ROZVODNÁ ZAŘÍZENÍ
3
Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební Pardubice s. r. o., Černá za Bory 110, 533 01 Pardubice Autoři: Jan Svatoň, Lenka Štěrbová – AJ, Jan Bartoš – NJ Název projektu: Inovace odborné výuky odborných oborů Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/02.0033
1
Název a adresa školy: Střední odborné učiliště stavební Pardubice s. r. o., Černá za Bory 110, 533 01 Pardubice Zřizovatel: Ing. Milan Randák, Jiránkova 2285, 530 02 Pardubice název ŠVP: Elektrikář - silnoproud platnost ŠVP: od 1. 9. 2010 Délka a forma vzdělání: 3 roky v denním studiu Dosažený stupeň vzdělání: střední vzdělání s výučním listem Odborné cíle vzdělávání v předmětu rozvodná zařízení
Cílem vyučovacího předmětu rozvodná zařízení je poskytnout žákům odborné vědomosti v oblasti pracovních metod a technologických postupů souvisejících s používáním nářadí, strojů a zařízení pro elektrikářské práce. Žáci se seznámí s přípravou a organizací pracoviště, stanovením spotřeby materiálu i počtu pracovníků, s potřebným nářadím, pracovními pomůckami a mechanizačními prostředky. Nejdůležitější učební látkou jsou pak znalosti z problematiky rozvodu elektrické energie, postupy a normy, které žák musí při elektrikářských pracích správně používat. Důraz je kladen na znalosti předpisů bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, protipožárních předpisů. Předmět rozvodná zařízení je důležitým předmětem oboru. Je úzce mezipředmětově vázán na předměty technologie a odborný výcvik. Ve výuce jsou využívány i poznatky z všeobecně vzdělávacích předmětů, především matematiky, chemie a fyziky. Obsahem učiva 3. ročníku jsou tyto tematické celky: bezpečnost a ochrana zdraví při práci, hygiena práce, hromosvody a zemniče, rozvodná soustava VN a VVN, sítě VN a VVN, rozvodny a transformovny Vn a VVN, požadavky na rozvody NN, rozvaděče NN, revize EZ, el. zařízení pracovních strojů, elektrické svařovací zdroje, uzemnění a ochranné vodiče, přehled ochran neživých a živých částí EZ.
2
Obsah 1
2
Bezpečnostní a hygienické předpisy ............................................................................................ 6 1.1
ČSN a ostatní předpisy k BP ................................................................................................... 6
1.2
Vyhláška č. 50/78 .................................................................................................................. 7
1.3
První pomoc při úrazu elektrickou energií ............................................................................ 9
1.4
První pomoc při úrazech...................................................................................................... 10
Hromosvody a zemniče .............................................................................................................. 14 2.1
Význam a účel ochrany před bleskem + AJ ......................................................................... 14
2.2
Druhy soustav, rozdělení hromosvodů + AJ ........................................................................ 15
2.3
Rozmístění jímačů, svodů, ochranný prostor + AJ .............................................................. 17
2.4
Náhodné zemniče + AJ ........................................................................................................ 17
2.5
Strojené zemniče + AJ ......................................................................................................... 18
Rozvodná soustava VN a VVN ............................................................................................................ 21 2.6
Rozvodné soustavy a napětí ................................................................................................ 21
2.7
Mechanika venkovního vedení ........................................................................................... 23
2.8
Elektrické vlastnosti RCL vedení .......................................................................................... 24
2.9
Ochrany vedení VN a VVN ................................................................................................... 25
2.10 Vliv účiníku, vznik nebezpečných proudů a napětí ve vedení ............................................. 28 3
4
5
Sítě vn a vvn ............................................................................................................................... 31 3.1
Materiál pro stavby sítí........................................................................................................ 31
3.2
Montáž vedení ..................................................................................................................... 35
3.3
Kapacita, svod, koróna ........................................................................................................ 38
3.4
Uvedení sítí do provozu....................................................................................................... 39
3.5
Pravidelné revize – druhy .................................................................................................... 40
3.6
Bezpečnost práce, „B“ příkaz .............................................................................................. 40
Rozvodny a transformovny VN a VVN ....................................................................................... 44 4.1
Spotřebitelské rozvodny a transformovny .......................................................................... 44
4.2
Spínací a měřicí přístroje ..................................................................................................... 44
4.3
Ochrany transformátorů + NJ .............................................................................................. 45
4.4
Akumulátorovna .................................................................................................................. 46
4.5
Vybavení distribučních trafostanic ...................................................................................... 48
Požadavky na rozvody nn ........................................................................................................... 49 5.1
Elektroenergetika ................................................................................................................ 49
5.2
Kalibrace měřících přístroj................................................................................................... 50
3
5.3 6
Rozsah a základní hlediska na elektrických zařízeních ........................................................ 53
Přípojky a silnoproudé rozvody.................................................................................................. 58 6.1
Provedení přípojky od hlavního vedení k elektroměru ....................................................... 58
6.1.1
Přípojky nn provedené venkovním vedením ............................................................... 59
6.1.2
Přípojky nn provedené kabelem .................................................................................. 59
6.1.3
Přípojky nn provedené z části venkovním vedením a z části kabelovým vedením ..... 60
6.2 7
Rozvody za elektroměrem a rozvaděčem ........................................................................... 60
ProzatImní elektrická a stavební zařízení................................................................................... 64 7.1
8
Rozdělení, všeobecné požadavky a podmínky .................................................................... 64
Rozvaděče NN ............................................................................................................................ 69 8.1
Vybavení, druhy, krytí + NJ .................................................................................................. 69
8.2
Zvláštní požadavky na rozvaděče pro laiky a staveništní rozvaděče .................................. 70
9
Revize EZ .................................................................................................................................... 73 9.1
Revize elektrických instalací ................................................................................................ 73
9.2
Revize elektrického ručního nářadí ..................................................................................... 73
9.3
Revize elektrických spotřebičů ............................................................................................ 75
9.4
Úkony prováděné při kontrolách a revizích ........................................................................ 76
10
Elektrická zařízení pracovních strojů ......................................................................................... 77
10.1 Základní požadavky na vypínání a zastavování strojů ......................................................... 77 10.2 Ochrana před úrazem elektrickým proudem neživých a živých částí ................................. 80 Elektrické svařovací zdroje ................................................................................................................. 82 10.3 Druhy a zaměření na ochranu před úrazem el. energií....................................................... 82 11
Uzemnění a ochranné vodiče..................................................................................................... 85
11.1 Základní pojmy a druhy zemničů......................................................................................... 85 11.2 Volba a způsob uložení zemničů ......................................................................................... 86 11.3 Ochrana proti korozi............................................................................................................ 88 12
Přehled druhů ochran neživých a živých částí EZ....................................................................... 89
12.1 Definice jednotlivých pojmů................................................................................................ 89 12.2 Podstata, působení a princip jednotlivých ochran .............................................................. 89 13
Opakování a shrnutí učiva, ročníková písemná práce PRO připuštění k ZZ ............................... 92
13.1 Doplnění a shrnutí učiva za celý ročník ............................................................................... 92 13.2 Exkurze do rozvodny, nebo výrobny EE dle možností......................................................... 92 13.3 Vypracování závěrečné ročníkové práce ............................................................................. 92 14
Použité zdroje informací ............................................................................................................ 93
4
5
1 BEZPEČNOSTNÍ A HYGIENICKÉ PŘEDPISY 1.1 ČSN a ostatní předpisy k BP
Střídavý proud vzniká v elektrárnách ve střídavých generátorech. V rozvodech střídavého napětí ho získáme například ze zásuvky elektrické elektroinstalace. O časovém průběhu tohoto střídavého napětí se můžeme přesvědčit pomocí osciloskopu. V evropské energetice se používá střídavé napětí o frekvenci 50 Hz. Protože se v průběhu jedné periody mění směr napětí dvakrát, mění se i směr střídavého proudu a to stokrát za sekundu. Konstrukce alternátoru upravena tak, že cívka, v níž se indukuje střídavé napětí, je v klidu (tvoří tzv. stator) a otáčí se magnet (rotor). Odběr střídavého proudu je zajištěn pomocí pevných svorek. V energetice se požívají alternátory, které jsou zdrojem trojfázových střídavých proudů. Působení elektrického proudu na lidský organizmus Lidské tělo obsahuje velké množství vody, přesto klade průchodu elektrického proudu určitý odpor. Velikost odporu závisí na cestě, kudy proud prochází. Měřením bylo zjištěno, že lidské tělo klade v normálním prostředí odpor asi 2 kΩ. Uvedená hodnota je průměrná, protože každý jedinec je jiný. Z toho je patrné, že více ohroženi elektrickým proudem jsou lidé se sklonem k pocení nebo s jemnou pokožkou (ženy, děti). Vezmeme-li průměrnou reakci muže za 100 %, pak ženy reagují při 66 % hodnoty proudu, děti při 50 %. Kromě individuálních vlastností člověka bude při úrazu elektrickým proudem záležet na druhu proudu. Střídavý proud je z hlediska úrazu horší než proud stejnosměrný, nejnepříznivější je střídavý proud o kmitočtu do 500 Hz. Se zvyšováním kmitočtu nad 1 000 Hz jsou účinky elektrického proudu na lidský organizmus méně nepříznivé a při frekvenci nad 10 000 Hz se pronikavě snižují. Na mechanizmus úrazu střídavým elektrickým proudem o kmitočtu 50 Hz má vliv: 1. velikost proudu, který člověkem projde. Velikost protékajícího proudu lidským tělem vypočítáme podle Ohmova zákona. Bezpečná hranice – práh odpoutání - se uvádí pro zdravého dospělého člověka v normálním prostředí u střídavého napětí 10 mA, pro stejnosměrné napětí pak 25 mA. Účinky velikostí trvale působícího proudu (mA): 1 mA
práh vnímání elektrického proudu
1 – 8 mA
podráždění v nervech, stoupání krevního tlaku
6 – 15 mA
stahování svalů, vůlí lze zpravidla svaly uvolnit
15 – 20 mA
způsobuje tetanickou křeč, člověk se nemůže uvolnit
25 mA
tetanická křeč dýchacího svalstva
6
60 mA
chvění srdeční komory (fibrilace), přechodná zástava srdce
nad 80 mA
zpravidla trvalá zástava srdce
2. doba průchodu proudu, a to jak z hlediska trvání průchodu, tak i vzhledem k okamžité funkci srdce. Srdce je nejcitlivější na průchod elektrického proudu v okamžiku, kdy vypuzuje krev ze srdeční komory. Jedna srdeční perioda trvá 0,8 s. Vzhledem k tomu, že při průchodu proudu srdcem při prvním stahu snese člověk průchod proudu o velikosti 1 A, při druhém stahu pak hodnotu 0,1 A a dále pak hodnotu stále nižší, nezpůsobuje poměrně velký proud, který prochází jen 1s lidských tělem, většinou žádnou podstatnou újmu na zdraví. Otázky: 1. Jaký může mít vliv střídavý proud na lidský organismus? 2. Jaká je velikost bezpečného proudu pro člověka?. 3. Která hlediska mají vliv na vznik úrazu elektrickou energií?
1.2 Vyhláška č. 50/78 Účelem níže uvedené vyhlášky bylo rozdělení pracovníků v elektrotechnice do určitých kategorií s ohledem na dosažený stupeň elektrotechnického vzdělání a získané praxe. Toto rozdělení mělo sloužit k tomu, aby nebyli pověřováni určitými pracemi ti pracovníci, kteří na tyto práce nemají odpovídající kvalifikaci a praxi. Vyhláška měla zmenšit rizika nebezpečí úrazu elektrickou energií a zároveň dát možnost lepšího ohodnocení kvalifikovaným pracovníkům. V současné době je stále využívána, i když s některými změnami od původního vydání. Pro informovanost uvádím základní ustanovení vyhlášky začínající §1 a končící § 11. Tuto vyhlášku vydal Český úřad bezpečnosti práce podle § 5 odst. 1 písm. d) zákona č. 174/1968 Sb., o státním odborném dozoru nad bezpečností práce a Český báňský úřad podle § 57 odst. 1 písm. d) zákona č. 41/1957 Sb., o využití nerostného bohatství (horní zákon), a podle § 10 písm. a) zákona České národní rady č. 24/1972 Sb., o organizaci a rozšíření dozoru státní báňské správy, stanoví v dohodě s Českou odborovou radou a ostatními ústředními orgány. I. oddíl Úvodní ustanovení §1 Vyhláška stanoví stupně odborné způsobilosti (dále jen "kvalifikace") pracovníků, kteří se zabývají obsluhou elektrických zařízení nebo prací na nich (dále jen "činnost"), projektováním těchto zařízení, řízením činnosti nebo projektování elektrických zařízení v organizacích, které vyrábějí, montují, provozují nebo projektují elektrická zařízení, nebo provádějí na elektrických zařízeních činnost dodavatelským způsobem; dále stanoví podmínky pro získání kvalifikace a povinnosti organizací a pracovníků v souvislosti s kvalifikací.
7
Za elektrická zařízení se pro účely této vyhlášky považují zařízení, u nichž může dojít k ohrožení života, zdraví nebo majetku elektrickým proudem, a zařízení určená k ochraně před účinky atmosférické nebo statické elektřiny. §2 Pracovníci uvedení v § 1 odst. 1 musí být tělesně a duševně způsobilí a musí splňovat podmínky stanovené touto vyhláškou. II. oddíl Kvalifikace pracovníků §3 Pracovníci seznámení jsou ti, kteří byli organizací v rozsahu své činnosti seznámeni s předpisy o zacházení s elektrickými zařízeními a upozorněni na možné ohrožení těmito zařízeními. §4 Pracovníci poučení jsou ti, kteří byli organizací v rozsahu své činnosti seznámeni s předpisy pro činnost na elektrických zařízeních, školeni v této činnosti, upozorněni na možné ohrožení elektrickými zařízeními a seznámeni s poskytováním první pomoci při úrazech elektrickým proudem. Organizace je povinna stanovit obsah seznámení a dobu školení s ohledem na charakter a rozsah činnosti, kterou mají pracovníci uvedení v odstavci 1 vykonávat, a zajistit ověřování znalostí těchto pracovníků ve lhůtách, které předem určí. §5 Pracovníci znalí jsou ti, kteří mají ukončené odborné vzdělání a po zaškolení složili zkoušku v rozsahu stanoveném v § 14 odst. 1. Zaškolení a zkoušku je povinna zajistit organizace s ohledem na charakter a rozsah činnosti, kterou mají pracovníci vykonávat. Dále je povinna zajistit nejméně jednou za tři roky jejich přezkoušení. §6 Pracovníci pro samostatnou činnost jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří: a) splňují požadavky pro pracovníky uvedené v § 5 odst. 1, b) mají alespoň nejkratší požadovanou praxi uvedenou v příloze 1, c) prokázali složením další zkoušky v rozsahu stanovené znalosti potřebné pro samostatnou činnost. Zkoušku uvedenou v odstavci 1 je povinna zajistit organizace; dále je organizace povinna zajistit nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro samostatnou činnost. §7 Pracovníci pro řízení činnosti jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří: a) splňují požadavky pro pracovníky uvedené v § 6 včetně požadované praxe, b) prokázali složením další zkoušky znalosti potřebné pro řízení činnosti. Zkoušku uvedenou v odstavci 1 je povinna zajistit organizace; dále je povinna zajistit nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro řízení činnosti. §8 Pracovníci pro řízení činnosti prováděné dodavatelským způsobem a pracovníci pro řízení provozu jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří a) splňují požadavky pro pracovníky uvedené v § 7,
8
b) mají alespoň nejkratší požadovanou praxi, c) prokázali složením další zkoušky znalosti potřebné pro řízení činnosti prováděné dodavatelským způsobem. Zkoušky je povinna zajistit organizace; dále je povinna zajistit nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro řízení činnosti. §9 Pracovníci pro provádění revizí elektrických zařízení (dále jen "revizní technici") jsou pracovníci znalí s vyšší kvalifikací, kteří mají ukončené odborné vzdělání uvedené v přílohách 1 a 2, práci uvedenou v příloze 1 a složili zkoušku před některým z příslušných orgánů dozoru. Pro provádění zkoušek a přezkoušení revizních techniků platí zvláštní předpisy vydané příslušnými orgány dozoru. § 10 Pracovníci pro samostatné projektování a pracovníci pro řízení projektování jsou ti, kteří mají odborné vzdělání a praxi určené zvláštními předpisy a složili zkoušku ze znalosti předpisů k zajištění bezpečnosti práce a technických zařízení a z předpisů souvisejících s projektováním. Dále jsou povinni zúčastnit se nejméně jednou za tři roky přezkoušení pracovníků pro samostatné projektování a pracovníků pro řízení projektování. § 11 Kvalifikace ve zvláštních případech (doznívající paragraf – nově se neuděluje) Absolventi vysoké školy elektrotechnické a absolventi přírodovědecké fakulty oboru fyziky, kteří pracují jako asistenti v laboratořích škol všech stupňů, se považují na svých pracovištích za pracovníky pro řízení činnosti, pokud složili zkoušku v požadovaném rozsahu. Jejich znalosti musí být ověřovány přezkoušením nejméně jednou za tři roky. Pracovníci vědeckých, výzkumných a vývojových ústavů, kteří mají vysokoškolské vzdělání, v rámci výuky složili zkoušky z elektrotechniky, elektroniky nebo fyziky, nebo složili závěrečnou zkoušku z elektrotechniky nebo jaderné fyziky na střední odborné škole a kteří vykonávají experimentální práci na vymezených vědeckých, výzkumných nebo vývojových pracovištích, se považují za pracovníky pro samostatnou činnost, pokud složili po zaškolení zkoušku v požadovaném rozsahu. Jejich znalosti musí být ověřovány nejméně jednou za tři roky. Učitelé, kteří používají při výuce na školách elektrická zařízení pod napětím, se považují pro tuto činnost za pracovníky pro samostatnou činnost; musí však být v používání zařízení prokazatelně zaškoleni a jejich znalosti bezpečnostních předpisů souvisejících s jejich činností musí být ověřovány přezkoušení nejméně jednou za tři roky. Zkoušení nebo přezkoušení pracovníků uvedených v jednotlivých odstavcích provede tříčlenná zkušební komise, jejíž nejméně jeden člen musí mít některou z kvalifikací uvedených v § 7 až 9. Otázky 1. Jaký je účel vydání vyhlášky 50/78 a kterého roku byla vydána? 2. Co je obsahem jednotlivých § této vyhlášky 3. Jaké jsou termíny přezkušování? Popiš § č. 8
1.3 První pomoc při úrazu elektrickou energií Příznaky zasažení elektrickým proudem jsou místní a celkové. Místní nejsou podstatné, důležitý je celkový stav. U zasaženého při kontaktu s vodičem dojde k tetanickému sevření vodiče, Elektrošoku
9
s křečemi svalstva a ztrátě vědomí. Následuje pád, zástava dýchání a oběhu. Totéž se s člověkem odehrává při zasažení bleskem. Postup při poskytnutí první pomoci Přerušit spojení těla postiženého se zdrojem proudu (nevodivou holí, suchým oděvem nebo botami, u vysokého napětí nutno vypnout proud!), nepodlehnout zmatku, aby nedošlo k zasažení zachránce! 1. Orientačně vyšetřit postiženého a při zástavě dechu i oběhu ihned zahájit oživování, ve kterém je nutné pokračovat do příjezdu záchranné služby (zavolat). Oživování postiženého a) postiženého prudce uhodíte úderem pěstí (malíkovou hranou) do krajiny srdeční z výše asi 20 cm do hrudní kosti ve středu hrudníku (přibližně uprostřed mezi bradavkami) - viz obr. níže b) zkontrolujete na krkavici (největší tepně po straně krku), zda se neobjevil tep c) neobjeví-li se, zahájíte dýchání z plic do plic a zevní srdeční masáž obr. Úder do krajiny srdeční
Otázky
1. Popiš správný postup při vyprošťování postiženého od zdroje elektrické energie při zásahu elektrickým proudem. 2. Jakým způsobem poskytnete první pomoc člověku zasaženému elektrickým proudem po jeho vyproštění? 3. Jak dlouho má probíhat oživování postiženého člověka?
1.4 První pomoc při úrazech První pomoc při úrazech - šokový stav, krvácení, úraz páteře, zlomeniny a popáleniny K úrazům může dojít kdekoli a ve chvíli, kdy to nejméně čekáte a nejste na to připraveni. Nejlepší je se snažit jakýmkoli úrazům předcházet – na výlety a turistické pochody chodit ve třech, aby jeden za všech okolností mohl s postiženým zůstat. Je potřebné mít vám svěřené děti pod stálým dohledem tak, aby se jim nic nestalo. Pokud se stanete svědky úrazu, je třeba zachovat chladnou hlavu, zjistit, jak na tom pacient je a přivolat záchrannou službu. Před příjezdem záchranářů však můžete pomoci i vy.
10
Nejdůležitější je zjistit, zda je ohrožen pacientův život U každého zraněného musíme zjistit, jaký je stav jeho vědomí, jak postižený dýchá, zda krvácí, a dále podle mechanismu pádu odhadnout pravděpodobnost dalších poranění a ty ošetřit. Začneme tím, že zjistíme, zda je pacient při vědomí, zda dýchá. Zda je při vědomí zjistíme tím, že se s postiženým snažíme navázat kontakt a pokud nereaguje, zkusíme mírný bolestivý podnět (zatřesení či stisknutí lalůčku). Vědomí žádným postupem první pomoci neobnovíme, musíme však zmírnit jeho dopady. V bezvědomí (bez ohledu na jeho vyvolávající příčinu) dochází k neprůchodnosti dýchacích cest zapadnutím kořene jazyka a tím k omezení dýchání. Časté je také zvracení a nebezpečí vdechnutí zvratků. Správný postup u bezvědomého pacienta je zprůchodnění dýchacích cest a případné dýchání z úst do úst. Jak pomoci při šokovém stavu pacienta Nejzávažnějším úrazovým stavem je mnohočetné poranění, kdy dochází k poranění více orgánů a tento stav bezprostředně ohrožuje život. Při těchto mnohočetných poraněních je pacient často v bezvědomí. Pacient se také často dostává do šokové stavu. Šok je zdravotní stav, při kterém dochází k většímu krvácení, dochází tak k poklesu krevního tlaku a snižuje se krevní průtok v orgánech. Krvácení může být vnější (tepenné, žilní krvácení nebo z rány) nebo vnitřní (při vnitřním krvácení člověk krvácí většinou do dutiny břišní a zvenku není na pacientovi vidět žádné poranění). Organismus se brání následkům krevní ztráty tím, že „přesměruje“ snížený objem krve do orgánů, zásadních pro přežití – do mozku, srdce, plic. Ostatní orgány začínají trpět nedostatkem kyslíku, který je krví přenášen. Mezi příznaky šoku patří bledost, pocení, slabý puls na zápěstí, zrychlený tep, pacientovi je zima, třese se a může být zmatený nebo má dokonce poruchy vědomí. První pomocí při šokovém stavu je tzv. protišoková poloha – pacienta položíte na zem a zvednete mu nohy do výšky 30 - 40 cm a podložíte např. židlí. Pokud máte podezření na poranění břicha, nohy zvednete pokrčené. Je také potřeba postiženého přikrýt – pacient má pocit chladu, který ještě prohlubuje šokový stav. Zraněnému nepodáváme ústy žádné tekutiny a žádné prášky na zmírnění bolesti. První pomoc při krvácení Krvácení je dvojího typu – vnitřní a vnější. U vnitřního krvácení je jedinou první pomocí protišoková poloha. Při zevním krvácení nezáleží na tom, zda je krvácení tepenné nebo žilné – v každém případě je nutné krvácení zastavit. Na krvácející ránu přiložíme tlakový obvaz. Jestliže krev po obvázání prosakuje, přidáme další vrstvu. Je-li zdroj krvácení na končetině, zvedneme ji tak, aby rána byla nad úrovní srdce, a tím snížíme krvácení. Škrtidlo se používá pouze ve výjimečných případech, kdy ani po přiložení tří vrstev tlakové obvazu krvácení neustává. Většina krvácení se zvládne použitím tlakových obvazů. Pokud však ani ty nepomohou, přiložíme škrtidlo. Lze použít pouze na končetině, končetina pak musí být bledá, bez hmatného tepu za místem přiložení škrtidla. Je nutné zaznamenat čas přiložení škrtidla, protože končetina může být zaškrcená nejdéle hodinu, škrtidlo nepovolujeme a znovu nepřikládáme. Máte-li podezření na úraz páteře K úrazům páteře může dojít při dopravních nehodách, při pádech z kola a pádech z výšky – ze střech, žebříků nebo při skocích do vody. Poranění páteře je velice závažný stav, může také dojít k poranění
11
míchy, což by znamenalo i ztrátu hybnosti končetin. Příznakem poranění míchy je porucha citlivosti a hybnosti horních či dolních končetin. Při podezření na poranění páteře se vyvarujte nevhodné manipulace. Nejlépe je poraněného nechat v poloze, ve které byl nalezen a v součinnosti čtyř až pěti pacienta šetrně vyzvednout „jako jeden kus.“ Potom je dobré zraněného položit na záda v na tvrdé rovné místo – nosítka, zem. Zároveň je dobré fixovat krční páteř – simulovat krční límec například přiložením polštáře nebo deky z obou stran. Pokud člověk nedýchá, opatrně zakloňte zraněnému hlavu, aniž byste s hlavou hýbali do stran – zachovejte osu páteře. Fixování zlomenin Zlomeniny rozlišujeme na zavřené a otevřené. Otevřené zlomeniny jsou ty, které v místě zlomeniny mají tržnou ránu (nemusí se nutně jednat o kost, která protrhla kůži). Zlomeniny za žádných okolností nenarovnáme, končetinu ponecháme ve stejné poloze a fixujeme ji dlahou. Dlahu přiložíme ke zlomené končetině a ovážeme – dlaha musí dosahovat až za další kloub. Pokud má zraněný zlomené předloktí, dlahu je nutné přiložit až nad loket. Pokud nemáte originální dlahu, je jednoduché vyrobit si improvizovanou. Za dlahu poslouží dostatečně silný klacek, deštník, dlouhé pravítko, trubka. Pokud dojde ke zlomení dolní končetiny, můžete ji fixovat přivázáním ke druhé noze. Při znehybňování horních končetin se také používá trojcípí šátek, na který poraněnou ruku zavěsíte. U otevřených zlomenin sterilně ránu zakryjeme, abychom zamezili znečištění, a fixujeme ji stejným způsobem jako zlomeniny zavřené. První pomoc při popáleninách Popáleniny vznikají krátkodobým působením extrémně vysokých teplot na kůži, ale i dlouhodobým působením relativně nižších teplot. Popálení vzniká působením slunečního záření, ohněm, horkou páru a plyny, dotykem horkých předmětů (kamen, žehličky). Popáleniny vzniklé vlhkým horkem – párou a horkými tekutinami nazýváme opařeniny. Závažnost popálenin je podle délkou působení a teplotou při popálení. Popálení ohrožuje člověka rozvojem šoku, popálením dýchacích cest, celkovou intoxikací jedovatými zplodinami a infekcí. Přímé ohrožení života u malých dětí je při popálení 5-10 procent těla, u dospělých při popálení přes 15 procent těla (samozřejmě, že je také důležité, jak je popálení závažné). První stupeň popálenin se projevuje zčervenáním, zduřením a bolestivostí kůže. Druhý stupeň se pozná podle toho, že jsou na popálenině puchýře, kůže bolí a je též zarudlá. Nejzávažnější třetí stupeň je typický nekrózou, přiškvařením, šedým, bílým nebo černým zbarvením kůže a tím, že pacient necítí bolest. Před tím než začnete postiženému poskytovat první pomoc, je nutné eliminovat zdroj popálení (oheň, hořící oděv atd.). Pokud není oděv k tělo přiškvařen, sundáme jej. Okamžitě chladíme popálené plochy těla nejlépe pod proudem tekoucí vody, popáleninu poléváme, ponoříme do studené vody nebo na ní přiložíme studený obklad. Nechladíme ledovou vodou, ideální je 8 stupňů Celsia. Po ochlazení ránu sterilně kryjeme.
12
Otázky 1. Vyjmenuj druhy zlomenin a popiš, jak bys provedl jejich ošetření. 2. Jaké druhy popálenin znáš a jak je ošetříš? 3. Co je to šok a jaké znáš protišoková opatření?
13
2 HROMOSVODY A ZEMNIČE 2.1 Význam a účel ochrany před bleskem + AJ Hromosvody chrání objekty před účinky atmosférického přepětí. Energie elektrického výboje se v uzemnění přemění na tepelnou energii – ohřeje okolí zemniče.
Tyčový jímač na Eiffelově věži v Paříži
14
Hromosvod - zařízení, které vytváří umělou vodivou cestu k přijetí a svedení bleskového výboje - vynalezl ho v druhé polovině 18. století v Evropě premonstrát Prokop Diviš, který ve své farní zahradě v Příměticích blízko Znojma umístil v roce 1754 první hromosvod. - za vynálezce hromosvodu americký vědec a politik Benjamin Franklin, který kolem roku 1750 prováděl odpovídající experimenty - první hromosvod na území Českého království, který byl umístěn na stavbě, byl instalován na zámku Měšicích roku 1775 - každý musí být opatřen funkčním uzemněním o minimálním přechodovém odporu 10 Ω. Hromosvod se zřizuje zejména na objektech, kde by mohl výboj blesku: - ohrozit zdraví nebo životy osob (bytové domy, nemocnice, školy) - způsobit poruchu (elektrárny, plynárny, vodárny, nádraží) - způsobit hospodářské či kulturní škody (výrobní haly, muzea, archivy) - mohl ohrozit významné sousedící objekty požárem Otázky 1. Kdo je vynálezcem hromosvodu? 2. Které objety musí být opatřeny hromosvodem? 3. Na čem je založen princip ochrany hromosvodem a jaká je minimální požadovaná hodnota přechodového odporu uzemnění?
2.2 Druhy soustav, rozdělení hromosvodů + AJ Vnější hromosvod (LPS - lighting protection system) má tři hlavní části 1. jímací soustavu, 2. svod (y), 3. uzemnění. Uzemnění může být provedeno: 1. zemnícími tyčemi 2. deskami 3. dráty 4. pásky
Meteorologický stroj Prokopa Diviše
15
Uzemnění může být uloženo 1. v zemi 2. v základovém betonu Hromosvod může být 1. spojený s konstrukcí budovy 2. izolovaný od chráněné budovy Dělení hromosvodů 1. klasické (Franklinova typu – hřebenové, mřížové, tyčové, oddálené, stožárové, závěsové, klecové) 2. aktivní (zařízení se včasnou emisí výboje, PDA.) - PDA nezávislými laboratořemi u nich nebyla nikdy naměřena nebo prokázána praxí jejich zvýšená účinnost →považovány za úspěšný komerční trik, případně podvod. - s ionizujícími radioaktivními zářiči, sice určitou účinnost vykazuje, ale s větrem jeho skutečný ochranný prostor prudce klesá - současná platná norma použití aktivních hromosvodů sice nezakazuje, ale pohlíží na ně pouze jako na pasivní tyčové jímače daných geometrických rozměrů Druhy střech Pozn.: Převýšení u všech typů střech musí být větší, než 1m, jinak je střecha jakéhokoliv typu považována za rovnou.
Otázky 1. Vyjmenuj hlavní části vnějších hromosvodů. 2. Jaké znáš základní druhy střech? 3. Jaký je význam uzemnění hromosvodu a jakou má hodnotu?
16
2.3 Rozmístění jímačů, svodů, ochranný prostor + AJ Jímací soustavy dělíme dle provedení 1. mřížové soustavy 2. tyčové jímače, 3. hřebenové vedení 4. náhodné jímače (jiné konstrukční prvky, použitelné jako jímací zařízení, např. plechová krytina) Umístění jímačů: - aby byly v ochranném prostoru, který je tvořen u tyčového jímačem kuželem s úhlem cca 120o. Počet jímačů na budovu - dán jeho půdorysem - určuje ho příslušná norma Svody 1. strojené 2. vodiči vedenými na povrchu 3. vodiči skrytými 4. náhodné (ocelové sloupy, výztuž atd.), které splňují minimální průřez 120 mm2 Otázky: 1. Jak dělíme jímací soustavy? 2. Jaké jímací soustavy používáme podle typu střechy? 3. Vyjmenuj podmínky pro použití náhodných svodů.
2.4 Náhodné zemniče + AJ -
trvale v zemi uložené nosné konstrukce, ocelové výztuže a armatury, kovová vodovodní vedení o minimálním průřezu 120 mm2 jako NZ nelze používat plynová potrubí, kovové zábradlí a zařízení ČD ( ostatních případech je nutné respektovat ustanovení příslušných ČSN o spojování náhodných a strojených zemničů) Otázky
1. Co lze považovat za NZ? 2. Co nelze použít za NZ? 3. Kdy se mohou spojovat strojené a náhodné zemniče?
17
2.5 Strojené zemniče + AJ -
součásti vyrobené pro účely uzemnění
Uzemnění může být provedeno: 1. zemnícími tyčemi 2. deskami 3. dráty 4. pásky Uzemnění může být uloženo 1. v zemi 2. v základovém betonu Materiály (v Česku nejvíce používané) na jímací vedení, svody a uzemnění 1. žárově zinkovaná ocel (železo a zinek) 2. měď 3. slitiny hliníku, např. dural (hliník, hořčík, křemík), ale nikdy ne čistého AL – po čase by se v zemi rozpustil. 4. nerezavějící ocel Otázky 1. Vyjmenuj druhy strojených zemničů. 2. Jaký je nejběžnější materiál na strojené zemniče? 3. Lze použít jako zemniče Al?
18
Dílenský list RZ3/1 – Popiště princip spoje, jeho použití v hrosvodových zařízeních.
19
Dílenský list RZ3/2 – Popiště princip spoje, jeho použití v hrosvodových zařízeních.
20
ROZVODNÁ SOUSTAVA VN A VVN 2.6 Rozvodné soustavy a napětí Jmenovitá napětí elektrických střídavých zdrojů na napětí do 1 kV: Napětí
Zkratka
Velikost
Malé napětí
MN
6, 12, 24, 48 V
Nízké napětí
NN
110, 230, 380, 500, 600 V
Vysoké napětí
VN
3, 6, 10, 22, 35 kV
Velmi vysoké napětí
VVN
110 kV, 220 kV
Zvlášť vysoké napětí
ZVN
400 kV, 750 kV
Jmenovitá napětí Kategorie napětí
Označení napětí
Název napětí
V uzemněné soustavě mezi vodičem a zemi
mezi vodiči do 50 V
V izolované soustavě mezi vodiči
I
MN
Malé napětí
do 50 V
do 50 V
II
NN
Nízké napětí
nad 50 V do 600 od 50 V do V 1000 V
od 50 V do 600 V
A
VN
Vysoké napětí
od 0,6 kV do 30 od 1 kV do 52 kV kV
od 1 kV do 52 kV
B
VVN
Velmi vysoké napětí
od 30 kV do 171 od 52 kV do kV 300 kV
od 52 kV do 300 kV
C
ZVN
Zvlášť vysoké napětí
od 300 kV do 800 kV
D
UVN
Ultra vysoké napětí
nad 800 kV
Elektrická přenosová soustava je systém zařízení, která zajišťují přenos elektrické energie od výrobců k odběratelům, čímž se míní přenos ve velkých měřítcích, od velkých zdrojů (elektráren) k velkým rozvodnám. Část od rozvoden k jednotlivým uživatelům, například domácnostem, se nazývá distribuce elektrické energie a odpovídající zařízení distribuční soustava. Přenosová soustava by se dala zhruba přirovnat k dálniční síti – tvoří páteř přenosu elektrické energie a zajišťuje přenosy na velké vzdálenosti a ve velkých objemech. Alternátory v elektrárnách obvykle pracují se jmenovitým napětím pouze několika tisíc voltů. Při výkonech stovek MW pak z alternátoru teče proud v řádu desítek tisíc ampérů. Vedení pro takové proudy musí však mít extrémně velké průřezy vodičů a musí být schopno mechanicky odolávat působení značných magnetických sil. Na činném odporu takového vedení pak vznikají úbytky napětí,
21
přímo úměrné protékajícímu elektrickému proudu, které by při delších vedeních představovaly podstatné ztráty přenášeného výkonu, úměrné druhé mocnině proudu. Pro přenos na velké vzdálenosti je proto výhodnější použít vyšší napětí, kdy pro přenesení stejného výkonu postačí úměrně menší proud. Kromě omezení ztrát je pak i realizace dálkových vedení nesrovnatelně jednodušší i levnější.
Nadzemní vedení velmi vysokého napětí. Červeně je značeno vedení 400 kV, zeleně vedení 220 kV. Černými body jsou značeny elektrárny a rozvodny
Napětí alternátorů se zvyšuje pomocí transformátorů, umístěných zpravidla přímo v areálu elektrárny, na vyšší přenosové napětí. Za přenosová napětí se obvykle považují hodnoty nad 110 kV a ve světě jsou provozována i vedení s napětím nad 1 MV. Na výstupu z přenosové soustavy jsou zařazeny snižující transformátory, dodávající elektřinu do distribuční sítě, na napětích např. 22 kV. Přenosovou soustavu tvoří především soustava dlouhých nadzemních vedení velmi vysokého napětí. Dále pak kabely, transformátory, odpojovače, vypínače, bleskojistky, kompenzační prvky a systémy řízení a regulace sítě. Cílem řízení sítě je udržení konstantních standardních parametrů dodávané energie (především dodržení jmenovité frekvence, což je v Evropě 50 Hz, a jmenovitého napětí) a samozřejmě nepřerušená dodávka energie ke spotřebiteli. Přenosovou soustavu v České republice provozuje státní společnost ČEPS, a. s. Síť tvoří vedení vvn 400 kV, 220 kV, vybraná vedení 110 kV a třicet transformačních stanic. Mezinárodně je síť šestnácti vedeními propojena se sítěmi dalších členů ENTSO-E (Evropská síť provozovatelů přenosových soustav elektřiny). V roce 2006 se přenášený výkon pohyboval od 4,9 GW do 11,4 GW (rekordní hodnota v zimní špičce). ČEPS zajišťuje regulaci soustavy jednak vlastními prostředky, jednak dálkovým ovládáním výkonu dobře regulovatelných zdrojů, jako jsou vodní a přečerpávací elektrárny (např. Dlouhé Stráně).
22
Na správné funkci přenosové soustavy závisí i značná část primární výroby elektrické energie, většina elektráren potřebuje ke svému spuštění elektrickou energii dodávanou z elektrorozvodné sítě nebo elektřinu, kterou si elektrárna sama přímo vyrábí (tzv. energie vlastní spotřeby). V tepelných elektrárnách je elektrická energie bezpodmínečně nutná k provozu čerpadel chladicí a napájecí vody, palivových kulových mlýnů, dmychadel, pásových dopravníků a dalších pomocných technologických celků. V případě kompletního výpadku sítě je tak obnova jejího provozu náročný a postupný proces (jenž je i poměrně zdlouhavý), kdy se nejprve spustí část vnějších energetických zdrojů, která je schopna fungovat bez dodávky elektrické energie ze sítě, takto získaný výkon se pak použije ke spuštění základních tepelných elektráren a teprve poté se postupně k síti připojují jednotliví odběratelé. Otázky: 1. Jaké jsou hodnoty jmenovitého napětí ss a stř. do 1 kV? 2. Jaké je jmenovité stř. napětí nad 1 kV 3. Vysvětli význam zvyšování napětí pro přenosová vedení.
2.7 Mechanika venkovního vedení Potíže v přenosové soustavě bývají jednou z příčin rozsáhlých výpadků dodávky elektrické energie. Důvodem může být např. poškození důležitých venkovních vedení působením nepříznivých přírodních podmínek (námraza, silný vítr, prudká letní bouře apod.). Těmto mechanickým vlivům musí vedení odolávat. Je však projektováno na střední povětrnostní vlivy, proto se stává, že za kalamitních stavů dochází k rozsáhlým haváriím rozvodných systémů. Nedávno například ve Slovinsku bylo až 200 tisíc lidí bez elektrického proudu. Podle APA to bylo zhruba deset procent slovinských domácností. DPA odpoledne napsala, že bez dodávek proudu je 90 tisíc lidí. Prakticky celou zemi pokryl led a škody na převodových sítích a trafostanicích jsou značné. Otázky 1. Jaké povětrnostní vlivy mohou působit na elektrorozvodné systémy? 2. Na jaké působení povětrnostních vlivů jsou navrženy přenosové trasy? 3. Proč nejsou navrženy na největší možné namáhání?
23
2.8 Elektrické vlastnosti RCL vedení Elektrická energie je výjimečná tím, že je v celé síti nutné zajistit rovnováhu mezi její okamžitou výrobou a spotřebou. Elektrickou energii totiž nelze nijak skladovat (náhradou skladů jsou záložní elektrárny). Kvůli energetické efektivitě soustavy je navíc potřebné udržet nízký fázový posuv mezi napětím a proudem, což vyžaduje zařazení zvláštních kompenzačních prvků dodávajících tzv. kompenzační výkon. V blízké budoucnosti se očekává výraznější rozvoj využití stejnosměrných soustav, které eliminují kapacitní ztráty, a pro stejný přenášený výkon zabírají vedení menší prostor. R vedení - vlastnost vedení, která klade průtoku elektrického proudu ohmický odpor - velikost odporu je dána jednak materiálem vodivého jádra Cu, Al, (𝜌) dále délkou vedení (m) a průřezem jádra vodiče (mm2) podle vztahu: 𝑅𝑣 = 𝜌. 𝑙 ÷ 𝑠 - vlastnost vedení, která se projevuje ztrátami výkonu – vedení se průchodem proudu ohřívá, můžeme snížit použitím dobře vodivých materiálů nebo zvýšením průřezu vodičů - ve vzdálenější budoucnosti by se při přenosu elektrické energie mohla uplatnit supravodivá vedení C vedení Mezi vodiči, které si můžeme představit jako dvě oddělené elektrody izolované dielektrikem – vzduch, nebo izolace kabelů, vzniká elektrický náboj – chovají se tedy jako kondenzátor. Těchto pomyslných kondenzátorů je na vedení celkem 6: 3x mezi fázemi a 3x mezi každou fází a zemí. Jelikož jsou zapojeny paralelně, jejich výsledná kapacita se sčítá! Protože se kondenzátor při průchodu střídavého proudu v kladné půlperiodě nabíjí a při záporné půlperiodě vybíjí, prochází jím kapacitní proud, i když na vedení není připojen žádný odběr. Tento proud může dosahovat dosti značných hodnot. Například kapacitní proud na nezatíženém vedení 400 kV o délce 400 km může dosáhnout až hodnoty 16 A, pokud nebude kompenzován indukčností. Vedením tedy protéká neužitečný kapacitní proud, který nekoná žádnou práci, jen snižuje přenosové vlastnosti vedení. Tento nepříznivý stav vedení se odstraňuje zařazením plynule laditelnou indukčností –(cívkou), která se zařadí mezi uzel zdroje a zemí. Nazývá se „Petersenova zhášecí tlumivka“ a umožní nastavit tak velkou indukčnost, jak je velká kapacita, tím upraví parametry vedení blízké ke stejnosměrnému rozvodu, tedy s účiníkem 1. Tím se kapacitní proudy ve vedení výrazně sníží. L vedení Vlivem indukčnosti, která vzniká ve vedení (vodiče představují závity v cívce – viz ZEL 1. Ročník), dochází k předbíhání napětí před proudem. Výkonové parametry vedení se zhoršují, vedením protéká neužitečný induktivní proud. Je-li indukčnost vedení příliš veliká, odstraňuje se tzv. „kroucením“, tj. překřížením fází po určité vzdálenosti vedení. K výměně fází slouží speciální uspořádání stožárů, které křížení vodičů umožní.
24
Otázky 1. Jak vzniká R ve vedení a jaký je způsob jeho odstraněn, nebo snížení? 2. Jakým způsobem vzniká C ve vedení a jakým způsobem ho odstraníme nebo snížíme? 3. Popiš vznik L ve vedení a způsob jeho odstranění nebo snížení
2.9 Ochrany vedení VN a VVN Na vedeních může nastat celkové přetížení soustavy. Zařízení přenosové soustavy jsou proto vybavena pojistnými prvky, které zajistí odpojení vybraných odběratelů v případě, že by hrozilo zničení nebo rozpad sítě vlivem jejího přetížení. Pokud by se tak nestalo, je zde reálná možnost tzv. kaskádového šíření poruchy – po selhání přetíženého vedení vzroste přetížení zbytku sítě, jsou postupně odpojeny další a další prvky sítě, případně až po zcela nežádoucí kompletní rozpad celé přenosové soustavy. Z ekonomických důvodů je vhodné, pokud to je možné, odpojovat nejprve ty odběratele, kde výpadek napájení způsobí nejmenší hospodářské škody. A) Přehled nejdůležitějších proudových ochran 1.
Elektromechanické A 15 nadproudové relé střídavé A 15 S1 nadproudové relé stejnosměrné s bočníkem A 283 D nadproudová kontrola při selhání vypínače vvn AG 12 proudové frekvenčně nezávislé relé AKU hlídač dobíjení staničních baterií AM 14 X1 jednofázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým zpožděním bez pomocného napájení AM 22 X1 dvoufázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým zpožděním bez pomocného napájení AM 32 X1 třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým zpožděním bez pomocného napájení AS 31 směrová nadproudová ochrana AT 12 X1 jednofázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 21 X1 dvoufázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 31 X1 třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 32 X1…X4 dvoustupňová třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem (1. stupeň) AT 32 X12, 22,32 dvoustupňová třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovými články (oba stupně)
2. Elektronické A 32 DX třífázová nadproudová ochrana AB 31 DX 1, 2, 3 fázová nadproudová časově nezávislá ochrana motoru
25
AT 12 DX jednofázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 21 DX dvoufázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem AT 31 DX třífázová nadproudová nezávislá ochrana s časovým článkem
B) Přehled nejdůležitějších napěťových ochran 1.
Elektromechanické V 10 X1 napěťová ochrana V 15 napěťové relé střídavé V 15 S1 napěťové relé stejnosměrné V 32 třífázová napěťová ochrana V 32 – 0 třífázová napěťová ochrana VG 21 B napěťové nebo podpěťové frekvenčně nezávislé relé VN 22 relé na opačný sled fází VS 300 X ochrana mřížových sítí VT 12 X1 jednofázová napěťová ochrana s časovým článkem VTM 15 / S2 ochrana staničních baterií
2. Elektronické V 32 DX – 0 třífázová napěťová ochrana VT 12 DX – 0 jednofázová napěťová ochrana s časovým článkem C) Přehled nejdůležitějších rozdílových a srovnávacích ochran 1.
Elektromechanické R 30 rozdílová ochrana generátoru a transformátoru R 30 P pomocná skříň pro 3 vývody pro R 30 S 103 B1 srovnávací ochrana vedení S 105 F blokovací relé pro S 103 B1 - S 105 U izolační translátor pro S 103 B1
2. Elektronické RAX 1 rozdílová ochrana D) Přehled nejdůležitějších distančních ochran 1.
Elektromechanické D 115 distanční ochrana vedení vvn D 400 distanční ochrana vedení vvn D 41 X1 distanční ochrana sítí OZ 33 X třífázové relé opětného zapínání OZ 111 X relé opětného zapínání s odděleným ovládáním jednotlivých pólů
26
2. Elektronické DLP 1 lokátor poruch OZ 12 D automatika pro opětné zapnutí E) Přehled nejdůležitějších zemních ochran
Elektromechanické F 11 X1 závitová nebo zemní ochrana generátorů GSC / GSS 12 zemní směrová ochrana sítí GSCT 12 X2 ochrana statoru generátoru GSC 13 zpětná wattová ochrana pro malé vodní elektrárny GSST 12 X2 zpětná wattová ochrana generátoru GV 12 KC hlášení zemního spojení střídavých sítí GV 22 KC hlášení zemního spojení stejnosměrných sítí OT 1 izolační transformátor 230 / 230V, 20VA, 6kV NT nulový transformátor (rozšíření měřeného napětí na 1000V izolované sítě pro GZ 12z )
Elektronické G 15 X2 zemní ochrana statoru generátoru GZ 12z hlídač izolace izolované sítě PIZ 50 V proudový injektážní zdroj pro zemní ochrany
Všechny výše uvedené ochrany nemohou samostatně vypnout, pouze předají pokyn výkonovému vypínači, který je opatřen takovým zhášením oblouku, že je schopen vypínat i zkratové proudy.
Část přenosové soustavy ve Francii ilustrativní fotografie.
Otázky 1. Jaký význam má zařazení ochran do rozvodných systémů? 2. Kolik základních druhů ochran se používá v rozvodných soustavách? 3. Kterému zařízení dá ochrana pokyn k provedení vypnutí?
27
2.10 Vliv účiníku, vznik nebezpečných proudů a napětí ve vedení Účiník - bezrozměrná veličina, označovaná cos φ - užívá se jen pro harmonické průběhy střídavých proudů a napětí nebo pro jednotlivé harmonické složky obecných průběhů - poměr činného a zdánlivého elektrického výkonu v obvodu střídavého proudu a napětí - vyjadřuje, jak velkou část zdánlivého výkonu přeměňuje obvod na činný výkon, tj. na součet užitečného výkonu a ztrát - je to kosinus vzájemného fázového posuvu (úhlu) mezi proudem a napětím elektrického obvodu - vyjadřuje pro daný elektrický obvod také poměr činné a zdánlivé energie i poměr ohmického odporu (rezistance) a impedance Hodnota účiníku spotřebiče se pohybuje od nuly do jedné. (Platí pro obvykle používanou spotřebičovou soustavu. To znamená, že výkon spotřebiče je kladný a výkon zdroje je záporný.) Vliv účiníku na výkon
cos φ = 1 → celý výkon je činný (fázový posuv je nulový) cos φ = 0 → celý výkon je jalový, zátěž je: a) čistě kapacitní (fázový posuv -90° = zpožďuje se napětí za proudem) nebo b) čistě indukční (fázový posuv +90° = zpožďuje se proud za napětím) cos φ < 1 → tj. nenulový vzájemný fázový posun proudu a napětí) způsobuje nežádoucí zvýšené ztráty energie na přenosovém vedení obvodu, ve zdroji i spotřebiči Zdánlivý výkon - prostý součin efektivních hodnot napětí U a proudu I procházejícího obvodem - nemá fyzikální význam, ale je používán v technické praxi - značí se S - jednotka: voltampér (VA) Činný výkon - značí se P - jednotka: watt (W) - vyjadřuje energii, která se v obvodu skutečně přemění na jinou užitečnou formu energie - často probíhá přeměna elektrické energie na mechanickou a v konečné formě na tepelnou - u čistě odporových nebo vykompenzovaných spotřebičů je celý výkon přeměněn na užitečnou energii schopnou konat práci (teplo) →činný výkon je roven zdánlivém U obecných obvodů obsahujících lineární pasivní součástky akumulující energii tj. s nenulovou kapacitní nebo induktivní reaktancí (např. zářivky, elektromotory, zařízení s transformátorem)
28
dochází ke vzájemnému fázovému posunu napětí a proudu v obvodu. Kosinus vzájemného fázového posunu φ je označován jako účiník cos φ. Účiník vyjadřuje také podíl užitečného (činného) výkonu ke zdánlivému výkonu.
V nevykompenzované napěťové soustavě dochází k nárůstu velikosti proudu, který je ve fázorovém zobrazení dán geometrickým součtem činné a jalové složky. Část výkonu s nulovou střední hodnotou, představující pouhé přelévání energie mezi zdrojem a spotřebičem tam a zpět, je označována jako jalový výkon. Značí se Q, jednotkou je var.
Při existenci jalového výkonu tak obvodem pro zajištění přenosu požadovaného činného výkonu musí protékat mnohem větší proud, což má za následek větší tepelné ztráty na přenosovém vedení. Z toho důvodu se používají kompenzátory účiníku a filtrační zařízení – elektrické prvky, které umožňují udržovat fázový posun blízko ideální nulové hodnoty (minimálnímu fázovému posunu proudu vzhledem k napětí) a tedy účiník blízký jedné a tvar průběhu proudu blízký harmonickému. Existující zákony a normy a především smluvní vztahy mezi odběratelem a dodavatelem elektrické energie, které (vedle dalších parametrů) stanovují dovolené hodnoty účiníku, které spotřebitelé, odběratelé a dodavatelé musí dodržovat. Obvykle je odběratel povinen udržovat hodnotu účiníku v rozmezích 0,95 až 1 induktivního charakteru. Vznik nebezpečných proudů ve vedení 1. při zkratech 2. při proražení izolátorů 3. při živelných událostech – pád stromů na vedení, pád stožárů po velkých námrazách a podobně. Projevy nebezpečných proudů - zvýšený průtok elektrického proudu, na které není vedení dimenzováno Předcházení stavům - postižené úseky vedení prostřednictvím výkonových vypínačů se včas odpojí, aby nedošlo k celkové destrukci postiženého vedení proudem, který může být řádově vyšší ve stovkách i tisících jmenovitého proudu Vznik nebezpečných napětí 1. po zásahu blesku na vedení 2. pádem vodičů z nadřazené (vyšší) soustavy na nižší soustavu vedení
29
3. výpadky zatížených sítí 4. špatně provedené manipulace v rozvodné soustavě. Obecně platí, že zvýšením provozního napětí o více, než 2,5 násobek jmenovitého napětí se považuje za přepětí. Tomu čelíme použitím bleskojistek. Přepětí mohou způsobit proražení izolátorů, vinutí transformátorů a ostatních částí elektrického rozvodu. Následně tedy může dojít ke vzniku zkratů. Otázky 1. Jak dochází ke vzniku nebezpečných proudů ve vedení? 2. Čím je způsoben vznik nebezpečných napětí ve vedení? 3. Jak působí ochrany ve vedení?
30
3 SÍTĚ VN A VVN 3.1 Materiál pro stavby sítí Stožáry VVN jsou již neodmyslitelně spjaty s vyspělou civilizací, vytváří kostru přenosové sítě venkovního vedení. Namáhání stožárů je rozhodujícím způsobem podmiňováno klimatickými zatíženími (vítr, námraza, teplotní rozdíly), a tím je závislé na klimatických oblastech, kterými trasa vedení prochází, a na rozmístění stožárů v trase. Ve vedení se převážně používají (viz obr.): 1. nosné stožáry - převládají - minimálně každé 3 km (nejsou-li stožáry dimenzovány na kroucení následkem jednostranného přetržení vodičů) nebo každých 5 km (jsou-li stožáry dimenzovány i na kroucení) musí být vložen výztužný stožár 2. výztužné stožáry (kotevní) 3. mohou převládat, jsou-li rozmístěny na velmi různých úrovních, v složitém terénu nebo v důležité oblasti (křižovatkové úseky, průmyslové areály). Výztužné se vkládají mezi nosné v určitých vzdálenostech → umožňuje se napínání vodičů a případné mechanické poruchy vedení mají omezené následky. Z funkce stožárů v trase vyplývá i jeho zatížení.
Obr. - Trasa s nosnými a výztužnými stožáry Dispozice a geometrie stožárů Funkce stožárů a geometrické uspořádání (konfigurace) vodičů a zemnicích lan podmiňují: a) tvar hlavy stožárů, b) výšky stožárů, které jsou dále závislé na rozestupu stožárů od sebe. Vzdálenosti stožárů velmi vysokého napětí jsou od 300 do 500 m (300 m je nejčastěji při 110 kV, při vyšších napětích a těžších vodičích bývají vzdálenosti větší).
31
Výška stožáru závisí na a) vzdálenosti nejspodnějšího vodiče od země b) průvěsu c) délce izolátorových závěsů a armatur d) konfiguraci vodičů a zemnicích lan Při teplotních změnách, zatížení námrazou a větrem se v porovnání s montážním stavem mění poloha vodičů proti zemi a stožáru. Přiblížení k zemi nebo ke stožáru znamená pro lidi smrtelné nebezpečí a může krátkým spojením přivodit zkrat, a tak vypnutí nebo i havárii vedení. Minimální vzdálenost od země závisí na a) na výšce napětí b) na zalidnění terénu (nad nepřístupnými místy je nižší než v hustě zalidněných oblastech a nad veřejnými komunikacemi) Námraza bývá rozhodující u malých průřezů a velkých výpočtových pevností, např. u zemnicích lan, v jiných případech způsobuje větší průvěs zpravidla oteplení lana. Druhy stožárů 1. jednodříkové s konzolami: jeden dřík (nejčastěji členitá čtyřboká konstrukce, která se dá brát jako jeden členitý vetknutý prut) 2. portálové konstrukce: nejčastěji dva dříky spojené s příčníkem (při vyšetřování se dají jednotlivé svislé a vodorovné části uvažovat jako členité pruty jednoduchého rámu) 3. kotvené stožáry: jednodříková nebo portálová konstrukce stabilizována kotevními lany (prostorová soustava tvořená několika pruty a lany) 4. prostorové prutové konstrukce s různým uspořádáním, kde pro vystižení skutečného působení je nutno ji považovat za prostorovou soustavu s uvážením všech tvořících prvků Materiál a konstrukce prvků Pro pruty stožáru a) ostrohranné válcované profily, a to především úhelníky b) trubky, a to buď jako příhradová konstrukce s dlouhými pruty, nebo jako členitá a rámová konstrukce Většinou se používá ocel jakosti 37; ocel 52 se používá jen u málo štíhlých a tažených prutů. Pruty jsou nejčastěji tvořeny jedním úhelníkem. Povrchová ochrana 1. tradiční (základní nátěr + 2 vrstvy vrchního nátěru) 2. pozinkování a použití oceli se zvýšenou odolností proti povětrnostní korozi Pro velkou pracnost a složitost údržby (komplikace při obnovách za provozu) se dnes dává přednost dlouhodobé povrchové ochraně. Především je to žárové zinkování (někdy s utěsňujícím vrchním nátěrem), nebo použití oceli odolné proti atmosférické korozi (ATMOFIX). Volba povrchové ochrany značně ovlivňuje konstrukci prvků. Při žárovém zinkování mají dílce tyčový charakter, profily musí být otevřené, stykování pozinkovaných dílců šroubované.
32
Dílenské, dopravní a montážní podmínky Výrobní technologie je při výrobě stožárů přizpůsobena výrobnímu zařízení a zvyklostem výrobny a musí vycházet ze zúženého výběru materiálu. Montáž a) vztyčování klopením okolo pevných kloubů b) pomocí pohyblivých jeřábů s vysokými výložníky Dílenské styky (závisí na velikosti dílců a na povrchové ochraně) a) svařované b) šroubované Montážní styky výhradně šroubované.
Druhy vodičů
V závislosti na napětí a požadovaných výkonech se odvozují určité dimenze a počet vodičů (dnes převládají AlFe - ocelová duše a hliníkový plášť) a počet zemnicích lan.
33
Druhy a tvary použitých izolátorů a izolátorových závěsů
Podle způsobu namáhání rozlišujeme izolátory (viz. obr. níže) a) podpěrné, b) závěsné c) kotevní izolátory Někdy se používají izolátorové konzoly a) podpěrné - pro nižší napětí (nejčastěji roubíkové) b) závěsné (čapkové, talířové, v poslední době tyčové) se sestavují v nosné izolátorové řetězce jednoduché, dvojité svislé, nebo zavěšené do tvaru V.
34
Izolátory (a-roubíkový, b-nosný izolátorový závěs, c-kotevní závěs)
Otázky 1. 2. 3. 4.
Jaké jsou funkce výztužného stožáru? Jaký materiál se používá pro výrobu stožárů VN a VVN? Jak chráníme stožáry proti korozi? Vyjmenuj druhy izolátorů.
3.2 Montáž vedení Napínání vedení a údržba Technologie napínání vodičů, které se odvíjejí od výztužných stožárů, značně ovlivňuje jejich rozestavení po trase (vzdálenost 3 až 5 km). Důležité je též hledisko údržby a opravy vedení, možnost výstupu na stožár pod napětím apod. Přístup na stožár se zpravidla řeší pomocí stupaček umístěných na jednom nebo dvou nárožnících.
pro napětí 110 kV, relativně lehké konstrukce (viz. obr. níže) pro napětí 220 kV, tvarově podobné stožárům pr100 kV, jsou však vyšší a více namáhány pro napětí 400 kV (obr. níže), jsou už těžké konstrukce, z důvodu těžkých vodičů a velkých rozměrů
Dalším souhrnným hlediskem třídění, které by vystihovalo dispozice a nosný systém, by mohl být vnější tvar stožáru.
35
Obr. Typy a tvary stožárů vedení 110 kV (220 kV)
Obr. Typy a tvary stožárů vedení 400 kV
Vodiče jsou prostřednictvím izolátorů připojeny k dříku stožáru pomocí příčníků, které jsou a) u jednodříkových stožárů konzolami b) u portálových stožárů příčnými nosníky
36
Dříkové stožáry
Průběhy proměnlivosti průřezů po výšce
Stožáry pro elektrická vedení se téměř výhradně konstruují jako příhradové čtyřboké konstrukce z ostrohranného válcovaného materiálu (nejčastější profil je úhelník), výjimečně z trubek. Převládají dříky, které se směrem k základu rozšiřují; u nosných stožárů to bývá o 40 ÷ 50 mm na 1 m a u výztužných stožárů o 50 60 mm na l m. Šířka hlavy se pohybuje od 400 mm pro stožáry 35 kV do l. 600 mm pro stožáry 400 kV. Jednodříkové stožáry s konstantním sklonem mívají společný základ pro všechny čtyři nárožníky. Jsou-li stožáry vyšší, bývá výhodné nárožníky ve spodní části prudčeji lomit nebo stožár rozkročit
Portálový stožár pro 400 kV
37
3.3 Kapacita, svod, koróna Kapacita vedení Mezi vodiči, které si můžeme představit jako dvě oddělené elektrody izolované dielektrikem – vzduch, nebo izolace kabelů, vzniká elektrický náboj – chovají se tedy jako kondenzátor. Těchto pomyslných kondenzátorů je na vedení celkem 6: 3x mezi fázemi a 3x mezi každou fází a zemí. Jelikož jsou zapojeny paralelně, jejich výsledná kapacita se sčítá! Protože se kondenzátor při průchodu střídavého proudu v kladné půlperiodě nabíjí a při záporné půlperiodě vybíjí, prochází jím kapacitní proud, i když na vedení není připojen žádný odběr. Tento proud může dosahovat dosti značných hodnot. Například kapacitní proud na nezatíženém vedení 400 kV o délce 400 Km může dosáhnout až hodnoty 16 A, pokud nebude kompenzován indukčností. Vedením tedy protéká neužitečný kapacitní proud, který nekoná žádnou práci, jen snižuje přenosové vlastnosti vedení. Tento nepříznivý stav vedení se odstraňuje zařazením plynule laditelnou indukčností – cívkou, která se zařadí mezi uzel zdroje a zemí. Nazývá se „Petrsenova zhášecí tlumivka“ a umožní nastavit tak velkou indukčnost, jak je velká kapacita, tím upraví parametry vedení blízké stejnosměrnému rozvodu, tedy s účiníkem 1. Tím se kapacitní proudy ve vedení výrazně sníží. Svod vedení Vzniká nedokonalostí izolačních materiálů – žádný izolant není dokonalý, částečně vede elektrický proud. Proto musí být navržen a vyroben tak, aby vyhovoval pro danou hladinu napětí a jeho proudové úniky byly provozně únosné. Proto se při revizích měří jejich izolační pevnost, která může být snížena například vzdušnými emisemi – prach, vzdušný uhlík apod. Koróna Koróna je v elektrotechnice samostatný doutnavý výboj, vznikající na silně zakřivených elektrodách (vodičích) při překročení počátečního napětí, tj. napětí, při kterém výboj začíná být samostatný a nově nabité částice se tvoří nárazovou ionizací. Počáteční napětí závisí na: a) hladkosti povrchu b) poloměru zakřivení vodiče c) atmosférických podmínkách (tlak vzduchu, vlhkost vzduchu a podobně) Koróna se projevuje a) slyšitelným praskáním b) viditelným výbojem - modro-fialově slabě svítící vrstvou Využití koróny - v ozonančních přístrojích, elektrofiltrech a podobně. Vznik koróny na elektrických vedeních velmi vysokého napětí způsobuje a) energetické ztráty b) rušení rozhlasu c) korozi vodičů Předcházení vzniku koróny - použití vodičů větších průřezů a svazkových vodičů
38
Výkonové ztráty způsobené korónou jsou úměrné čtverci rozdílu provozního napětí a počátečního napětí koróny. Koróna je neúplný samostatný výboj vznikající na elektrodě s malým poloměrem zakřivení značně vzdálené od druhé elektrody. Jiné projevy má koróna střídavá, stejnosměrná kladné a záporné polarity, hrotová, uni- a bipolární. Koróna je výboj tichý, klidný, modrofialové barvy. Počáteční napětí subjektivní koróny je nejnižší napětí, při němž vzniká na zkoušeném předmětu koróna viditelná ve tmě prostým okem (Podle Whiteheada je skutečný průměr korónové vrstvy kolem drátu 1,9 krát větší než průměr viditelný okem, neviditelné oblasti vysílají jen ultrafialové záření), nebo slyšitelná v místech s nízkou hladinou šumu (spektrum zasahuje až do oblasti ultrazvuku a je možno ji identifikovat ultrazvukovým mikrofonem). Počáteční napětí objektivní koróny je nejnižší napětí, při němž vzniká na zkoušeném předmětu koróna zjistitelná vhodnými měřicími přístroji. Koróna vytváří na vysokonapěťových vedeních ztráty energie, způsobuje rušení vysokofrekvenčního přenosu a dále je zdrojem ozónu, který ve spojení se vzduchem je velmi agresivní a silně zvyšuje korozi kovových částí vedení a narušuje izolaci. V případě vzniku přepětí na vedení, koróna účinně tlumí přepěťovou vlnu. Počáteční napětí koróny je možno vypočítat pro jednoduché konfigurace elektrod, výpočet však platí pro absolutně hladké elektrody daného tvaru zbavené nečistot, jinak bude hodnota napětí nižší. Otázky 1. Jak vzniká kapacita vedení a jaké jsou její důsledky? 2. Popiš vznik svodu na vedení a vyjmenuj její důsledky. 3. Jakým způsobem vzniká koróna na vedení a jaké jsou její následky?
3.4 Uvedení sítí do provozu Po ukončení stavebních prací na vedení není možné ji okamžitě provozovat. Je nutné provést revizi celého zařízení se všemi příslušnými měřeními všech požadovaných parametrů. Součástí předání vedení je lezecká revize, při níž se provede fyzická kontrola všech podpěrných bodů, spojů a ostatních součástí vedení. Po vyhotovení předávacího protokolu se vedení uvede do zkušebního provozu. V době zkušebního provozu provádějící firma za provoz plně zodpovídá a odstraňuje případné závady. Po úspěšném zkušebním provozu je předána do trvalého provozu. Otázky 1. Co se musí nejdříve provést při prvním uvedení sítě do provozu? 2. Jak se nazývá kontrolní revize a jaké úkony jsou při ní prováděny? 3. Co je zkušební provoz, jaké podmínky přináší?
39
3.5 Pravidelné revize – druhy Na sítích se provádějí podle provozního řádu pro dané druhy sítí, v určených intervalech tyto druhy revizí: 1. 2. -
Pochozí převážně na sítích VN pracovník prochází trasu vedení pohledem a pomocí dalekohledu kontroluje stav vedení, které je pod napětím poslechem může zjistit případné přeskoky nebo sršení, případně vibrace na vodičích nebo v místech upevnění vodičů k izolátorům pomocí dálkového teploměru měří teplotu spojů kontroluje stav lesních průseků, vzdálenost větví porostů od vodičů, stejnoměrnost průhybu vodičů, stav bleskojistek, svodů, uzemnění a ochranných nátěrů sleduje stav a umístění bezpečnostních tabulek, číslování podpěrných bodů, konzervaci a namazání ovládacích mechanismů na úsekových vypínačích provede kontrolu distribuční trafostanice jako celku provede záznam do evidenční karty DTS o celé revizi provede písemný záznam, který předloží provozovateli revidovaného úseku
-
Lezecká za vypnutého a zajištěného stavu fyzicky zkontroluje stav zařízení provede dotažení spojů, měření přechodových odporů, izolačního stavu a přechodových odporů uzemnění o celé revizi provede písemný záznam, který předloží provozovateli revidovaného úseku
3. -
Letecká převážně na vedení VVN a ZVN pomocí vrtulníku, dalekohledu, dálkového teploměru provede celkovou kontrolu stavu vedení celou prohlídku zaznamená na videozáznam o celé revizi provede písemný záznam, který předloží provozovateli revidovaného úseku Otázky 1. Jaké úkony obsahuje pochozí revize? 2. Co je náplní a obsahem lezecké revize? 3. Co je obsahem pojmu “letecká revize“?
3.6 Bezpečnost práce, „B“ příkaz Je souhrn technickoorganizačních opatření k zajištění bezpečnosti práce na zařízení VN, VVN, ZVN a na zařízení NN, která jsou v blízkosti nebo souběhu těchto zařízení. Platí 1 den, (24 hodin), ale v případě, že se jedná o práce stejného charakteru a na stejném zařízení, může být zvláštní přílohou prodloužen až na jeden týden.
40
Ostatní údaje viz vzor tiskopisu: Razítko organizace
PŘÍKAZ "B" číslo: .......
pro vedoucího práce (nebo pro dozor): ................... s četou ................. pracovníků, aby dne ........ od: ....... h.
do:......h. pracovali
.............................................................................................. .....................................................
Pro zabezpečení pracoviště se vypne a ..........................................................................
zajistí:
Pracoviště zajistí: .............................................................................................. ................... Pod napětím zůstává : .............................................................................................. .................... Příkaz "B" vydal osobně (telefonicky, radiofonicky, poslem) dne: .................v:...............h. Podpis :.............................. Poř. č. Místo manipulace
41
Úkon
Čas
Vykonal
Místo a počet uzemnění a zkratovaní, umístění zábran, bezpečnostních tabulek a pod.: .............................................................................................. ........................................... Další bezpečnostní opatření: .............................................................................................. ........................................... Zabezpečené pracoviště a příkaz "B" převzal: vedoucí práce: .................................... .............................................
dozor:
Potvrzujeme podpisy, že jsme byli před začátkem práce seznámeni s postupem při práci, se zabezpečením pracoviště a se zařízením, které je pod napětím: ........................................ ........................................ ........................................ Práce ukončená dne................v.........h Podpis vedoucího práce.................... Odjištění pracoviště vykonal dne.............v........h Podpis....................................... Práce přerušená dne.................v...........h Zabezpečení pracoviště podle příkazu "B" zkontroloval vedoucí práce dne..................v.............h Podpis....................... Potvrzujeme podpisy, že před pokračováním práce jsme byli o stavu pracoviště poučení.............................
42
Otázky 1. Kdy se vydává „B“ příkaz, co je jeho obsahem? 2. Kdo smí „B“ příkaz vydat, jakým způsobem je předáván? 3. Jaká je doba jeho platnosti, jaké jsou možnosti a podmínky její prodloužení platnosti?
43
4 ROZVODNY A TRANSFORMOVNY VN A VVN 4.1 Spotřebitelské rozvodny a transformovny Rozvodna je místo, ve kterém jsou soustředěna zařízení na připojování zdrojů (generátorů, transformátorů, přívodních vedení) a různých vývodů (venkovních nebo kabelových) ke spotřebitelům elektrické energie. Rozvodna představuje elektrický uzel. Obrovské elektrické výkony se přenášejí na velké vzdálenosti. Aby tento přenos byl hospodárný, musí se jmenovité napětí generátoru transformovat na velmi vysoké napětí. Místo, kde jsou soustředěny rozvodny s příslušnými transformátory na dvě, nebo několik různých napětí nazýváme transformovna. Rozvodny a transformovny jsou nejčastěji v jednom objektu = elektrické stanice. Druhy elektrických stanic podle převládající funkce: 1. transformační stanice 2. spínací stanice 3. měnírny Otázky 1. Definujte pojem „rozvodna“. 2. Definujte pojem „transformovna“. 3. Jak rozdělujeme elektrické stanice?
4.2 Spínací a měřicí přístroje Rozvodnu jako hlavní částí elektrické stanice tvoří: 1. a) b) c) d) e) f) g)
přístroje výkonové vypínače odpojovače odpínače uzemňovače měřící transformátory ochrany blokovací a signalizační zařízení
2. izolační zařízení a) podpěrné a závěsné izolátory b) průchodky Jako izolační materiál se používá olej, vzduch, slída, porcelán, sklo, PVC, izolační plyn, atd. 3. přípojnice hlavní část rozvodny tvoří elektrický uzel zhotoveny z měděných nebo hliníkových pásů, tyčí, trubek a lan
44
upevněny na podpěrných nebo závěsných izolátorech dimenzují se tak, aby vydržely dynamické a tepelné namáhání při zkratu
Otázky 1. Vyjmenuj druhy přístrojů v rozvodných stanicích. 2. Jak dělíme izolační zařízen v rozvodných stanicích? 3. Jaké funkce plní přípojnice v rozvodnách a co o nich víš?
4.3 Ochrany transformátorů + NJ Transformátory musíme chránit před mnoha vlivy: 1. vnějšími vlivy a) vniknutí přepětí po úderu blesku b) nadproudy vzniklé při zkratech na vedení c) přetížení vzniklá zvýšeným odběrem 2. vnitřními vlivy a) poruchy vlastního transformátoru – mezizávitový zkrat b) únik chladícího a izolačního média c) průraz průchodek d) porucha snímacích a jistících čidel… Samotný transformátor představuje velmi složité a drahé zařízení, proto je opatřen řadou ochran, které významně prodlužují jeho životnost. 1.
Plynové relé u olejových transformátorů umisťuje se do spojovacího potrubí mezi nádobu transformátoru a konzervátor (zásobník oleje). obsahuje plováčky, které reagují na bublinky vzduchu, které vznikají při poruše v transformátoru, nebo při jeho přetížení princip: v první etapě spustí světelnou, nebo akustickou výstrahu; pokud obsluha neodstraní příčinu poruchy, spouští nucené chlazení, nebo zařízení odpojí
2. Odlučovač vzdušné vlhkosti transformátorový olej se vlivem proměnlivého zatížení více, či méně ohřívá → mění svůj objem → vyrovnání a zajištění stálého množství oleje slouží konzervátor
45
princip: Při ohřátí oleje se přebytek vytlačí do konzervátoru, po ochlazení se olej přepustí zpátky do transformační nádoby. Aby s sebou nenasál také vzdušnou vlhkost, která snižuje izolační pevnost oleje, prochází nasávaný venkovní vzduch přes skleněnou nádobu, kde je umístěna chemická látka se schopností pohlcovat vlhkost (silikagel). Silikagel je vyroben tak, že čím více zvýrazní svou barvu (zelená, modrá, žlutá – podle výrobce), tím má větší obsah vody a musí být vyměněn. Regenerovat se dá vysušením.
3. Bleskojistky před každý transformátor se umisťují bleskojistky mají transformátor chránit před účinky přepětí Otázky 1. Proč je nutné chránit transformátor? 2. Jaké druhy ochran transformátoru znáte? 3. Jak lze odstranit vzdušnou vlhkost z transformátorového oleje, proč tak činíme?
4.4 Akumulátorovna Akumulátorovna je důležitým záložním zdrojem každé rozvodny, umožňuje provoz rozvodny i při výpadku napětí.
Požadavky na akumulátorovny z hlediska provozu i BOZ
Prostory, kde jsou umístěny akumulátorové baterie, musí být dostatečně větrané, větrání je vyvedeno přímo do venkovního otvoru. Baterie se jmenovitým stejnosměrným napětím nad 120 V musí být umístěny v uzamykatelných prostorech s omezeným přístupem. Dveře od místnosti a skříně s bateriemi se považují za zábranu a musí být označeny výstražnými tabulkami. Vybíratelná jímka musí být dimenzována na obsah elektrolytu největšího akumulátoru nebo největší nádoby s elektrolytem. Jako ochrana před poraněním obsluhy vystříknutím elektrolytu při manipulaci s ním nebo s větranými články nebo bateriemi, musí být používány ochranné pomůcky: 1. ochranné brýle nebo ochranný štít pro oči nebo obličej, 2. ochranné rukavice a zástěra pro ochranu kůže. Nesmí být používána obuv a oděv, na kterých muže vzniknout elektrostatický výboj. Baterie musí být umístěny v chráněných prostorách. Pokud je to požadováno, musí být zajištěny prostory pro elektrická zařízení nebo uzavřené prostory pro elektrická zařízení. Mohou být vybrány následující druhy prostorů: 1. oddělené prostory pro baterie v budovách, 2. zvlášť oddělené zóny v prostorech pro elektrické zařízení,
46
3. skříně nebo kryty uvnitř nebo vně budov, 4. prostory pro umístění baterií v zařízeních. Prostory pro baterie musí být označeny na vnější straně následujícími výstražnými tabulkami nebo upozorněním: 1. “nebezpečné napětí”, jestliže stejnosměrné napětí baterie je větší než 60V, 2. značkou zákazu pro: ,,oheň“, ,,otevřený plamen“, ,, kouření zakázáno“, 3. značka výstrahy: ,,Akumulátor, Prostor pro baterie“ pro označení elektrolytu způsobující korozi, výbušných plyn, nebezpečí napětí a proudů. Při použití baterií s uzavřenými větranými články musí být podlaha akumulátorovny nepropustná a chemicky odolná proti působení elektrolytu nebo musí být články baterií umístěny ve vhodných vanách. Dveře se musí otvírat ven, musí být označeny příslušnými bezpečnostními tabulkami. Lavice upraveny tak, aby vylitý elektrolyt nestékal po bočních stěnách lavic přístupných z uličky. Větší aku-baterie, které se přemísťují ze svého obvyklého provozního místa, se ukládají na izolační podlážky z elektrolytu odolné hmoty. Pro zajištění revize, údržby a výměny článků je vyžadován odpovídající pracovní prostor. Pro zajištění nouzové evakuace musí být vždy udržovány únikové cesty bez zábran s minimální šířkou 600 mm. Olovněné a NiCd baterie musí být v zásadě umístěny v oddělených prostorech, Jestli jsou oba druhy baterií umístěny v jednom prostoru, musí být přijata opatření k zabránění záměně nářadí používaného při údržbě, záměny elektrolytu a vody pro doplňování. Aku-baterie se vhodně umísťují v akumulátorovnách, v nabíjecích stanicích, v oddělených částech dílen, strojoven apod. Svařování, pájení, broušení apod. práce v blízkosti aku-baterie musí být prováděny za dozoru a při dostatečném větrání. Na pracovištích s žíravinami musí být zajištěna i možnost vyplachování oka pitnou vodou.
Akumulátory jsou chráněny polohou (umístěním v dostatečné vzdálenosti od vnějších tepelných zdrojů) nebo doplňujícím krytím před: 1. mechanickým poškozením, 2. vniknutím cizích těles, 3. znečištěním, 4. nepřípustnou teplotou, Otázky 1. K jakému účelu slouží akumulátorovny? 2. Jaká bezpečnostní rizika jsou spojeny s provozem akumulátorovny? 3. Jaké práce a činnosti jsou v akumulátorovně zakázané, případně jaká se musí provést nutná opatření, aby mohly být vykonávány?
47
4.5 Vybavení distribučních trafostanic Distribuční trafostanice (popis viz obr.)
upravuje napětí VN (22, 35 kV) na napětí vhodné pro spotřebiče různé provedení: 1. jednosloupové 2. dvousloupové 3. třísloupové 4. čtyřsloupové 5. kryté obsahuje nejméně ty součásti, které jsou uvedeny na obrázku. Na obrázku chybí zakreslená bleskojistka, která se musí zapojit ještě před pojistkami VN. V rozvaděči je umístěno: 1. měření celkového odběru 2. hlavní jistič 3. pojistky nebo jističe vývodů nn 4. případně měřící transformátory proudu (nad 80 A hlavního jističe) Hodnota uzemnění TS nesmí být menší, než 5 Ω. Všechny vodivé části TS musí vzájemně propojeny vodičem o průřezu 120 mm2Al.
Otázky 1. 2. 3. 4. 5.
Vysvětli pojmy „spotřebitelské rozvodny“ a „transformovny“, zaměř se na jejich účel, popis. Jaký je účel spínacích a měřících přístrojů? Blíže je definuj. Jaké znáš ochrany transformátorů, k jakým účelům se používají? Blíže je charakterizuj. Co je účelem akumulátorovny? Jak jsou vybaveny distribučních trafostanic a k čemu se používají? Popiš jednotlivé součásti DTS.
48
5 POŽADAVKY NA ROZVODY NN 5.1 Elektroenergetika Použité zkratky DS EAN
ERÚ ES EZ HDO LDS MPO PDS PLDS PPLDS OPPLDS OPDLDS OTE
Distribuční soustava European Article Number – jedinečný mezinárodní identifikační kód odběrného místa Energetický regulační úřad Elektrizační soustava Energetický zákon Hromadné dálkové ovládání Lokální distribuční soustava Ministerstvo průmyslu a obchodu Provozovatel distribuční soustavy, ke které je LDS připojena Provozovatel lokální distribuční soustavy Pravidla provozování lokální distribuční soustavy Obecné podmínky připojení k lokální distribuční soustavě Obecné podmínky distribuce v lokální distribuční soustavě Operátor trhu s elektřinou (OTE a.s.)
Základní názvosloví z elektroenergetiky opatření a postupy chránící osoby obsluhující či pracující na Bezpečnost práce zařízeních nebo provádějící na nich zkoušky před ohrožením zejména elektrickým proudem Bezpečnostní předpisy předpisy pro zajištění bezpečnosti práce vlastnost LDS neohrožovat život nebo zdraví osob, zvířat, majetek nebo životní prostředí při zajišťování dodávky elektřiny a při Bezpečnost zařízení LDS zachování stanovených parametrů v průběhu času v mezích podle technických podmínek Čtvrthodinová maxima nejvyšší hodnoty výkonu ve stanovené čtvrthodině oprava prováděná po poruše zařízení nebo na základě Běžná oprava vyhodnocení preventivní údržby, zaměřená na zajištění a obnovení provozuschopnosti zařízení. Činný výkon součin napětí, proudu a cosinu ϕ (kW, MW) časový průběh specifikovaného odebíraného výkonu (činného, Diagram zatížení jalového) během specifikované doby Dispečink provozovatele LDS LDS Prosek Energo nemá dispečerské řízení Distribuce elektřiny doprava elektřiny v LDS Dodavatel primární subjekt dodávající elektřinu do LDS
49
Dodavatel
Držitel licence
Elektrická přípojka
Elektrická stanice
Elektrizační soustava (ES)
Energetický regulační úřad (ERÚ)
Energetický zákon (EZ) Havarijní plán
výrobce nebo obchodník s elektřinou, který na základě smlouvy dodává elektřinu dalším účastníkům trhu s elektřinou prostřednictvím LDS fyzická či právnická osoba, podnikající v elektroenergetice na území ČR na základě státního souhlasu, kterým je licence udělená ERÚ zařízení, které začíná odbočením od spínacích prvků nebo přípojnic v elektrické stanici a mimo ni odbočením od vedení směrem k odběrateli a je určeno k připojení odběrných elektrických zařízení soubor staveb a zařízení elektrizační soustavy, který umožňuje transformaci, kompenzaci, přeměnu nebo přenos a distribuci elektřiny, včetně prostředků nezbytných pro zajištění jejich provozu vzájemně propojený soubor zařízení pro výrobu, přenos, transformaci a distribuci elektřiny, včetně elektrických přípojek a přímých vedení, a systémy měřicí, ochranné, řídicí, zabezpečovací, informační a telekomunikační techniky a to na území ČR ústřední správní úřad pro výkon regulace v energetice, v jehož působnosti je ochrana zájmů spotřebitelů a držitelů licence v těch oblastech energetických odvětví, kde není možná konkurence, s cílem uspokojení všech přiměřených požadavků na dodávku energií zákon č. 458/2000 Sb. ze dne 28. 11. 2000 o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a změně některých zákonů ve znění pozdějších předpisů soubor plánovaných opatření k předcházení a odvrácení stavu nouze a k rychlé likvidaci tohoto stavu Otázky
1. Co obsahuje „havarijní plán“? 2. Vysvětli pojem „přípojky“ 3. Co znamená zkratka ERÚ?
5.2 Kalibrace měřících přístroj Metrologie je obor, který se zabývá mírami pro stanovení velikosti různých technických a fyzikálních veličin a jejich měřením. Míry jsou obvykle realizovány etalonem (standardem). Na úrovni států jsou metrologií zmocněny národní metrologické instituty a na mezinárodní je to Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM). Mezinárodní standardizaci zajišťuje Mezinárodní organizace pro zákonnou metrologii (OIML) a akreditaci organizace Mezinárodní spolupráce pro akreditaci zkušebních a kalibračních laboratoří (ILAC).
50
V ČR je nejvyšší institucí působící v oblasti metrologie Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR (MPO). Pod něj spadají v oblasti metrologie další tři instituce: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví (ÚNMZ), Český metrologický institut (ČMI), a Český institut pro akreditaci (ČIA). Dalšími subjekty na nižším stupni jsou Autorizovaná metrologická střediska (AMS) a Střediska kalibrační služby (SKS). Ještě pod nimi jsou jednotliví výrobci, opravci a organizace provádějící montáž měřidel a na konci jsou samozřejmě uživatelé měřidel. Většina uživatelů měřicích přístrojů určitě někdy slyšela slovo kalibrace. Revizní technici jsou povinni podle současně platných zákonů pravidelně ověřovat své přístroje, tedy zjišťovat, zda přístroj stále splňuje vlastnosti definované výrobcem. Kalibrace – navazování, či dříve používané slovo cejchování – znamená ověření vlastností měřicího přístroje srovnáváním jeho současných parametrů s etalonem vyššího řádu příslušné veličiny. U přístrojů pro revize elektrických instalací či elektrických předmětů není tento proces zcela jednoduchý, neboť vyžaduje velmi různorodé etalony. Revizní přístroje kombinují poměrně odlišná měření, jako je např. měření izolačního stavu vysokým napětím až 1 000 V, měření malých odporů poměrně velkými proudy, testování vlastností proudových chráničů, kde je měřen čas i proud, atd. Běžné multifunkční kalibrátory používané pro kalibraci elektrických veličin nezahrnují všechny potřebné funkce. Proto je pro kalibraci běžného revizního multifunkčního přístroje třeba mnoho samostatných etalonů pro jednotlivé veličiny, a to včetně kalibrace např. měřičů izolace s měřicím napětím až 5 kV, testerů strojů s proudy až 25 A nebo testerů elektrické pevnosti s napětími až 10 kV. Proto je kalibrace této skupiny přístrojů časově náročná a některé funkce přístrojů, jako např. měření impedance vypínací smyčky, představují velký problém. Obr. Kalibrátor Fluke 5320
Se vstupem naší země do EU, se zvyšujícím se počtem přístrojů na trhu i se stále větší nutností více měřit dříve neměřené a nekontrolované veličiny roste i potřeba kalibrací a rychlosti jejich provedení. To vše jsou důvody, které vedly firmu Fluke k vývoji a výrobě multifunkčního kalibrátoru, jenž je určen speciálně pro kalibraci přístrojů z oblasti kontroly bezpečnosti instalací nízkého napětí a elektrických předmětů a strojů. Kalibrátor, který poskytuje možnost velmi efektivně a výkonně realizovat tyto kalibrace, nese označení Fluke 5320 (obr.)
nahrazuje velké množství samostatných etalonů (odporové dekády, přesné rezistory, čítače, přesné zdroje proudu a mnoho dalších, které doposud byly nezbytné pro kalibraci např. multifunkčního revizního přístroje) umožňuje kalibrovat široké spektrum přístrojů od měřičů izolačního stavu po přístroje s napětím 10 kV a měřeným odporem do 10 GW a s adaptérem až do 10 TW simuluje vysokonapěťové odpory a měří i napětí na simulovaném odporu
51
pro měření spojitosti (malých odporů) kalibrátor simuluje odpory od 100 mW do 10 kW s možností jak dvou-, tak čtyřvodičového připojení pro měření impedance vypínací smyčky simuluje šestnáct hodnot impedance na velkém proudu pro kalibraci funkce impedance smyčky; ve skenovacím režimu zjišťuje zbytkovou impedanci vedení a vykonává automatickou kompenzaci → je možné realizovat kalibraci i v dolní části rozsahů revizních přístrojů pro kalibraci funkce testování proudových chráničů přístroj simuluje všechny známé proudové chrániče s možností nastavení jejich parametrů a kalibrování měření jejich vybavovacího proudu i času pro kalibraci testerů bezpečnosti elektrických předmětů nebo zdravotnických zařízení je vybaven funkcí pro generování unikajících proudů, přepočtených unikajících proudů, dotykových proudů i rozdílových proudů v rozsahu 0,1 až 30 mA je standardně vybaven funkcí pro generování napětí i jeho měření; funkce pro kalibraci vysokonapěťových zdrojů, jako jsou např. zdroje pro elektrickou pevnostní zkoušku apod., umožňuje kalibrovat napětí do 10 kV, s rozšiřovací sondou až do 40 kV. Obr. Přístroje kalibrovatelné přístrojem Fluke 5320
Kalibrátorem Fluke 5320 lze kalibrovat především tyto měřicí a testovací přístroje (obr.): 1. multifunkční revizní přístroje 2. měřiče impedance smyčky 3. testery proudových chráničů 4. měřiče izolace do 5 kV a odporu 10 TW 5. měřiče uzemnění a zemního odporu 6. testery ručního nářadí 7. testery bezpečnosti medicínské techniky 8. vysokonapěťové zdroje pro přeskokové zkoušky a zkoušky pevnosti do 40 kV 9. měřiče spojitosti – testery strojů s proudy až 40A 10. měřiče unikajících proudů a mnoho dalších Termíny kalibrace Termíny stanovuje příslušný kalibrační úřad na základě: 1. typu měřicího přístroje 2. četnosti jeho používání 3. způsobu jeho uložení a přepravy 4. prostředí, v němž je používán Zákonné rozdělení měřicích přístrojů 1. Etalony měřící normály, podle kterých se provádějí kontroly přesnosti MP
52
2. Stanovená měřidla určená měřidla, nelze je nahradit elektroměry, plynoměry podléhají kalibracím podle zákonných termínů (například elektroměry každých 10 let) 3. Pracovní měřidla pro výrobu, servis voltmetry, ampérmetry, revizní přístroje – podléhají kalibracím dle určení kalibračním ústavem 4. Informativní měřidla zkoušečky, testry – nepodléhají kalibracím. Protokol o kalibraci - vystaven po každé provedené kalibraci - musí obsahovat nejméně tyto údaje: 1. jednoznačná identifikace MP – výrobní číslo, název, třída přesnosti 2. datum prováděné a následující kalibrace 3. název a sídlo kalibračního ústavu, jméno pracovníka 4. případná omezení provozu – povolené druhy prostředí 5. výsledek kalibrace – vyhověl, nevyhověl, zrušen Otázky 1. Kdo může provádět kalibraci MP? 2. Jaké je zákonné rozdělení MP, které MP podléhají kalibraci, v jakých termínech? 3. Co má obsahovat protokol o kalibraci?
5.3 Rozsah a základní hlediska na elektrických zařízeních Ochrana před úrazem elektrickým proudem Ochrana před úrazem elektrickým proudem má v maximální míře omezit možnost úrazu nebo smrti zapříčiněného přímo nebo nepřímo elektrickým proudem. Přítomnost elektrického napětí nezjistíme, dokud s ním nepřijdeme přímo do kontaktu. Zatímco oheň nebo mechanická energie se projevují světlem, kouřem nebo hlukem, před elektrickou energií nás nic nevaruje. Přítomnost elektrického napětí pocítíme až pomocí vyvolaného proudu, a to bývá již často pozdě. Aby bylo používání elektrických přístrojů bezpečné, má každý stát zaveden systém norem řešících bezpečné provedení elektrických rozvodů a přístrojů a také ochranu před účinky atmosférické elektřiny (hromosvody). V rámci EU byly základní elektrotechnické předpisy harmonizovány, aby se vyrovnaly rozdíly mezi jednotlivými státy. Základní elektrotechnické normy jsou teoreticky nezávazné, ale pokud dojde v důsledku jejich porušení poškození zdraví nebo ke smrtelnému úrazu, mají prakticky váhu zákonů. K základním normám řešícím bezpečnost elektrických zařízení patří ČSN EN 61140 ed. 2 - "Ochrana před úrazem elektrickým proudem". Tato norma definuje základní terminologii, na kterou se odvolávají další normy. Její základní myšlenkou je, že "ochrana musí být splněna jak za normálních bezporuchových podmínek provozu zařízení, tak i za podmínek jedné poruchy".
53
Základní bezpečnostní normou pro použití elektrických zařízení v běžných domácích rozvodech je ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 - "Elektrotechnické předpisy - Elektrická zařízení - Část 4: Bezpečnost Kapitola 41: Ochrana před úrazem elektrickým proudem". Tato norma je překladem mezinárodního standardu IEC 60364-4-41 (Protection against electric shock). Kvalifikační požadavky na osoby obsluhující, provozující, instalující, revidující a projektující elektrická zařízení u nás stanovuje "Vyhláška 50/1978 Sb. Českého úřadu bezpečnosti práce a Českého báňského úřadu ze dne 19. května 1978 o odborné způsobilosti v elektrotechnice". Hlavní dělení ochran 1. preventivní bezpečné napětí (viz tabulka bezpečných napětí níže) galvanické oddělení obvodů (vytvoření virtuální země např. pomocí oddělovacího transformátoru) ochrana zábranou, (umístění do uzavřené rozvodny, oddělení plotem a podobně) ochrana polohou (např. umístěním na stožár) 2. poruchová fungují v poruchovém nebo nebezpečném stavu zařízení základní ochrana = automatické odpojení od zdroje prostřednictvím jističů, pojistek a proudových chráničů, přepěťové ochrany, odpojovače a odpínače řízené poruchovými stavy Ochrana malým napětím (dle ČSN 35 1335) 1. 2. 3.
SELV - neuzemněné obvody PELV - uzemněné obvody Ochrana omezením náboje
Ochrana proti zasažení elektrickým proudem za normálních podmínek (ochrana proti přímému dotyku, nebo také základní ochrana)
ochrana pomocí izolace částí pod napětím ochrana pomocí zakrytí nebo zapouzdření ochrana pomocí zábrany ochrana pomocí bezpečné vzdálenosti
Doplňkovou ochranou je použití proudového chrániče (RCD - Residual protective device, neboli diferenciální proudová ochrana). V současnosti je pro běžné domácí rozvody použití proudového chrániče podle normy "ČSN 33 2000-4-41 ed. 2" povinné. Ochrana proti zasažení elektrickým proudem při poruše (ochrana proti nepřímému dotyku nebo též nouzová ochrana)
ochrana pomocí automatického odpojení od sítě - v síti TN - v síti TT
54
- v síti IT ochrana pomocí vyrovnání potenciálů ochrana pomocí ochranné izolace ochrana pomocí nevodivého povrchu místnosti (izolační koberce a podložky) ochrana pomocí neuzemněného místního vyrovnání potenciálu (například pojízdné lávky na vedeních velmi vysokého napětí, nebo odizolované plošiny na servisních vlacích českých drah) ochrana pomocí oddělení obvodů Druhy ochran
1. základní – základní izolace, přepážky a kryty, zábrany, ochrana polohou, omezení napětí, omezení ustáleného dotykového proudu 2. ochrana při poruše – přídavná izolace, ochranné pospojování, ochranné stínění, samočinné odpojení od zdroje, jednoduché oddělení (obvodů), nevodivé okolí 3. zvýšená ochrana - zesílená izolace, ochranné oddělení obvodů, zdroj omezeného proudu, ochranná impedance 4. doplňková ochrana – zvýšená ochrana Úraz elektrickým proudem může být způsoben proudem protékajícím postiženým tělem nebo důsledkem jiných nežádoucích účinků elektrického proudu, elektrického nebo elektromagnetického pole. Na velikost nebezpečí a následky úrazu má i přímý dopad působení vnějších vlivů, které je základem pro rozdělení prostředí. Druhy prostředí 1. normální - obyčejné; studené; prašné (je-li prach nevodivý a nehořlavý) - svým charakterem zabraňuje vzniku úrazu elektrickým proudem 2. nebezpečné - horké, vlhké (i přechodně), prašné (je-li prach vodivý a nehořlavý se zvýšenou korozní agresivitou), s otřesy, venkovní, prostory s mechanickým poškozením, s vodivým okolí - prostory, v nichž je působením vnějších vlivů buď přechodné, nebo stálé nebezpečí úrazu elektrickým proudem 3. zvlášť nebezpečné - mokré, s extrémní korozní agresivitou - prostor, ve kterém se nebezpečí úrazu mimořádně zvyšuje nepříznivými poměry (voda, kotle a kovové nádrže, těsné prostory s kovovými hmotami, zdravotnická zařízení nebo prostory, kde platí zvláštní předpisy určité způsoby ochrany - působením nepříznivých okolností a vnějších vlivů se nebezpečí úrazu elektrickým proudem zvětšuje U elektrických zařízení také rozlišujeme tzv. druhy dotykových částí elektrických zařízení: 1. živá část - část zařízení určená k vedení proudu, nebo je s takovou části vodivě spojena - všechny vodiče vedoucí síťové napětí, kontakty, svorky, pojistkové a žárovkové objímky apod.
55
2. přístupná část - vodivá část zařízení, kterého se můžeme při běžném provozu dotknout a která v sobě neskrývá nebezpečí úrazu elektrickým proudem, protože na ní není nebezpečné napětí a je od živých částí oddělena izolací - při poruše nebo vodivém překlenutí této izolace se však na těchto částech může objevit nebezpečné napětí - například elektronické obvody oddělené od sítě oddělovacími transformátory, kovové kostry a kryty přístrojů, napájecí zdroje, kovové páčky a knoflíky, hřídele ovládacích prvků apod. 3. neživá část - část zařízení, která není určená k vedení proudu a normálně na ni není napětí - části mohou dostat napětí při nahodilé poruše Dovolené bezpečné malé napětí (dotykové) živých a neživých částí u zařízení do 1 000 V s ohledem na členění prostorů Bezpečná malá napětí Bezpečné malé napětí živých živých částí (V) střídavá částí (V) stejnosměrné
Prostředí
Při dotyku částí
Normální
Živých
50
100
Normální
Neživých
50
120
Nebezpečné
Živých
25
60
Nebezpečné
Neživých
50
120
Zvlášť nebezpečné Živých
12
25
Zvlášť nebezpečné Neživých
25
60
Třídy ochran elektrických zařízení a elektronických zařízení Třída ochrany vyjadřuje, jak je elektrické bezpečnosti, z hlediska ochrany před dotykem neživých částí, dosaženo, a označuje se číslicemi 0 – III. 1. Zařízení třídy 0 - elektrické zařízení má pouze základní izolaci, nemá ochranný vodič, nemá prostředky pro připojení ochranného vodiče na neživé části - zajištění bezpečnosti elektrických zařízení a elektronických zařízení jednotlivých tříd je provedeno okolím - ochrana před úrazem elektrickým proudem je pro běžného uživatele nedostatečná → zařízení nejsou zařízení třídy určena pro běžné použití a v ČR se nesmí volně prodávat - ve třídě 0 se konstruují části elektráren, rozvoden, apod., kam má přístup pouze kvalifikovaný personál 2. Zařízení třídy I - elektrické zařízení má pouze základní izolaci, má ochranný vodič a má prostředky na připojení ochranného vodiče sítě
56
-
-
-
ochrana je zajištěna spojením s ochranným vodičem napájecí sítě, to je soustavou ochranných vodičů a zemničů přívodní napájecí sítě zařízení se zapojují pouze do sítí, v nichž je pomocí jističů zajištěno samočinné odpojení v případě průniku napětí na ochranné spoje, v některých případech (nové nebo rekonstruované sítě) je navíc předepsáno použít chrániče při poruše může sice dojít k průrazu elektrického proudu (napětí) na živé dotykové části, zmíněná ochranná soustava však musí zajistit dostatečně rychlé odpojení, aby nemohlo dojít k úrazu typické příklady použití: stolní počítač, tepelné spotřebiče (žehlička, vařič…)
3. Zařízení třídy II - elektrické zařízení nemá prostředky pro připojení ochranného vodiče - základní izolace je doplněna izolací přídavnou nebo je provedena izolace zesílená - ochrana je zajištěna provedením elektrického předmětu a je nezávislá na přívodní síti - při poruše nesmí dojít k průrazu elektrického proudu (napětí) na živé dotykové části (dvojitá izolace, zvýšená ochrana) - typický příklad použití je audio/video technika - třída II sice klade vyšší nároky na konstrukci, ale u audio/video zařízení je preferována, neboť zde nevznikají zemní smyčky přes uzemňovací spoje, které mohou být příčinou brumu 4. Zařízení třídy III - elektrické zařízení má základní izolaci a je určeno pro rozsah napětí kategorie I (malé napětí) - ochrana je zajištěna připojením na napětí SELV, PELV - typickým příkladem užití jsou dětské hračky Otázky: 4. 1. 2.
Jak rozdělujeme ochrany? Vyjmenuj základní ochrany a doplňkové ochrany. Jakým způsobem působí? Rozděl spotřebiče do tříd ochran a třídy blíže je charakterizuj.
57
6 PŘÍPOJKY A SILNOPROUDÉ ROZVODY 6.1 Provedení přípojky od hlavního vedení k elektroměru Problematiku přípojek řeší ČSN 33 3320 „Elektrické přípojky“ a podmínky pro provedení přípojky stanovuje dle zákona č. 458/2000 Sb. (úplné znění zákona č. 91/2005 Sb.) - Energetický zákon příslušný provozovatel distribuční sítě. Podmínky pro připojení a dodávku elektřiny stanoví Vyhláška Energetického regulačního úřadu č. 51/2006 Sb. o podmínkách připojení k elektrizační soustavě. Elektrická přípojka musí být zřízena a provozována v souladu se smlouvou a s Pravidly provozování přenosové soustavy nebo Pravidly provozování příslušné distribuční soustavy. Náklady na zřízení elektrické přípojky hradí ten, v jehož prospěch byla zřízena. Elektrickou přípojku nízkého napětí do délky 50 m sloužící pro dodávku elektřiny domácnostem pro účely bydlení hradí příslušný provozovatel distribuční soustavy. Délkou elektrické přípojky se rozumí délka nejkratší stavebně a technicky proveditelné trasy přípojky promítnuté do půdorysu mezi místem odbočení z distribuční soustavy a hlavní domovní pojistkovou skříní nebo hlavní domovní kabelovou skříní. Do délky elektrické přípojky se nezapočítává její část vedená vertikálně Vlastníkem přípojky je ten, kdo uhradil náklady na její zřízení. Vlastník přípojky je povinen zajistit provoz, údržbu a opravy tak, aby se tato přípojka nestala příčinou ohrožení života a zdraví osob, či poškození majetku. Provozovatel distribuční soustavy je povinen za úplatu elektrickou přípojku provozovat, udržovat a opravovat, pokud o to její vlastník písemně požádá. Při připojení odběrného zařízení pomocí smyčky se nejedná o přípojku. Elektrická přípojka nn slouží pro připojení jedné nemovitosti (při souhlasu provozovatele distribuční soustavy lze však připojit i nemovitostí více. Elektrická přípojka nízkého napětí končí u venkovního vedení hlavní domovní pojistkovou skříní, u kabelového vedení hlavní domovní kabelovou skříní. Tyto skříně jsou součástí přípojky. Hlavní domovní pojistková skříň, popřípadě hlavní domovní kabelová skříň se umísťuje na odběratelově objektu, nebo na hranici v blízkosti hranice jeho nemovitosti. Společné domovní elektrické instalace v domech sloužící pro připojení více odběratelů z jedné elektrické přípojky, nejsou součástí elektrické přípojky. Společná domovní elektrická instalace je součástí nemovitosti. Dělení elektrických přípojek podle způsobu jejich provedení 1. přípojky provedené venkovním vedením 2. přípojky provedené kabelovým vedením 3. přípojky provedené kombinací obou způsobů Elektrická přípojka začíná odbočením od rozvodného zařízení dodavatele elektřiny směrem k odběrateli. Mimo elektrické stanice elektrická přípojka začíná odbočením od venkovního nebo kabelového vedení. Při odbočení z venkovního vedení jsou vodiče hlavního vedení součástí zařízení dodavatele elektřiny, ale svorky jsou již součástí přípojky. Při odbočení z kabelového vedení je kabel součástí zařízení dodavatele elektřiny a odbočná spojka je součástí přípojky.
58
Elektrická přípojka končí a) s volným vedením v hlavní domovní pojistkové skříni b) provedená kabelem v hlavní domovní kabelové skříni Hlavní domovní pojistková skříň a hlavní domovní kabelová skříň je součástí přípojky. Přípojkové skříně musí být plombovatelné, nebo se závěrem na klíč pro rozvodná zařízení.
6.1.1 Přípojky nn provedené venkovním vedením Pro každý objekt má být zřízena jen jedna přípojka. Je-li provedeno více přípojek pro jeden objekt, musí být tato skutečnost v každé přípojkové skříni tohoto objektu. Přípojka má být zřízena s plným počtem vodičů rozvodného zařízení. V případech odůvodněných charakterem malého odběru (prodejní stánky, reklamní poutače), lze provést přípojku i s menším počtem vodičů. Minimální průřezy vodičů jsou 16 mm2 AlFe u holých vodičů a 10 mm2 Al u závěsných kabelů. Přípojka z volného vedení se provádí přednostně závěsným kabelem, nebo izolovanými vodiči. Jako závěsný kabel se používá kabel AYKYz 4 x 10 mm2 nebo AYKYz 4 x 16 mm2 a závěsný kabel AES 4 x 16 mm2. Poznámka: I když dle ČSN 33 2000-5-54 je výše uvedený průřez nevyhovující, bylo dle rozhodnutí CSNI stanoveno, že průřez i počet vodičů (AYKYz 4 x 10 mm2) bude zachován dle původní ČSN 33 3320. Navíc dle změny A1 ČSN 33 2000-5-54 je u vodiče PEN povolen průřez 6 mm2 Cu a 10mm2 Al od přípojkové skříně přes elektroměrový rozváděč až po následný rozvaděč. Část přípojky od posledního podpěrného bodu (střešníku, zední konzole apod.) do přípojkové skříně se provádí kabelem a má být co nejkratší. Při zaústění kabelu nebo vodičů do zdiva musí být učiněna opatření proti zatékání vody. Přípojková skříň je součástí přípojky a doporučuje se umístit v blízkosti hranice nemovitosti odběratele tak, aby byl k ní umožněn přístup i bez přítomnosti odběratele. Je-li poslední podpěrný bod přípojky situován na objektu odběratele, má být spodní okraj přípojkové skříně ve výši 2,5 – 3 m nad definitivním terénem. Je-li posledním bodem přípojky stožár, který je umístěn na odběratelově pozemku, může se přípojková skříň umístit na tomto stožáru (za předpokladu souhlasu majitele stožáru) tak, aby spodní okraj skříně byl 2,5 – 3 m nad terénem. Při rekonstrukci přípojky je možné toto stávající provedení přípojky ponechat jen tehdy, neprocházíli vnitřními prostory bytu a neumožnuje-li neoprávněný odběr elektřiny. Jištění v přípojkové skříni musí být alespoň o jeden stupen vyšší, než je jištění před elektroměrem.
6.1.2 Přípojky nn provedené kabelem Pro každý objekt má být zřízena jen jedna přípojka. Je-li provedeno více přípojek pro jeden objekt, musí být tato skutečnost v každé přípojkové skříni tohoto objektu. Je-li připojení provedeno smyčkováním, tvoří přípojku pouze přípojková skříň. Je-li to však účelné a ekonomické, může sloužit jedna přípojková skříň i pro více objektů, za předpokladu, že každý z těchto objektů musí mít v přípojkové skříni samostatné jištění. Kabelové přípojky musí být provedeny vždy třífázově.
59
Kabelová přípojka může být provedena: 1. odbočením v rozpínací skříni kabelového vedení z jedné samostatné sady pojistek 2. odbočením z kabelového vedení „T spojkou“ 3. smyčkováním 4. odbočením z venkovního vedení Odbočuje-li kabelová přípojka z venkovního vedení, musí být kabel jdoucí po sloupu venkovního vedení chráněn proti mechanickému poškození ochrannou trubkou do výše minimálně 2,5 m. Minimální průřez přípojky smí být 4 x 16 mm2 Al, při odbočení T-spojkou 4 x 25 mm2 Al. Přípojková kabelová skříň je součástí přípojky a zpravidla se umisťuje na odběratelově nemovitosti v oplocení, v obvodovém zdivu budovy či na jiném vhodném a snadno přístupném místě, které je přístupno i bez přítomnosti odběratele. Spodní okraj má být 60 cm nad definitivně upraveným terénem před skříní. S ohledem na místní podmínky lze výšku skříně zvětšit až na 1,5 m – sníh, záplavy a podobně. Při kombinaci elektroměrového rozvaděče s přípojkovou skříní je možno umístit skříň i níže než 60 cm, za předpokladu, že výška okénka pro odečítání v elektroměrovém rozváděči nebude níž než 70 cm nad definitivním terénem. Před přípojkovou skříní musí být volný prostor o šíři minimálně 0,8 m. Jištění v přípojkové skříni musí být alespoň o jeden stupeň vyšší, než je jištění před elektroměrem.
6.1.3 Přípojky nn provedené z části venkovním vedením a z části kabelovým vedením Pro část přípojky provedené venkovním vedením, platí podmínky pro přípojku provedenou venkovním vedením, pro část přípojky provedené kabelovým vedením platí podmínky pro přípojku provedenou kabelovým vedením. Otázky 1. 2. 3.
Jaké zásady musíme dodržet u provedení přípojky venkovním vedením? Za jakých podmínek a jakým způsobem může být provedena přípojka kabelovým vedením? Jaké podmínky platí pro provedení přípojky kombinovaným vedením?
6.2 Rozvody za elektroměrem a rozvaděčem Světelné obvody Světelné obvody slouží k osvětlení místností. Nejčastěji se svítidlo umisťuje na strop uprostřed místnosti, nebo podle požadavků na úroveň osvětlení. Ovládání (vypínače, přepínače) se umisťuje ke vchodu do místnosti, na straně kliky dveří. Další možnosti ovládání jsou omezeny pouze finančními prostředky investora. Současné technologie umožňuje nespočet možností – viz inteligentní elektroinstalace.
60
Ovládání svítidel K ovládání (spínání, vypínání, přepínání) svítidel slouží spínače, které se umisťují 1,2 m nad podlahou. Jmenovitý proud spínačů pro vnitřní osvětlení místností je 10 A. S výhodou platí pro domovní rozvody, protože můžeme použít Cu kabely s průřezem 1,5 mm2. Jištění světelných obvodů je 10 A, norma však umožňuje jištění až 25 A za předpokladu, že této proudové zátěži bude odpovídat průřez kabelů a ovládacích prvků. Počet svítidel může být takový, aby nebyl překročen jmenovitý proud instalovaných svítidel. Proud vypočteme podle vztahu: I = P/U Značky světelného vedení Vedení se značí nepřerušovanou čarou. Počty svítidel v jednotlivých místnostech jsou uvedeny v následující tabulce: Místnost
Minimální svítidel
počet
Obývací pokoj (12 až 20 m2)
1
Obývací pokoj (více než 20 m2)
2
Ložnice (menší než 12 m2)
1
Ložnice (12 až 20 m2)
1
Ložnice (více než 20 m2)
2
Kuchyně
2
Koupelna
2
WC
1
Místnost pro zájmovou činnost
1
Místnost pro domácí práce
1
Chodba/hala
1
Sklep/komora
1
Terasa/obytná lodžie, atrium
1
Zásuvkové obvody Zásuvkové obvody se používají k připojování přenosných elektrospotřebičů k rozvodné síti. Domovní zásuvky se umisťují v obytných místnostech 20 cm nad podlahu (měřeno od středu zásuvky). Značky zásuvkového vedení Zásuvkové vedení se značí přerušovanou čarou.
61
Počet zásuvkových vývodů V budovách občanské zástavby se na jeden zásuvkový obvod smí připojit maximálně 10 zásuvek (dvojitá zásuvka se počítá jako jeden zásuvkový vývod, ale pokud jsou zásuvky ve vícenásobném "rámečku", počítají se samostatně). Jejich celkový příkon nesmí překročit 3 520 VA při jištění 16 A a 2 200 VA při jištění 10 A. Odbočování v zásuvkových obvodech se smí provádět pouze v ústřední svorkovnici. Počet zásuvkových vývodů se řídí využitím místnosti. Doporučené počty zásuvek na místnost jsou uvedeny v tabulce níže. Místnost
Minimální zásuvek
počet
Obývací pokoj (12 až 20 m2)
4
Obývací pokoj (více než 20 m2)
5
Ložnice (menší než 12 m2)
3
Ložnice (12 až 20 m2)
4
Ložnice (více než 20 m2)
5
Kuchyně
3
Koupelna
2
WC
1
Místnost pro zájmovou činnost
3
Místnost pro domácí práce
3
Chodba/hala
1
Sklep/komora
0
Terasa/obytná lodžie, atrium
1
Zásuvka v blízkosti elektrického sporáku může být připojena na sporákový obvod. Na světelný obvod smí být maximálně připojená jedna zásuvka v jedné místnosti. Zásuvka může být sériově zapojená s vypínačem. Zvláštní obvod má mít zásuvka pro automatickou pračku, protože je po spuštění pračky plně vytížená. Jištění a dimenzování, ale odpovídá běžnému zásuvkovému okruhu. Jednofázové zásuvkové obvody se musí zapojovat odděleně od ostatních obvodů a musí mít vlastní jištění. Na jeden zásuvkový obvod může být maximálně připojeno 10 zásuvek. Na zásuvkový obvod lze pevně připojit jednoúčelový spotřebič do 2 kVA. Zapojení zásuvek Zásuvky se zapojují třemi vodiči (krajní vodič – hnědý, černý, šedý, neutrální = pracovní vodič – světle modrý a vodič ochranný- zelenožlutý). Fázový vodič musí vycházet z jistícího přístroje (jistič, pojistka)
62
do levé dutinky. Pracovní (střední) vodič naopak do pravé dutinky. Ochranný vodič (PE) se zapojuje na ochranný kolík zásuvky. Svorky u zásuvek pro připojování vodičů bývají zdvojené, aby bylo možno propojovat zásuvky průběžnými vodiči (tzv. smyčkování). Dvojitá zásuvka se považuje za jeden vývod, ale nesmí se zapojit do dvou různých obvodů a nesmí se přerušit jejich propojení. Jištění zásuvkových obvodů je 16 A při použití vodiče s průřezem Cu 2,5mm2. Jištění ostatních spotřebičů Třífázové kuchyňské sporáky se připojují přes přípojnicovou krabici. Spotřebič se připojuje přímo na svorky ohebnou šňůrou. Kombinovaný sporák připojujeme pomocí zástrčky a zásuvky samostatným obvodem jištěným 16 A jističem s průřezem Cu 2,5mm2. Podobným způsobem se mohou připojit tělesa akumulačních kamen, která se nesmí připojit na zásuvku, ale pevným nasvorkováním. Obvody pro napájení akumulačních kamen se provádějí obvykle jako samostatná vedení k jednotlivým tělesům. Napájecí vodiče a jistící prvky odpovídají příkonu těles. Pokud je na jeden obvod připojen větší počet akumulačních kamen, musí jištění i průřez napájecích vodičů odpovídat celkovému příkonu. Obvody, ve kterých jsou zapojena akumulační kamna, se zapínají spínacími hodinami nebo hromadným dálkovým ovládáním (HDO). Akumulační kamna pracují na principu ukládání tepelné energie z tepelných těles do keramických materiálů. Modernější typy mají řízený odběr tepla pomocí dvou rychlostních ventilátorů spínaným bytovým čidlem. Přímotopná tělesa se zapojují samostatnými vývody, jištěnými podle příkonu. Mohou být připojeny pomocí zástrčky a zásuvky. Pro připojování pohyblivých, převozných či přenosných spotřebičů se používá trojfázových zásuvek, do kterých se zmíněné zařízení zapojí pomocí zástrčky na ohebné šňůře. Trojfázových zásuvek může být i více na jednom obvodu. Musí být ale dimenzovány na stejný jmenovitý proud. Sdružené obvody Střední vodič se dimenzuje jako krajní vodiče. Jednotlivé fáze musí být stejně zatíženy. Pojistky nebo jističe musí být uspořádány do trojic příslušejících danému sdruženému obvodu a jako takové musí být označeny (obvod a spotřebič, např. svítidlo). Až k rozbočení k jednotlivým spotřebičům, např. svítidlům, musí vést všechny vodiče v jednom kabelu, trubce, atd. Do sdruženého obvodu se montují jen takové spínací přístroje (jističe, stykače, vypínače, atd.), kterými lze současně zapnout i vypnout všechny tři fáze, za tímto spínacím přístrojem lze namontovat přístroje umožňující vypínat jednotlivé fáze. U jednotlivých fází sdruženého obvodu lze provádět rozbočení v samostatné krabici (rozvodce). Otázky Jak vznikají světelné a zásuvkové obvody? Za jakých podmínek můžeme připojovat spotřebiče větších výkonů – akumulační kamna, sporák... 3. Co jsou sdružené obvody a za jakých podmínek můžeme tyto obvody tvořit? 1. 2.
63
7 PROZATIMNÍ ELEKTRICKÁ A STAVEBNÍ ZAŘÍZENÍ 7.1 Rozdělení, všeobecné požadavky a podmínky Prozatímní elektrická zařízení 1090 ed. 2 dle nové ČSN 34. Tato norma z listopadu 2011 doplňuje požadavky pro navrhování, provádění a provozování prozatímních elektrických zařízení, které se řídí normami ČSN 33 2000-7-704 ed. 2, ČSN 33 2000-7-711 a ČSN 33 2000-7-740. Doplňuje další informace pro zajištění bezpečnosti osob a zařízení s ohledem k hospodárnému řešení. Norma platí pro prozatímní elektrická zařízení: 1. na staveništích a demolicích; 2. v průmyslových a výrobních závodech na výzkumných, vývojových a obdobných pracovištích; 3. na výstavách a kulturních akcích 4. na dočasných stavbách (např. pro stavby zábavních zařízení, přehlídky) a stáncích; 5. pro natáčení filmů a televizních přenosů. Prozatímní elektrické zařízení se zřizuje u krátkodobých nebo účelových zařízení, pokud po dobu jeho trvání bude zajištěna ochrana osob a zařízení. Každé prozatímní elektrické zařízení musí být odstraněno, nebo nahrazeno definitivním zařízením, pokud zanikl důvod pro jeho zřízení. Za bezpečný stav prozatímního elektrického zařízení od jeho zřízení do jeho odstranění zodpovídá pověřená osoba odpovědná za elektrické zařízení (ČSN EN 50110-1 ed. 2). Prozatímní elektrické zařízení musí splňovat následující opatření: 1. hlavní vypínač musí být označen tabulkou 2. hlavní vypínač musí být uzamykatelný ve vypnuté poloze; 3. v době mimo provoz musí být vypnuto, pokud jeho vypnutí neohrozí bezpečnost osob nebo provozu Prozatímní elektrické zařízení se nesmí zřizovat: 1. v domácnostech 2. v zemědělských objektech; 3. v prostředí s nebezpečím výbuchu a požáru snadno zápalných látek Jako prozatímní elektrické zařízení nelze řešit rozvody v prostorách s vanou nebo sprchou, pokud se nejedná o nouzová zařízení. Prozatímní elektrická zařízení na staveništi Pro prozatímní elektrická zařízení na stavbách a staveništích platí ustanovení platných elektrotechnických norem a předpisů, především ČSN 33 2000-7-704 ed. 2. Elektrická zařízení nesmí být přístupná veřejnosti. Jsou-li zařízení nn označena předepsanou výstražnou tabulkou ze všech stran možného přístupu, nebo je-li zařízení uzavřeno a označeno výstražnou tabulkou, považuje se takové opatření za vyhovující. Zařízení vn musí být uzavřena a označena výstražnou tabulkou.
64
V hlavních staveništních objektech se elektrická zařízení nepovažují za prozatímní a musí být provedena podle platných ČSN. Hlavní stavební objekty 1. objekty sloužící jako pracoviště pro větší počet osob jako jsou dílny apod.; 2. objekty obsahující důležitá a výrobní zařízení jako jsou drtírny, betonárky, kompresorovny, výrobny panelů apod.; 3. objekty sloužící ke skladování drahého materiálu nebo velkého množství materiálu; 4. elektrické provozovny; 5. elektrická zařízení v sociálních zařízeních jako jsou ubytovny, kanceláře, jídelny, umývárny apod. Ostatní objekty a pracoviště se vybavují podle ČSN 33 2000-7-704 ed. 2 pro prozatímní elektrická zařízení na staveništích a demolicích. Napojení na veřejnou distribuční nebo lokální sít' distributora Způsob, místo připojení a příkon prozatímního elektrického zařízení nebo případně zvýšení výkonu prozatímního elektrického zařízení na veřejnou nebo lokální distribuční síť musí být projednáno s příslušným provozovatelem distribuční nebo lokální sítě před jeho připojením. Připojení prozatímního elektrického zařízení na veřejnou distribuční nebo lokální síť provádí příslušný provozovatel sítě. Před připojením prozatímního elektrického zařízení na veřejnou distribuční nebo lokální síť musí být provedena výchozí revize podle ČSN 33 1500 a ČSN 33 2000-6. Nevyhovující prozatímní elektrické zařízení nesmí být uvedeno do provozu. Vypínání v dobé mimo provoz Prozatímní elektrické zařízení nebo jeho část musí být v dobé, kdy není používáno, vypnuto, pokud jeho vypnutí neohrozí bezpečnost osob nebo provozu, výrobních a pracovních prostředků a zařízení. Pojízdné pracovní stroje jako jsou transportéry, míchačky apod. napojené pohyblivým přívodem musí být při přemísťování nebo posunu na pracovišti odpojeny. Elektrické spotřebiče připojené na pevný zásuvkový rozvod staveniště, musí být v době pracovního klidu odpojeny. Pokud nejsou odpojeny hlavním vypínačem, musí být odpojeny vysunutím vidlic ze zásuvek, pokud jejich vypnutí neohrozí bezpečnost osob nebo provozu. Rozvodnice jakéhokoliv druhu a účelu musí být z bezpečnostních důvodů uzamčeny i za provozu nebo uzavřeny tak, aby k jejich otevření bylo nutné použít nářadí. Hlavní vypínač musí být vždy přístupný a vhodně označený. Jištění Jištění celého prozatímního elektrického zařízení a jeho jednotlivých částí obvodů musí být provedeno podle ČSN 33 2000-4-43 ed. 2. Nelze používat pojistkové tavné vložky na vyšší proud, než je pro daný případ stanoveno podle ČSN 33 2000-4-43 ed. 2.
65
Osvětlení Průměrné hodnoty osvětlení vnitřních prostor jsou uvedeny v ČSN EN 12464-1. Průměrné hodnoty osvětlení vnějších pracovních prostor jsou uvedeny v ČSN EN 12464-2. K přechodnému výstražnému osvětlení u výkopů, lešení apod. se postupuje dle ČSN 33 2000-7-715. Svítidla a osvětlení musí odpovídat ČSN 33 2000-5-559 a platí pro ně tato další ustanovení. Část svítidla, která se zahřívá, musí být namontována na hořlavé stěně tak, aby teplota stěny nebo stropu při trvalém užívání nepřekročila teplotu 80 °C. Jsou-li na pracovišti používány přenosné světelné zdroje, musí být odolné proti mechanickému poškození. Rozváděče a rozvodnice Skříně elektroměrových a přístrojových (pojistkových) rozvodnic musí odpovídat ČSN EN 60439-4 ed. 2. Rozváděče a rozvodnice, pokud nejsou oceloplechové, musí být vždy montovány na nehořlavou stěnu nebo musí být podloženy nehořlavou tepelně izolující podložkou podle CSN 33 2312. Hromosvody Pro ochranu před účinky atmosférické elektřiny je nutno i prozatímní stavby zařízení staveniště opatřit hromosvody (podle souboru ČSN EN 62305). Pokud jsou v rámci zařízení staveniště projektovány a dodávány kovové konstrukce, ocelová lešení, jeřáby, velké ocelové nádrže apod., musí být v každém případě uzemněny. Prozatímní elektrická zařízení v průmyslových objektech Prozatímní elektrická zařízení v průmyslových objektech je dovoleno zřizovat jedině v případech nezbytné nutnosti: 1. při prozatímním postavení nebo přemístění strojů 2. při prozatímním napájení strojů 3. při poruše na přívodu 4. při zkoušce strojů před odesláním (funkční a záběhové zkoušky) 5. pro krátkodobé osvětlení pracoviště Zřizovat prozatímní elektrická zařízení v prostorách mokrých, parných s chemickým působením se však nedoporučuje a v prostorách s nebezpečím požáru nebo s nebezpečím výbuchu se zakazuje, podle ČSN 33 2000-5-51 ed. 3. Prozatímní elektrická zařízení mohou být zřízena jen s písemným souhlasem osoby odpovědné za elektrické zařízení, a to pouze na dobu nejkratší, nejvýše na 1/2 roku. Pokud prozatímní elektrická zařízení nelze v této době ukončit, musí být udělen opětovný souhlas osobou odpovědnou za elektrické zařízení a provedena revize. Uvedené prozatímní elektrické zařízení musí být odstraněno ihned, jakmile pominul důvod pro jeho zřízení. Za dodržení této podmínky odpovídá osoba odpovědná za elektrické zařízení.
66
Zřízené prozatímní elektrické zařízení musí mít hlavní vypínač, kterým lze celé zařízení spolehlivě vypnout. Hlavní vypínač musí být 1. označen červenou barvou s nápadně odlišeným barevným pozadím např. žlutým podkladem podle ČSN 33 2000-5-537 2. označen výstražnou tabulkou 3. snadno přístupný 4. možnost jeho uzamčení ve vypnuté poloze (např. visacím zámkem, nebo uvnitř uzamykatelného krytu) podle ČSN 33 2000-7-704 ed. 2. Připojení větších zařízení je nutno provést z rozvaděče (nejlépe zapouzdřeného) s vypínači a pojistkami. Všechny svorkovnice i spoje vodičů musí být zakryté a spoje mimo to zajištěny před samovolným rozpojením. Spojování vodičů musí splňovat ustanovení ČSN 33 2000-5-52. Prozatímní elektrická zařízení na výstavách, poutích a podobných zábavných podnicích Rozvodná vedení nn musí být provedena podle ČSN 33 2000-7-711 a ČSN 33 2000-7-740. Je-li jištění rozvodného vedení na místě přístupném veřejnosti, musí být umístěno alespoň 2,5 m nad zemí (podlahou). Elektroměrové rozvodnice musí být umístěny na místě nepřístupném veřejnosti a musí mít hlavní vypínač. Jsou-li elektroměrové rozvodnice na hořlavých stěnách, musí jejich uložení vyhovovat ČSN 33 2312. Umístění elektroměrových rozvodnic musí vyhovovat požadavkům distributora elektrické energie. Svítidla musí být v provedení vyhovujícím normě ČSN EN 60598-1 ed. 5. Umístění svítidel musí odpovídat ČSN 33 2000-4-482. Musí být zajištěno řádné větrání skříní a vitrín, v nichž jsou světelné zdroje uzavřeny. Prozatímní elektrická zařízení pro výrobu filmových nebo televizních pořadů Za správný stav prozatímního zařízení odpovídá (podle ČSN EN 50110-1 ed. 2) osoba odpovědná za elektrické zařízení. Za zacházení a obsluhu odpovídá vedoucí příslušného pracoviště s odpovídající elektro¬technickou kvalifikací. Při zřizování prozatímního zařízení se musí brát zřetel na 1. druh místnosti nebo pracovních prostor 2. na stupeň a druh nebezpečí 3. na prostředí, ve kterém bude zařízení zřizováno a provozováno Pracoviště musí být po dobu provozu udržováno potřebnými technickými a organizačními opatřeními ve stavu, který zajišťuje bezpečnost osob. Zejména se musí používat vodičů, armatur, spínacích a regulačních přístrojů v provedení, které odpovídá prostředí pracoviště. Svorkovnice na strojích, přístrojích a spotřebičích musí být vždy tak upraveny, aby vyhovovaly příslušným předpisům pro dané prostředí. Vodiče musí být chráněny před mechanickým i jiným poškozením polohou nebo jiným opatřením. Pro rozvodná vedení se doporučuje používat kabelů, šňůr typu H07-RN-F a závěsných kabelů. Doporučuje se používat typizovaných stavebnicových šňůrových soustav. Ochrana pohyblivých přívodů před mechanickým poškozením musí být zajištěna.
67
Otázky Jaké druhy prozatímních elektrických zařízení znáš? Na jak dlouhou dobu se mohou prozatímní elektrická zařízení zřizovat, kdo je odpovědný za jejich provozování? 3. Jaká provozní pravidla platí pro staveništní rozvody, provedení rozvaděčů, hlavní vypínač, jištění? 1. 2.
68
8 ROZVADĚČE NN 8.1 Vybavení, druhy, krytí + NJ Elektroměrové rozvodnice (ER) Elektroměrové rozvodnice slouží pro účely měření elektrické práce. Pro jejich umístění platí řada předpisů. 1. Před nimi musí být volný prostor o minimální světlosti 800 mm. 2. Pokud obsahují jeden elektroměr, má být odečítací okénko ve výši 1 700 mm. 3. Vybavují se hlavním jističem s charakteristikou „B“. 4. Při umístění do oplocení v objektu se umísťují spodním okrajem do výše minimálně 600 mm od definitivního terénu. 5. Při více elektroměrech může být nejspodnější elektroměr ve výši 400 mm (odečítací okénko). 6. Smí obsahovat pouze přístroje nezbytné pro účely měření. 7. V místech, kde je možný přístup k neměřené energii, musí být připraveny k zaplombování. Domovní rozvaděč
Rozvodnice s regulačními přístroji na DIN-liště
Elektroměrový rozváděč v plastovém pilíři na hranici pozemku
69
Rozvaděč v elektrotechnice je skříň, do které je zavedeno několik kabelů a která obsahuje elektrické přístroje pro jištění, měření a ovládání elektroinstalace. Přívodní kabely 1. napájecí kabel 2. kabely od různých snímačů, čidel, ovladačů Výstupní kabely 1. k dalším (podružným) rozvaděčům 2. k jednotlivým spotřebičům (elektrický sporák) nebo zásuvkovým a světelným okruhům Otázky 1. 2. 3.
Jaký je význam bytových rozvaděčů a jaké je jejich provedení? Jakým způsobem se provádí montáže bytových rozvaděčů? Jaký je účel elektroměrového rozvaděče a z čeho se skládá?
8.2 Zvláštní požadavky na rozvaděče pro laiky a staveništní rozvaděče V současnosti platí normy řady ČSN EN 60 439-X (X je zástupný znak pro konkrétní normu z řady). Tato řada norem je postupně nahrazována normami z řady ČSN EN 61 439-X, zatím platí souběžně původní i nové normy. Přitom normy ČSN EN 61 439-1 Rozvaděče nízkého napětí – Část 1: Všeobecná ustanovení a ČSN EN 61 439-2 Rozvaděče nízkého napětí – Část 2: Výkonové rozvaděče byly v roce 2012 vydány už v druhé edici. Jedná se samozřejmě o tzv. harmonizované normy, české znění je obsahově shodné s normami platnými v ostatních zemích EU. Uvedené normy definují rozvaděč nn jako kombinaci jednoho nebo více spínacích přístrojů nn spolu s přidruženými řídicími, měřicími, signalizačními, ochrannými, regulačními zařízeními, se všemi vnitřními elektrickými a mechanickými propojeními a konstrukčními částmi. Normy dále stanoví mj., že každý rozvaděč musí být označen identifikačním (dříve výrobním) štítkem, znakem CE a musí pro něj být zpracováno ES prohlášení o shodě. Konstrukce rozvaděčů 1. Rozvaděče pro instalace v budovách jsou univerzální skříně umožňující montáž přístrojů různých výrobců. Proto jsou osazeny jednou nebo několika nosnými lištami. Dnes takřka výhradně v provedení jako takzvaná DIN-lišta (TS35) Základní způsoby montáže a) do zdi - kabely jsou skryté ve stavebních konstrukcích: pod omítkou v dutinách sádrokartonových stěn b) na stěnu - kabely jsou vedeny na povrchu stěn: v elektroinstalačních žlabech v elektroinstalačních lištách v trubkách
70
Skříně rozvaděčů jsou z plastu nebo z ocelového plechu. Dveře rozvaděče mohou být plné, neprůhledné, ale tam, kde je to z estetického hlediska únosné, je lepší použít dveře průhledné. Umožní to kontrolu provozního stavu přístrojů i na dálku. Jsou vidět kontrolky vzdálených zařízení, jako jsou čerpadla nebo kotel, nastavení spínacích hodin i vypnuté chrániče a jističe. Malé domovní rozvaděče pro jednu řadu přístrojů, do 12 modulů (1 modul na DIN-liště odpovídá 17,5 mm šířky) se označují jako rozvodnice. Úplně nejmenší rozvodnice, pro jeden až čtyři moduly, většinou bez dvířek se označují jako "kryty jističů". Rozdělení rozvaděčrozvodnice-kryt jističů se často používá v propagačních materiálech výrobců. Není ale normalizováno, takže se v podkladech různých výrobců liší. Běžné rozvaděče pro instalaci v budovách jsou určeny do suchého prostředí a při otevřených dveřích musí umožnit obsluhu osobám bez elektrotechnické kvalifikace. Stupeň krytí je nejčastěji IP20. Odnímatelná čelní stěna, která zabraňuje v přístupu k živým částem obvodů, většinou umožňuje zaplombování. Pro umístění ve vlhkých prostorách se vyrábějí rozvaděče, které mají při zavřených dveřích krytí až IP67. 2. Rozvaděče pro řízení strojů jsou nejčastěji kovové skříně, které mimo modulárních přístrojů na DIN lištách umožňují i montáž dalších (větších) přístrojů. Samotné skříně jsou sice univerzální, ale obsah je vždy individuální, navržený přesně podle potřeb ovládaného stroje nebo technologického zařízení. Tyto rozvaděče se konstruují jako samostatně stojící. Příchozí i odchozí kabely jsou často přivedeny spodem. Přímo ve dveřích řídících rozvaděčů jsou zabudované ovladače, kontrolky, displeje řídících přístrojů. Tyto rozvaděče jsou určeny do prostor nepřístupných laické veřejnosti, nemají tedy zpravidla za dveřmi další stěnu. Po otevření dveří jsou přímo přístupné přístroje a svorkovnice. Při otevření dveří se zpravidla vypne hlavní vypínač stroje. Tyto rozvaděče se často konstruují se zvýšenou odolností. Mohou být určeny pro umístění ve venkovním prostředí, v prostředí s nebezpečím výbuchu (chemické výrobny) nebo z nerezového plechu (stáčírny nápojů). 3. Elektroměrové rozvaděče se umísťují na vstupu přívodního kabelu do bytového nebo kancelářského objektu a slouží k měření odebrané elektrické energie. Konstruují se podle požadavků energetických firem. Podle normy musí být umístěny na veřejně přístupném místě, například v plotě objektu, ve vnější stěně domu, na sloupu, na kterém odbočuje vedení do měřeného objektu. U bytových domů s více byty pak jsou elektroměrové rozvaděče umístěny ve společných prostorách domu. Nejčastěji je společný rozvaděč s více elektroměry vždy na každém podlaží. Elektroměrové rozvaděče smějí obsahovat pouze hlavní jistič (jistič před elektroměrem), elektroměr, poskytnutý energetickou společností a případně přijímač HDO. Prostor připojení kabelů je zakrytován a zaplombován. Smyslem umístění elektroměrových rozvaděčů ve volně přístupných prostorách je pochopitelně možnost odečtu stavu elektroměru i v nepřítomnosti zákazníka.
71
4. Bytové rozvaděče a rozvodnice obsahují přístroje nutné k chodu rodinného domu nebo bytu. V provedení modulárních přístrojů pro montáž na DIN-lištu jsou zde umístěny hlavně: a) jističe b) proudové chrániče a. a 2. stupeň přepěťové ochrany c) zvonkové trafo d) napaječ domovního telefonu e) spínací hodiny pro ovládání topení f) stykače a relé g) řadové svorky pro napojení dalších podružných rozvaděčů Je praktické mít v rozvaděči jednu jednofázovou zásuvku v provedení na DIN-lištu pro případné opravářské práce. 5. Podružné rozvaděče v bytových objektech jsou často skříně pro montáž na povrch, které obsahují několik jističů a proudových chráničů a na jejich krytu jsou přímo namontovány jednofázové i třífázové zásuvky. 6. Staveništní rozvaděče se řídí zvláštními předpisy. Otázky 1. 2. 3.
Jaké druhy rozvaděčů existují a jaké zásady se uplatňují pro jejich umisťování? Co obsahují bytové rozvaděče, jaký je jejich účel? K čemu slouží rozvaděče pro ovládání pracovních strojů, z čeho se skládají?
72
9 REVIZE EZ 9.1 Revize elektrických instalací Elektrické revize se zabývají kontrolou, správou a evidencí zařízení, které využívají elektrický proud. Cílem revizí je předejít úrazům elektrickým proudem. Legislativa Vykonávání elektrorevizí na území České republiky přikazují tři zákony: 1. zákon č. 102/2001 Sb. – pojednává o odpovědnosti výrobce 2. zákon č. 378/2001 Sb. – věnuje se pracovněprávní odpovědnosti 3. zákon č. 401/1964 Sb. – týká se soukromé sféry, občanské odpovědnosti Normy Požadavky na výkon revizí určují normy. Základní normou je ČSN 33 1500. Tato státní norma určuje, které elektrické zařízení podléhají nutnosti absolvování revize. Dále také stanovuje revizní lhůty – časové intervaly, ve kterých je nutné vykonávat pravidelné elektrorevize. Na tuto normu navazuje několik dalších norem, vyhlášek a nařízení. Další významnou normou, a to pro revize hromosvodů, je ČSN 62305-3. Otázky 1. 2. 3.
Co je cílem elektrorevizí a jaký je jejich význam? Podle které legislativy se vykonávají ER? Jakými normami se řídí provádění ER a kdo je smí vykonávat?
9.2 Revize elektrického ručního nářadí Provádění kontrol a revizí elektrických spotřebičů během jejich používání (ČSN 33 1600 ed.2) : Výtah z příslušných norem Norma 33 1600 ed.2 se vztahuje se na elektrické spotřebiče: spotřebiče v průmyslu a řemeslné činnosti ve veřejných prostorech, spotřebiče pro domácnost a podobné účely, spotřebiče ve veřejných prostorách a objektech (školy, zdravotnické objekty, kempy, atp.), spotřebiče v prostorách a objektech pro administrativní činnosti, informační techniky, nepřipevněná svítidla, přístroje spotřební elektroniky, přístroje používané v laboratořích, prodlužovací a odpojitelné přívody, elektrické ruční nářadí, ostatní elektrické spotřebiče podobného charakteru. Tato norma stanovuje postupy:
revizí na všechny uvedené elektrické spotřebiče po jejich opravách před předáním uživateli kontrol a revizí na uvedené spotřebiče užívané v pracovním procesu, užívané ve veřejně přístupných prostorech a na spotřebiče poskytované formou pronájmu dalšímu uživateli
73
Revize elektrických spotřebičů zajišťuje jejich provozovatel, (v případě dlouhodobého pronájmu jejich uživatel), pravidelně ve lhůtách stanovených v tabulce a vždy při každé předpokládané nebo zjištěné závadě (podezření na poškození proudem, nárazem, tekutinou apod.) k ověření jejich stavu z hlediska ochrany před úrazem elektrickým proudem.
LHŮTY PRO POVINNÝCH REVIZÍ A KONTROL ELEKTRICKÝCH SPOTŘEBIČŮ dle ČSN 33 16 00 ed.2 Skupina elektrických spotřebičů A - spotř. poskytované formou pronájmu
Nepřipevněné spotřebiče a nářadí držené v ruce
Ostatní nepřipevněné spotřebiče
Před vydáním provozovateli nebo uživateli a dále podle skupiny jejich užívání 5.2.bod 1
1x za 3 měsíce B - spotř. používané ve venkovním prostoru Třída I (stavby, parky, zemědělství). Třída II a III 1x za 6 měsíců
1x za 6 měsíce
Třída I 1x za 6 měsíců C - spotř. používané při průmyslové a 1x za 24 měsíců řemeslné činnosti ve vnitřních prostorách Třída II a III 1x za 12 měsíců D - spotř. používané ve veřejně přístupných Třída I 1x za 12 měsíců 1x za 24 měsíců prostorách (školy, kluby, hotely) Třída II a III E - spotř. používané při administrativní činnosti
Třída I Třída II a III
1x za 12 měsíců 1x za 24 měsíců
První pravidelná revize se provádí nejpozději ve lhůtě dané tabulkou od uvedení do provozu V případě velmi častého používání elektrického ručního nářadí (s nářadím se pracuje delší dobu než 250 provozních hodin za rok), je vhodné kratší lhůty pravidelných revizí stanovit provozním bezpečnostním předpisem. 3. Lhůty kontrol a revizí se uplatňují také u elektrických spotřebičů i v případě jejich dlouhodobého pronájmu. 1. 2.
Z pohledu ochrany před úrazem elektrickým proudem se elektrické spotřebiče a nářadí dělí na spotřebiče a nářadí s třídami ochrany 0., I., II. a III. Třída ochrany 0 ochrana před úrazem elektrickým proudem je zajištěná pouze základní izolací v ČR se spotřebiče této třídy nepoužívají, neboť jejich používání je zakázáno. Třída ochrany I.
ochrana před úrazem elektrickým proudem je zajištěna spojením neživých částí spotřebiče s ochranným vodičem sítě spotřebiče jsou vybaveny přívodní šňůrou s ochranným vodičem, vidlice je opatřena svorkou ochranného vodiče Třída ochrany II.
ochrana před úrazem elektrickým proudem je zajištěna základní izolací a přídavnou izolací. spotřebiče neobsahují žádné neživé části - u spotřebičů této třídy neexistuje ochranné pospojování
74
Třída ochrany III.
ochrana před úrazem elektrickým proudem je zajištěna bezpečným malým napětím Otázky
1. 2. 3.
Z jakých činností se skládá revize el. ručního nářadí? Čím se řídí lhůty revizí? Jak jsou rozděleny elektrické spotřebiče a nářadí z pohledu ochrany před úrazem el. proudem?
9.3 Revize elektrických spotřebičů Důvody pro provádění revizí elektrických spotřebičů 1. ochrana osob a majetku při jejich používání poškozený spotřebič, i když jeho závada není na pohled patrná, může způsobit škody, úraz, popřípadě smrt člověka závadu může revize bezpečně odhalit a těmto následkům zabránit 2. povinnost provádění revizí pro právnické osoby a podnikající fyzické osoby (ze zákona) Následky neprovádění revizí
krácení pojistného plnění ze strany pojišťoven v případech, kdy škodu způsobí nezrevidovaný spotřebič není možné získat certifikát ISO 9001. Legislativa Celou problematiku provádění revizí elektrických spotřebičů ošetřuje množství právních předpisů. Samotnou povinnost provádění revizí stanovuje Zákon č. 262/2006 Sb. (Zákoník práce), ve své páté části a zejména Zákon č. 309/2006 Sb. (Zákon o dalších požadavcích bezpečnosti a ochrany zdraví při práci), jehož §4 zní: Požadavky na výrobní a pracovní prostředky a zařízení §4 (1) Zaměstnavatel je povinen zajistit, aby stroje, technická zařízení, dopravní prostředky a nářadí byly z hlediska bezpečnosti a ochrany zdraví při práci vhodné pro práci, při které budou používány. Stroje, technická zařízení, dopravní prostředky a nářadí musí být a) vybaveny ochrannými zařízeními, která chrání život a zdraví zaměstnanců, b) vybaveny nebo upraveny tak, aby odpovídaly ergonomickým požadavkům a aby zaměstnanci nebyli vystaveni nepříznivým faktorům pracovních podmínek, c) pravidelně a řádně udržovány, kontrolovány a revidovány. §4 (2) Bližší požadavky na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, dopravních prostředků a nářadí stanoví prováděcí právní předpis. Jakých zařízení se výše uvedená povinnost týká, uvádí Vyhláška 73/2010 Sb. (O stanovení vyhrazených elektrických technických zařízení), která v §2 uvádí: §2 (1) Zařízeními jsou zařízení a) pro výrobu, přeměnu, přenos, rozvod a odběr elektrické energie a elektrické instalace,
75
Z této definice vyplývá, že každý elektrický spotřebič je vyhrazeným technickým zařízením, čímž zcela jasně též definuje kdo je oprávněn revize elektrických spotřebičů provádět. Dle platného znění Vyhlášky 50/1978 Sb. (O odborné způsobilosti v elektrotechnice) může provádět veškeré revize elektrických zařízení pouze osoba, která je držitelem platného osvědčení dle §9 vyhl. 50/1978 Sb. (Pracovníci pro provádění revizí). Revize provedená osobou bez tohoto osvědčení je neplatná. Otázky 1. 2. 3.
Jaký je hlavní důvod provádění revizí elektrických spotřebičů a nářadí? Jaké jsou požadavky ze zákona na pracovní a výrobní prostředky? Jaký je požadavek na revizního technika z pohledu Vyh.50/78?
9.4 Úkony prováděné při kontrolách a revizích Technologické postupy provádění revizí elektrických spotřebičů, maximální přípustné lhůty pro provádění revizí, požadovaný obsah revizních zpráv atd. upravuje Česká technická norma ČSN 33 1600 ed.2., spolu s „Nařízením vlády 378/2001 Sb.“ (Stanovující bližší požadavky na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí). Charakteristika elektrorevizí Elektrorevizí můžeme označit jako komplexní prohlídkou a kontrolou veškerých elektrický zařízení zejména z pohledu bezpečnosti. V praxi se rozlišuje několik druhů elektrorevizí: A) z hlediska času 1. vstupní 2. pravidelné 3. mimořádné B) z hlediska subjektu elektrorevize 1. elektroinstalací 2. hromosvodů 3. Strojů 4. ručního nářadí Otázky 1. Kdo určuje technologické postupy při provádění revizí? 2. Jak definujeme elektrorevizi? 3. Jak dělíme elektrorevize z hlediska subjektu?
76
10 ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ PRACOVNÍCH STROJŮ 10.1 Základní požadavky na vypínání a zastavování strojů
Pracovní stroje jsou stroje vyskytující se prakticky ve všech odvětvích průmyslu, například: a) potravinářské - řeznické kutry, narážky, pily b) pekařské – pásové pece, hnětací stroje c) zemědělské - dopravníky, vybírače siláže, česačky chmele d) v kovoprůmyslu – obráběcí stroje Většina těchto strojů má elektrické, elektrohydraulické či elektropneumatické ovládací a řídicí systémy. Bezpečnost práce na strojích je podmíněna a) konstrukcí strojů b) prostředím ve kterém stroje pracují c) zpracovaným materiálem d) úrovní obsluhy Pracovní stroje - jejich technické zařízení, uváděné na trh v ČR tak i v dalších zemích EU, musí být, dle zákona č. 22/1997 Sb. O technických požadavcích na výrobky, ve shodě s požadavky prováděcích technických předpisů. Jsou to nařízení vlády identická s evropskými směrnicemi. Aby stroje a jejich elektrické zařízení byly v určených mezích bezpečné, lze dosáhnout splněním požadavků, které jsou uvedeny v normách harmonizovaných k těmto nařízením. Legislativa Základní českou technickou normou pro elektrická zařízení strojů je ČSN EN 60204-1 ed.2 Bezpečnost strojních zařízení- Elektrická zařízení strojů – Část 1: Všeobecné požadavky, a pokud strojní zařízení obsahuje elektronické řídicí systémy je to ještě ČSN EN 62061/2005 Bezpečnost strojních zařízení – Funkční bezpečnost elektrických, elektronických a programovatelných elektronických řídicích systémů souvisejících s bezpečností. Poslední uvedená norma navazuje na kapitolu č. 11 Elektronická zařízení ze zrušené ČSN EN 60204-1 /2000. Plní-li stroj nebo soustava strojů požadavky NV, a to všech bodech, které se na něj vztahují, může být vypracováno výrobcem, nebo jeho zplnomocněným zástupcem takzvané ES prohlášení o shodě a výrobek označen značkou shody CE (CONFORMITY EUROPE). Bez tohoto označení a ES prohlášení o shodě nelze stroje v zemích EU uvádět na trh. Při pořízení strojů (celých technických linek) je zapotřebí zjistit (případně zhodnotit): 1. technické a ekonomické údaje stroje, 2. prostředí, ve kterém má stroj pracovat 3. výkonnost stroje 4. jeho energetickou náročnost 5. jeho garantovanou životnost 6. záruční podmínky 7. požadavky na energetické zdroje 8. garantovanou hladinu akustického výkonu
77
9. požadavky na kvalifikaci obsluhy K vybranému stroji musí být přiložena průvodní dokumentace včetně návodu k používání. Podle úrovně zpracování průvodní dokumentace stroje lze též usoudit na kvalitu výrobce, a tím i na kvalitu samotného stroje. Průvodní dokumentace musí podle složitosti elektrického zařízení stroje poskytovat: 1. jasný a úplný popis zařízení, jeho instalace, montáže, a připojení k elektrickému zdroji, 2. požadavky na elektrický zdroj, 3. informace o pracovním prostředí (osvětlení, vibrace, hluk, znečištění ovzduší – ČSN 33 2000 3), 4. blokové, případně obvodové schéma, 5. informace o programování, sledu funkcí, četnosti prohlídek, četnosti a způsobu funkčních zkoušek, 6. návod na seřízení, údržbu a opravy, seznam součástí a náhradních dílů, 7. popis bezpečnostních ochran, blokovacích funkcí a blokování ochranných krytů, 8. popis prostředků a metod k zajištění bezpečnosti, když jsou bezpečnostní ochrany vyřazeny z činnosti, 9. informace o všech případných zbytkových rizicích. Stroj musí být označen výrobním štítkem a značkou shody CE. Základní technické charakteristiky, jejichž dodržování zajišťuje, aby elektrické zařízení stroje bylo používáno bezpečně a v podmínkách, pro které bylo vyrobeno, musí být vyznačeny na stroji a pokud to není možné, tak v průvodní dokumentaci. Na stroji, případně na jeho obalu musí být uvedeno jméno výrobce nebo obchodní firmy. Elektrické zařízení stroje (řídící, jistící a ovládací skříně) musí být označeno jménem dodavatele, ochrannou známkou, případně certifikační značkou. Kryty u kterých není zřejmé, že obsahují elektrické přístroje, musí být označeny výstražnou značkou např. B. 3.6 ISO 3864:
Instalace stroje – strojního zařízení a jeho uvedení do činnosti Provozovatel je povinen 1. při instalaci, práci se strojem, jeho údržbě a likvidaci, dodržovat obecně platné bezpečnostní předpisy (ve smyslu zákoníku práce) 1. zajistit provádění pravidelné údržby a čištění 2. před uvedením stroje do provozu stanovit oprávněné osoby pro jeho používání, čištění a pravidelnou údržbu, tak aby byla zajištěna především bezpečnost osob a majetku 3. při instalaci stroje zajistit ověření impedance poruchové smyčky a vhodnost přidruženého přístroje jistícího proti nadproudům
78
4. učinit taková opatření, aby stroj nemohla obsluhovat žádná neoprávněná osoba Stroj je možno používat pouze k účelům, pro které je technicky způsobilý v souladu s podmínkami stanovenými výrobcem a který svou konstrukcí, provedením a technickým stavem odpovídá předpisům k zajištění bezpečnosti. Samostatně mohou stroj obsluhovat 1. pracovníci tělesně a duševně způsobilí 2. prokazatelně zaškoleni pro jeho obsluhu 3. seznámeni s návodem k používání, který musí být uložen na obsluze přístupném místě Obsluha je povinna 1. provádět pravidelné vizuální kontroly stavu zařízení 2. zajistit jeho základní ošetření Čištění, údržbu a opravy je možné provádět až po odpojení zařízení od sítě. Snímat, demontovat nebo odklápět kryty je možné pouze po úplném vypnutí a zajištění vypnutého stavu. Stroj se nesmí ostřikovat vodou (podle konstrukce, účelu a stupně krytí IP)! Zjistí-li obsluha závadu nebo poškození, které by mohlo ohrozit bezpečnost práce nebo provoz stroje a které není schopna odstranit, nesmí stroj uvést do provozu, musí zajistit vypnutý stav a závadu ihned ohlásit provozovateli. Nápisy na zařízení je nutno udržovat v čitelném stavu. Při jejich poškození nebo nečitelnosti je provozovatel povinen obnovit jejich stav v souladu s původním provedením (původní provedení musí být uvedeno a popsáno v průvodní dokumentaci). Pokud není stroj z jakýchkoli důvodů používán, musí být odpojen od elektrické sítě a zajištěn vypnutý stav. Připojení stroje musí být provedeno podle požadavků platných předpisů a technických norem, které se na dané zařízení vztahují, zejména, ČSN 33 2000-4-41 (IEC 364-4-41), ČSN 33 2000-5-51 (IEC 364-5-51), kap. 512, ČSN 33 2000-5-54 (IEC 364-5-54), kap. 543 a předpisů souvisejících. Práce na elektrickém zařízení mohou provádět pouze pracovníci s odpovídající elektrotechnickou kvalifikací seznámení se zařízením v potřebném rozsahu. Vodiče připojené ke stroji musí být kladeny tak, aby nebyly vystaveny mechanickému poškození, škodlivému působení prostředí a nepřekážely používání prostoru, v němž bude stroj instalován.
79
Provozovatel stroje je povinen zajistit ve stanovených lhůtách provádění pravidelných zkoušek a ověření elektrického zařízení dle platných předpisů. Je povinen zajistit pravidelné revize el. přípojky stroje. Ochrana před úrazem el. proudem musí být provedena dle ČSN 33 2000-4-41 (IEC 364-4-41). Otázky 1. 2. 3.
Jak lze definovat pojem „pracovní stroj“? Co je nutné k tomu, aby pracovní stroj mohl být bezpečně provozován? Jaká je povinnost provozovatele stroje?
10.2 Ochrana před úrazem elektrickým proudem neživých a živých částí Provoz strojů - staré stroje Provoz a používání strojů a technických zařízení u uživatele se řídí požadavky nařízení vlády č. 378/2001 Sb. (Směrnice Rady 89/655/EHS) a zákoníkem práce. Provozovatel – zaměstnavatel je povinen v souladu se zákoníkem práce č. 262/2006 Sb. § 102 1. soustavně vyhledávat nebezpečné činitele a procesy pracovního prostředí a pracovních podmínek 2. zajišťovat jejich příčiny a zdroje 3. pravidelně kontrolovat úroveň bezpečnosti a ochrany zdraví při práci, zejména stav výrobních a pracovních prostředků - tedy i pracovních strojů - a vybavení pracovišť 4. pravidelně kontrolovat úroveň rizikových faktorů pracovních podmínek 5. dodržovat metody a způsob zjištění a hodnocení rizikových faktorů podle zvláštního právního předpisu 6. nahrazovat nebezpečné technologie, výrobní a pracovní prostředky tedy i pracovní stroje, suroviny a materiály méně nebezpečnými nebo méně rizikovými v souladu s vývojem nejnovějších poznatků vědy a techniky Z uvedených údajů zcela jasně vyplývá, že staré stroje, které neplní současné požadavky na bezpečnost, jejichž kryty nejsou dostatečně blokovány, bezpečnostní závory nezajistí dokonalou ochranu, případně nejsou vůbec aplikovány, ovladače včetně dvouručního ovládání nejsou konstruovány či použity dle nejnovějších poznatků, nelze dále provozovat. Stroje a strojní zařízení, které se vyznačují vysokou třídou rizikovosti, a přitom nejsou zabezpečeny proti následkům poruchy jejich vlastního elektrického řídicího systému, nemají v řídicím systému aplikován vhodný modul nouzového zastavení, případně jinak zabezpečen bezpečnostní řídicí systém, například redundantním zapojením stykačů s nuceným vedením kontaktů, nelze provozovat, byť by jejich konstrukce splňovala požadavky na bezpečnost v době uvedení stroje na trh. Stroje, a jejich elektrické řídicí systémy související s bezpečností, které nesplňují současné požadavky na bezpečnost, je nutné upravit – provést rekonstrukci. Pokud by to znamenalo vynaložení neúměrných nákladů, je nutno stroj vyřadit z činnosti.
80
Bezpečnostní obvodů
prvky
řídících
Požární ochrana Pracovní stroje nebývají vybaveny hasicími přístroji. V objektu, ve kterém má být stroj umístěn, musí být hasicí přístroj práškový, sněhový, nebo halonový a obsluha musí být seznámena s jejich používáním. Pokud bude u zařízení hasicí přístroj vodní nebo pěnový, lze jej při požáru použít až po vypnutí elektrického proudu! Likvidace zařízení - likvidace částí stroje po celkové demontáži - nutnost dodržet požadavky předpisů pro ochranu životního prostředí Nutnost likvidace: 1. po uplynutí doby životnosti stroje 2. v okamžiku, kdy je oprava stroje neekonomická Otázky: 1. 2. 3.
Jaké jsou kladeny požadavky na provoz starých strojů? Jaké jsou zásady požární ochrany pracovních strojů? Vyjmenuj pravidla likvidace zařízení.
81
ELEKTRICKÉ SVAŘOVACÍ ZDROJE 10.3 Druhy a zaměření na ochranu před úrazem el. energií Svařovací zdroje
Svařovací zdroj nebo svařovací agregát je elektrické zařízení, používané pro vytvoření svařovacího proudu při svařování metodami obloukového svařování, nebo při odporovém svařování. Svařovací zdroj musí splnit celou řadu požadavků pro bezproblémové svařování: 1. regulace elektrického proudu 2. odolnost při vzniku krátkodobých zkratů 3. zapálení a stabilní hoření elektrického oblouku 4. stálost výkonu 5. dostatečná účinnost i zatěžovatelnost Svařovací zdroje mohou dodávat 1. stejnosměrný proud (svařovací dynama) 2. usměrněný proud (svařovací usměrňovače a invertory) 3. střídavý proud (svařovací transformátory) Charakteristiky svařovacích zdrojů Svařovací zdroje umožňují získání svařovacího proudu v hodnotách 1. od 0,05 až 20 A pro svařování mikroplasmové 2. od 30 do 1 000 A pro svařování obloukovými metodami 3. desítek až stovek kA pro odporové svařování Dynamická charakteristika zdroje popisuje schopnost zdroje vyrovnávat s náhlými krátkodobými změnami napětí při zapalování oblouku, při zkratu a jeho přerušení. Bezpečnostní hledisko Napětí naprázdno je maximální napětí, které může svařovací zdroj dodávat, pokud se s ním v danou chvíli nesvařuje. Z bezpečnostních důvodů se maximální hodnota napětí omezuje na 113 V při používání stejnosměrného proudu a 80 V při používání střídavého proudu. Uvedené hodnoty jsou platné pro vnitřní prostředí. Při používání svařovacího zdroje mimo zakryté prostory platí přísnější regule. Stupeň krytí Pro každý elektrický přístroj je vyžadována podle elektrotechnických norem ochrana obsluhy před nebezpečným dotykem živých částí krytím v souladu s normou ČSN 33 2000-4-41. Pro svařovací zdroje se vyžaduje stupeň krytí IP 21 až IP 23.
82
Druhy svařovacích zdrojů A) rotační dynama nejstarší zdroje vytvářejí stejnosměrný proud poháněno motorem (s dynamem tvoří jeden celek = svařovací agregát) a) elektrickým b) spalovacím disponuje strmou statickou charakteristikou → vhodné pro svařování obalenou elektrodou nebo svařování TIG případně MIG/MAG. Svařovací proud se indukuje ve vodičích kotvy rotoru, které se otáčejí v elektromagnetickém poli statorového vinutí. Regulace svařovacího proudu je možná plynulá a dosahuje se změnou buzení magnetického pole statoru. Nevýhody: 1. velká hmotnost 2. hlučnost 3. vysoká spotřeba elektrické energie 4. nízká efektivita. V Výhoda:
vyšší hodnota svárů nezávislých na výkyvech napětí svařovací agregát se spalovacím motorem
B) Svařovací transformátor vytváří jednofázový střídavý elektrický proud složení: a) jádro tvořeného křemíkem b) legované ocelové plechy ve tvaru rámu c) primární cívka d) sekundární cívka Vinutí cívek je vyrobeno z měděných nebo hliníkových vodičů
napájen střídavým proudem, který protéká vinutím primární cívky a indukuje střídavé elektromagnetické pole Elektromagnetickou indukcí vzniká ve vinutí sekundární cívky střídavé napětí. Po zapálení elektrického oblouku při svařování vznikne uzavřením svařovacího obvodu střídavý svařovací proud.
83
disponuje polostrmou statickou charakteristikou vhodné pro ruční svařování obalenou elektrodou, případně pro TIG svařování, pro kterou je vhodný zdroj vysokonapěťových impulsů – vysokofrekvenční ionizátor
Výhoda:
nižší spotřeba,
Nevýhody: nižší hodnota svarového spoje obtížněji se vaří polohové svary hůře se udržuje oblouk C) Svařovací usměrňovač vytváří stejnosměrný případně usměrněný proud složení: a) síťový transformátor b) usměrňovací prvky v sekundárním obvodu transformátoru (polovodičové křemíkové diody nebo tyristory) může být v provedení: a) jednofázový b) třífázový při jeho použití lze měnit výstupní proud na střídavý i na usměrněný Výhody oproti dynamům: a) nižší spotřeba b) vyšší účinnost až 80 % c) nižší hmotnost d) nižší hlučnost D) Svařovací invertorové zdroje moderní svařovací zdroje využívané zejména v průmyslové výrobě řízené výkonovými tranzistory, které pracují na základě středofrekvenčních měničů s frekvencemi od 20 do 100 kHz díky uspořádání, které vede na vyšší pracovní frekvenci, dosahují transformátory menších rozměrů a hmotnosti účinnost se pohybuje okolo 90 %. vysoká frekvence se dosahuje z usměrněného střídavého proudu Otázky 1. Jaké vlastnosti má svařovací zdroj a jaké jsou na něj kladeny požadavky? 2. Vysvětli blíže pojem „napětí naprázdno“ z hlediska jeho velikosti, vzniku a významu. 3. Jaké znáš druhy svařovacích zdrojů, jakými vlastnostmi disponují a jaká je jejich konstrukce?
84
11 UZEMNĚNÍ A OCHRANNÉ VODIČE 11.1 Základní pojmy a druhy zemničů
S ohledem na mechanickou pevnost a korozní odolnost v půdách s rezistivitou (měrným odporem) větším, než 50 Wm používá se ocelových zemničů s nejmenšími rozměry podle tabulky. Tabulka - Minimální rozměry ocelových zemničů s ohledem na mechanickou a korozní odolnost Minimální rozměr Typ zemniče
Páskové a drátové zemniče
Provedení
V ohni pozinkovaná ocel
Nepozinkovaná ocel
Pásková ocel
Průřez 100mm2
Průřez 150mm2
Tloušťka 3mm
Tloušťka 4mm
Ocelový drát
Průměr 8mm
Průměr 10mm
Kruhová ocelová tyč
Průměr 8mm
Průměr 10mm
Ocelová trubka
Průměr 15mm
Průměr 15mm
Tloušťka 3mm
Tloušťka 4mm
Průřez 100mm2
Průřez 150mm2
Tloušťka 3mm
Tloušťka 4mm
Tyčové zemniče Úhelníky apod.
Měděný zemnič z pásku nebo drátu musí mít nejmenší průřez 50mm2 při tloušťce nejméně 1mm. Poznámka: Použije-li se např. v odůvodněných případech na zemniče měď, musí se respektovat možnost vlivu koroze na ocel a aplikovat katodická ochrana k eliminaci makročlánku (olovo). Zemniče: 1. tyčové nebo trubkové 2. páskové nebo drátové 3. deskové (nedoporučují se) 4. základové (strojené - zabudované v základech, náhodné - kovové výztuže betonu) 5. kovové výztuže betonu vloženého v zemi Pro uzemnění mají být využity zemniče náhodné. Strojené zemniče se zřizují, jen když: 1. náhodné zemniče nevyhoví požadavkům této normy 2. zemní odpor náhodných zemničů nevyhovuje 3. použití náhodných zemničů by bylo neekonomické
85
4. použití náhodných zemničů z důvodu požární ochrany není přípustné, nebo pokud to jiné předpisy nedovolují 5. nelze zajistit, že spojení s náhodným zemničem nebude přerušeno 6. jiné předpisy vyžadují jejich zřízení Otázky 1. Vyjmenuj druhy strojených zemničů včetně jejich minimálních rozměrů. 2. Jaké znáš náhodné zemniče, jaké je jejich použití a jaké jsou jejich rozměry? 3. Co jsou strojené zemniče a kdy je zřizujeme?
11.2 Volba a způsob uložení zemničů V místech, ve kterých jsou horní vrstvy půdy vodivější než vrstvy spodní, se doporučuje užít zemniče z pásků nebo drátů, které se ukládají do rýhy v hloubce 60 m. Jsou-li zemniče kladeny do kabelových rýh, musí být uloženy na dno výkopu, a to nejméně 10 cm pod kabel nebo vedle kabelu. Použije-li se několik tyčových zemničů, nemá být s ohledem na jejich elektrické využití mezi nimi menší vzdálenost, než je délka tyčového zemniče. Použijí-li se strojené zemniče z drátů nebo pásků, volí se pro jeden paprsek délka do 25 m pro půdy o rezistivitě do 500 Ωm3 a do 50 m pro půdy o rezistivitě nad 500 Ωm3. Pro uzemnění elektrických zařízení budov (pokud se použije strojených zemničů) se zřídí především základový zemnič. Kovové vodovodní sítě je možno použít jako zemniče pouze tehdy, pokud s tím souhlasí dodavatel vody. Poznámka: Uzemnění na vodovodní potrubí řeší ČSN 33 2000-5-54. Kovové potrubní sítě jiných rozvodů se nesmí použít jako zemniče pro ochranné uzemnění. Tento požadavek nevylučuje použití těchto rozvodů jako součást hlavního nebo doplňujícího pospojování, podle ČSN 33 2000-4-41. Uzemňovací přívody Nadzemní části uzemňovacích přívodů musí být uloženy tak, aby byly kontrolovatelné. Venkovní část uzemňovacího přívodu v místech s nebezpečím poškození (například při průchodu zdí, průchodu do země) se musí vhodně chránit obložením nebo uložením do trubek. Jako náhodné uzemňovací přívody mohou být použity vodivé konstrukční prvky kovových konstrukcí, které tvoří souvislý, trvale propojený celek, jako např. kabelové lávky, kovové rámy a stojany, kolejnice jeřábů, ocelové stožáry, výztuž sloupů a potrubí. Má-li uzemňovací přívod ochrannou funkci před úrazem elektřinou, značí se jako ochranný vodič všude tam, kde to vyžaduje provoz zařízení nebo bezpečnost osob a věcí.
86
Spojování zemničů a uzemňovacích přívodů se provádí a) svařováním b) šroubováním c) svorkami Všechny spoje musí být a) mechanicky odolné b) chráněné před korozí c) dimenzované na předpokládané proudové zatížení Tabulka - Dohodnuté minimální průřezy uzemňovacích přívodů Chráněné před mechanickým Chráněné před mechanickým poškozením poškozením Chráněné před korozí Nechráněné před korozí *)
podle požadavků čl. 543.1
16mm2 měď 16mm2 galvanizovaná ocel
16mm2 měď (výjimečně hliník, který se však v zemi nepřipouští)
*) Ochranu před korozí lze dosáhnout využitím pláště. Kovové vodovodní potrubí podmínkám obvykle nevyhovuje. Plynová potrubí se nesmějí jako ochranný vodič používat. Za náhodný ochranný vodič se nesmí dále použít: a) zábradlí b) žebříky c) ploty d) kolejnice dopravních zařízení e) nosné napínací dráty f) jiná odnímatelná zařízení. Náhodný ochranný vodič se nesmí používat jako pracovní vodič: Cizí vodivé části se nesmějí používat jako vodiče PEN. Otázky: 1. 2. 3.
Jakým způsobem se ukládají páskové a drátové zemniče? Jak se ukládají zemniče do kabelové rýhy? Popiš princip a podmínky ukládání tyčových zemničů.
87
11.3 Ochrana proti korozi Všechny spoje zemničů a uzemňovacích přívodů pod zemí musí být chráněny proti korozi pasívní ochranou (asfaltová zálivka, antikorozní páska ap.). Při přechodu do půdy musí být uzemňovací přívody chráněny v délce 30 cm pod povrchem a 20 cm nad povrchem pasivní ochranou. Pokud není ocelový strojený zemnič v nadzemní části chráněn proti korozi (FeZn), chrání se nátěrem. Přívody od základových zemničů se musí chránit proti korozi pasivní ochranou: 1. na přechodu z betonu do zemně nejméně 30 cm v betonu a 100 cm v zemi 2. na přechodu z betonu na povrch nejméně 10 cm v betonu a 20 cm nad betonem 3. měděné zemniče nesmí být umístěny v blízkosti ocelových zemničů (minimální vzdálenost 2 m), ani s nimi nesmí být spojeny Otázky 1. 2. 3.
Jak chráníme spoje zemničů pod zemí? Jak chráníme uzemňovací přívody při přechodu do půdy? Jak chráníme uzemňovací přívody při přechodu do betonu?
88
12 PŘEHLED DRUHŮ OCHRAN NEŽIVÝCH A ŽIVÝCH ČÁSTÍ EZ 12.1 Definice jednotlivých pojmů Neživé části EZ jsou vodivé části EZ, které nejsou určeny pro vedení elektrického proudu, ale v případě poruchy EZ se na nich může objevit nebezpečné dotykové napětí. Živé části EZ jsou určeny pro vedení elektrického proudu. Otázky 1. 2. 3.
Co jsou to neživé části EZ? Definuj živé části EZ. Uveď příklad živých a neživých částí EZ.
12.2 Podstata, působení a princip jednotlivých ochran K základním normám řešícím bezpečnost elektrických zařízení patří ČSN EN 61140 ed. 2 - "Ochrana před úrazem elektrickým proudem". Tato norma definuje základní terminologii, na kterou se odvolávají další normy. Její základní myšlenkou je, že "ochrana musí být splněna jak za normálních bezporuchových podmínek provozu zařízení, tak i za podmínek jedné poruchy". Základní bezpečnostní normou pro použití elektrických zařízení v běžných domácích rozvodech je ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 - "Elektrotechnické předpisy - Elektrická zařízení - Část 4: Bezpečnost Kapitola 41: Ochrana před úrazem elektrickým proudem". Tato norma je překladem mezinárodního standardu IEC 60364-4-41 (Protection against electric shock). Kvalifikační požadavky na osoby obsluhující, provozující, instalující, revidující a projektující elektrická zařízení u nás stanovuje "Vyhláška 50/1978 Sb. Českého úřadu bezpečnosti práce a Českého báňského úřadu ze dne 19. května 1978 o odborné způsobilosti v elektrotechnice". Hlavní dělení ochran 1. Preventivní ochrana a) bezpečné napětí (viz tabulka bezpečných napětí níže) b) galvanické oddělení obvodů (vytvoření virtuální země např. pomocí oddělovacího transformátoru) c) ochrana překážkou (umístění do uzavřené rozvodny, oddělení plotem a podobně) d) bezpečná poloha (např. umístěním na stožár) 2. Poruchové ochrany, = ochrany fungující v poruchovém nebo nebezpečném stavu zařízení (s prioritou ochrany uživatel či obsluha, a poté samotné zařízení a majetek) a) Jističe b) Pojistky c) proudové chrániče d) přepěťové ochrany e) odpojovače f) odpínače
89
Ochrana proti přímému a nepřímému dotyku, nebo též univerzální ochrana Ochrana malým napětím (dle ČSN 35 1335) 1. SELV - neuzemněné obvody 2. PELV - uzemněné obvody 3. Ochrana omezením náboje Ochrana proti zasažení elektrickým proudem za normálních podmínek (ochrana proti přímému dotyku, nebo také základní ochrana) 1. ochrana pomocí izolace částí pod napětím 2. ochrana pomocí zakrytí nebo zapouzdření 3. ochrana pomocí zábrany 4. ochrana pomocí bezpečné vzdálenosti Doplňkovou ochranou je použití proudového chrániče (RCD - Residual protective device, neboli diferenciální proudová ochrana). V současnosti je pro běžné domácí rozvody použití proudového chrániče podle normy "ČSN 33 2000-4-41 ed. 2" povinné. Ochrana proti zasažení elektrickým proudem při poruše (ochrana proti nepřímému dotyku nebo též nouzová ochrana) 1. ochrana pomocí automatického odpojení od sítě a) v síti TN b) v síti TT c) v síti IT 2. ochrana pomocí vyrovnání potenciálů 3. ochrana pomocí ochranné izolace 4. ochrana pomocí nevodivého povrchu místnosti (izolační koberce a podložky) 5. ochrana pomocí neuzemněného místního vyrovnání potenciálu (například pojízdné lávky na vedeních velmi vysokého napětí, nebo odizolované plošiny na servisních vlacích českých drah) 6. ochrana pomocí oddělení obvodů Terminologie ochrany Druhy ochran 1. Základní a) základní izolace b) přepážky c) kryty d) zábrany e) ochrana polohou f) omezení napětí g) omezení ustáleného dotykového proudu
90
2. Ochrana při poruše a) přídavná izolace b) ochranné pospojování c) ochranné stínění d) samočinné odpojení od zdroje e) jednoduché oddělení (obvodů) f) nevodivé okolí 3. Zvýšená ochrana a) zesílená izolace b) ochranné oddělení obvodů c) zdroj omezeného proudu d) ochranná impedance 4. Doplňková ochrana zvýšená ochrana Úraz elektrickým proudem může být způsoben proudem protékajícím postiženým tělem nebo důsledek jiných nežádoucích účinků elektrického proudu, elektrického nebo elektromagnetického pole. Na velikost nebezpečí a následky úrazu má i přímý vliv vnějších vlivů, které je základem pro rozdělení prostředí. Otázky 1. Vyjmenujte druhy ochran neživých částí EZ. 2. Vyjmenujte druhy ochran živých částí EZ. 3. Jak se dělí ochrany?
91
13 OPAKOVÁNÍ A SHRNUTÍ UČIVA, ROČNÍKOVÁ PÍSEMNÁ PRÁCE PRO PŘIPUŠTĚNÍ K ZZ 13.1 Doplnění a shrnutí učiva za celý ročník 1. Použití starších testů z jednotného zadání ZZ. 2. Vyhodnocení výsledků a doplnění o správná řešení.
13.2 Exkurze do rozvodny, nebo výrobny EE dle možností 1. Prohlídka vybraného zařízení. 2. Prověření výsledků exkurze – rozbor získaných vědomostí.
13.3 Vypracování závěrečné ročníkové práce 1. Použití starších PP z jednotného zadání ZZ. 2. Vyhodnocení a rozbor PP.
92
14 POUŽITÉ ZDROJE INFORMACÍ MUDr. HRABOVSKÝ, Vladimír CSc. Recenze: prof. MUDr. Kamil Provazník, CSc., Kresby: Zlatuše Novotná © Státní zdravotní ústav 1997 Zdravotnická záchranná služba [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z:
[email protected] BLAŽKOVÁ, Ivana. [online]. [cit. 2013-10.05]. Dostupné z: http://www.bozpinfo.cz/win/vyhledavani_2.html?f_autor=Bla%C5%BEkov%C3%A1%20Ivana ELEKTRIKA, [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z: http://elektrika.info/o-nas/telefonni-spojeni NORMY ČSN. [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z: http://www.normservis.cz/normalizace/seznam-norem/ VÝUKA. [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z: http://fei1.vsb.cz/kat420/vyuka/hgf/rozvody_lomy/03_ez.pdf ELEKTRICKÉ INSTALACE NÍZKÉHO NAPĚTÍ. [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z: http://www.tzbinfo.cz/6058-nove-pripravovana-csn-33-2000-1-ed-2-elektricke-instalace-nizkeho-napeti EATON. [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z: http://www.eatonelektrotechnika.cz/produktytechnologie_budov-rozvadecove_skrine_rozvodnice-plastove_rozvodnice INFOBYDLENÍ. [online]. [cit. 2013-11-24]. Dostupné z: http://www.infobydleni.cz/news/elektroinstalace-2-naroky-na-elektricke-rozvody/ HÄBERLE, G.: Elektrotechnické tabulky, EUROPA - SOBOTÁLES cz, Praha 2006, ISBN 80-86706-16-8 FENCL, F.: Elektrický rozvod a rozvodná zařízení, ČVUT, Praha 2003. ISBN 80-01-02771-6 NYČ, M.: Sádrokarton Stavby a rekonstrukce, GRADA Publishing, Praha 2001, ISBN 80-247-9028-9 DVOŘÁČEK, K. : Úložné a upevňovací systémy pro montáž elektrických zařízení a instalací, IN - EL, Praha 2007. ISBN 978-80-86230-43-6 Poznámka: Použité fotografie jsou z archívu autora učebnice
93