadzie nale-

żałoby każdemu obiektowi poświę-

cić osobne opracowanie. Niniejszy

artykuł ma na celu przedstawienie

wybranych problemów związanych

z ochroną przeciwporażeniową,

z którymi można się spotkać w in-

stalacjach budynków użyteczności

publicznej. Główną uwagę zwrócono

na ochronę przy dotyku pośrednim,

która jest najczęściej realizowana

przez samoczynne wyłączenie zasi-

lania. Poruszono również problema-

tykę stosowania w tych instalacjach

zabezpieczeń różnicowoprądowych

oraz połączeń wyrównawczych.

Wybór zakresu oraz środków ochro-

ny przeciwporażeniowej zależy od stop-

nia zagrożenia porażeniowego, na który

mają wpływ: napięcie względem ziemi,

charakteryzujące urządzenie elektrycz-

ne, oraz warunki środowiskowe, które

mogą powodować zmniejszenie impe-

dancji ciała lub sprzyjać styczności czło-

wieka z potencjałem ziemi [6]. W insta-

lacjach elektrycznych 3×230/400 V na-

leży stosować ochronę przed dotykiem

bezpośrednim (ochrona przeciwpora-

żeniowa podstawowa) i ochronę przy

dotyku pośrednim (ochrona przeciw-

porażeniowa dodatkowa).

Ochrona przed dotykiem bezpo-

średnim jest to zespół środków tech-

nicznych chroniących przed zetknię-

ciem się człowieka z częściami czyn-

nymi, czyli będącymi w normalnych

warunkach pod napięciem oraz przed

udzieleniem się napięcia częściom prze-

wodzącym dostępnym, czyli dostęp-

nym dla dotyku częściom metalowym,

np. obudowom odbiorników, które mo-

gą się znaleźć pod napięciem w wyniku

uszkodzenia urządzenia. Wyróżnia się

następujące środki ochrony przed do-

tykiem bezpośrednim [8]:

 izolowanie części czynnych,

 umieszczenie poza zasięgiem ręki,

 ogrodzenia lub obudowy,

 bariery.

Należy pamiętać, że niektóre środki

ochrony przed dotykiem bezpośrednim

mogą być stosowane w miejscach, do

których mają dostęp tylko osoby poin-

struowane lub z kwaliﬁkacjami.

U

Z

o

≥

I

(1)

s

gdzie:

U o – napięcie względem ziemi, w [V],

Z s – impedancja pętli zwarcia przewo-

du skrajnego z przewodem ochronnym,

w [Ω],

I a – prąd wyłączający zabezpieczenia,

w [A].

Wymaganie to powinno być speł-

nione przy zwarciach w punktach naj-

bardziej odległych od poprzedzającego

zabezpieczenia zwarciowego. W mia-

rę możliwości, drogą stopniowej mo-

dernizacji należy dążyć do wyelimi-

nowania układu TN-C w instalacjach

elektrycznych. Znajdujące się do chwi-

li obecnej w eksploatacji przewody alu-

miniowe w układzie TN-C, mogą być

www.elektro.info.pl

nr 11/2004

52

946964468.501.png

946964468.512.png

946964468.523.png

946964468.534.png

946964468.001.png

946964468.012.png

946964468.023.png

946964468.034.png

946964468.045.png

946964468.056.png

946964468.067.png

946964468.078.png

946964468.089.png

946964468.100.png

946964468.111.png

946964468.122.png

stępne odbiorników są uziemione in-

dywidualnie lub grupowo, to przy zwar-

ciu podwójnym warunek skuteczności

ochrony przeciwporażeniowej dla każ-

dego odbiornika jest taki jak w układzie

TT. Przepływ prądu przy zwarciu po-

dwójnym w układzie z uziemieniami

indywidualnymi odbiorników przed-

stawiono na rysunku 4 .

Ochrona przeciwporażeniowa przez

samoczynne wyłączenie zasilania ściśle

zależy od zastosowanego układu sieci.

Specyﬁkąinstalacjielektrycznychwie-

lu budynków użyteczności publicznej

jest to, że mogą być zasilane ze źródeł

rezerwowych, w tym agregatów prą-

dotwórczych oraz zasilaczy bezprzer-

wowych UPS. W takim przypadku po

przejściu na zasilanie rezerwowe mo-

że się zmienić układ sieci, a więc istot-

nie zmienia się warunek skuteczności

ochrony przeciwporażeniowej. Jeżeli na-

wet układ sieci pozostanie bez zmian, to

– w układzie TN – może znacznie zwięk-

szyć się wartość impedancji pętli zwar-

ciowej i w konsekwencji spowodować

Rys. 1 Przepływ prądu przy zwarciu doziemnym: a) układ TN, b) układ TT

przyczyną groźnego porażenia prądem

elektrycznym przy zupełnie spraw-

nym odbiorniku. W wyniku przerwa-

nia przewodu ochronno-neutralnego

PEN spowodowanego upaleniem bądź

obluzowaniem przewodu w gnieździe

wtyczkowym, na przewodzącej obu-

dowie w pełni sprawnego odbiorni-

ka może pojawić się napięcie fazowe.

Zilustrowano to na rysunku 2 . Linia

przerywana obrazuje sposób przedo-

stania się niebezpiecznego napięcia

dotykowego na przewodzącą obudo-

wę odbiornika.

W układzie sieciowym TT prąd

zwarcia przewodu skrajnego z częścią

przewodzącą dostępną powoduje prze-

pływ prądu zwarciowego przez ziemię

(rys. 1b) . Samoczynne wyłączenie za-

silania powinno nastąpić dostatecz-

nie szybko (dopuszczalne czasy podano

w [8]). Warunek skuteczności ochrony

jest podany poniżej:

U L – napięcie dotykowe dopuszczalne

długotrwale, w [V],

I a – prąd wyłączający zabezpieczenia,

w [A].

W układzie IT z reguły nie wyma-

ga się samoczynnego wyłączania zasila-

nia przy pojedynczym zwarciu z ziemią.

Instaluje się urządzenie do kontroli sta-

nu izolacji (UKSI) dla wykrycia pierw-

szego doziemienia pomiędzy częścią

czynną a częścią przewodzącą dostęp-

ną lub ziemią. W razie obniżenia wy-

padkowej rezystancji izolacji doziem-

nej poniżej nastawionej wartości, urzą-

dzenie do kontroli stanu izolacji powin-

no włączać sygnał optyczny i akustycz-

ny. Uszkodzenie powinno być usunięte

przez służby eksploatacji.

Części przewodzące dostępne urzą-

dzeń powinny być uziemione indywi-

dualnie, grupowo lub zbiorowo. Rezy-

stancja uziemienia nie powinna prze-

kraczać wartości podanej wzorem:

I d – prąd jednofazowego zwarcia z zie-

mią, w [A].

Samoczynne wyłączenie zasilania

powinno natomiast nastąpić przy po-

dwójnym zwarciu z ziemią. Powinno

zadziałać co najmniej jedno z zabez-

pieczeń zwarciowych. Wymaganie to

powinno być spełnione niezależnie

od umiejscowienia obu zwarć i nieza-

leżnie od tego, w których przewodach

czynnych one wystąpiły. Jeżeli części

przewodzące dostępne wszystkich od-

biorników są przyłączone do wspól-

nego przewodu ochronnego (uziemie-

nie zbiorowe), to warunek skuteczno-

ści ochrony przeciwporażeniowej wy-

raża się zależnościami [8]:

 dla układu bez przewodu neutral-

nego:

reklama

3 U

2

⋅

Z

≤

o

(4)

s

⋅

I

a

 dla układu z przewodem neutral-

nym:

U

I

I R U

a

⋅

≤

(2)

R

≤

L

(3)

U o

2

A

L

A

' ≤

Z

(5)

d

s

⋅

I

a

gdzie:

R A – rezystancja uziemienia przewodu

ochronnego, w [Ω],

gdzie:

U L – napięcie dotykowe dopuszczalne

długotrwale, w [V],

gdzie:

U o – znamionowe napięcie między fazą

i punktem neutralnym, w [V],

I a – prąd wyłączający zabezpieczenia,

w [A],

Z s – impedancja pętli zwarciowej od

źródła zasilania do rozpatrywanego od-

biornika obejmująca przewód skrajny

i przewód ochronny, w [Ω],

Z’ s – impedancja pętli zwarciowej od

źródła zasilania do rozpatrywanego od-

biornika obejmująca przewód neutral-

ny i przewód ochronny, w [Ω],

Na rysunku 3 przedstawiono prze-

pływ prądu przy podwójnym zwarciu

z ziemią, kiedy występuje uziemienie

zbiorowe. Jeżeli części przewodzące do-

Rys. 2 Zagrożenie porażeniem spowodowane przerwaniem przewodu ochronno-

-neutralnego PEN

nr 11/2004

www.elektro.info.pl

53

946964468.143.png

946964468.154.png

946964468.165.png

946964468.176.png

946964468.187.png

946964468.197.png

946964468.208.png

946964468.219.png

946964468.230.png

946964468.241.png

946964468.252.png

946964468.263.png

946964468.274.png

946964468.285.png

946964468.296.png

946964468.306.png

946964468.317.png

946964468.327.png

946964468.338.png

946964468.349.png

946964468.360.png

946964468.371.png

946964468.382.png

946964468.393.png

946964468.404.png

946964468.415.png

946964468.426.png

946964468.437.png

946964468.448.png

946964468.459.png

946964468.470.png

946964468.481.png

946964468.492.png

946964468.497.png

946964468.498.png

946964468.499.png

946964468.500.png

946964468.502.png

946964468.503.png

946964468.504.png

946964468.505.png

946964468.506.png

946964468.507.png

946964468.508.png

946964468.509.png

946964468.510.png

946964468.511.png

946964468.513.png

946964468.514.png

946964468.515.png

946964468.516.png

946964468.517.png

946964468.518.png

946964468.519.png

946964468.520.png

946964468.521.png

946964468.522.png

946964468.524.png

946964468.525.png

946964468.526.png

946964468.527.png

946964468.528.png

946964468.529.png

946964468.530.png

946964468.531.png

946964468.532.png

946964468.533.png

946964468.535.png

946964468.536.png

946964468.537.png

946964468.538.png

946964468.539.png

946964468.540.png

946964468.541.png

946964468.542.png

ochrona przeciwporażeniowa

Do pomiaru impedancji pętli zwar-

ciowej w pobliżu transformatora nie

nadaje się klasyczny przyrząd wyko-

rzystujący jako obciążenie pomiarowe

rezystancję R 0 . Taka sytuacja może mieć

miejsce, kiedy transformator (transfor-

matory) umieszczono bezpośrednio

w budynku. Każdy punkt sieci elektro-

energetycznej scharakteryzowany jest

pewną wartością argumentu impedan-

cji ϕ, czyli innym stosunkiem X/R, któ-

ry jest zwykle nieznany. Aby uniknąć

znacznych błędów pomiaru argument

obciążenia pomiarowego miernika ϕ 0

powinien mieć zbliżoną wartość do ar-

gumentu mierzonej impedancji pętli

zwarciowej. Dostępne mierniki zwy-

kle nie dają możliwości płynnego na-

stawiania kąta ϕ ze względu na trud-

ności wykonania takiego impedancyj-

nego obciążenia pomiarowego. W przy-

padku mierników z rezystancyjnym ob-

ciążeniem pomiarowym w miejscach,

gdzie X/R > 1, może wystąpić znacz-

ny błąd pomiaru związany z różnicą

argumentów. Przykładowe przebiegi

błędu pomiaru δZ ϕ wynikające z róż-

nicy argumentu impedancji pętli zwar-

ciowej i obciążenia miernika przedsta-

wione są na rysunku 5 . Z wykresu wi-

dać, że błąd pomiaru może przekraczać

wartość 70 % przy stosowaniu mierni-

ka z rezystancyjnym obciążeniem po-

miarowym, jeżeli pomiar jest wyko-

nywany w pobliżu stacji transforma-

torowej (ϕ = 70°), a więc kiedy zna-

czenie ma reaktancja pętli zwarciowej.

Natomiast przy równości argumentów

(ϕ = ϕ 0 ) błąd pomiaru przyjmuje war-

tość zero.

W niektórych obiektach takich jak

szpitale, bądź budynki wysokościowe

jednym ze źródeł rezerwowego zasila-

nia powinien być agregat prądotwór-

czy. Schemat przykładowej instalacji

jest przedstawiony na rysunku 6 .

Agregat jest źródłem o ograniczonej

mocy w stosunku do transformatorów

sieciowych, a więc prąd przy zwarciu

doziemnym będzie znacznie mniejszy

niż przy zasilaniu bezpośrednio z sie-

ci niskiego napięcia. Ponadto instala-

cje, w których stosuje się agregaty prą-

dotwórcze, powinny być wyposażone

w układy automatyki uniemożliwiają-

Rys. 3 Przepływ prądu zwarciowego przy podwójnym zwarciu w trójfazowym układzie IT z uziemieniem zbiorowym: a) układ bez

przewodu neutralnego, b) układ z przewodem neutralnym

nieskuteczną ochronę przeciwporaże-

niową.

pieczenia, które mają wyłączać zasi-

lanie przy zwarciu doziemnym, nale-

ży rozpatrzyć najbardziej niekorzyst-

ne warunki pracy [9]. Jeżeli zasilanie

podstawowe i rezerwowe jest realizo-

wane z dwóch niezależnych linii, na-

leży się spodziewać, że nie zmieni się

układ sieci po zmianie zasilania z pod-

stawowego na rezerwowe. W układzie

TN w wyniku załączenia zasilania re-

zerwowego może wzrosnąć wartość im-

pedancji pętli zwarciowej i spowodo-

wać zmniejszenie spodziewanego prą-

du zwarciowego. W pewnych warun-

kach skutkuje to brakiem zadziałania

urządzeń zabezpieczających. Skutecz-

ność ochrony przeciwporażeniowej na-

leży również sprawdzić w pozostałych

stanach pracy.

Zasilanie budynków użyteczno-

ści publicznej nierzadko odbywa się

ze stacji transformatorowej zlokali-

zowanej bezpośrednio w rozpatrywa-

nym budynku lub jego pobliżu. Tego

typu rozwiązanie może istotnie wpły-

wać na dokładność oceny skuteczno-

ści ochrony przeciwporażeniowej na

podstawie pomiaru impedancji pętli

zwarciowej. Wartość impedancji pętli

zwarciowej zależy od miejsca przepro-

wadzania pomiaru i tak np. w pobli-

żu transformatora może wynosić kil-

kanaście miliomów przy stosunku

X/R ≥ 5,5 (argument mierzonej impe-

dancji pętli ϕ ≥ 80 ° ), natomiast przy

końcu rozległej instalacji odbiorczej

jej wartość może dochodzić do kilku

omów i przeważa w niej składowa re-

zystancyjna (X/R ≤ 0,25; ϕ ≤ 15 ° ). Przy-

rządy pomiarowe spotykane w prakty-

ce wykonują sztuczne zwarcie [4]:

 tylko przez rezystancję R 0 ,

 kolejno przez rezystancję R 0 i reak-

tancję indukcyjną X 0 ,

 przez impedancję Z 0 z możliwością

regulacji argumentu ϕ 0 .

zasilanie instalacji budynków

użyteczności publicznej

i jego wpływ na ocenę

skuteczności ochrony

przeciwporażeniowej

Budynki użyteczności publicznej

są to w większości obiekty, w których

jednocześnie przebywa znaczna liczba

osób, a więc zanik napięcia w instalacji

elektrycznej może spowodować zagro-

żenie życia lub zdrowia ludzi. W obiek-

tach takich często stosuje się zasilanie

z dwóch niezależnych, ręcznie bądź

samoczynnie załączających się źródeł

energii elektrycznej. Realizując ochro-

nę przez samoczynne wyłączenie zasi-

lania należy mieć na uwadze to, że mo-

gą się znacząco zmienić warunki zwar-

ciowe w instalacji. Wymiarując zabez-

Rys. 4 Przepływ prądu zwarciowego przy podwójnym zwarciu w trójfazowym układzie IT z uziemieniem indywidualnym:

a) układ bez przewodu neutralnego, b) układ z przewodem neutralnym

www.elektro.info.pl

nr 11/2004

54

946964468.543.png

946964468.002.png

946964468.003.png

946964468.004.png

946964468.005.png

946964468.006.png

946964468.007.png

946964468.008.png

946964468.009.png

946964468.010.png

946964468.011.png

946964468.013.png

946964468.014.png

946964468.015.png

946964468.016.png

946964468.017.png

946964468.018.png

946964468.019.png

946964468.020.png

946964468.021.png

946964468.022.png

946964468.024.png

946964468.025.png

946964468.026.png

946964468.027.png

946964468.028.png

946964468.029.png

946964468.030.png

946964468.031.png

946964468.032.png

946964468.033.png

946964468.035.png

946964468.036.png

946964468.037.png

946964468.038.png

946964468.039.png

946964468.040.png

946964468.041.png

946964468.042.png

946964468.043.png

946964468.044.png

946964468.046.png

946964468.047.png

946964468.048.png

946964468.049.png

946964468.050.png

946964468.051.png

946964468.052.png

946964468.053.png

946964468.054.png

946964468.055.png

946964468.057.png

946964468.058.png

946964468.059.png

946964468.060.png

946964468.061.png

946964468.062.png

946964468.063.png

946964468.064.png

946964468.065.png

946964468.066.png

946964468.068.png

946964468.069.png

946964468.070.png

946964468.071.png

946964468.072.png

946964468.073.png

946964468.074.png

946964468.075.png

946964468.076.png

946964468.077.png

946964468.079.png

946964468.080.png

946964468.081.png

946964468.082.png

946964468.083.png

946964468.084.png

946964468.085.png

946964468.086.png

946964468.087.png

946964468.088.png

946964468.090.png

946964468.091.png

946964468.092.png

946964468.093.png

946964468.094.png

946964468.095.png

946964468.096.png

946964468.097.png

946964468.098.png

946964468.099.png

946964468.101.png

946964468.102.png

946964468.103.png

946964468.104.png

946964468.105.png

946964468.106.png

946964468.107.png

946964468.108.png

946964468.109.png

946964468.110.png

946964468.112.png

946964468.113.png

946964468.114.png

946964468.115.png

946964468.116.png

946964468.117.png

946964468.118.png

946964468.119.png

946964468.120.png

946964468.121.png

946964468.123.png

946964468.124.png

946964468.125.png

946964468.126.png

946964468.127.png

946964468.128.png

946964468.129.png

946964468.130.png

946964468.131.png

946964468.132.png

946964468.133.png

946964468.134.png

946964468.135.png

946964468.136.png

946964468.137.png

946964468.138.png

946964468.139.png

946964468.140.png

946964468.141.png

946964468.142.png

946964468.144.png

946964468.145.png

946964468.146.png

946964468.147.png

946964468.148.png

946964468.149.png

946964468.150.png

946964468.151.png

946964468.152.png

946964468.153.png

946964468.155.png

946964468.156.png

946964468.157.png

946964468.158.png

946964468.159.png

946964468.160.png

946964468.161.png

946964468.162.png

946964468.163.png

946964468.164.png

946964468.166.png

946964468.167.png

946964468.168.png

946964468.169.png

946964468.170.png

946964468.171.png

946964468.172.png

946964468.173.png

946964468.174.png

946964468.175.png

946964468.177.png

946964468.178.png

946964468.179.png

946964468.180.png

946964468.181.png

946964468.182.png

946964468.183.png

946964468.184.png

946964468.185.png

946964468.186.png

946964468.188.png

946964468.189.png

946964468.190.png

946964468.191.png

946964468.192.png

946964468.193.png

leży stosować wyłączniki typu A ,

które reagują na prąd różnicowy prze-

mienny i prąd jednokierunkowy pulsu-

jący o składowej stałej nieprzekracza-

jącej 6 mA. W uzasadnionych przypad-

kach należałoby stosować wyłączniki

różnicowoprądowe typu B reagu-

jące również na prądy różnicowe stałe.

W tabeli 1 przedstawiono przykładowe

układy prostownikowe i przebiegi prą-

dów zwarć doziemnych i ∆ [5].

Rodzaj wyłącznika różnicowoprądo-

wego wpływa na określenie prądu wy-

wpływają również stosowane w in-

stalacjach budynków użyteczności pu-

blicznej ﬁltry przeciwzakłóceniowe.

Charakteryzują się tym, że przy załącza-

niu obwodu pod napięcie w przewodzie

ochronnym instalacji płynie stosunko-

wo duży przejściowy prąd upływowy

[3]. Rysunek 8a przedstawia przebieg

prądu upływowego podczas załącza-

nia obwodu pod napięcie. Zastosowa-

nie bezzwłocznych wyłączników różni-

cowoprądowych mogłoby powodować

zbędne ich zadziałania podczas załącza-

nia obwodów z ﬁltramiprzeciwzakłó-

ceniowymi. W takiej sytuacji należy za-

miast wyłącznika bezzwłocznego zain-

stalować wyłącznik krótkozwłoczny

(rys. 8b) . Wyłącznik ten przetrzymuje

przejściowe prądy upływowe.

Zasilanie instalacji poprzez zasilacz

UPS niesie ze sobą możliwość braku

działania wyłączników różnicowoprą-

dowych w sytuacji zagrażającej poraże-

niem. Po zaniku napięcia w sieci elek-

troenergetycznej instalacja odbiorcza

może być zasilana z UPS jak na rysun-

ku 9 , co jest związane ze zmianą ukła-

du sieci z TN-S na IT (dotyczy tylko za-

silaczy, w których występuje galwanicz-

ne oddzielenie od sieci zasilającej ukła-

du baterii, przystosowanych do pracy

w układzie IT).

Mimo podwójnego zwarcia z udzia-

łem ziemi wyłącznik różnicowoprądo-

wy nie zadziała. Suma geometryczna

Rys. 5 Błędy pomiaru δ Z ϕ = f( ϕ ), dla różnych argumentów obciążenia pomiarowe-

go: ϕ 0 = 0 ° , ϕ 0 = 30 ° , ϕ 0 = 60 °

Rys. 6 Schemat strukturalny zasilania budynku z uwzględnieniem zasilania rezerwowego

ce zasilanie sieci zewnętrznej z takie-

go agregatu. Znane są wypadki pora-

żeń prądem elektrycznym ludzi wyko-

nujących prace na odcinku sieci 15 kV,

który znalazł się niespodziewanie pod

napięciem w wyniku załączenia agrega-

tu w sieci niskiego napięcia (wówczas

agregat zasila stronę dolnego napięcia

transformatora).

Dla zwiększenia pewności zasilania

w budynkach użyteczności publicznej

coraz częściej stosuje się różnego rodza-

ju bezprzerwowe zasilacze UPS. Stoso-

wanie układów z zasilaczami UPS może

powodować pewne komplikacje przy

wymiarowaniu ochrony przeciwpora-

żeniowej przez samoczynne wyłącze-

nie zasilania [1].

Podczas zasilania instalacji budyn-

ku w stanie awaryjnym z zasilacza

UPS może się zmienić układ sieci np.

z TN na IT i zmienia się warunek sa-

moczynnego wyłączenia zasilania przy

zwarciu doziemnym (sytuacja taka jest

możliwa w niektórych typach UPS-ów).

W układzie IT prąd pierwszego zwar-

cia doziemnego jest niewielki i z regu-

ły nie następuje jego wyłączenie. Do-

piero drugie zwarcie z ziemią powodu-

je przepływ dużego prądu zwarciowe-

go i zadziałanie zabezpieczeń.

W niektórych zasilaczach przy zwar-

ciu po stronie wtórnej załączany jest tor

obejściowy, czego skutkiem jest galwa-

niczne połączenie z siecią elektroener-

getyczną (rys. 7) [11]. Rozwiązanie to

z kolei wpływa korzystnie na warunki

zwarciowe z punktu widzenia ochro-

ny przeciwporażeniowej (gdyż prąd

zwarciowy podczas zwarcia przepły-

wa przez by-pass z pominięciem prze-

kształtnika).

łączającego zabezpieczenia występują-

cego w zależnościach (1), (2), (4), (5).

W tabeli 2 podano prądy wyłączające

dla różnych typów wyłączników różni-

cowoprądowych przy założeniu, że I ∆ n

jest znamionowym różnicowym prą-

dem zadziałania wyłącznika [7].

Na dobór i prawidłowe działanie

wyłączników różnicowoprądowych

reklama

stosowanie zabezpieczeń

różnicowoprądowych

Instalowanie znacznej liczby odbior-

ników i urządzeń nieliniowych, takich

jak urządzenia komputerowe, prze-

kształtniki, bezprzerwowe zasilacze

w instalacjach obiektów użyteczności

publicznej powoduje, że w razie upły-

wu prądu do ziemi jego kształt może

odbiegać od sinusoidy. Wyłączniki róż-

nicowoprądowe typu AC, reagujące na

prąd przemienny, mogą nie działać pra-

widłowo przy prądach upływowych od-

kształconych. W instalacjach tych na-

nr 11/2004

www.elektro.info.pl

55

946964468.194.png

946964468.195.png

946964468.196.png

946964468.198.png

946964468.199.png

946964468.200.png

946964468.201.png

946964468.202.png

946964468.203.png

946964468.204.png

946964468.205.png

946964468.206.png

946964468.207.png

946964468.209.png

946964468.210.png

946964468.211.png

946964468.212.png

946964468.213.png

946964468.214.png

946964468.215.png

946964468.216.png

946964468.217.png

946964468.218.png

946964468.220.png

946964468.221.png

946964468.222.png

946964468.223.png

946964468.224.png

946964468.225.png

946964468.226.png

946964468.227.png

946964468.228.png

946964468.229.png

946964468.231.png

946964468.232.png

946964468.233.png

946964468.234.png

946964468.235.png

946964468.236.png

946964468.237.png

946964468.238.png

946964468.239.png

946964468.240.png

946964468.242.png

946964468.243.png

946964468.244.png

946964468.245.png

946964468.246.png

946964468.247.png

946964468.248.png

946964468.249.png

946964468.250.png

946964468.251.png

946964468.253.png

946964468.254.png

946964468.255.png

946964468.256.png

946964468.257.png

946964468.258.png

946964468.259.png

946964468.260.png

946964468.261.png

946964468.262.png

946964468.264.png

946964468.265.png

946964468.266.png

946964468.267.png

946964468.268.png

946964468.269.png

946964468.270.png

946964468.271.png

946964468.272.png

946964468.273.png

946964468.275.png

946964468.276.png

946964468.277.png

946964468.278.png

946964468.279.png

946964468.280.png

946964468.281.png

946964468.282.png

946964468.283.png

946964468.284.png

946964468.286.png

946964468.287.png

946964468.288.png

946964468.289.png

946964468.290.png

946964468.291.png

946964468.292.png

946964468.293.png

946964468.294.png

946964468.295.png

946964468.297.png

946964468.298.png

ochrona przeciwporażeniowa

prądów płynących przez przekładnik

Ferrantiego wyłącznika różnicowo-

prądowego jest równa zeru, a więc nie

ma podstaw do zadziałania wyłączni-

ka mimo zagrożenia porażeniowego.

W takiej sytuacji można polegać tylko

na zabezpieczeniach zwarciowych, oraz

na wewnętrznym układzie zasilacza

UPS, który odłącza zasilanie po prze-

kroczeniu przez prąd zwarciowy okre-

ślonej krotności wartości prądu zna-

mionowego zasilacza. Większość zasi-

laczy UPS jest przystosowana do pracy

w układzie TN, w których opisane zja-

wisko nie występuje. Podczas projek-

towania instalacji UPS należy dokład-

nie przeanalizować dokumentację fa-

bryczną i podjąć właściwą decyzję od-

nośnie do zabezpieczenia instalacji od-

biorczej za UPS-em.

Stosowanie zabezpieczeń różnico-

woprądowych znacznie poprawia stan

bezpieczeństwa w instalacjach elek-

trycznych. Uzasadnione jest zatem in-

stalowanie ich wszędzie tam, gdzie jest

to tylko możliwe. Jednak niewłaściwie

dobrane czy zainstalowane wyłączni-

ki różnicowoprądowe mogą stwarzać

różne komplikacje w instalacji. Rysu-

nek 10 obrazuje trzy rozwiązania insta-

lacji z wyłącznikami różnicowoprądo-

wymi: pierwsze charakteryzuje się wy-

łącznikami różnicowoprądowymi zain-

stalowanymi w wybranych obwodach

– tam, gdzie jest to konieczne bądź zale-

cane, drugie przewiduje wyłącznik róż-

nicowoprądowy główny zabezpieczają-

cy całą instalację, natomiast w trzecim

zastosowano wyłączniki różnicowoprą-

dowe w wybranych obwodach odbior-

czych oraz wyłącznik główny [2].

Zaletą rozwiązania z rysunku 10a

jest wybiorcze działanie zabezpieczeń

w każdym możliwym przypadku tzn.

gdy w którymś obwodzie odbiorczym

nastąpi upływ do ziemi prądu rzędu

kilkudziesięciu miliamperów, bądź na-

stąpi zwarcie wielkoprądowe. Instala-

cja pokazana na rysunku 10b jest roz-

wiązaniem tańszym, ale niezalecanym

z punktu widzenia wybiorczości, gdyż

wystarczy upływ prądu w którymkol-

wiek obwodzie odbiorczym, aby za-

działał wyłącznik różnicowoprądowy

główny i spowodował odłączenie za-

silania w całym budynku. Przy więk-

szości zwarć doziemnych zostaną po-

zbawione zasilania również obwody

nieuszkodzone. Niepożądane zadzia-

łania wyłącznika głównego mogą zda-

rzać się przy przyjęciu rozwiązania z ry-

sunku 10c . Zwarcie doziemne w obwo-

dach odbiorczych bez wyłączników róż-

nicowoprądowych spowoduje zadziała-

nie wyłącznika głównego.

Rys. 7 Przykładowy uproszczony schemat wewnętrzny zasilacza UPS

a)

b)

Rys. 8 a ) Przebieg przejściowego prądu upływowego podczas załączania obwodu, b) charakterystyki wyłączników różnicowo-

prądowych

Zakres prądu

wyzwalającego

Schemat obwodu

Rodzaj prądu I ∆

Kształt prądu I ∆

przemienny

sinusoidalny

(0,5 ÷ 1,0) I ∆ n

pulsujący

wyprostowany

jednopołówkowo

(0,35 ÷ 1,4) I ∆ n

pulsujący:

– kąt wysterowania 90 °

– kąt wysterowania 135 °

(0,25 ÷ 1,4) I ∆ n

(0,11 ÷ 1,4) I ∆ n

stały o niewielkiej

zawartości składowej

okresowej

(0,5 ÷ 2,0) I ∆ n

Tab. 1 Przykładowe układy prostownikowe, przebiegi prądów zwarć doziemnych i ∆ oraz zakresy prądów wyzwalających wyłącz-

ników różnicowoprądowych

Prąd wyłączający I ∆

Typ wyłącznika

Bezzwłoczny lub krótkozwłoczny, wyzwalanie AC.

I ∆ n

1,25 ⋅ I ∆ n

Mrozoodporny jw.

1,4 ⋅ I ∆ n

Bezzwłoczny lub krótkozwłoczny, wyzwalanie A.

2 ⋅ I ∆ n

Zwłoczny, wyzwalanie AC.

2,8 ⋅ I ∆ n

Zwłoczny, wywalanie A.

Tab. 2 Prąd wyłączający zabezpieczeń różnicowoprądowych

www.elektro.info.pl

nr 11/2004

56

946964468.299.png

946964468.300.png

946964468.301.png

946964468.302.png

946964468.303.png

946964468.304.png

946964468.305.png

946964468.307.png

946964468.308.png

946964468.309.png

946964468.310.png

946964468.311.png

946964468.312.png

946964468.313.png

946964468.314.png

946964468.315.png

946964468.316.png

946964468.318.png

946964468.319.png

946964468.320.png

946964468.321.png

946964468.322.png

946964468.323.png

946964468.324.png

946964468.325.png

946964468.326.png

946964468.328.png

946964468.329.png

946964468.330.png

946964468.331.png

946964468.332.png

946964468.333.png

946964468.334.png

946964468.335.png

946964468.336.png

946964468.337.png

946964468.339.png

946964468.340.png

946964468.341.png

946964468.342.png

946964468.343.png

946964468.344.png

946964468.345.png

946964468.346.png

946964468.347.png

946964468.348.png

946964468.350.png

946964468.351.png

946964468.352.png

946964468.353.png

946964468.354.png

946964468.355.png

946964468.356.png

946964468.357.png

946964468.358.png

946964468.359.png

946964468.361.png

946964468.362.png

946964468.363.png

946964468.364.png

946964468.365.png

946964468.366.png

946964468.367.png

946964468.368.png

946964468.369.png

946964468.370.png

946964468.372.png

946964468.373.png

946964468.374.png

946964468.375.png

946964468.376.png

946964468.377.png

946964468.378.png

946964468.379.png

946964468.380.png

946964468.381.png

946964468.383.png

946964468.384.png

946964468.385.png

946964468.386.png

946964468.387.png

946964468.388.png

946964468.389.png

946964468.390.png

946964468.391.png

946964468.392.png

946964468.394.png

946964468.395.png

946964468.396.png

946964468.397.png

946964468.398.png

946964468.399.png

946964468.400.png

946964468.401.png

946964468.402.png

946964468.403.png

946964468.405.png

946964468.406.png

946964468.407.png

946964468.408.png

946964468.409.png

946964468.410.png

946964468.411.png

946964468.412.png

946964468.413.png

946964468.414.png

946964468.416.png

946964468.417.png

946964468.418.png

946964468.419.png

946964468.420.png

946964468.421.png

946964468.422.png

946964468.423.png

946964468.424.png

946964468.425.png

946964468.427.png

946964468.428.png

946964468.429.png

946964468.430.png

946964468.431.png

946964468.432.png

946964468.433.png

946964468.434.png

946964468.435.png

946964468.436.png

946964468.438.png

946964468.439.png

946964468.440.png

946964468.441.png

946964468.442.png

946964468.443.png

946964468.444.png

946964468.445.png

946964468.446.png

946964468.447.png

946964468.449.png

946964468.450.png

946964468.451.png

946964468.452.png

946964468.453.png

946964468.454.png

946964468.455.png

946964468.456.png

946964468.457.png

946964468.458.png

946964468.460.png

946964468.461.png

946964468.462.png

946964468.463.png

946964468.464.png

946964468.465.png

946964468.466.png

946964468.467.png

946964468.468.png

946964468.469.png

946964468.471.png

946964468.472.png

946964468.473.png

946964468.474.png

946964468.475.png

946964468.476.png

946964468.477.png

946964468.478.png

946964468.479.png

946964468.480.png

946964468.482.png

946964468.483.png

946964468.484.png

946964468.485.png

946964468.486.png

946964468.487.png

946964468.488.png

946964468.489.png

946964468.490.png

946964468.491.png

946964468.493.png

946964468.494.png

946964468.495.png

946964468.496.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin