II. Bezpečnost práce 1. Příčiny vzniku úrazu elektrickým proudem Při práci na elektrických zařízeních je zapotřebí vždy pamatovat na ochranu člověka před dotykem živých částí instalace. Jsou to takové části zařízení, které mají vůči zemi napětí, které by při dotyku mohlo být lidskému zdraví nebezpečné. Účinky elektrického proudu na člověka závisí na: 1. na velikosti proudu, který prochází tělem, 2. na cestě, kterou proud tělem prochází, 3. na době působení proudu, 4. na kmitočtu proudu, 5. na zdravotním stavu člověka. L1 V naší elektrizační soustavě je používána, L2 podle ČSN 33 0121 (2001) čl. 3, trojfázová síť 3 x 400/230 V s tolerancí ± 10% (tato L3 tolerance má být dodržována od začátku roku 2009; do konce roku 2008 byla povolena tolerance +10%, -6%). Mezi fázemi L je napětí sdružené 400 V, PEN mezi středním vodičem N a vodiči fází je napětí fázové 230 V. Pokud by se člověk, stojící na zemi, dotkl např. vodiče L3, pak se mezi fází L3 a zemí uzavře elektrický obvod a fázové napětí 230 V protlačí lidským tělem proud I, jehož velikost určíme z Ohmova zákona U I= Rt + Rp
400 V I 230 V
Rt Rp
N PE Obr. 1 Trojfázová síť
(1)
kde je:
I - proud procházející lidským tělem, U - dotykové napětí, Rt - odpor lidského těla, Rp - přechodový odpor. Odpor lidského těla závisí na stavbě a vlhkosti kůže. Za normálních podmínek je jeho velikost Rt = 2 až 3 kΩ. Přechodový odpor Rp je odpor mezi živým koncem instalace (např. fáze L3) a tělem a také mezi tělem a zemí. Je zřejmé, že jeho velikost závisí na kvalitě izolace mezi těmito místy a dá se v širokých mezích ovlivnit.
Účinky proudu na lidský organismus Pro posouzení fyziologických účinků elektrického proudu na lidský organizmus se používají prahové hodnoty proudu (ČSN IEC 479-1): • mez vnímání (práh vnímání) – minimální hodnota I, kdy je vyvolán vnímatelný počitek, • mez reakce (práh reakce) – minimální hodnota I, která způsobí bezděčné svalové stahy, • mez uvolnění (práh odpoutání) – hodnota proudu, při níž se již člověk nemůže sám uvolnit, • práh komorové fibrilace – minimální hodnota I, která způsobí fibrilaci srdečních komor.
4
Tabulka 1. Hodnoty proudů a jejich účinky na lidský organismus (ČSN 33 2000-4-41 ed.2 )
Hodnoty elektrického proudu
Účinky proudu protékajícího lidským tělem
střídavý (mA)
stejnosměrný (mA)
0,5
2
0,5 – 5
2 – 25
mez uvolnění – proud zabraňuje uvolnění od
5
25
Obvykle bez škod na organismu Střídavý: pravděpodobnost křečovitých stahů a obtíží při dýchání Stejnosměrný: mohou se objevit vratné poruchy srdečních stahů a impulzů k činnosti srdce. Silná škubání způsobovaná neúmyslnými svalovými stahy.
5 – 30
25 – 120
30
120
Pravděpodobnost komorových fibrilací až u 5 % lidí zasažených elektrickým proudem
40 – 50
150 – 170
až u 50 % lidí zasažených elektrickým proudem
50 – 70
170 – 220
70 a více
220 a více
mez vnímání – proud je vnímán od Obvykle bez škodlivých fyziologických účinků
mez reakce - neúmyslné svalové stahy
Závažnější negativní účinky K předešlým účinkům se se zvyšujícím proudem a dobou průchodu mohou přidat nebezpečné patofyziologické účinky, jako komorové fibrilace a následná zástava srdce, zástava dechu, popálení.
u více než 50 % lidí zasažených elektrickým proudem
Podle normy (ČSN 33 2000-4-41 ed. 2) nemůže lidským tělem procházet větší střídavý proud než 3,5 mA (mezní hodnoty pro ustálený proud se sinusovým průběhem s kmitočty 15 – 100 Hz) nebo stejnosměrný proud 10 mA. Kromě velikosti proudu také závisí na cestě, kterou proud tělem prochází. Nepříznivá je zejména cesta, která vede přes životně nejdůležitější orgány (srdce, plíce). Zvláště nebezpečný je dvoupólový dotyk - např. přímý dotyk pažemi dvou fází. Přechodový odpor v tomto obvodu bývá zpravidla malý a procházející proud proto značný. Účinek proudu je ovlivněn i dobou, po kterou proud tělem prochází. Působí-li déle, vyvolává dýchací potíže, zhoršuje krevní oběh a způsobuje tak často smrt zadušením. Proto při vyprošťování postiženého z obvodu je zapotřebí postupovat velmi rychle. Velikost následků při dotyku nebezpečného napětí značně závisí také na druhu proudu. Stejnosměrný proud je 2 až 3 krát méně nebezpečný než proud o kmitočtu 50 Hz, který se běžně rozvádí. Jeho nebezpečí pro člověka spočívá hlavně v elektrochemickém působení. Střídavý proud způsobuje především svalové křeče, které postiženému znemožní, aby pustil uchopený vodič. Srdce se rozkmitá vysokým kmitočtem a organismus ochrne. Proudy s kmitočtem nad 100 Hz jsou méně nebezpečné, protože nezpůsobují již tak silné svalové křeče. Projevuje se zde skinefekt, kdy proud vysoké frekvence prochází povrchem těla a životně důležité orgány tolik nezasahuje. K úrazu elektrickým proudem může dojít také tzv. krokovým napětím. Pokud by např. vodič vysokého napětí spadl se stožáru na zem, pak se kolem něj na zemi vytvoří ekvipoten-
5
ciální kružnice. V případě, že by se člověk blížil radiálně ke středu těchto kružnic, pak jeho krok spojí dvě místa o různém napětí a tělem může projít nebezpečný proud. Zkušenost potvrzuje, že účinky elektrického proudu závisí značně i na zdravotním stavu člověka, zejména na stavu jeho srdce. Zdravý organismus následky lépe překoná.
2. První pomoc Dojde-li k úrazu elektrickým proudem, je naděje na záchranu postiženého tím větší, čím dříve je mu poskytnuta pomoc. Proto je důležité, aby s první pomocí při úrazech elektřinou bylo seznámeno co nejvíce lidí, bez ohledu na jejich elektrotechnickou kvalifikaci. Záchranné práce musí probíhat vždy v tomto pořadí: 1. vyproštění postiženého z obvodu, 2. zavedení oživovacích pokusů, 3. přivolání lékaře, 4. ohlášení úrazu odpovědnému zástupci organizace. ad 1) Vyproštění postiženého je zapotřebí provést co nejrychleji, ale tak, aby nebyl proudem zasažen sám zachránce. Provádí se vypnutím obvodu nebo odtažením postiženého, případně odsunutím vodiče, který úraz způsobil. a) Vypnutí obvodu Tento způsob záchrany je prvořadý a nejdůležitější v obvodech jak nízkého, tak vysokého napětí. Při úrazech v obvodech nízkého napětí se vypne hlavní vypínač nebo jistič obvodu či úseku instalace, případně se vytrhne vidlice přívodní šňůry ze zásuvky. b) Odtažení postiženého - odsunutí vodiče Nelze-li z jakýchkoliv důvodů rychle přerušit proud, přistoupí se k vyproštění postiženého odtažením z dosahu proudu. Zachránce však musí dbát toho, aby se sám nedostal do styku s vodičem nebo holým tělem postiženého. Odtažení se provede uchopením za oděv nebo dřevěnou tyčí. K odsunutí vodiče se použije suchého izolantu, v krajním případě lze vodič uchopit rukou, chráněnou několika vrstvami suché tkaniny. Je-li postižený ve styku jen s jedním vodičem a se zemí, postačí, aby jej záchrance izoloval od země a tím ho vyprostil z obvodu. U vysokého napětí je krajně nebezpečné přibližovat se k postiženému, poněvadž v jeho blízkosti může být krokové napětí. Zde je zapotřebí důsledně dodržovat zásadu spolehlivého izolování zachránce od země. K odtažení se použije suchá tyč a k postiženému se zachránce musí přibližovat velmi krátkými kroky. Je-li vyproštěný při vědomí, je nutné jej s uvolněným oděvem pohodlně uložit v teplé místnosti do doby, dokud se nedostaví lékař. Postiženému lze podat teplý nápoj. Je nutno mít na paměti, že u citlivějších lidí může až po určité době po úrazu dojít k šoku a zhoršení stavu. Je-li vyproštěný v bezvědomí, avšak dýchá, má hmatný tep a nemá přitom stopy vážnějšího poranění, musí být uložen vodorovně na bok se zakloněnou hlavou a uvolněným oděvem. Jeho srdeční a dýchací činnost se musí sledovat a o dalším rozhodne lékař. Po úrazu elektrickým proudem je postižený povinen vždy navštívit lékaře, i když zdánlivě neutrpěl žádnou újmu na zdraví. Následek úrazu se může projevit ještě i třetí den po úrazu. ad 2) Oživovací pokusy používáme tehdy, jestliže postižený nedýchá nebo přestal dýchat.V takových případech se nezdržujeme ošetřováním sekundárních úrazů (zlomenin, krvácení, spálenin), ale zahájíme ihned umělé dýchání z plic do plic. Z úst odstraníme překážky, které by mohly dýchání bránit a postiženého položíme na záda. Jeho hlavu zakloníme co nejvíce 6
vzad a otevřeme ústa. Jsou-li křečovitě stažena, neotvíráme je násilně, ale dýcháme nosem postiženého. Provádíme-li dýchání do úst, je zapotřebí zamezit unikání vdechnutého vzduchu nosem. Hluboce vydechneme do úst postiženého asi 10x po 1 vteřině. Dále pokračujeme rychlostí 12 až 16 vdechů za minutu. Vdechnutý vzduch vychází samovolně z plic ústy postiženého. Je-li po ruce T-tubus, zasune se náústek mezi rty postiženého a dýchá se do nátrubku. Jestliže umělé dýchání není účinné a nemá-li postižený hmatný tep, je třeba začít s nepřímou srdeční masáží. Zachránce položí postiženého na tvrdou podložku na znak. Položí zápěstí pravé ruky dlaňovou stranou asi 3 až 5 cm nad dolní okraj hrudní kosti postiženého. Levou ruku položí přes pravou a vahou vlastního těla stlačuje rytmicky hrudní kost asi do hloubky 4 až 5 cm rychlostí 60x za minutu. Vždy na 5 stlačení připadá jeden vdech metodou z plic do plic. Nepřímá masáž a umělé dýchání se provádí až do oživení postiženého nebo příchodu lékaře. ad 3) Přivolání lékaře je důležité nejen pro postiženého, ale po právní stránce i pro zachránce a zaměstnavatele postiženého. Prokázáním lékařského ošetření lze i po delší době dokázat, zda později zjištěné škody na zdraví mají či nemají souvislost s úrazem elektrickým proudem. Zranění elektrickým proudem se často také projevuje jako těžká popálenina, zejména byl-li úraz způsoben přeskokem jiskry u vysokého napětí. Sekundární úrazy vznikají buď současně s úrazem elektrickým proudem nebo samostatně a to v případě, kdy byl postižený např. pouze popálen při zkratu, aniž se dotkl živé části, nebo jestliže se v důsledku výboje statické elektřiny přes jeho tělo lekl a utrpěl úraz pádem. Nejčastějším sekundárním úrazem je spálenina, zlomenina a krvácení ze žíly nebo z tepny. ad 4) Každý úraz elektrickým proudem je zapotřebí ohlásit odpovědnému zástupci organizace. Má to především právní význam a to nejen z hlediska stavu zařízení, na němž došlo k úrazu, ale i zajištění sepsání záznamu o úrazu.
Termíny a definice termínů V nových normách (ČSN 33 2000-4-41 ed. 2, ČSN EN 61140 ed.2 a souvisejících), týkajících se zajištění ochrany před úrazem elektrickým proudem, je na rozdíl od dřívějších norem upraveno názvosloví (ČSN 33 2010, ČSN 341010). Proto v textu budou vedle nových uvedeny i termíny původní. Živá část Vodič nebo vodivá část určená k tomu, aby při normálním provozu byla pod napětím. Za živou část se považuje také střední vodič N (podle úmluvy ale nezahrnuje vodič PEN). Nebezpečná živá část Živá část elektrického zařízení, která za určitých podmínek (např. porucha základní izolace) může způsobit úraz. Neživá část Vodivá část zařízení které se lze dotknout a která není za normálního provozu živá (není pod napětím), ale může se stát živou v případě poruchy základní izolace. Příkladem neživé části je kovový kryt motoru. Přímý dotyk Je dotyk s nebezpečnou živou částí (s částí elektrického zařízení, která je určena k tomu, aby byla při normálním provozu pod napětím a která může za určitých podmínek způsobit úraz).
7
Nepřímý dotyk Je dotyk s neživou částí, která se v důsledku poruchy stala nebezpečnou živou (například kryt svorkovnice motoru, na který v důsledku poruchy izolace vodiče proniklo nebezpečné napětí). Základní izolace Izolace nebezpečných živých částí, která zajišťuje základní ochranu (viz níže). Příkladem může být izolace vodiče.
3. Ochrany před úrazem elektrickým proudem Norma ČSN EN 61140 ed. 2 definuje základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem takto: „Nebezpečné živé části nesmí být přístupné a přístupné vo-
divé části nesmí být nebezpečné živé“. 3.1 Ochranné prostředky (ochrana) Jsou jednotlivá technická řešení ochran před úrazem elektrickým proudem. Každé elektrické zařízení musí mít: 1) prostředek základní ochrany, který zajišťuje ochranu před přímým dotykem (před dotykem živých částí), tj. ochranu před úrazem elektrickým proudem v bezporuchovém stavu. Příkladem může být PVC izolace vodiče ve svorkovnici motoru. Ve starších normách byl používán termín „Ochrana před dotykem živých částí“. 2) prostředek ochrany při poruše, který se uplatňuje při selhání ochrany základní a zajišťuje ochranu před nepřímým dotykem (před dotykem neživých částí). Tento ochranný prostředek se tedy uplatní například při poruše izolace vodiče ve svorkovnici motoru a následném proniknutím nebezpečného napětí na kovový kryt motoru. Tato ochrana může být provedena buď samostatným ochranným prostředkem nezávislým na základní ochraně nebo prostředkem zvýšené ochrany. Ve starších normách byl používán termín „Ochrana před dotykem neživých částí“. Tabulka č. 2 Rozdělení ochranných prostředků (ČSN EN 61140 ed. 2)
Prostředky základní ochrany
Prostředky ochrany při poruše
Prostředky zvýšené ochrany
základní izolace
přídavná izolace
zesílená izolace
přepážky a kryty
ochranné pospojování
zdroj omezeného proudu
zábrany
ochranné stínění automatické odpojení od zdroje jednoduché oddělení obvodů
ochranná impedance
ochrana polohou omezení napětí omezení ustáleného dotykového proudu a náboje
nevodivé okolí
řízení potenciálu
řízení potenciálu
ochranné oddělení obvodů
Kromě výše uvedených dvou ochranných prostředků existuje dále 3) prostředek zvýšené ochrany, který zajišťuje současně jak ochranu základní, tak ochranu při poruše.
8
3.1.1 Prostředky základní ochrany Základní izolace Tato ochrana zabraňuje dotyku s živými částmi. Základní izolace je dále nutná pro správnou činnost elektrického zařízení. Za izolaci ve smyslu ochrany před nebezpečným dotykem se nepovažuje lakování, smaltování, vrstvy oxidů apod.
Přepážky a kryty Konstrukce elektrického předmětu zabraňuje dotyku částí pod napětím. Přepážky a kryty jsou konstrukční částí elektrického zařízení. Stupeň krytí je vyznačen zkratkou IP se dvěma číslicemi (prvá udává těsnost proti doteku a vnikání prachu, druhá těsnost proti vodě). Kryty a přepážky musí vyhovovat stupni krytí nejméně IP 2x, tj. chránit před vniknutím pevných těles větších než 12 mm. Pokud jsou z provozních důvodů nutné větší otvory (pro pojistky, žárovky apod.), musí být provedeno vhodné opatření proti nahodilému dotyku (např. poučení osob).
Zábrany Mezi chráněnými částmi a osobami stojí překážka, bez zvláštních pomůcek neodstranitelná, která není konstrukční součástí chráněného elektrického předmětu (ohrazení, sítě, dveře, stěny, zábradlí, kryty rozvaděčů) apod. Zábrany nechrání před úmyslným dotykem, chrání před nahodilým dotykem živých částí při běžném provozu a při neúmyslném přiblížení k živým částem. Použití zábran je omezeno pouze na instalace přístupné osobám znalým nebo poučeným nebo osobám pracujícím pod jejich dozorem.
Ochrana polohou ČSN 61140 ed. 2 říká, že v případě, kde nelze použít prostředky ochrany - základní izolaci, přepážky a kryty, zábrany, omezení napětí a omezení ustáleného dotykového proudu a náboje - je možné uplatnit ochranu polohou. Tato ochrana zabraňuje nahodilému současnému dotyku vodivých částí, mezi nimiž může být nebezpečné napětí. Dotyk je bez zvláštních pomůcek vyloučen (venkovní vodiče se vedou vysoko nad zemí, instalace v koupelně je provedena tak, aby nebyla dosažitelná z vany apod.).
Omezení napětí Tento ochranný prostředek musí zajišťovat, že napětí mezi dvěma současně přístupnými částmi nepřekročí meze ELV (extra low voltage), které jsou stanoveny v IEC 61201. Konstrukčně je zajištěno, aby spotřebič nebylo možno zapojit do zásuvky na napětí běžné sítě. Tabulka č.3 Bezpečná jmenovitá napětí s ohledem na členění prostor a způsob dotyku (ČSN 33 2000-4-41 ed.2)
Prostory
Normální i nebezpečné Zvláště nebezpečné
Nejvyšší bezpečné malé napětí
Při dotyku
střídavé (V)
stejnosměrné (V)
živých částí (= přímý dotyk)
25
60
krytů *
50
120
živých částí (= přímý dotyk)
-
-
krytů*
12
25 (30)
* krytů izolovaných od živých částí
Omezení ustáleného dotykového proudu a náboje Tento ochranný prostředek musí zajistit, že lidský organismus nebude vystaven působení ustáleného dotykového proudu a náboje o takových hodnotách, že by mohly být nebezpečné, nebo citelné. V normě ČSN EN 61140 ed.2 jsou pro toto ochranné opatření uvedeny hodnoty: 9
• Ustálený proud, mezi vodivými částmi současně přístupnými dotyku, tekoucí činným odporem 2 000 Ω (lidským tělem) nesmí překročit práh vnímání; pro střídavý proud je to 0,5 mA, pro stejnosměrný proud 2 mA. • Hodnoty prahu bolesti jsou pro střídavý proud 3,5 mA a pro stejnosměrný 10 mA. • Doporučuje se, aby nahromaděný náboj mezi současně přístupnými vodivými částmi nepřekročil 0,5 µC (práh vnímání). Prahová hodnota bolesti je 50 µC. • Mezní hodnoty pro ustálený střídavý proud jsou uvedeny pro sinusový průběh s kmitočty mezi 15 Hz a 100 Hz.
3.1.2 Prostředky ochrany při poruše Přídavná izolace Zde je použita další izolace nezávislá na základní izolaci, která je dimenzována na minimálně stejné namáhání jako izolace základní.
Ochranné pospojování Princip této ochrany spočívá v tom, že se vzájemně pospojují všechny vodivé neživé kryty zařízení, které se mají chránit, a k nim se připojí i všechny cizí kovové části okolí, nacházející se v dosahu chráněných částí. Tím se při výskytu nebezpečného napětí na některém z chráněných předmětů uvede celá soustava na stejný potenciál a nemůže dojít k úrazu. Takto pospojovaná soustava se dále může uzemnit a vzniká uzemněné ochranné pospojování. Pokud je uzemnění dobře provedené, je potenciál všech pospojovaných částí v bezporuchovém stavu velmi blízký potenciálu země, který se obvykle považuje za nulový. Tato ochrana se používá vždy ještě v kombinaci s některou jinou ochranou.
Automatické odpojení od zdroje Účelem této ochrany je zabránit vzniku nebezpečí úrazu následkem velikosti a trvání dotykového napětí v případě poruchy na elektrickém zařízení. Automatickým odpojením se rozumí použití ochranného přístroje (pojistka, jistič, chrániče), který v případě poruchy izolace mezi živou a neživou částí nebo mezi živou částí a ochranným vodičem samočinně (automaticky) odpojí elektrické zařízení od zdroje. V rámci této ochrany: • musí být zaveden systém ochranného pospojování, • ochranný přístroj uváděný do činnosti poruchovým proudem musí v případě poruchy základní izolace odpojovat jeden nebo více fázových vodičů, které napájejí zařízení, • ochranný přístroj musí přerušit poruchový proud ve stanovené době na základě IEC 60479-1. Pro nízkonapěťové instalace závisí stanovená doba odpojení na dotykovém napětí.
Jednoduché oddělení obvodů Jednoduchého oddělení daného obvodu od ostatních obvodů nebo od země se dosáhne použitím základní izolace, která je dimenzována na hodnotu nejvyššího vyskytujícího se napětí.
3.1.3 Prostředky zvýšené ochrany Zesílená izolace Zesílená izolace musí být navržena tak, aby byla schopna odolávat elektrickému, tepelnému a mechanickému namáhání a vlivům prostředí se stejnou spolehlivostí ochrany jako dvojitá izolace (tj. základní izolace + přídavná izolace).
10
Ochranné oddělení obvodů • • • •
Ochranné oddělení obvodů od ostatních obvodů se dosáhne pomocí: dvojité izolace, tj. základní izolace + přídavná izolace, kdy každá izolace je určená pro nejvyšší přítomné napětí, nebo zesílené izolace uvažované pro nejvyšší přítomné napětí, nebo ochranného stínění, nebo kombinací těchto prostředků.
Zdroj omezeného proudu Zdroj omezeného proudu je konstruován tak, aby nemohl dodávat dotykové proudy přesahující hodnoty 0,5 mA pro střídavý proud a 2 mA pro stejnosměrný proud. L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
N
PE L
K 2
1 T
Uzemnění sítě
2
1 T
3
E
L
K
Ip
3
E
(a)
Uzemnění sítě
Ip
(b)
Obr. 2 Ochrana proudovým chráničem (a) v síti TN-S, (b) v síti TT
3.1.4 Doplňková ochrana Proudové chrániče Použití proudových chráničů, jejichž jmenovitý vybavovací rozdílový (reziduální) proud nepřekračuje 30 mA se ve střídavých sítích považuje za doplňkovou ochranu v případě selhání prostředků základní ochrany, nebo v případě selhání jak prostředků základní ochrany tak prostředků ochrany při poruše, nebo při neopatrnosti uživatelů. Použití proudového chrániče se nepovažuje za výhradní ochranné opatření, tzn. musí být současně použito jedno z ochranných opatření uvedených v tabulce č.4. Ochrana proudovým chráničem je na obr. 2. Základním prvkem je diferenciální transformátor T, který má dvě shodná vinutí 1, 2 (u třífázového chrániče v případě sítě TN-C tři a v případě TN-S čtyři) protékaná pracovním proudem spotřebiče. Protože protékající proud se rovná odtékajícímu, vytvářejí oba proudy stejné magnetické toky opačného směru, takže výsledný tok je nulový. Jestliže však při poruše bude část proudu Ip (poruchový proud) odtékat buď do uzemněného vodiče PE (obr.2a) nebo do uzemnění (obr. 2b), nebudou již magnetické toky shodné a jejich diference bude ve vinutí 3 indukovat napětí, které prostřednictvím cívky L vypne kontakty K a tím odpojí poškozený spotřebič od sítě. Odpojení nastane ve chvíli, kdy
11
hodnota poruchového proudu dosáhne hodnoty tzv. jmenovitého vybavovacího rozdílového (reziduální) proudu. Citlivé chrániče vypínají již při poruchovém proudu Ip = 30 mA.
3.2. Ochranná opatření (ochrany) před nebezpečným dotykem Ochranné opatření je kombinací vhodných ochranných prostředků .
Tabulka č. 4 Rozdělení ochranných opatření a jejich realizace jednotlivými ochrannými prostředky (ČSN EN 61140 ed. 2, ČSN 33 2000-4-41 ed. 2)
Ochranné opatření
Prostředky základní ochrany
Prostředky ochrany při poruše
Další ochrana
automatické odpojení od zdroje
základní izolace živých částí nebo přepážky nebo kryty
ochranné pospojování + automatické odpojení od zdroje
doplňková ochrana proudovým chráničem
dvojitá nebo zesílená izolace
základní izolace
přídavná izolace
zesílená izolace
základní izolace živých částí nebo přepážky nebo kryty
jednoduché oddělení odděleného obvodu od ostatních obvodů a od země + neuzemněné ochranné pospojování
elektrické oddělení
-
ochrana SELV
omezení napětí ( ELV)
jednoduché oddělení odděleného obvodu od ostatních obvodů ELV a od země
ochrana ***PELV
omezení napětí (ELV)
jednoduché oddělení odděleného obvodu od ostatních obvodů ELV
ochranné oddělení od jiných obvodů než ELV
omezení ustáleného dotykového proudu a náboje
omezení ustáleného dotykového proudu a náboje
-
ochranné oddělení od nebezpečných živých částí
**
*
*
ELV – extra low voltage SELV – safety extra low voltage *** PELV – protective extra low voltage **
12
ochranné oddělení od jiných obvodů než SELV
Automatické odpojení od zdroje Tato ochrana se svým provedením liší v závislosti na provedení sítě a způsobu jejího uzemnění a dále na provedení elektrických předmětů. Elektrické sítě se dělí následovně: Síť TN - jeden bod přímo uzemněný, neživé části zařízení spojeny s tímto bodem prostřednictvím ochranných vodičů. Nejběžnější síť užívaná v ČR. Síť TN-C - funkce středního a ochranného vodiče sloučena do jednoho vodiče PEN. Síť TN-S - ochranný vodič (PE) je v celé síti veden odděleně. Síť TT - jeden bod přímo uzemněný (pracovní uzemnění). Neživé části připojených elektrických zařízení jsou rovněž přímo spojeny se zemí (ochranné uzemnění), nezávisle na pracovním uzemnění sítě.
a) Ochrana automatickým odpojením v síti TN
L PE N
A) B) Obr. 3 Připojení jednofázových spotřebičů pohyblivými přívody k zásuvce A) dosavadní dle ČSN 34 1010 B) předepsané pro nová zařízení dle ČSN 33 2000-441ed. 2 Elektrické instalace nízkého napětí - Část 4-41: Ochranná opatření pro zajištění bezpečnosti Ochrana před úrazem elektrickým proudem
V případě sítě TN mohou být použity následující ochranné prvky: • nadproudové ochranné prvky (pojistky, jističe). • proudové chrániče – nelze použít v síti TN-C, jinými slovy, proudový chránič potřebuje pro svoji činnost oddělený ochranný vodič PE a střední vodič N, tj. síť TN-S. Dříve byla tato ochrana nazývána ochrana nulováním. Používá se u elektrických spotřebičů s kovovým (vodivým) krytem. Protože jeden vodič proudové soustavy je nulový a tím má proti zemi nulový potenciál, lze k němu připojit ty neživé vodivé části, které chceme chránit. Pokud na ně pronikne napětí, vznikne v obvodu poruchový proud, na který zareaguje předřazená pojistka nebo jistič a odpojí spotřebič od sítě. b) Ochrana automatickým odpojením v síti TT Tato ochrana (dříve zvaná ochrana zemněním) slouží k ochraně kovových částí elektrických zařízení, které by při poškození izolace fázového vodiče získaly plné fázové napětí proti zemi. Na obr. 4 je příklad zemnění motoru. Objeví-li se napětí na kostře motoru, prochází poruchový proud Ip z fáze přes kostru zemnicím vodičem na zemnicí desku a odtud zemí do uzlu transformátoru v rozvodně. Je-li zemnicí odpor dostatečně malý, přetaví se pojistka nebo vypne jistič.Užívá se nejčastěji tam, kde v rozvodné síti není k dispozici nulový vodič.
13
Obr. 4 Zemnění motoru
Obr. 5 Ochrana napěťovým chráničem
c) Ochrana napěťovým chráničem Ochrana napěťovým chráničem je znázorněna na obr. 5. Chránič se skládá z cívky L a kontaktů K. Cívka je připojena ke kostře motoru a druhým koncem uzemněna. Objeví-li se při poškození motoru na jeho kostře napětí U proti zemi, pak proteče poruchový proud Ip z fáze přes kostru na cívku a zemnicí desku, dále zemí do uzemněného uzlu transformátoru. Cívka přitáhne kotvu, která rozpojí kontakty K a tím se odpojí motor od sítě. Při odporu uzemnění až 200 Ω chránič vypne při napětí menším, než 24 V. Napěťové chrániče jsou vhodné zejména pro spotřebiče pracující v mokrém prostředí. Doplňkové ochranné prostředky - dielektrické rukavice, izolační rohože, vypínací tyče, izolační přezůvky apod. Použitá literatura: ČSN 33 2000-4-41 ed. 2: Elektrické instalace nízkého napětí - Část 4-41: Ochranná opatření pro zajištění bezpečnosti - Ochrana před úrazem elektrickým proudem ČSN EN 61140 ed.2: Ochrana před úrazem elektrickým proudem - Společná hlediska pro instalaci a zařízení ČSN IEC 479-1 (332010): Účinky proudu na člověka a domácí zvířectvo - Část 1: Obecná hlediska ČSN EN 50110-1 ed. 2: Obsluha a práce na elektrických zařízeních ČSN EN 50191: Zřizování a provoz zkušebních elektrických zařízení
14
