Bezbednost i zastita ees-a

8/20/2019 Bezbednost i zastita ees-a

1/57

БЕЗБЕДНОСТ И ЗАШТИТА НА

РАДУ У ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЦИTeхничке мере заштите од

електричног удара


2/57

Садржај•

Дејство електричне струје• Директан и индиректан додир

• Заштита од електричног удара у постројењиманиског напона заштита изоловањем делова под напоном

заштита оградама или кућиштима

заштита препрекама

заштита стављањем ван дохвата руке

допунска заштита помоћу заштитних уређаја диференцијалнеструје (ЗУДС, заштитна струјна склопка, FI)

заштита употребом сигурносног малог напона (SELV) и уземљенимсигурносно малим напоном (PELV)

заштита употребом малог радног напона (FELV) заштита аутоматским искључењем напајања

заштита употребом уређаја разреда заштите II

заштита постављањем у изоловане просторије

заштита електричним одвајањем 2


3/57

1. Дејство електричне струје

• Техничке мере заштите прописане су нормама и правилницима, адужни су да их спроводе сви који су укључени у пројектовање,израду, инсталирање, монтажу, одржавање и руковањеелектричним уређајима и опремом која се налазе у склопу једногелектроенергетског објекта, а све у циљу смањивања опасности одштетног деловања електричне струје на човечији организам.

• Струја која пролази кроз човечије тело може изазвати: јаке локалнеопекотине, јаке мишићне контракције, оштећење зидова крвнихсудова, хаотичну контракцију срчаног мишића, потпуни престанаксрчаног рада, оштећење централног нервног система.

• Поред наведених директних опасности, постоје и друге,индиректне, нпр. опекотине и повреде очију изазване светлоснимделовањем електричног лука или капљица растопљеног метала,механичке трауме које настају због грча мускулатуре, насталог поддејством електричне струје итд.

• Пожаре и експлозије, праћене материјалним и људским губицима,такође може проузроковати електрична струја својим дејством.

3


4/57

2. Директан и индиректан додир

• Тренутак додира проводника под напоном и деловањеструје коју човек осети назива се електрични удар.

• Разликује се електрични удар услед:

Случајног додира с проводљивим деловимаинсталације или потрошачима који су нормално под

напоном, на пример грло сијалице, голи проводник,стезаљке осигурача, склопке, и слично(директни додир с деловима под напоном, унормалним условима рада, тј без квара);

Додира проводних делова потрошача који нисунормално под напоном, на пример метално

кућиште мотора, и слично, али у току рада збогквара на изолацији могу доћи под напон(индиректан додир).

4


5/57

3. Заштита од електричног удара у

постројењима ниског напона

• Заштита од електричног удара треба да спречиповређивање људи.

• На ниском напону, према JUS N.B2.741:1989. заштитаод електричног удара дели се на:

Заштиту од директног додира делова поднапоном

Истовремену заштиту од директног ииндиректног додира

Заштита од индиректног додира (тј. превисокогнапона додира на металним деловима направаи уређаја који у нормалном погону нису поднапоном, али изложени су напону у случајуквара).

5


6/57

6Табела 1 Техничке мере заштите од електричног удара и разреди заштите

електричне опреме

Заштита од директног додира

1. Заштита изоловањем делова под напоном (Потпуна заштита) 2. Заштита оградама (преградама) или кућиштима (Потпуна заштита) 3. Заштита препрекама (запрекама) (Допунска- није комплетна заштита)

4. Заштита постављањем ван дохвата руке (Допунска- није комплетна заштита) 5. Допунска заштита помоћу заштитних уређаја

диференцијалне струје (струјна заштитна склопка) (Допунска- није комплетна заштита)Заштита од директног и индиректног додира

1. Заштита сигурносним малим напоном (SELV) и уземљеним сигурносно малим напоном (PELV)

2. Заштита употребом малог радног напона (FELV)

Заштита од индиректног додира

1. Заштита аутоматским искључивањем напајања (заштитни уређаји за AIN су осигурачи или FIсклопке):

a) у TN систему развода

b) у ТТ систему развода c) у IT систему развода

d)

изједначењем потенцијала 2. Заштитно изоловање (заштита употребом уређаја класе II)

3. Постављањем у изоловане просторије 4. Заштита електричним одвајањем

Разреди заштите електричне опреме (уређаја)

Разред заштите I

Заштитна мера са

заштитним водичем код опреме са металним кућиштем (нпр. електромотор, штедњак...)

Разред заштите II

Заштитно изоловање:

Опрема с пластичним кућиштем (нпр. усисивач, бушилица...)

Разред заштите III

Заштитни мали напон:

Опрема с називним напоном до 25V, 50Нz (нпр. светиљка 12V...)


7/57

3.1 ЗАШТИТА ИЗОЛОВАЊЕМ

ДЕЛОВА ПОД НАПОНОМ• Улога ове заштите је да спречи сваки додир човека са деловима

инсталације који су под напоном.

• Заштита изоловањем се састоји у постављању основног слојаизолације (у многим случајевима и додатног слоја изолације, нпр.заштитног плашта код водова) која се може уклонити само њенимразарањем.

• За фабрички израђену опрему (нпр. инсталациони изолованиводови, каблови и сл.) изолација мора одговарати стандарду за туврсту опреме, што значи да мора бити тако направљена да трајноиздржи механичке, хемијске, електричне и топлотне утицаје којимаопрема може бити изложена у раду. Боје, безбојни лак, емајл,смоле и други слични изолациони материјали не сматрају седовољном изолацијом у погледу заштите од директног додира.

• За заштитну изолацију употребљавају се разне PVC масе, гума,неопрен и сл. Заштита изоловањем је и стручно омотавање спојеваизолационом траком.

• Квалитет изолације се мора испитати у фабрици одговарајућиммерењем (отпора изолације и диелектричне тврдоће). 7


8/57

3.2 ЗАШТИТА ОГРАДАМА ИЛИ

КУЋИШТИМА• Заштита преградама (оградама) или кућиштима треба да спречи сваки

директни додир с деловима електричне опреме и инсталација поднапоном (разводни ормари са опремом, сабирнице, склопке, сијаличнагрла и сл.).

• Делови под напоном морају бити затворени или преграђени тако даосигуравају степен заштите најмање IP 2X (заштита од страних телапреко Ø 12,5mm и заштићено од додира прстима). Ако су потребнивећи отвори због одржавања и сервисирања морају се предузетиодговарајуће допунске мере да се спречи случајни додир делова поднапоном и поставити знак упозорења (код грла за сијалице отвори сувећи од 12,5 mm због потребе постављања сијалице). Кућишта чије сугорње површине водоравне и приступачне, морају имати најмањистепен заштите IP 4X (број 4 означава заштиту од додира алатом, жицомпреко Ø 1 mm, док X означава заштиту од продора воде).

• Преграде и кућишта су конструктивно чврста и трајна да спрече додир иобезбеде трајно растојање од делова под напоном. Ако је потребноуклонити препреку или отворити кућиште то се може урадити самопомоћу кључа или алата и то само после искључења напајања, с тим дасе напајање може опет успоставити само после поновног постављањапреграде (кућишта). 8


9/57

3.3 ЗАШТИТА ПРЕПРЕКАМА

• Препреке (заштитне плоче, преграде, прекривачи, капе,пречке идр.) постављају се са циљем да спрече случајандодир делова под напоном за време рада.

• Препреке су намењене спречавању случајног физичкогдодира с деловима под напоном (нпр. за време рада на

опреми која је под напоном), али не и намерногприступа заобилажењем препреке, што значи да овоније потпуна заштита.

• Препреке се уклањају без употребе алата или кључа,значи прстима, руком, али морају бити тако постављенеда се спречи њихово случајно уклањање (нпр. заштита

пертинакс плочом бакарних сабирница у разводномормару).

9


10/57

3.4 ЗАШТИТА СТАВЉАЊЕМ ВАН

ДОХВАТА РУКЕ• Заштита постављањем ван дохвата руке предвиђа се само за

спречавање случајних додира делова под напоном, што значи да нијепотпуна заштита.

• Суштина ове заштите је у томе да се приступачни делови на различитимпотенцијалима не смеју налазити унутар просторије на дохват руку. Двадела се сматрају истовремено приступачним ако су међусобно удаљенина мање од 2,5m.

• На местима где људи само пролазе испод делова опреме под напоном,сматра се да је висина од 2,5m изнад тла довољна за постављањепредмета (нпр. голих проводника) под напоном. Таква су местаразводна постројења у трансформаторској станици.

• У хоризонталном правцу је минимално дозвољено растојање 1,25m запостављање делова под напоном од места где може човек да стоји(нпр. голи проводници испод или са стране прозора).

• На местима где је предвиђен саобраћај возилима или у просторијама укојима се рукује с металним елементима великих дужина, размациморају бити повећани у складу с техничким прописима (нпр. за путеве иулице на селу 5m, а за градске улице и путеве првог реда 7m).

10


11/57

3.4 ЗАШТИТА СТАВЉАЊЕМ ВАН

ДОХВАТА РУКЕ

11Слика 1 Простор ван дохвата руке у просторији


12/57

3.5 ДОПУНСКА ЗАШТИТА ПОМОЋУ ЗАШТИТНИХ

УРЕЂАЈА ДИФЕРЕНЦИЈАЛНЕ СТРУЈЕ

• Заштитни уређај диференцијалне струје (ЗУДС тј. заштитна FI склопка).

• Ова заштитна мера служи само као допуна другим заштитним мерамаод директног додира са деловима под напоном у случају отказивањадругих заштитних мера. Употреба заштитне струјне склопке чијаназивна вредност диференцијалне струје износи 10mА или највише30mА, само је значи допуна за друге заштитне мере од директногдодира. Међутим, заштита и од индиректног додира делова поднапоном такође се може остварити употребом заштитних струјнихсклопки диференцијалних струја 10mА; 30mА; 50mА; 100mА; 300mА;500mА и 1А.

• Струјне заштитне склопке могу се употребљавати у ТТ, ТN-S, TN-C-S и ITсистемима развода или другим речима свуда тамо где су заштитни инеутрални проводник одвојени (нису спојени).

• Техничке препоруке предвиђају заштиту од индиректног додира делова

под напоном ТТ системом развода и обавезном уградњом више струјнихзаштитних склопки са струјом прораде 30mА, у струјне круговепотрошача са металним кућиштима и просторијама са кадом и тушем,или уградњом једне заштитно струјне склопке са струјом прораде 30mАза целокупну инсталацију (сл. 2).

12


13/57



• Значи FI склопка служи за аутоматско искључење код директног додираделова под напоном или у случају квара на потрошачу и индиректногдодира (у оба случаја склопка делује тренутно, испод 0,04s).

• Деловање FI склопке заснива се на чињеници да је при трофазнојструји, у нормалном погону, сума струји једнака нули.

• Према томе, у нормалном погону, је и збир магнетних флуксева које у

магнетном прстенастом језгру (диференцијалном струјномтрансформатору) стварају ове струје, такође једнак нули. Следи да се усекундарном намотају обухватног струјног трансформатора, који јеспојен на намотај FI склопке, неће индуковати никакав напон.

• У случају споја било које фазе с металним кућиштем апарата којиштитимо, протећи ће струја квара (за ТТ систем кроз земљу), а повећаћесе у том случају струја кроз ту фазу. Тиме је нарушена равнотежа, тј.векторски збир струја није више једнак нули, у обухватном прстенастом

језгру се појављује магнетно поље, а у секундарном намотају струјногтрансформатора индукује се напон који активира заштитну струјнусклопку, тако да она исклопи контакте за сва три фазна проводника инеутрални проводник (4-полна).

13


14/57

14

Слика 2 Спој заштитне струјне склопке у ТТ систему развода

У инсталацијама где се употребљава FI склопка морају сви проводљиви делови, који

нормално нису под напоном, бити уземљени (ТТ систем) или спојени с неутралним

проводником (ТN систем) преко заштитног проводника који не иде преко струјне

склопке.

Значи, неутрални проводник иза склопке не сме бити уземљен нити у додиру сауземљеним деловима, као ни у додиру са металним кућиштем потрошача.

Заштитне склопке морају имати уграђену контролну типку Т (испитно дугме) за

испитивање функционисања.

Најмање једном годишње треба притиснути контролну типку Т.


15/57

15

Слика 3 Двополна EFI-2 и четворополна

EFI-4 заштитна струјна склопка

Слика 4 Унутрашњост FI

склопке заједно са

диференцијалним (обухватним)трансформатором

Слика 5 Место на које се у разводној

табли монтира FI склопка


16/57



16

Слика 6 Спој двополне заштитне струјне склопке у ТТ систему развода

Двополна заштитна струјна склопка се употребљава за струјне кругове

монофазних потрошача, а разликује се од 4-полне по томе што она има

само два контакта, један за фазни и други за неутрални проводник (сл. 6).


17/57



• Да би заштита са FI склопком била ефикасна метално кућиштепотрошача мора бити уземљено на уземљивач чија вредностотпора уземљења мора бити мања од:

• где је: RZ (или RE) – отпор уземљења штићеног потрошача,односно заштитно уземљење код објекта;

IΔN – струја грешке при којој FI склопка искључује;

50 – највиши допуштени напон додира UL =50V, 50HZ.

• За заштитне склопке диференцијалне струје IΔN =0,03А отпоруземљења мора бити испод R

Z


18/57



18

ЗАШТИТНА СТРУЈНА СКЛОПКА ТИП EFI-2 ЗАШТИТНА СТРУЈНА СКЛОПКА ТИП EFI-4Називни напон 230V Називни напон 230/400V

Називна струја I N

16A

25A40A

63A80A

Називна струја I N 25A40A

63A80A

Називна струја грешкеIΔN (у загради је датавредност отпорауземљења FI склопкеRZ)

0.03A (R Z


19/57


20/57

3.6 ЗАШТИТА УПОТРЕБОМ СИГУРНОСНОГ МАЛОГ

НАПОНА (SELV) И УЗЕМЉЕНИМ СИГУРНОСНО

МАЛИМ НАПОНОМ (PELV)

• Као извори малог напона најчешће служе сигурноснитрансформатори с галвански одвојеним и доброизолованим намотајима примара и секундара.

• Напон секундара до 42V служи за напајање ручнихсветиљки и алата с којим се ради у сувим просторијама, а

напон до 24V предвиђен је за исту намену, али наместима где су под и околина добро проводљиви, адодирна површина човека с металним деловима велика.

• Напон до 24V употребљава се и за осветљење у стајамаза стоку (због велике осетљивости према струји додирнинапон за стоку износи UL =25V), чак и за дечије играчке с

електричним погоном.• Ови трансформатори могу бити преносни и непреносни

(слика 7).

20


21/57

21

Слика 8 Инсталација малог напона с голим проводницима

за халогене сијалице 12V

Слика 7 Сигурноснитрансформатор малог напона


22/57

3.7 ЗАШТИТА УПОТРЕБОМ МАЛОГ РАДНОГ

НАПОНА (FELV)

• FELV "Functional extra low voltage"

• У многим случајевима имамо мали напон тј. радни напон испод50V, али нису испуњени услови сигурносних извора.

• На слици 9 се види да и код малог напона може доћи доопасног напона додира ако заштитни трансформатори нисуизрађени у складу с прописима.

• Овакви случајеви се могу догодити и у струјним круговима кад је једна тачка извора малог напона уземљена, или ако струјникруг малог напона садржи опрему (релеје, трансформаторе)који су у галванској вези са струјним круговима ниског напонаили чија је изолација недовољна у односу на струјне круговевећег напона.

•

У том случају морају се предузети допунске мере тј. заштитапреградама и кућиштима како би се остварила истовременазаштита од директног и индиректног додира.

22


23/57

3.7 ЗАШТИТА УПОТРЕБОМ МАЛОГ

РАДНОГ НАПОНА (FELV)

23

Слика 9 Трансформатор малог напона с једним

намотом који није сигурносни, јер у случају квара

може доћи до опасног напона додира


24/57

3.7 ЗАШТИТА УПОТРЕБОМ МАЛОГ

РАДНОГ НАПОНА (FELV)• Ако извор малог радног напона није сигурносни, тј. трансформатор

малог напона нема одвојене намотаје, тј. један намотај сеупотребљава и као примар и као секундар (аутотрансформатор),као на слици 9, или ако сва опрема струјног круга малог напонаније одвојена од осталих струјних кругова ниског напона, тада сезаштита од директног додира изводи:

преградама или кућиштима, изолацијом која одговара највишем напону из примарног

струјног круга.

• Заштита, у том случају, од индиректног додира изводи се:

повезивањем изложених металних делова опреме, који могудоћи под мали радни напон, на заштитни проводник

примарног струјног круга уз услов да је тај примарни струјникруг заштићен аутоматским искључењем напајања,

или повезивањем изложених металних делова, који могу доћипод мали радни напон, с неуземљеним проводником заизједначење потенцијала примарног струјног круга.

24


25/57

3.8 ЗАШТИТА АУТОМАТСКИМ

ИСКЉУЧЕЊЕМ НАПАЈАЊА• Принцип ове заштите састоји се у томе да се у случају квара у

изолацији аутоматски искључи напајање и тако спречи настајањеи одржавање додирног напона у таквој вредности и у таквомвременском трајању у којем би представљало опасност по човека.

• Ово се постиже тако што се изложени метални деловиелектричних уређаја и опреме спајају са заштитним проводникомзависно од примењеног система развода (ТN, TT, IT).

• У случају квара на електричном уређају, од извора ће протећиструја грешке (струја кратког споја или струја диференције), а она

ће изазвати деловање заштитног уређаја (топљивих осигурача,аутоматских осигурача, FI заштитних склопки) који ће аутоматскиискључити напајање оног дела инсталације који тај уређај штити,тако да се на било којој изложеној тачки у том делу инсталације неможе одржати додирни напон који би прекорачио вредностинаведене у табели 3 у функцији времена искључења (илипоједностављено искључење мора бити испод 5s за напојневодове и струјна кола мотора, док за крајња струјна кола саприкључницама, расвете, бојлера, и слично, време искључењамора бити испод 0,4s).

25


26/57

26

НАЈВИШИ

ОЧЕКИВАНИ

НАПОН

ДОДИРА UD

(V)

Отпор човечијег тела и најдуже допуштено време струје кроз човечије тело

Ситуација 1 (сува, влажна просторија, сува кожа)

Ситуација 2(влажна просторија, влажна кожа)

Отпор R Č

(Ω)

Струја IČ

(mA)

Најдужедопуштено

време

искључења(s)

Отпор R Č

(Ω)

Струја IČ

(mA)

Најдужедопуштено

време

искључења(s)

25 - - бесконачно 1075 23 550 1725 29 5 925 54 0,47

75 1625 46 0,60 825 91 0,30

90 1600 56 0,45 780 115 0,25

110 1535 72 0,36 730 151 0,18

150 1475 102 0,27 660 227 0,10

220 1375 160 0,17 575 383 0,035280 1370 204 0,12 570 491 0,020

350 1365 256 0,08 565 620 -

Табела 3 Најдуже допуштено време трајања додирног напона

Да би се применила заштита аутоматским искључењем напајања, пропис

дефинише три врсте система развода: ТN, TT и IT.Један од услова за заштиту аутоматским искључењем напајања јесте захтев да

се у свакој згради уради изједначење потенцијала, јер напон додира се

смањује постављањем главног и допунског изједначења потенцијала.


27/57

3.8.1 Заштита аутоматским искључењем

напајања у ТN систему развода• Код ТN система развода прво слово Т означава директан

спој извора напајања са земљом у једној тачки (погонскоуземљење звездишта, неутралне тачке, секундарнестране у ТС), док друго слово N означава директанелектрични спој изложених проводљивих деловаелектричних потрошача (уређаја) с неутралном тачкомизвора напајања.

• Остала слова означавају положај неутралних и заштитнихпроводника, тј. могућност њиховог међусобногповезивања и спајања с неутралном тачком система.

• Разликују се три ТN система, у зависности од положаја и

повезаности заштитног и неутралног проводника: TN-C,

TN-C-S,

TN-S.27


28/57


напајања у ТN систему развода• На слици 3.10 и поједностављеној шеми ТN система дат

је приказ заштите аутоматским искључивањем у случајуквара између фазног проводника и изложеног додируметалног кућишта електричног потрошача.

• Уколико фазни проводник, због грешке на изолацији,

дође у додир с металним кућиштем потрошача, протећи ће струја квара (кратког споја) у петљи квара која ћеизазвати аутоматско деловање заштитног уређаја(топљивог осигурача, аутоматског осигурача, FI склопке).

• Време за које делује заштитни уређај ни под којимусловима не сме бити дуже од 5 секунди.

28


29/57

29

Слика 10 Поједностављена шема TN система која приказује

принцип заштите

Основни услов за примену ове заштите у ТN систему је датермичка карактеристика заштитног уређаја и импеданса струјногкола (импеданса петље где се затвара струја грешке) морају бити

тако одабрани да се, у случају настанка квара између фазног изаштитног проводника (изложених металних делова) било где уинсталацији, напајање аутоматски искључи у одређеномвремену.


30/57


напајања у ТN систему развода• Овај услов је испуњен кад импеданса петље квара има вредност

која је мања (или највише једнака):

•

где је: ZS – импеданса петље квара која обухвата отпор фазе

трансформатора, отпор фазног проводника од трансформаторадо места квара, прелазни отпор на месту квара, отпор заштитноги нултог проводника од места квара до трансформатора;

Ia – струја деловања уређаја за аутоматско исклапање уодређеном времену, али које не сме бити дуже од 5s за струјне

кругове без прикључница или 0,4s за струјне кругове саприкључницама или сијалицама;

U0 – називни напон извора између фазе и неутралногпроводника (земље) који износи 230V.

30

a

O

S

I

U Z


31/57


напајања у ТN систему развода• Спојем било које фазе с металним кућиштем или масом

потрошача ствара се затворени круг преко металних делова инеутралног проводника. Струја квара је сигурно довољно јакада изазове брзо прегоревање осигурача и тиме искључидефектне фазе.

• Вредност ZS се утврђује мерењем или прорачуном.

• За мерење отпора петље (импедансе) између два фазна

проводника, фазног и неутралног проводника и фазног изаштитног проводника данас се употребљавају дигиталнимикропроцесорски мерни инструменти (на слици 11 приказан

је инструмент типа М5010).

• На инструменту се може очитати и струја кратког споја (струјагрешке) која се очекује уколико се квар догоди на местумерења (потребно је само палцем активирати малу тастерпреклопку на утикачу).

•

Уграђени микропроцесор мери струју кратког споја приназивном напону (прорачунава Ik на основу мерења отпорапетље), додирни напон који се појављује при кратком споју,тако да се брзо и једноставно одређује додирни напон набило којој прикључници (тј. напон на металном кућиштупотрошача које ће бити спојено на ту прикључницу, при појавиквара).

31

Слика 11 Мерење

отпора петље синструментом типа

М5010


32/57


напајања у ТN систему развода• Струја квара (грешке):

• где је:

Zs – импеданса петље квара (сума свих отпора у затвореној петљи),

Uo – називни напон према земљи

• Када се израчуна струја грешке, из термичке карактеристике осигурачаможе се очитати у којем времену ће осигурач, односно заштитни уређај,прекинути струјни круг и на тај начин искључити читав струјни круг у којем је настао квар. Заштита је ефикасна ако је то време кратко и не прелазинајдуже допуштено време трајања додирног напона. Очекивани додирнинапон се може измерити инструментом или израчунати.

• Ако се не може испунити претходни услов и ефикасност заштитеупотребом заштитних уређаја за надструје (осигурача), мора се узизведено допунско изједначење потенцијала применити и заштитапомоћу заштитног уређаја диференцијалне струје (ЗУДС тј. заштитна FIсклопка).

32

s

k

Z

U I

0


33/57


напајања у ТТ систему развода• Код ТТ система развода прво слово Т означава директан

спој извора напајања са земљом (погонско уземљењеRT неутралне тачке у ТС), док друго слово Т означавадиректан спој изложених проводљивих деловаелектричних потрошача и уређаја са земљом.

•

Сви изложени додиру метални делови од електричнихпотрошача, који се заједно штите истим заштитнимуређајем, морају се међусобно повезати помоћузаштитних проводника и спојити на исти заједничкиуземљивач.

• На слици 12 дата је поједностављена шема ТТ система и

приказ заштите аутоматским искључењем напајања услучају квара и појаве опасног напона на металномкућишту потрошача.

33


34/57

34

Слика 12 Поједностављена шема ТТ система која приказујепринцип заштите

Основни услов који треба да испуни заједнички уземљивач и заштитнипроводници при протицању струје квара кроз земљу је да напон измеђуметалних кућишта и земље не пређе 50V:

где је: RA – сума отпора заштитног уземљења RZ и отпора заштитног проводникаRPE од металног кућишта до уземљивача,

Ia – струја квара која сигурно (брзо) обезбеђује деловање заштитногуређаја

V I R a A 50


35/57


напајања у ТТ систему развода• Очекивани напон додира је напон који се појави између металног

кућишта кварног потрошача и земље. Напон додира у случају квара иструја квара израчунавају се:

• где је: Rv – отпор фазног намотаја и фазног проводника од ТС до

потрошача; RA – сума отпора заштитног уземљења RZ и заштитногпроводника RPE; RT – отпор уземљења у ТС; U0 – називни фазни напон.

• Основни услов за примену ове заштите је да се термичкакарактеристика заштитног уређаја и импеданса струјног кола (петље)морају тако одабрати да се у случају квара између фазног и заштитногпроводника напајање аутоматски искључи у одређеном времену. Тозначи да се ефикасност заштите проверава израчунавањем отпорапетље ZS.

• Вредност отпора петље треба да буде мања или највише једнака:

• где је: ZS – отпор (импеданса) петље; U0 – називни напон премаземљи; Ia – струја искључења тј. деловања заштитног уређаја

35

T Av

K

R R R

U I

0

K A D I RU

aS

I

U Z

0


36/57


напајања у ТТ систему развода• Употреба осигурача као уређаја за заштиту АИН у ТТ систему развода

захтева врло мале вредности уземљења RZ. Осигурачи као заштитниуређаји у ТТ систему развода се могу употребити само за струјнекругове с потрошачима малих снага (тј. до 10А). У пракси се постижевредност за RZ од 2Ω до 10Ω, а то значи да би струја квара требалаимати вредност од 25А до 5А, а да се на металном кућишту кварногпотрошача не појави додирни напон преко 50V. Ова струја квара не би

изазвала прегоревање осигурача.• Струја квара која обезбеђује сигурно деловање FI склопке (испод 0,4s),

мора бити најмање једнака или већа од IΔN што је у пракси увек ииспуњено. Струја квара која обезбеђује сигурно и брзо деловањеосигурача овде се тешко може постићи јер треба да буде неколико путавећа од називне струје осигурача.

• Значи, примена ТТ система развода с аутоматским искључењем

напајања са осигурачима се не може сматрати ефикасном меромзаштите од опасног напона додира. Међутим, ефикасност заштите у ТТсистему се постиже употребом заштитне FI струјне склопке која делујесигурно испод 0,4s, а осетљива је и на мале струје диференције.

36


37/57


напајања у IТ систему развода• Код IT система развода прво слово I означава да звездиште

секундарне стране извора напајања није спојено са земљом(изоловано од земље), или је спојено са земљом прекодовољно велике импедансе (нпр. 1000Ω), док друго слово Тозначава директан спој изложених проводљивих деловаелектричних потрошача и уређаја са земљом.

•

IT систем је нарочито прикладан за мање и не пуно разгранатеинсталације у индустријским објектима и постројењима санапајањем електричном енергијом из властитих генератора,трафостаница или трансформатора код кога су примарни исекундарни намотаји један од другог одвојени, као што сурудници с подземном експлоатацијом, просторије сексплозивним смесама, на неким радилиштима, спортским

дворанама, позориштима, бродоградњи, медицинскимобјектима и сл.

37


38/57


напајања у IТ систему развода• Ова заштита се употребљава за веће потрошаче у мање

разгранатим мрежама, али јако оптерећеним, као што су нпр.руднички објекти (машине за откопавање, вентилатори јаме исл.). Сви проводљиви делови електричних потрошача нпр.метална кућишта мотора и других уређаја спајају се сазаштитним заједничким водом који треба квалитетно спојити са

земљом бар на два места. На тај заједнички сабирни заштитнивод спојени су и проводљиви делови објекта, гвозденеконструкције, цеви водоводне и топловодне мреже. Заштитнипроводник се не сме директно спојити са звездиштемелектричне мреже.

• Изолацијски отпор фазних проводника према земљи треба битивелики, а треба га стално контролисати помоћу посебног

уређаја (контролник изолације) који је спојен између фаза изаштитног вода

38


39/57


напајања у IТ систему развода

39

Слика 13 IT систем развода без неутралног проводника и

стање које наступа кваром на потрошачу


40/57


напајања у IТ систему развода• Теоријски посматрано, нека је бесконачно велик отпор изолације

сваког фазног проводника према земљи и нека на једном потрошачу(мотору) дође до појаве првог квара тако да је метално кућиште, атиме и сва друга метална кућишта са сабирним заштитним водом,дошло под потенцијал кварне фазе.

• Међутим, у овом случају струја квара ограничава се тако да се не можепојавити у инсталацији опасни напон додира већи од 50V. Уколико

човек и додирне такво метално кућиште, то није опасно и немапротока струје кроз човека, јер је бесконачан отпор изолације другедве фазе према земљи.

• С обзиром да не постоји идеална изолација са бесконачно великимотпором, него да отпор изолације проводника према земљи нијебесконачан (код исправне изолације он износи Ri ≥1000Ω/V), следи да ће у колу протицати нека мала капацитивна струја квара (грешке) Iz која

се одређује капацитивностима друге две фазе према земљи.• Исто тако и кроз човечје тело при додиру с металним деловима ће

протицати мала капацитивна струја земљоспоја (испод 15mA). Збогтога не сме бити велика дужина струјних кругова инсталације и тиме јеова капацитивна струја мања.

40


41/57


напајања у IТ систему развода• Значи у IT систему развода где је изоловано звездиште заштита од

додирног напона није потребна, јер је код првог квара наизолацији струја кроз човека испод опасне границе, односнододирни напон не прелази вредност 50V.

• Овај услов допушта избегавање искључења при првом квару идаљу употребу инсталације. У случају једног пробоја изолацијепрема кућишту код овог система не долази до деловања осигурача(јер је струја која изазива искључење осигурача Ia пуно већа одмале капацитивне струје квара Iz), али посебан уређај (контролникизолације) звучно и/или светлосно даје сигнал да у инсталацијипостоји квар. Важно је да се квар пронађе брзо и да се отклони. Тоомогућава, значи, да нпр. електромотор са пробојем ка кућишту идаље ради, а квар се може отклонити кад то није неповољно запроизводњу.

• Уколико се после појаве прве грешке квар не отклони у најкраћемроку, а појави се и друга грешка (или ако би истовремено насталедве грешке), услови заштите и исклапања исти су као и код системаТN и ТТ (кратак спој две фазе на металном кућишту и АИНделовањем осигурача).

41


42/57

• Код јако разгранатих мрежа отпор изолације се смањује, што значи да ћебити већа и струја грешке, а и струја кроз човека у случају првог квара.

• Код рудничких јако разгранатих мрежа отпор изолације повећавамо на тајначин да мрежу за монофазне потрошаче поделимо на више струјних кола,а свако коло напајамо са нижим напоном (24, 42, 230V) прекотрансформатора са одвојеним намотајима који немају погонско уземљење,већ само заштитно уземљење.

• Неутрални проводник није приказан јер се строго препоручује да се неизводи у овом систему.

42

Слика 14 IT систем развода за рудничке објекте, за прикључак

трофазних мотора, монофазних потрошача и расвете


43/57

3.8.4 Заштита изједначењем главног

потенцијала• Изједначење потенцијала је довођење на потенцијал

земље свих “страних” металних делова у објекту(метални делови који не припадају струјним). Напосебну главну сабирницу галвански се повежу свестране металне масе у згради: лифт, водоводне цеви,цеви централног грејања и на крају темељниуземљивач.

• Главно изједначење потенцијала у згради је мера одопасног индиректног додира и то АИН у случају квара тј.ако нека фаза дође у додир са металном масом којаније део електричног уређаја.

•

Изједначењем потенцијала се може значајно смањитиочекивани додирни напон.

43


44/57

44

Слика 15 ТТ систем – очекивани додирни напон у случају када је изложено метално

кућиште ел. потрошача постављено унутар зоне утицаја главног изједначења

потенцијала

Слика 16 ТТ систем – очекивани додирни напон у случају када је изложено метално

кућиште ел. потрошача постављено изван зоне утицаја главног изједначења

потенцијала


45/57


потенцијала• Додатно изједначење потенцијала се примењује уколико се код

TN или ТТ система не може испунити услов да осигурач каозаштитни уређај делује тако брзо, а то значи да се на металномкућишту дефектног потрошача очекивани додирни напон одржавадуже него што је то прописом дозвољено.

• Додатно изједначење потенцијала може бити потребно у струјним

колима велике дужине тј. оним где је импеданса петље кварапревелика, тако да је струја квара мала и не осигурава прорадузаштитног уређаја у утврђеном времену.

• Додатно изједначење потенцијала се састоји од тога да се повезујусви додиру изложени проводљиви делови од ел. потрошача истрани проводљиви делови међусобно проводником најмањегпресека 4mm2 Cu.

• Додатно изједначење потенцијала се изводи у сваком купатилустана, у пливаћим базенима, саунама, пољопривредним погонимаи свуда тамо где постоји проводљива стајаћа површина.

45


46/57


потенцијала• Додатним изједначењем потенцијала се само незнатно

повећава струја квара (смањен је отпор петље) и самонезнатно се убрзава деловање осигурача.

• Додатно изједначење потенцијала се изводи у циљусмањења очекиваног напона додира на безопасну

вредност (испод 50V или 25V), а који се може одржатинеограничено време.

• Када је напон додира мањи од дозвољеног (у општемслучају 50V) искључење напајања није нужно у погледузаштите од индиректног додира.

• Међутим, искључење може бити неопходно из других

разлога, нпр. ризик од пожара и заштитни уређај морада прекине струју квара пре него што она доведе дотоплотних оштећења.

46


47/57

3.9 ЗАШТИТА УПОТРЕБОМ УРЕЂАЈА

РАЗРЕДА ЗАШТИТЕ II• Ова мера је предвиђена у циљу спречавања појаве опасног напона

додира на изложеним деловима електричних уређаја у случају квара наосновној изолацијии спроводи се постављањем двоструке изолацијеоко делова под напоном.

• Додатна изолација се изводи израдом кућишта од изолационогматеријала.

• Заштита од директног додира активних делова под напоном изводи сезаштитним изоловањем нпр. проводника, каблова, бакарних сабирницаи сл. Исто тако одговарајућа изолација може да се употреби и заиндиректну заштиту од опасног напона додира који се услед кварапојави на металном кућишту потрошача. Заштитно изоловање, о коме је овде реч, се значи односи на изоловање металних кућишта илидругих делова потрошача и уређаја који у нормалним условима раданису под напоном, али који у случају грешке могу доћи под опасан

напон (слика 17).• Заштитно изоловање потрошача постиже се покривањем трајном

изолационом масом свих проводљивих делова (металног кућишта) којиби грешком могли доћи под напон, као нпр. потпуно изоловање уфабрици код разних апарата и уређаја.

47


48/57

3.9 ЗАШТИТА УПОТРЕБОМ УРЕЂАЈА

РАЗРЕДА ЗАШТИТЕ II

48

Слика 17 Заштитно изоловање електричних уређаја

(двострука изолација)


49/57

49

Проводљиви делови који су у изолационим кућиштима не смеју бити повезани сазаштитним проводником, што значи да потрошачи овако заштићени немају

посебну стезаљку за прикључак заштитног проводника, али се употребом

одговарајућих утикача без заштитног контакта, сл. 18, ипак могу утакнути у

прикључнице са заштитним контактима (бушилица и сл.).

Слика 18 Прикључни вод с утикачем на преносној светиљци, изглед утикача

без заштитнох контаката за потрошаче с двоструком изолацијом


50/57

3.10 ЗАШТИТА ПОСТАВЉАЊЕМ У

ИЗОЛОВАНЕ ПРОСТОРИЈЕ• Овом заштитном мером се спречава истовремени додир делова

различитог потенцијала у случају квара основне изолације деловапод напоном.

• Да би се ова заштитна мера спровела, изложени проводљивиделови морају бити тако распоређени да особље у нормалнимусловима не дође у истовремени контакт са два изложена

проводљива дела или са изложеним проводљивим делом инеким страним проводљивим делом (нпр. металном славином),ако би ти проводљиви делови могли доћи на различитепотенцијале услед квара на основној изолацији делова поднапоном.

• Изолована просторија је таква просторија која има изолационипод и зидове.

• Електрични отпор употребљене изолације мора бити најмање: 50kΩ за називни напон до 500V,

100kΩ за називни напон већи од 500V.

50


51/57

3.10 ЗАШТИТА ПОСТАВЉАЊЕМ У

ИЗОЛОВАНЕ ПРОСТОРИЈЕ• Изолацијом пода и зидова спречава се да се струјни круг затвори преко човека

према земљи у случају да додирне метално кућиште неког потрошача које јеуслед грешке основне изолације дошло под опасан напон.

• Морају се овде предузети и мере да страни проводљиви делови не преносепотенцијал изван посматране просторије (нпр. у металне водоводне цеви сепостављају изолациони уметци) тј. страни проводљиви делови на овај начинсу такође изоловани од земље.

•

Проводљиви делови који могу услед грешке доћи под опасан напон морајуунутар просторије бити тако распоређени да у нормалним условима особљене дође у истовремени додир: с два проводљива дела од електричних уређаја, с проводљивим делом од електричног уређаја и страним проводљивим

делом.• Овај захтев је испуњен ако размак између два елемента износи најмање 2,5m,

односно 1,25m изван простора дохвата руке. Решење је и постављањеефикасних препрека између два елемента које се не смеју уземљити ипрепоручује се да су изолационе. Препоручује се и да се страни и изложенипроводљиви делови заштитно изолују, а изолација треба да има довољнумеханичку тврдоћу и мора издржати испитни напон од најмање 2000V. Уизолованим просторијама не смеју се предвидети заштитни проводници.

51


52/57

52

Слика 19 Заштита постављањем у изоловане просторије и метода мерења

отпора изолације пода

Мерење отпора изолације пода: на под се постави мокро платно (1), на платно метална

плоча (2) (испитна електрода димензија 25x25cm), на металну плочу изолаторска плоча

(3) и све се оптерети масом од 75kg или силом од 750N (под), или 250N (зид).Одређивање отпора изолације пода се изводи са волтметром (познат унутрашњи отпор

волтметра Rv) и два мерења: U1 – фазни напон у просторији (на прикључници); U2 – напон

фазног проводника преко изолацијског пода према земљи. На крају рачунским путем се

одреди отпор изолације пода Riso.


53/57

3.11 ЗАШТИТА ЕЛЕКТРИЧНИМ

ОДВАЈАЊЕМ• Применом ове заштите потпуно се одваја штићена електрична

направа од напојне мреже.

• Изводи се трансформатором за одвајање који мора дазадовољи услове за опрему класе, или извором који омогућијеисти степен безбедности.

• Заштита се, углавном, постиже уграђивањем специјалног

заштитног трансформатора преносног односа 1:1 за напајање једног струјног круга који не сме бити велике дужине иразгранатости (секундарни струјни круг је прегледан).

• Називни напон примара овог струјног круга може битимаксимално 500V. Трансформатор мора бити изведен сличнокао и заштитни трансформатор за мали напон, има одвојененамотаје, а између њих и евентуално металну уземљену облогу

за осигурање да не дође до споја примарног са секундарнимнамотајем. Извор напајања потрошача је секундарна странатрансформатора (нпр. напон 230 или 400V, а максимално 500V)и ниједна тачка тог извора се не сме спојити са земљом.

53


54/57


ОДВАЈАЊЕМ• Ова мера заштите се првенствено примењује када имамо посебне

услове рада са повишеним ризиком нпр. при раду у котловима, наметалним конструкцијама и сличним просторијама. Заштитнитрансформатор треба ставити изван опасне просторије (котла), осим тога,метална кућишта потрошача (нпр. брусилице, бушилице, мотора) требамеђусобно спојити са заштитним проводником (пресек заштитног вода једнак је пресеку фазних проводника у прикључном воду потрошача).

• Принцип ове заштите се састоји у томе да се у случају квара, пробоја једне фазе на метално кућиште потрошача, не може затворити струјникруг, па према томе нема опасности ни за човека ако је у додиру скварним кућиштем. Тек код пробоја и друге фазе долази до појавевелике струје квара и аутоматског искључења, а заштитни уређај мораискључити напајање у времену од 0,2s.

• Кад се преко заштитног трансформатора за електрично одвајање напаја

само један уређај, техничким прописима је одређено: да је највишинапон на примару 500V, на трансформатор се прикључује један потрошачназивне струје највише 16А и прикључне направе на секундару су беззаштитних контаката.

54


55/57


ОДВАЈАЊЕМ

55

Слика 20 Електрично одвајање с једним потрошачем (лево: извор напајања изведен с

прикључницом без заштитних контаката) и електрично одвајање с више потрошача

(десно: све прикључнице морају имати заштитни контакт преко кога се међусобно

повезују сва метална кућишта потрошача)


56/57


ОДВАЈАЊЕМ• Примена ове заштите је при радовима у котловима, бродовима, на

градилишту, у рударству, за прикључнице у купатилу (прикључакелектричног бријача) и др. Трансформатор је непомичан, раставни инајчешће има фабрички изведено изолационо кућиште („заштитноизоловање“).

• Tрансформатор за одвајање може напајати и више уређаја ако суиспуњени и захтеви:

Масе уређаја одвојеног струјног круга морају се међусобноповезати изолованим проводницима за изједначење потенцијалакоји нису спојени са земљом. Ти проводници не смеју бити повезанини са заштитним проводницима, ни са масама других струјнихкругова, као ни са страним проводљивим деловима.

Све прикључнице морају имати заштитне контакте који морају битиспојени с водом за изједначење потенцијала.

Сви савитљиви водови електричних уређаја морају имати заштитни

проводник (осим ако им опрема класе II) који служи за изједначењепотенцијала.

Препоручује се да умножак називног напона струјног круга уволтима и дужине струјног круга у метрима не буде већи од 100000Vm (под условом да дужина струјног круга није већа од 500m).

56


57/57

ЛИТЕРАТУРА

• М. Мишковић, „Електричне инсталације и

осветљења“, Грађевинска књига а.д., Нови Сад,

2005. година

• К. Барац, Л. Радић, „Безбедност и здравље при

раду на електроенергетским објектима са

освтом на европске норме “, Београд, 2006.

57

Documents

Bezbednost i zastita ees-a