88
ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA Doc.dr.sc. Zvonimir Klaić Dr.sc. Zoran Kovač

ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tipovi i zastite od elektricnog udara.

Citation preview

Page 1: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG

UDARA U UVJETIMA KVARA

Doc.dr.sc. Zvonimir KlaićDr.sc. Zoran Kovač

Page 2: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

- HRN norme i IEC standard - vrste distribucijskih sustava niskog napona određuju se brojem i tipom aktivnih vodiča te vrstom sustava uzemljenja.Kod distribucijskih mreža niskog napona i izmjenične struje postojesljedeći tipovi sustava:

- jednofazni sustav s dva vodiča;- jednofazni sustav s tri vodiča;- dvofazni sustav s tri vodiča;- dvofazni sustav s pet vodiča;- trofazni sustav s tri vodiča;- trofazni sustav s četiri vodiča;- trofazni sustav s pet vodiča.

Kod distribucijskih mreža istosmjerne struje postoje:

- sustav s dva vodiča;- sustav s tri vodiča.

1. SUSTAVI UZEMLJENJA

Page 3: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Označavanje sustava uzemljenja - pomoću dva osnovna i jednim do dva dodatna slova.

L1

L2

L3

1. slovo 2. slovo + dodatno slovo

Označavanja vrste sustava uzemljenja.

Page 4: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Prvo slovo - odnos između mreže i uzemljenja:

T - izravno spojena jedna točka mreže na zemlju (primjerice neutralna točka transformatora)I - svi aktivni dijelovi mreže izolirani su od zemlje ili u jednoj

točki spojeni sa zemljom preko impedancije.

Drugo slovo - odnos između dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta trošila i sl.) i uzemljenja:

T - izravno električno spajanje dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta trošila i sl.) na zemlju, neovisno o sustavu

uzemljenja mrežeN - izravno električno spajanje dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta trošila i sl.) na uzemljenu točku sustava mreže (primjerice na uzemljenu neutralnu točku sustava).

Page 5: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Dodatno slovo (nalazi se uz drugo slovo) - raspored neutralnog i zaštitnog vodiča:

S - neutralni (N) vodič i zaštitni vodič (PE) međusobno su odvojeni u cijeloj mrežiC - neutralni (N) vodič i zaštitni vodič (PE) kombinirani su u jednom (PEN) vodiču.

U distribucijskim mrežama niskog napona - tri tipa mreža s obzirom na sustav uzemljenja: TN, TT i IT sustav.

Page 6: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

TN sustav

Osnovno obilježje - jedna točka sustava (neutralna točka) izravno spojena sa zemljom, dohvatljivi dijelovi (kućišta) spojeni preko zaštitnog vodiča na izravno uzemljenu neutralnu točku.

Kod nas su takvi sustavi poznati pod nazivom nulovani sustavi.

Kod TN mreža, kod kojih je zvjezdište pogonski uzemljeno, a vodljivi dijelovi pogonskih sredstava priključeni su posredstvom zaštitnog vodiča sa zvjezdištem, primjenjuje se:

- nulovanje- naponska zaštitna sklopka- strujna zaštitna sklopka.

S obzirom na raspored i funkciju neutralnog i zaštitnog vodiča postoje tri podvrste:

- TN-S sustav- TN-C-S sustav- TN-C sustav

Page 7: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

TN-S sustav - u cijeloj mreži zaštitni vodič (PE) odvojen od neutralnog vodiča (N), pogonska struja ne teče kroz zaštitni vodič.

TN-S sustav - razdvojeni neutralni i zaštitni vodič u cijeloj mreži.

Page 8: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

TN-C-S sustav - u dijelu mreže PEN vodič ima funkciju zaštitnog i neutralnog vodiča, a u drugom dijelu mreže (blizu trošila) od zadnje razdjelne ploče, zaštitni vodič odvojen od neutralnog vodiča.

TN-C-S sustav - neutralni i zaštitni vodiči sjedinjeni samo u dijelu mreže.

Page 9: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

TN-C sustav - u cijeloj mreži sjedinjen zaštitni i neutralni vodič u jedan PEN vodič.

TN-C sustav - sjedinjeni zaštitni i neutralni vodič u jedan PEN vodič u cijeloj mreži.

Page 10: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

TT sustavOsnovno obilježje - neutralna točka sustava uzemljena posredstvom jednog uzemljivača, a kućišta trošila uzemljena preko drugih uzemljivača, električno neovisnih o uzemljenju neutralne točke sustava.

TT sustav - razdvojena pogonska i zaštitna uzemljenja.

Page 11: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kod TT mreža su zvjezdište i mase pogonskih sredstava uzemljeni, ali tako da su priključeni na različite uzemljivače. Prema tome, postoji pogonsko i zaštitno uzemljenje.

Kod TT mreža primjenjuje se: ● zaštitno uzemljenje● strujna zaštitna

sklopka● naponska zaštitna

sklopka.

Page 12: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

IT sustav

– svi aktivni vodiči izolirani su od zemlje ili su u jednoj točki spojeni sa zemljom preko velike impedancije, kućišta trošila se uzemljuju.

IT sustav - izolirano zvjezdište i uzemljena kućišta trošila.

Page 13: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

L1

L2

L3

RA

PE

RE

IT sustav - zvjezdište uzemljeno preko velike impedancije i uzemljena kućišta trošila.

Page 14: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kod IT mreža, kod kojih je mreža izolirana prema zemlji, a mase pogonskih sredstava su zaštitnim vodičem spojene s uzemljivačem, pogodne su ove zaštitne mjere:

● sistem zaštitnog voda

● kontrolnici izolacije.

Page 15: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2. VRSTE ZAŠTITE OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Zaštitne mjere od električnog udara u uvjetima kvara, s obzirom na način djelovanja, mogu se podijeliti na tri osnovne skupine (i podskupine), [2]:

1. Skupina, istodobna zaštita od električnog udara u pravilnome radu i

u uvjetima kvara:

• SELV (engl. Safety Extra-Low Voltage)• PELV (engl. Protection by Extra Low Voltage)• FELV (Functional Extra-Low Voltage)

Page 16: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2. Skupina, automatski isklop napajanja:

a) TT sustavi• Isklop s nadstrujnom zaštitom• Isklop sa strujnim zaštitnim sklopkama

b) TN (TN-C, TN-C/S, TN-S) sustavi

• Isklop s napravama nadstrujne zaštite• Isklop sa strujnim zaštitnim sklopkama

c) IT sustavi s uporabom

• Kontrolnika izolacije• Strujnih zaštitnih sklopki• Zaštitnih naprava nadstrujne zaštite

3. Skupina, bez naprava za isklop struje kvara

• Zaštita primjenom opreme razreda II. ili jednako vrijednom izolacijom

• Nevodljivim prostorima• Lokalnim izjednačavanjem potencijala bez spoja sa zemljom• Električnim odjeljivanjem (Električno odvajanje – Galvansko

odvajanje).

Page 17: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kućišta trošila i opreme te ostale metalne mase - u redovitom pogonu nisu pod naponom.Uslijed kvara na izolaciji vodiča mogu doći pod napon i predstavljati opasnost za ljude koji dodiruju ovu opremu.

Dodirni napon pri vodljivom tlu

Page 18: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Napon kvara, Ug, - potencijal kućišta trošila prema zemlji.

Napon dodira, Ud, (dodirni napon) - napon koji se pojavljuje između istodobno dostupnih dijelova za vrijeme kvara.

Napon dodira (dodirni napon) može poprimiti najviše vrijednosti faznog napona ako je kvar zanemarive impedancije nastao na priključnoj stezaljci jednog trošila, a drugi istodobno dostupni pristupačni vodljivi dio ima direktan spoj sa zemljom.

Očekivani napon dodira - najviši napon dodira koji se može pojaviti u električnoj instalaciji prilikom kvara sa zanemarivom impedancijom.

Page 19: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.1 Izjednačavanje potencijala

- Smatra se da sama ova mjera za sebe nije uvijek dovoljna.

Izjednačavanje potencijala - pruža sve elemente djelotvorne zaštite tek u sklopu s uređajima za brzo isključivanje struje greške i s dobrim uzemljivačem.

- postiže se međusobnim galvanskim spajanjem svih metalnih dijelova, različitih instalacija sa zaštitnim vodičem električne instalacije u nekom prostoru.

U slučaju pojave napona pogreške na kućištima električnih trošila, taj isti napon pojavit će se i na međusobno povezanim metalnim dijelovima drugih instalacija, te neće postojati razlika napona između tih vodljivih instalacija.

Ovim postupkom osjetno je smanjena mogućnost da na čovjeka djeluje napon dodira u slučaju ako dođe istodobno u dodir s neispravnim električnim trošilom i s bilo kojim metalnim dijelom drugih instalacija.

Page 20: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Dvije vrste izjednačavanja potencijala:

• glavno izjednačavanje potencijala koje obuhvaća cijeli objekt

• lokalno dopunsko izjednačavanje potencijala, koje obuhvaća uži prostor ili dio instalacije u objektu

Primjene glavnog izjednačavanja potencijala - sprječavanje unošenja vanjskih opasnih potencijala u postrojenje. Vanjski opasni potencijali - u postrojenje - preko zaštitnih ili PEN vodiča i preko metalnih plašteva kabela.

Izjednačavanjem potencijala - cijela zgrada ekvipotencijalni sustav u kojem je vrlo mala vjerojatnost pojave opasnih napona dodira, čak i kad je riječ o relativno visokim potencijalima u apsolutnome iznosu, koje bi cijeli sustav mogao imati prema ″dalekoj zemlji″.

Page 21: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Današnje zgrade - veliki splet raznih instalacija s metalnim cijevima ili vodičima - nemoguće postići njihovo djelotvorno odvajanje i međusobno izoliranje - to je još jedan razlog za uvođenje glavnog izjednačavanja potencijala.

U blizini glavnog kućnog priključka, postavljaju se sabirnice za izjednačavanje potencijala na koje se priključuju spojni vodovi koji povezuju:

• zaštitni vodič električne instalacije,• dozemni vodič (zemljovod) uzemljenja,• glavni priključak vodovode instalacije,• glavni priključak plinske instalacije,• glavni priključak centralnog grijanja,• metalne konstrukcijske elemente objekta

(zgrada).Glavno izjednačavanje potencijala izvodi se s vodičima koji moraju imati presjek koji nije manji od polovice presjeka najvećeg zaštitnog vodiča u instalaciji, ali ne smije biti manji od 6 mm2 na bakrene vodiče. Najveći presjek ne mora bit veći od 25 mm2 za bakrene vodiče.

Page 22: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

način izvođenja izjednačavanja potencijala na glavnom priključku zgrade.

Page 23: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

U posebnim slučajevima povećane opasnosti, kao što su primjerice, kupaonice ili prostori ugroženi eksplozivnim smjesama. primjenjuje se lokalno dopunsko izjednačavanje potencijala.

Jednako tako, mora se primijeniti dopunsko izjednačavanje potencijala na dijelu električnih instalacija ili u nekom ograničenom prostoru, ako ne možemo ispuniti sve uvjete za brzo isklapanje struje greške posredstvom automatskog isključenja, [4].

Page 24: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.2 Istodobna zaštita od električnog udara u pravilnome radu i u uvjetima kvara

Primjena istodobne zaštite od električnog udara u pravilnome radu i u uvjetima kvara, kao učinkovita mjera zaštite ograničena je s obzirom da se mogu priključiti samo naprave malih snaga i na male udaljenosti.

SELV, PELV i FELV primjenjuju se:

• za ručne svjetiljke, • električni alat, • u upravljačkim i signalnim strujnim krugovima, • poljodjelstvu te • za dječje igračke.

Page 25: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.2.1 SELV – Sigurnosni mali napon (engl. Safety Extra-Low Voltage)

Upotrebljavaju se u situacijama gdje rad električnih uređaja predstavlja ozbiljnu opasnost - bazeni, zabavni parkovi i slično.

Metoda - isporuka snage pri vrlo niskim naponima sa sekundarnih namotaja izolirajućih transformatora posebno dizajniranih u skladu s nacionalnim ili međunarodnim (IEC 60742) standardom.

Razina izolacije između primarnih i sekundarnih namotaja vrlo je visoka te se ponekad koristi i uzemljeni metalni izolator između namotaja.

Efektivni napon na sekundaru nikad ne prelazi 50 V.

Page 26: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Postoje tri uvjeta eksploatacije koja se moraju poštivati kako bi se ostvarila zadovoljavajuća zaštita protiv indirektnog kontakta:

• Niti jedan “živi” vodič na SELV-u ne smije biti uzemljen

• Izloženi vodljivi dijelovi SELV opreme ne smiju biti uzemljeni, spojeni na ostale izložene vodljive dijelove ili na vanjske izložene vodljive dijeove

• Svi “živi” dijelovi SELV krugova i ostalih krugova visokog napona moraju biti razmaknuti na minimalnoj udaljenosti koja je jednaka onoj između primarnih i sekundarnih namotaja izolacijskog transformatora

Ove metode zahtijevaju:

• Da SELV krugovi moraju koristiti vlastite instalacijske cijevi ili kanale osim kada se koriste kabeli izolirani od najviših napona ostalih krugova

• Utičnice za SELV sustav ne smiju imati izvod za uzemljenje. SELV utikači i utičnice moraju biti posebno dizajnirane tako da se onemogući slučajno spajanje na više napone

Page 27: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Odvojni transformatori odnosno transformatori za električno odvajanje se razlikuju od standardnih:

• po posebnoj izolaciji između primarnog i sekundarnog namota,

• većim razmacima između dijelova pod naponom međusobno i prema zemlji te

• većoj probojnoj čvrstoći.

Grafički simbol transformatora za električno odvajanje:

Transformatori za električno odvajanje se koriste za napajanje:

• mjernih instrumenata i zaštitnih uređaja

• aparata za brijanje

• električnih ručnih alata i uređaja (klase II) ako se koriste u ograničenim vodljivim prostorima kao što su kotlovi, velike posude, te montažne jame

• električnih ručnih alata i uređaja koji su u doticaju sa vodom, kao što su ručni strojevi za poliranje

Page 28: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Osnovni zahtjev za sve ove izvore jest da se u slučaju kvara ne mogu pojaviti viši naponi na krugu sigurnosnog malog napona od njegovog nazivnog napona.

Za dobivanje malog napona zabranjena je upotreba izvora napajanja kao što su transformatori u štednom spoju, jednoarmaturni pretvarači i potenciometri.

Kada nazivni napon SELV sustava nije veći od 25 V efektivne vrijednosti izmjenične struje, odnosno 60 V istosmjerne struje, nije potrebna nikakva zaštita od direktnog dodira.

Ako nazivni naponi prelaze navedene vrijednosti mora se osigurati zaštita od električnog udara u pravilnome radu s:• pokrovima ili omotačima stupnja zaštite IP 2X, odnosno

IPXXB ili• izolacijom koja izdržava ispitni napon od 500 V u vremenu

od jedne minute.

Page 29: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kod primjene SELV sustava nije potrebna nikakva dodatna zaštita od indirektnog dodira, jer se ona osigurava samom izvedbom, a to je:

• nazivni naponi su manji od trajno dogovorene granice dodirnog napona (UL),

• sigurnim električnim razdvajanjem od strujnih krugova viših napona onemogućen je prijelaz tih napona na strujni krug sigurnosnog malog napona.

Kada se kao izvori napajanja SELV sustava upotrebljavaju prenosivi sigurnosni transformatori ili motor-generatori, ove naprave moraju odgovarati zahtjevima opreme razreda II (zaštitno izoliranje), [5].

Page 30: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.2.2 PELV - Uzemljeni sigurnosni mali napon (engl. Protection by Extra Low Voltage)

• za općenitu uporabu gdje su potrebni niski naponi ili zbog sigurnosnih razloga, • nije za lokacije visokog rizika.

IEC 60364-4-41 precizno definira važnost referentnog PELV-a.

Koncept sličan kao kod SELV sistema, ali je sekundarni krug uzemljen u jednoj točki (kućišta trošila ili vodiča).

Page 31: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.2.3 FELV - Mali radni napon (engl. Functional Extra Low Voltage)

Zaštita od direktnog i indirektnog dodira prema metodi u IEC 60364-4-41:

• Tamo gdje se, zbog funkcionalnih razloga, koristi napon od 50 V ili manji, ali nisu ispunjeni svi uvjeti koji se odnose na SELV ili PELV (nisu nužni SELV ili PELV)

• kada električni krug sadrži opremu nedovoljno izoliranu od visokih napona (transformatori, releji, kontaktori i sl.)

Page 32: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Konstrukcija transformatora je prema klasi II izolacijskih standarda.

U slučaju kada se nekoliko uređaja napaja s razdvojnog transformatora potrebno je obratiti pažnju na sljedeće:• Izloženi vodljivi dijelovi svih uređaja moraju biti međusobno povezani, ali ne i uzemljeni.• Utičnice moraju imati kontakt za uzemljenje koji u ovom slučaju služi samo kako bi se osiguralo međusobno povezivanje svih izloženih vodljivih dijelova.

Page 33: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA
Page 34: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3 Zaštita automatskim isklopom napajanja

Kako bi zaštita automatskim isklopom napajanja ispunila svoju zadaću, svaki kvar na izolaciji opreme mora prouzročiti dovoljno jaku struju kvara koja će izazvati prekidanje napajanja u vremenu koje je nužno za sigurnost ljudi.

Ova vrsta zaštite temelji se na dva elementa:

• postojanju zatvorenog strujnog kruga, odnosno kruga petlje koji omogućava protjecanje struje kvara (oblik kruga petlje ovisi o sustavu uzemljenja TT, TN i IT mreže), te

• o prekidanju struje kvara primjenom prikladnih zaštitnih uređaja u tako kratkim vremenima da ne dođe do ozljeđivanja osobe koja je bila izložena naponu dodira.

Page 35: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.1 TT sustav - isklop s nadstrujnom zaštitom

U TT sustavu uzemljuje se - neutralna točka sustava odnosno zvjezdište

transformatora ili generatora.

- sve mase trošila odnosno izloženi vodljivi dijelovi opreme i uređaja, koji mogu doći pod napon u slučaju kvara, galvanski se povezuju sa zaštitnim vodičem i uzemljuju preko posebnog uzemljivača

- u nekom objektu može se koristiti jedan uzemljivač za sva trošila.

Page 36: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

U slučaju proboja izolacije na opremi, odnosno kvara zanemarive impedancije, struja kvara će proteći kroz zatvoreni strujni krug kako je prikazano na slici.

TT sustav s nadstrujnim zaštitnim uređajima

Page 37: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Karakteristike nadstrujnih zaštitnih uređaja i ukupni otpor uzemljivača moraju se odabrati tako da u slučaju kvara zanemarivog otpora nastupi automatsko isključivanje napajanja u vremenu ne duljem od 0,2 sekunde (strujni krugovi s priključnicama, prijenosnim trošilima ili trošilima koja se za vrijeme rada drže u ruci) odnosno 5 sekundi u svim ostalim strujnim krugovima.

Zbog toga mora biti ispunjen uvjet:

gdje je:

- dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V)

- ukupni otpor uzemljivača i otpor zaštitnog vodiča od uzemljivača do štićenog trošila

- struja kvara koja osigurava isklapanje nadstrujnog zaštitnog uređaja

Page 38: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Presjeci zaštitnih vodiča određuju se ovisno o jakosti struje i dopuštenom zagrijavanju vodiča prema normi HRN HD 60364 5-54: 2007., ali ti presjeci ne smiju biti manji od vrijednosti navedenih u donjoj tablici. Istom normom određeni su i minimalni presjeci uzemljivača.

Presjek faznog vodiča (mm2) Presjek zaštitnog vodiča SPE (mm2)

SL ≤ 16 SPE = SL

16 ≤ SL ≤ 35 SPE = 16

SL ≤ 35 SPE = SL / 2

Odnos između presjeka zaštitnog vodiča i faznih vodiča u TT i TN sustavima

Page 39: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kod nadstrujnih uređaja s inverznom karakteristikom t/I osigurača, struja Ia mora biti tolike jakosti da sigurno izazove isklapanje uređaja u vremenu ne duljem od 5 odnosno 0,2 sekunde.

Kod zaštitnih uređaja s trenutačnom karakteristikom isklapanja, vremena isklapanja su manja od 0,1 sekunde, ali struja greške mora biti veća od struje isklapanja uređaja.

U slučaju da se za više trošila s različitim nadstrujnim zaštitnim uređajima koristi samo jedan uzemljivač, ukupni otpor rasprostiranja tog uzemljivača mora zadovoljiti uvjete za ono trošilo koje zahtjeva najmanji otpor uzemljivača.

Page 40: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.2 TT sustav - isklop napajanja zaštitnim strujnim sklopkamaMasa štićenog trošila povezuje se sa zaštitnim vodičem na posebni uzemljivač.

Ukoliko se jednim zaštitnim uređajem štiti više trošila, njihove mase moraju biti povezane na isti uzemljivač.

Zaštitni uređaj diferencijalne struje u TT sustavu

Page 41: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Djelovanje ove zaštitne mjere temelji se na mjerenju diferencijalne struje posredstvom diferencijalnog transformatora.

U normalnom pogonskom stanju struja koja dolazi i odlazi iz trošila je jednaka, a magnetski tokovi nastali djelovanjem ovih struja međusobno se poništavaju i jezgra transformatora ostaje nemagnetizirana.

Ako na izolaciji trošila nastane kvar, struja greške prolazi kroz otpor uzemljivača i otpor pogonskog uzemljenja. Uslijed nastale razlike između ulazne i izlazne struje koja prolazi kroz jezgru transformatora, ona se magnetizira i daje vrlo brzo impuls za isključenje prekidača.

Pri normalnom pogonu, kad su struje u sve tri faze jednake, vektorski zbroj struja iznosi nula. U tom slučaju jednak je i nuli zbroj magnetskih tokova, pa se zbog toga u sekundarnom namotaju tog transformatora neće inducirati nikakav napon.

Page 42: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

S obzirom da je vrijeme isklapanja ovakvih zaštitnih uređaja manje od 0,1 sekunde, vrijeme isklapanja nije posebno propisano. U slučaju više serijski spojenih uređaja diferencijalne struje, da bi se osigurala selektivnost, vremensko zatezanje može maksimalno iznositi 1 sekundu.Sva pogonska sredstva štićena strujnom zaštitnom sklopkom potrebno je uzemljiti tako da pri protjecanju struje greške njihov uzemljivač ima dovoljno maleni otpor uzemljenja tako da se na pogonskom sredstvu ne pojavi previsoki napon dodira.

In (A) 0,03 0,1 0,3 0,5 1

RA () 1660 500 166 100 50

Maksimalno dozvoljeni otpori uzemljenja TT mreže ovisno o veličini struje greške (In) i FI sklopke pri Ud = 50 V

Za ispravnost zaštite automatskog isključivanja napajanja zaštitnim uređajima diferencijalne struje treba biti ispunjeno:

- ukupni otpor uzemljivača i otpor zaštitnog vodiča od uzemljivača do štićenog trošila- nazivna isklopna diferencijalna struja pri kojoj dolazi do isklapanja sklopke

- dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V)

Page 43: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.3 TT sustav - zaštitna naponska sklopka (FU)

Zaštitna sklopka automatski se isklapa ako između kučišta i pomoćnog uzemljvača nastane previsok napon. Ona se koristi samo kao dopunska zaštita.

FU sklopka u TT mreži

Page 44: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Jedan kraj naponskog releja spaja se s kućištima trošila, a drugi kraj releja je spojen s posebnim uzemljivačem.

Djelovanje ove zaštite sastoji se u tome da se posredstvom naponskog releja stalno nadzire napon između kućišta trošila i pomoćnog uzemljivača, pa ako taj napon prijeđe određenu granicu (50 V) relej isklapa trošilo pomoću sklopke u vremenu od 0,1 s.

Zaštitne naponske sklopke se obično grade tako da različitim naponima odgovara sljedeći otpor uzemljivača:

Napon(V)

Otpor uzemljivača

()

24 V 200

50 V 600

65 V 800

Otpor uzemljivača pri različitim naponima

Page 45: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ova mjera zaštite nije pouzdana kad se primjenjuje za strojeve koji imaju relativno dobro prirodno uzemljenje kao što su građevinski strojevi koji leže na tlu na većim metalnim plohama, kada je tlo vlažno ili mokro, jer tada postoji mogućnost da naponski relej bude premošten i da sklopka ne djeluje pouzdano, [2].

Page 46: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.4 TN sustav - isklop s napravama nadstrujne zaštite

• U TN sustavima uzemljuje se neutralna točka sustava odnosno zvjezdište transformatora. • Sve izložene vodljive dijelove opreme, uređaja i instalacija, koje mogu doći pod napon u slučaju kvara galvanski se povezuju sa zaštitnim vodičem.• Zaštitni vodič mora biti spojen na neutralnu točku sustava i uzemljen.• Kako bi se u slučaju kvara potencijal zaštitnog vodiča održao što bliže potencijalu zemlje, zaštitni vodič se uzemljuje i u drugim točkama.

TN-S sustav s nadstrujnim zaštitinim uređajima

Page 47: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Karakteristike nadstrujnih zaštitnih uređaja i presjeci vodiča moraju se tako odabrati da u slučaju kvara zanemarivog otpora nastupi automatsko isključivanje napajanja u utvrđenom vremenu prema vrijednostima iz tablice za strujne krugove s priključnicama nazivnih struja koje ne prelaze 63 A, prenosivim i pomičnim trošilima.

Nazivni napon mreže prema zemljiU0 (V)

Vrijeme isključenjat (s)

120 0,8

230 0,4

277 0,4

400 0,2

580 0,1

Najveća vremena isklopa u TN sustavima

Page 48: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ova zaštitna mjera biti će djelotvorna ako je ispunjen slijedeći uvjet:

U0 - napon faznog vodiča prema zemlji

Zs - impedancija petlje kvara koja obuhvaća izvor, vodič pod naponom do mjesta kvara i zaštitni vodič između mjesta kvara i izvora napajanjaIa - struja djelovanja uređaja koja osigurava isključivanje napajanja u propisanim vremenima, ovisno o vrsti strujnog kruga.

Ispravna zaštita od indirektnog dodira s automatskim isključivanjem napajanja mora isključiti u propisanom vremenu ili prije. Da bi smo utvrdili vrijeme isključivanja nadstrujnog zaštitnog uređaja potrebno je poznavati njihove karakteristike isklapanja. Kod primjene osigurača s rastalnim ulošcima iz t/I karakteristike se pomoću struje kvara Ia pronalazi vrijeme u kojem će osigurač sigurno pregorjeti, to vrijeme mora biti manje od zahtijevanog.

Page 49: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.5 TN sustav - nulovanje

Prema načinu djelovanja, zaštitna mjera od indirektnog dodira u TN sustavu s automatskim isključivanjem napajanja pomoću nadstrujnih zaštitnih uređaja jednaka je nulovanju, ali su uvjeti za ispravnost zaštitne mjere različiti.

Prema prijašnjim tehničkim normativima za ispravno nulovanje moraju biti ispunjeni slijedeći osnovni uvjeti:

• struja kvara mora biti veća od isklopne struje zaštitnog uređaja a to je ispunjeno ako je otpor petlje kojim prolazi struja greške takav da je ispunjeno:

Vf - fazni napon (V)

Rpe - otpor petlje ()

In - nazivna struja zaštitnog uređaja (A)

k - faktor isklopne struje

Page 50: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Nulovanje se smije primijeniti samo ako je dovoljno sigurno da se na nultom vodiču niti u slučaju kratkog spoja, niti u slučaju zemljospoja neće pojaviti napon viši od 50 V, a ako se pojavi da će se održati samo najkraće vrijeme odnosno do isključenja strujnog kruga zaštitnim uređajem.

Nulti vodič treba obavezno uzemljiti kod napojne transformatorske stanice i na više mjesta u niskonaponskoj mreži.

Presjek nulvodiča mora biti u određenom odnosu spram presjeka faznih vodiča. Mora imati jednaki presjek kao fazni vodič ako presjek faznog vodiča nije veći od 16 mm2 kod bakrenih izoliranih vodova i kabela, odnosno ako presjek vodiča nije veći od 50 mm2

za nadzemne vodove. Ako su presjeci faznih vodiča veći od navedenih vrijednosti onda nulvodič može imati za dva stupnja manji presjek iz standardnog niza za presjeke vodiča, ali nikada ne smije presjek nulvodiča biti manji od polovice presjeka faznog vodiča.

Nulvodič mora sačinjavati mehanički i galvanski jednu cjelinu po cijeloj svojoj duljini, te nigdje ne smije biti prekidan niti osiguračima niti drugim zaštitnim uređajima.

Page 51: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.6 Zaštitno uzemljenje u nulovanoj mreži

Ukoliko se u mreži nalaze trošila štićena pojedinačnim zaštitnim uzemljenjem, prijeti opasnost od pojave napona na nultom vodiču i na kućištima svih nulovanih trošila uslijed proboja izolacije vodiča na trošilu s pojedinačnim uzemljivačem.

Zaštitno uzemljenje u nulovanoj mreži štićeno pjedinačnim zaštitnim uzemljenjem

Page 52: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Za slučaj kvara na izolaciji trošila štićenog pojedinačnim uzemljivačem, struja kvara teče od pojedinačnog uzemljivača, preko pogonskog uzemljenja, prema zvjezdištu transformatora i u tom slučaju uzrokuje pad napona na pogonskom uzemljenju koji diže potencijal nultog vodiča prema zemlji u cijeloj mreži što može predstavljati opasnost za ljude koji bi u tom trenutku dodirivali kućišta nulovanih trošila.

Zbog ovoga se nulovanje i zaštitno uzemljenje s pojedinačnim uzemljivačem primjenjuje u istim mrežama samo onda ako je za slučaj kvara na izolaciji trošila štićenog pojedinačnim uzemljivačem spriječena pojava veća od 50 V na nultom vodiču. Taj će uvjet sigurno biti ispunjen ako je zadovoljeno:

Rp - ukupni otpor uzemljenja nultog vodiča cjelokupne mreže

Rz min - najmanji otpor od svih otpora pojedinačnih uzemljivača

Page 53: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ako je Rp = 0,2 onda je moguća primjena zaštitnog uzemljenja s pojedinačnim uzemljivačem u nulovanoj mreži bez provjere iznosa pojedinih uzemljivača.

Zaštitno uzemljenje u nulovanoj mreži s dodatnim povezivanjem na pojedinačni ili zaštitni uzemljivač

Page 54: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ako se u nulovanoj mreži pojedina trošila još dodatno povezuju i na pojedinačni ili zajednički uzemljivač, struja kvara ima dva paralelna puta od trošila do transformatora: jedan nultim vodičem, drugi pojedinačnim ili zajedničkim uzemljivačem.

Sada je ukupni otpor petlje Rpe manji pa će doći brže i sigurnije do prorade nadstrujnih zaštitnih uređaja.

Zbog toga je dopušteno miješanje ova dva sustava u istoj mreži bez ikakvih dodatnih uvjeta. Ovakvu kombinaciju nulovanja i zaštitnog uzemljenja sa zajedničkim uzemljivačem često susrećemo u mrežama vlastite potrošnje niskog napona u elektroenergetskim postrojenjima, u elektranama i transformatorskim stanicama. Sva su trošila niskog napona nulovana, a jednako tako su kućišta tih trošila i uređaja spojena na zajednički uzemljivač objekta zbog sprječavanja pojave previsokog napona dodira uslijed kvara u mreži visokog napona, [2]

Page 55: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.7 Nulovanje u mreži sa zaštitnim uzemljenjem

U mreži sa zaštitnim uzemljenjem pojedinačnim uzemljivačem nije dozvoljeno nulovanje jednog trošila, iz istih razloga iz kojih nije dozvoljeno da se u nulovanoj mreži neko trošilo zaštitno uzemlji pojedinačnim uzemljivačem.

Ako se radi o mreži sa zaštitnim uzemljenjem sa zajedničkim uzemljivačem, struja kvara ima dva paralelna puta od trošila do transformatora – jedan preko uzemljivača i zemlje, gdje je zbog velikog otpora struja mala i drugi kroz spojni vod uzemljenja koji je povezan s pogonskim uzemljenjem gdje se zatvara veći dio struje kvara jer je otpor petlje manji.

Stoga je moguće u mreži sa zaštitnim uzemljenjem sa zajedničkim uzemljivačem provesti nulovanje pojedinih potrošača.

Nije dozvoljeno da se u mreži sa zaštitnim uzemljenjem neko od trošila dodatno i nuluje.

Page 56: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Nulovanje u mreži sa zaštitnim uzemljenjem

Dio struje kvara (preko Rz1) teče preko zaštitnog uzemljenja Rz0, ali u pravilu veći dio struje teče preko pogonskog uzemljenja Rp. Sada je napon nulvodiča V0 u pravilu nešto manji od slučaja zaštitnog uzemljenja sa pojedinačnim uzemljivačem u nulovanoj mreži, ali još uvijek može biti veći od 50 V. Stoga se izbjegava dodatno nulovanje trošila u mreži sa zaštitnim uzemljenjem, [2].

Page 57: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.8 Zaštita uređajima diferencijalne struje u TN sustavima

Princip rada zaštitne strujne sklopke

Page 58: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Strujna zaštitna sklopka u TN-C/S sustavu

Page 59: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kod trofaznih trošila, princip rada ovog uređaja je jednak samo što kroz jezgru transformatora prolaze sva tri fazna vodiča i prema potrebi neutralni vodič, ali nikako ne smije prolaziti zaštitni vodič PE.

Zaštitni uređaji diferencijalne struje kad se koriste u TN sustavima, mogu se koristiti samo u TN-S ili dijelu TN-C/S sustava gdje su neutralni i zaštitni vodič odvojeni.

U TN-C sustavu gdje se koristi PEN vodič, nije moguća primjena zaštitnih uređaja diferencijalne struje.

Zaštitni uređaji diferencijalne struje proizvode se za slijedeće nazivne struje:

In (A) 0,03 0,1 0,3 0,5 1

Nazivne struje zaštitnih uređaja diferencijalne struje

Page 60: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Za ispravan rad ove zaštitne mjere mora biti ispunjen uvjet:

Zpe - impedancija petlje kvara

Vf - nazivni napon mreže prema zemlji

Ia - struja greške dovoljna da izazove isklapanje uređaja diferencijalne struje u zahtijevanom vremenu:

• 0,4 s za strujne krugove s priključnicama, za pokretna i prenosiva trošila• 5 s za radijalne strujne krugove stabilnih trošila, a koji ne mogu utjecati na strujne krugove s priključnicama

• no kod zaštitnih uređaja diferencijalne struje koji nemaju vremensku zadršku isklopna vremena od nastanaka greške do isklapanja su vrlo kratka, 0.1 s

Page 61: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Zbog izvanrednih karakteristika, visoke pouzdanosti te vrlo kratkih vremena isklapanja ovi uređaji su primjenjivi u svim uobičajenim tipovima niskonaponskih mreža.

U skladu s prijašnjim tehničkim normativima, u električnim mrežama gdje je primijenjeno nulovanje, nisu se primjenjivale strujne zaštitne sklopke odnosno uređaji diferencijalne struje kao sustavno rješenje. Dopuštala se primjena FI sklopki za pojedinačna trošila pod uvjetom da se masa trošila nije spajala s nulvodičem PEN već se uzemljavala s posebnim uzemljivačem kao u TT sustavu.

Page 62: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.9 IT – sustav

Zaštitni uređaji: - kontrolnici izolacije, - nadstrujni zaštitni uređaji te- zaštitni uređaji diferencijalne struje.

IT sustavi – primjenjuju se u sredinama s teškim uvjetima rada kao što su rudnici i u prostorima ugroženim od eksplozije. Primjenjuju se i u industrijskim mrežama u kojima nema jednofaznih trošila.

Sustav zaštitnog voda u opisanom IT sustavu s kontrolnikom izolacije odgovara, prema prijašnjim tehničkim normativima, zaštitnoj mjeri od previsokog napona dodira nazvanoj sustav zaštitnog voda. U pogledu izoliranja zvjezdišta mreže od zemlje nema razlike između stare i nove tehničke regulative. Glede uzemljenja mase trošila, sustav zaštitnog voda predviđa samo jedan uzemljivač i zaštitni vod za sva trošila na koji se spajaju i sve ostale pristupačne metalne mase.

Page 63: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Otpor zaštitnog uzemljenja RA je ograničen i ne smije biti veći od 20 .

Obvezna je primjena uređaja za trajan nadzor stanja izolacije sa zvučnom ili svjetlosnom signalizacijom za neispravno stanje (unutarnji otpor uređaja ne smije biti manji od 15 k).

Ako se ne može postići otpor uzemljivača od 20 , u mrežu se mora postaviti relej koji nadzire napon zaštitnog voda prema zemlji i koji isključuje cijelu mrežu ako taj napon prijeđe granicu dopuštenog napona dodira 50 V.

Prijašnji tehnički propisi za izvođenje električnih instalacija u zgradama nemaju odredbu o brzom isključivanju u slučaju drugog kvara, takve zahtjeve postavljaju jedino tehnički normativi za električne instalacije u rudnicima i prostorima ugroženim od eksplozije.

Page 64: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.10 IT sustav s kontrolnikom izolacije

Osnovna je karakteristika IT sustava – niti jedan dio mreže, koji se nalazi pod naponom, ne smije biti direktno uzemljen, odnosno cijela mreža mora biti izolirana od zemlje.

Moguće je uzemljenje zvjezdišta samo preko velike impedancije, čija vrijednost u pravilu iznosi ~ (5-6)∙Un ().

Mase trošila moraju biti uzemljene a uzemljenje može biti:- pojedinačno za svako trošilo, - skupno za nekoliko trošila ili - zajedničko za sva trošila u mreži.

U slučaju proboja izolacije nekog od faznih vodiča, prema masi trošila poteći će struja zemljospoja male vrijednosti zato što se njezin strujni krug prema izvoru napajanja zatvara preko kapacitivnih otpora i otpora izolacije preostalih ispravnih faznih vodiča u mreži.

Page 65: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Struju zemljospoja može se pojednostavljeno izračunati prema izrazu:

𝐼 d=𝑐 ∙𝑈 n ∙𝐿

- struja zemljospoja - konstanta koja ovisi o tipu vodiča i vrsti izolacije (obično približno 0,2) - nazivni napon (kV) - ukupna duljina svih vodova u promatranoj mreži (km)

IT sustav s kontrolnikom izolacije

Page 66: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Za vrijeme trajanja zemljospoja, faza u kvaru poprima približno potencijal zemlje, a dvije preostale faze poprime prema zemlji za puta uvećan napon.

Sustav i dalje može ostati u pogonu što je jedna od prednosti IT sustava.

Struja zemljospoja stvara pad napona na uzemljivaču, da se ne bi pojavio preveliki pad napona na masama trošila mora biti ispunjeno:

𝑅 A ∙ 𝐼 d≤𝑈 d

- otpor uzemljivača mase trošila - struja zemljospoja u slučaju prvog spoja (kvara) zanemarivog otpora između faznog vodiča i mase trošila - dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V)

Page 67: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Budući da je struja kvara odnosno struja zemljospoja u slučaju prvog kvara male jakosti i ne može izazvati djelovanje nadstrujnih zaštitnih uređaja, nužni su uređaji za nadzor stanja izolacije koji pogonskom osoblju dojavljuju nastanak kvara.

Kontrolnik izolacije mora dati zvučni ili vizualni signal u slučaju kvara, a mogu biti građeni i da daju impuls za isklapanje mreža.

U takvim mrežama potrebno je prvi kvar što brže ukloniti, jer ako se pod tim okolnostima dogodi i drugi kvar i to u nekoj drugoj fazi, struja kvara može poprimiti znatne iznose i izazvati visoke napone dodira.

Veličina struje kvara i mogući napon dodira prvenstveno ovise o načinu uzemljenja masa trošila, [2].

Page 68: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.3.11 IT sustav s pojedinačnim uzemljivačem

Ako su sva trošila u mreži uzemljena preko jednog zajedničkog vodiča na jedan uzemljivač, kod istodobnog kvara na dva trošila u različitim fazama, struja kvara ne prolazi zemljom već od jedne faze na izvoru napajanja preko mjesta prvog kvara, potom dijelom zajedničkog zaštitnog vodiča i natrag fazom do izvora te nastaju slične okolnosti kao u TN-S sustavu. Da se ne bi predugo zadržao previsok napon dodira mora biti ispunjen sljedeći uvjet, [4]:

𝑍 s≤√3 ∙𝑉 f

2∙ 𝐼 a

- napon mreže prema zemlji - impedancija petlje kvara koja se sastoji od impedancije faznih vodiča do oba trošila i impedancije dijela zaštitnog vodiča između oba trošila - struja kvara koja mora osigurati isklapanje zaštitnih uređaja u vremenu:

- prema tablici za sve strujne krugove s priključnicama i prenosivim trošilima

- ne duljem od 5 sekundi za sve strujne krugove stabilnih trošila bez priključnica i prenosivih trošila.

Page 69: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Nazivni naponi U0/U

Vremena isklopa u sekundama

(V)Neutralni vodič nije

razdijeljen ili ga nema

Neutralni vodič razdijeljen

230/400 0,4 0,8

400/690 0,2 0,4

580/1000 0,1 0,2Najveća vremena isklopa u IT sustavu

Dva istodobna kvara u IT sustavu s pojedinačnim uzemljivačem

Page 70: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ako su mase trošila uzemljene pojedinačno ili po skupinama, a dvije istodobne pogreške nastaju na trošilima iz različitih skupina i na različitim fazama, na oba trošila nastupaju pojave slične kao u TT sustavu. Da se ne bi zadržao previsok napon dodira moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:

𝐼 ab ∙𝑅 A≤𝑈 d

𝐼 ab ∙𝑅B≤𝑈 d

- otpor uzemljenja prvog sustava - otpor uzemljenja drugog sustavaIab - zajednička struja kvara koja mora izazvati isklapanje uređaja pod jednakim uvjetima kao za TT sustav

Page 71: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

𝐼 ab=√3 ∙𝑉 f

𝑍 1+𝑅A+𝑅B+𝑍2

- napon mreže prema zemlji - impedancija namota izvora i faznog vodiča do mjesta kvara na prvom trošilu - impedancija namota izvora i faznog vodiča do mjesta kvara na drugom trošilu

Page 72: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.4 Zaštita bez naprava za isklop struje kvara2.4.1 Zaštita primjenom opreme klase II ili odgovarajućom izolacijomOsim normalnom odnosno osnovnom pogonskom izolacijom, električni uređaji opremaju se još i dopunskom zaštitnom izolacijom koja onemogućava dodir ili spoj s vodljivim dijelovima uređaja koji mogu doći pod napon u slučaju kvara na osnovnoj izolaciji. Zaštita se postiže:

- izradom kućišta trošila od izolacijskih materijala, - ugradnjom dopunske izolacije na opremu koja ima samo

temeljnu izolaciju te

- postavljanjem pojačane izolacije na neizolirane dijelove pod naponom.

Električna oprema izrađena s dvostrukom i pojačanom izolacijom označava se simbolom kvadrat u kvadratu:

Page 73: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ako se zaštita postiže dopunskom ili pojačanom izolacijom, radi raspoznavanja vrste zaštite na vanjskoj strani kućišta postavlja se znak koji predstavlja precrtani znak uzemljenja:

Ugrađuje li se oprema i uređaji koji imaju samo osnovnu izolaciju izolacijskih kućišta, tada izolacijska kućišta moraju imati stupanj zaštite najmanje IP 2X što znači da otvori moraju biti manji ili jednaki od 12 milimetara.

Page 74: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Kod opreme i uređaja klase II izloženi vodljivi dijelovi ili umetnuti vodljivi dijelovi ne smiju se spajati sa zaštitnim vodičem.

Zbog toga prenosiva trošila u priključenom kabelu imaju samo fazni i neutralni vodič, a utikač nema zaštitni kontakt. Za ispravnost ove mjere zaštite presudna je kvaliteta i stanje izolacije trošila, [2].

Električno trošilo razreda II

Page 75: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.4.2 Zaštita električnim odjeljivanjem

Strujni krug trošila se pomoću transformatora za odvajanje ili motor-generatora s namotima odgovarajuće izolacije galvanski odvoji od ostale električne mreže. Sekundarni krug se ne smije uzemljiti. Zaštitno djelovanje temelji se na činjenici da će struja kvara i kod potpunog spoja jedne faze sa zemljom biti vrlo mala jer se strujni krug zatvara samo preko otpora izolacije i kapacitivnog otpora relativno kratkog drugog vodiča.

Električno odjeljivanje

Page 76: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Budući da struja kvara raste s dužinom priključenih vodova, preporuča se da umnožak nazivnog napona u voltima i dužine strujnog kruga u metrima ne prijeđe vrijednost od 100 Vm, pod uvjetom da duljina vodova strujnog kruga nije veća od 500 metara.

Nazivni napon električno odvojenih strujnih krugova ne smije biti veći od 500 V.

Za razliku od prijašnjih tehničkih normativa nova norma dopušta mogućnost da se iz jednog izvora za električko odvajanje napaja više trošila, uz neke dodatne uvjete, [4].

Page 77: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.4.3 Zaštita postavljanjem u nevodljivi prostor

Zaštita od indirektnog dodira postavljanjem opreme i uređaja u nevodljivi prostor primjenjuje se:

- u slučajevima kada se zaštita od indirektnog dodira ne može ostvariti automatskim isključivanjem napajanja jer se napajanje ne smije ni kratkotrajno prekinuti ili

- kada je zaštita sa automatskim isključivanjem napajanja nepouzdana.

Pri toj zaštiti dozvoljena je primjena opreme klase 0 kod koje se zaštita od električnog udara temelji samo na osnovnoj izolaciji, što znači da ne postoji nikakva veza dostupnih vodljivih dijelova opreme sa zaštitnim vodičem u električnoj instalaciji, a sigurnost u slučaju nezadovoljavajuće osnovne izolacije se oslanja na okolinu.

Zadatak ove zaštite je spriječiti istodobni dodir dijelova opreme s različitim električnim potencijalima u slučaju kvara osnovne izolacije dijelova pod naponom.

Page 78: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Uređaji i oprema s dostupnim vodljivim dijelovima moraju biti tako raspoređeni u prostoru da u normalnom pogonu nije moguć istodobni dodir dostupnih vodljivih dijelova različitih potencijala.

Ako to nije moguće osigurati tada treba vodljive dijelove uređaja i opreme međusobno povezati vodičem za izjednačenje potencijala bez spoja sa zemljom.

Zaštita od indirektnog dodira izvodi se na taj način da se električni uređaji smještaju u prostor u kojem su i podovi i zidovi nevodljivi i da su pri tome tako razmješteni da nije moguć istodobni dodir sa dvije mase (izloženi vodljivi dijelovi) ili masom trošila i bilo kojim stranim vodljivim dijelom, [2].

Page 79: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Osnovni zahtjevi za primjenu ove zaštite:

• u nevodljivim prostorima ne smije biti zaštitnih vodiča• mora se osigurati potreban sigurnosni razmak između

dostupnih vodljivih dijelova uređaja i drugih vodljivih dijelova, a koji mora biti :

- međusobni razmak najmanje 2,5 m- izvan dosega rukom najmanje 1,25 m

• ako se ne mogu osigurati propisani sigurnosni razmaci, dostupni vodljivi dijelovi uređaja se mogu izolirati ili odvojiti izolacijskim pregradama, i to izolacijom ispitnog napona 2000 V (struja odvoda < 1 mA).

• nevodljivi prostor mora biti izveden sa električnim otporom izolacijskih zidova i podova i to najmanje:

- 50 kΩ za električne instalacije Un < 500 V- 100 kΩ za električne instalacije Un > 500 V

Zaštita od indirektnog dodira postavljanjem u nevodljivi prostor se rijetko primjenjuje.

Page 80: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

2.4.4 Zaštita lokalnim izjednačavanjem potencijala bez spajanja sa zemljomZaštita od indirektnog dodira dijelova pod naponom može se postići tako da sve vodljive mase trošila i sve strane vodljive dijelove međusobno povežemo s vodičem za izjednačavanje potencijala, a pri tome se mora osigurati da ni trošila, niti strane vodljive mase, ni vodič za izjednačavanje potencijala nemaju nikakvog galvanskog spoja sa zemljom ili uzemljivanim dijelovima.

U takvim uvjetima u slučaju proboja izolacije prema masi nekog trošila i svi strani vodljivi dijelovi poprime jednak napon, te u tom prostoru nema razlike potencijala pa nema ni napona dodira.

Budući da je struja kvara jednaka struji odvoda, nema ni značajnog pada napona duž vodiča za izjednačavanje potencijala, pa ni opasnosti od takvog uzroka.

Page 81: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Trošila i instalacije mogu raditi u slučaju greške na izolaciji.

Ukoliko u takvom prostoru postoji vodljiv pod vezan za izjednačavanje potencijala i izoliran od zemlje, postoji opasnost razlike potencijala pri ulasku u takav prostor, što se može spriječiti postavljanjem izolacijskih prostirki na ulazu ili slično.

Zaštita se primjenjuje uz zaštitu postavljanjem u nevodljivi prostor, inače se rijetko primjenjuje.

Page 82: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Direktan dodir - neposredan dodir aktivnih dijelova.Aktivni dijelovi, (dijelovi koji su za vrijeme pogona pod naponom) moraju biti u cijelosti :

● izolirani ili● zaštićeni od direktnog

dodira.

Zaštita od direktnog dodira aktivnih dijelova može se provesti :●

zatvaranjem●

položajem●

rasporedom.

METODE ZAŠTITE OD DIREKTNOG DODIRA

Page 83: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Prevlake lakom, emajlom, oksidnim slojem te razna vlaknasta opredanja ne smatraju se dovoljnom mjerom za zaštitu od direktnog dodira.

Zaštita zatvaranjem provodi se:

• raznim pregradama, • rešetkama, • izbušenim limovima i sl.

Page 84: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Razine zaštite zatvaranjem : 1 - prsti kroz otvor ne prolaze; 2 - kroz svaki otvor može proći po jedan ili dva prsta - ograničenje: korijen prstiju; 3 - u otvor se mogu uvući četiri prsta - ograničenje: korijen palca; 4 - palac savijen prolazi kroz otvor - ograničenje: širina dlana (ne uvijek); 5 prolaze svi prsti - ograničenje: širina šake; 6, 7, 8 i 9 - prolaz ruke - ograničenje: u različitim dijelovima ruke; 10 - otvor dovoljno velik da se provuče cijela ruka i dio ramena - ograničenje : glava i tijelo čovjeka

Page 85: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Ispitivanje razine zatvaranja ispitnim prstom.

Page 86: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Pokrovi, zaštitne rešetke, kućišta i slično, moraju biti pouzdano učvršćeni i mehanički otporni.

Na slici je prikazano ispitivanje mehaničke otpornosti limenog pokrova električnog uređaja. Deformiranje pokrova pri djelovanju sile od 392 N (oko 40 kp) ne smije biti toliko da se razmak d smanji ispod propisanog minimuma.

Page 87: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

Zatvaranje kao zaštitna mjera nije potrebno ako se upotrebljavaju:

- nazivni naponi niži od 42 V (osim u prostorijama ugroženim eksplozivno i od požara)- pri elektrolizi, zavarivanju, kod peći za žarenje i slično, ako je zaštita iz pogonsko-tehničkih razloga neprovediva.

U tim okolnostima treba izolirati pod i upotrebljavati isključivo:

- izolirane čizme- izolirane rukavice- izolirani alat.

Page 88: ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA U UVJETIMA KVARA

LITERATURA [1] Amir Halep, Električne instalacije i osvjetljenje, Sarajevo 2000.[2] Egon Mileusnić, Bernard Jinek, Ispitivanje električnih instalacija niskog napona, Zagreb 2011.[3] Vjekoslav Srb, Električne instalacije i niskonaponske mreže, Zagreb 1982.[4] http://www.zvne.fer.hr/[5] http://www.trafostanice.com.hr/