Maturalni rad :
Mentor : Rakelina Jagar
Učenik : Tomislav Stanković Školska godina : 2006./2007. Razred : 4.b
Do el. udara može doći uslijed :
Direktnog dodira – nastaje kada čovjek
neposredno dodirne 1 ili 2 vodiča ili bilo koji dio
postojanja koji je stalno pod naponom Indirektnog dodira – nastaje kada čovjek dodirne vodljive dijelove koji ne spadaju u pogonski stroj,
ali su uslijed kvara došli pod napon
Zaštita od direktnog dodira :
Mehanička zaštita Zaštitno izoliranje Zaštita pregradama ili kućištima Zaštita pregradama Zaštita postavljanjem izvan dohvata rukom Dopunska zaštita uređajima koji djeluju na diferencijalnu struju
Mehanička zaštita :
Mehanička zaštita – obuhvaća konstrukcijska rješenja koja su sastavni dio PS- a s ciljem njegove zaštite od mehaničkih oštećenja i prodora krutih tijela i tekućina i zaštita okoline od dodira dijelova pod naponom
Zaštitno izoliranje :
Dijelovi pod naponom moraju se potpuno prekriti izolacijom (boje,
lakovi, emajli) koja se može ukloniti samo njenim razaranjem. Izolacija treba trajno izdržati mehaničke, kemijske i toplinske utjecaje u radu.
Zaštita pregradama ili kućištima :
Dijelovi pod naponom moraju se zatvoriti ili pregraditi tako da osiguraju dostatan
stupanj zaštite. Postupak kod potrebe intervencije na dijelovima pod naponom :
Isključiti napajanje dijelova pod naponom
Uklanjanje pregrada Obaviti potrebnu intervenciju Vratiti pregradu
Uključiti napajanje
Zaštita preprekama :
Prepreke su namijenjene sprečavanju slučajnog dodira sa dijelovima pod naponom, ali se i namjernom pristupu zaobilaženjem prepreke.
Zaštita postavljanjem izvan dohvata ruke :
Neizolirane dijelove instalacija ili opreme koji su pod naponom
postavljamo izvan dohvata rukom kako bi spriječili slučajni dodir. Smatra se da su izvan dohvata rukom oni dijelovi instalacije koji se
od mogućeg stajališta čovjeka nalaze na visini većoj od 2.5m ili su udaljeni 1.25m vodoravno ili niže od toga stajališta. Pristupačnim dijelovima smatraju se oni čija je međusobna udaljenost manja od 2.5m.
Zaštitne mjere od previsokog napona dodira
Štetno djelovanje električne struje na živa bića:
Elektrokucija – svjesno ili nesvjesno izlaganje čovjeka djelovanju električne struje
Za djelovanje elektriciteta na čovjeka najvažnija je struja, odnosno jakost struje koja protječe kroz ljudsko tijelo. Pri razmatranju djelovanja električne struje na ljudski organizam razlikujemo slijedeće struje:
otpuštajuća struja – najveća struja pri kojoj se čovjek može snagom svojih mišića
odvojiti od dijelova pod naponom
fibrilacijska struja – ona jakost struje koja izaziva smrtnost (njezina je vrijednost
relativna za svakog čovjeka)
nefibrilacijska struja – jakost struje koja ne izaziva smrtnost (može se smatrati
neopasnom za čovjeka)
Vrlo veliki utjecaj na posljedice koje će nastati djelovanjem električne struje ima trajanje njenog protjecanja.
Zaštitne mjere od previsokog napona dodira
Štetno djelovanje električne struje na živa bića:
Dalzielovom formulom izračunavamo fibrilacijske struje za razdoblje od 8 ms
do 5 sekundi ukoliko je poznata fibrilacijska struja pri 1 sekundi, K. I
K
t
Na slici su prikazane strujne zone po Koeppenu u
ovisnosti o reakcijama čovjeka, a značenje zona je:
zona I – početak primjetljivosti do otpuštajuće struje zona II - od otpuštajuće struje do nefibrilacijske struje zona III – od nefibrilacijske struje do smrtonosne struje
Na slici je prikazana i krivulja koja odgovara Dalzielovoj formuli - Daliziel razlikuje samo opasne i neopasne struje
Zaštitne mjere od previsokog napona dodira
Štetno djelovanje električne struje na živa bića:
Ako se želi ostvariti kontrola nad mogućim izlaganjem čovjeka djelovanju električne struje potrebno je odrediti koji je to napon koji uzrokuje protjecanje dopuštene granične struje. Iz tog razloga potrebno je poznavati impedanciju ljudskog tijela (u praksi se redovito zanemaruje reaktancija , odnosno promatra samo djelatni otpor).
Djelatni otpor ljudskog tijela nije stalan već ovisi o nizu čimbenika:
čistoći, vlažnosti i debljini kože naponu koji djeluje na ljudsko tijelo (na slici je prikazan otpor ljudskog tijela u ovisnosti o naponu dodira po Bodieru za slučaj da
su polovi čvrsto obuhvaćeni, a trajanje djelovanja dugo)
trajanju djelovanja jakosti struje
kontaktnom pritisku i površini elektrode, itd.
Zaštitne mjere od previsokog napona dodira
Štetno djelovanje električne struje na živa bića:
Kod razrade pojedinih mjera zaštite vrijednost otpora ljudskog tijela promatra se redovito samo u ovisnosti o naponu dodira.
Vrijednosti ukupne impedancije tijela odraslih osoba koje su navedene u tablici vrijede za put struje ruka-ruka, odnosno ruka-noga pri kontaktnoj
površini između 50 i 100 cm2 i pri suhoj koži.
Poznavajući djelovanje struja različitih jakosti na ljudski organizam i prosječnu impedanciju ljudskog tijela moguće je zaključiti o naponima opasnim za život čovjeka.
Zaštitne mjere od previsokog napona dodira
Štetno djelovanje električne struje na živa bića:
Za normalne uvjete okoliša i uporabe trajno dopušteni naponi dodira su manji od 50 V za izmjeničnu struju, a naponi manji od 120 V za istosmjernu struju.
Za teže uvjete rada i okoliša (trajni dodir čovjeka s potencijalom zemlje i znatne promjene impedancije tijela čovjeka u ovisnosti o vlažnosti kože) granični napon dodira iznosi 25 V za izmjeničnu struju, a 60 V za istosmjernu struju.
Tablica prikazuje dopuštena trajanja pojedinih vrijednosti napona dodira.
Zaštitne mjere od previsokog napona dodira
Štetno djelovanje električne struje na živa bića:
Statistički podaci:
Razina razvijenosti zaštitnih mjera i kvalitete električnih instalacija mogu se u nekoj zemlji ocijeniti pomoću: broja nesreća na milijun stanovnika
broja nesreća na 1TWh potrošene električne energije
Od ukupnog broja nesreća od elektrokucije koje završavaju smrću:
80-85 % su muškarci
15-20% su žene
Najveća zastupljenost smrtnih slučajeva je kod ljudi od 25 do 34 godine starosti.
Od svih nesreća uzrokovanih električnom strujom 5% su smrtne. 85% ih izazove napon do 1kV, a 15% napon iznad 1 kV.
Moguće je zaključiti da su nesreće na VN rjeđe, ali i oko 4 puta opasnije.
Tipovi mreža NN
Tipovi mreža niskog napona:
Tehničke zaštitne mjere od direktnog i indirektnog dodira u uzajamnoj su vezi s vrstama razdjelnih mreža niskog napona. Prema HNR i IEC standardu, vrste razdjelnih sustava niskog napona
određuju se brojem i tipom aktivnih vodiča te vrstom sustava uzemljenja.
Poradi jednostavnijeg prikazivanja i
snalaženja u električnim shemama tehnički normativi za niskonaponske električne instalacije propisuju slovno brojčane oznake za pojedine vrste vodiča kako je prikazano u tablici.
Tipovi mreža NN
Tipovi mreža niskog napona:
Drugo slovo označava odnos između dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta trošila i sl.) i uzemljenja:
T – izravno električno spajanje dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta) na z emlju,
neovisno o sustavu uzemljenja mreže
N – izravno električno spajanje vodljivih dijelova (kućišta) na uzemljenu točku
sustava mreže (primjerice na uzemljenu neutralnu točku sustava)
Dodatno slovo koje se nalazi uz drugo slovo, označava raspored neutralnog i zaštitnog vodiča:
S - neutralni (N) vodič i zaštitni vodič (PE)
međusobno su odvojeni u cijeloj mreži C – neutralni (N) vodič i zaštitni vodič (PE) kombinirani su u jednom (PEN) vodiču
Tipovi mreža NN
Tipovi mreža niskog napona:
U razdjelnim mrežama niskog napona postoje tri tipa mreža s obzirom na sustav uzemljenja:
TN sustav TT sustav IT sustav
TN sustav: ima jednu točku sustava (neutralnu točku) izravno spojenu sa zemljom, dok su dohvatljivi dijelovi (kućišta) spojeni preko zaštitnog vodiča na izravno uzemljenu neutralnu točku
s obzirom na raspored i funkciju neutralnog i
zaštitnog vodiča postoje tri podvrste TN sustava: TN-S sustav kod kojeg je u cijeloj mreži zaštitni vodič (PE) odvojen od neutralnog vodiča (N), što znači da pogonska struja ne teče kroz zaštitni vodič
Tipovi mreža NN
Tipovi mreža niskog napona:
TN-C-S sustav kod kojeg u dijelu
mreže PEN vodič ima funkciju i zaštitnog i neutralnog vodiča, a u drugom dijelu mreže – blizu trošila – od zadnje razvodne ploče, zaštitni vodiče je odvojen od neutralnog vodiča TN-C sustav u cijeloj mreži ima sjedinjen zaštitni i neutralni vodič u jedan PEN vodič
Tipovi mreža NN
Tipovi mreža niskog napona:
TT sustav: neutralna točka sustava uzemljena je posredstvom jednog uzemljivača, a kućišta trošila uzemljena su preko drugih uzemljivača, električki neovisnih o uzemljenju neutralne točke sustava
u ovaj sustav se ubraja zaštitno uzemljenje s pojedinačnim uzemljivačem
Tipovi mreža NN
Tipovi mreža niskog napona:
IT sustav: svi aktivni vodiči su izolirani od zemlje ili su u jednoj točki spojeni sa zemljom preko velike impedancije
kućišta trošila se uzemljuju prema prijašnjim tehničkim normativima ovaj sustav je bio nazivan sustavom zaštitnog voda, koji je poznat i pod nazivom zaštitno uzemljenje izoliranih sustava
Zaštita od indirektnog dodira
Zaštita od indirektnog dodira:
Uslijed kvara na izolaciji vodiča, kućišta trošila i opreme te ostale metalne mase, koje u redovnom pogonu nisu pod naponom, mogu
doći pod napon i predstavljati opasnost za ljude koji dodiruju ovu
opremu. Ug je napon kvara koji predstavlja potencijal kućišta trošila prema zemlji.
Napon koji se pojavljuje između istodobno dostupnih dijelova za vrijeme kvara zove se napon dodira, Ud (dodirni napon).
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Prema načinu djelovanja možemo ih podijeliti u tri skupine:
Istodobna zaštita od direktnog i indirektnog dodira
sigurnosni mali napon (SELV) uzemljeni sigurnosni mali napon (PELV) mali radni napon (FELV)
Bez uređaja za prekidanje struje kvara zaštita primjenom uređaja klase II ili odgovarajućom izolacijom
nevodljiva okolina
električno odvajanje (galvansko odvajanje) izjednačavanje potencijala bez vodljive veze sa zemljom S uređajima za automatsko isklapanje napajanja
TS sustavi
isklapanje s uređajima nadstrujne zaštite isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje
TT sustavi
isklapanje s nadstrujnom zaštitom isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Prema načinu djelovanja možemo ih podijeliti na tri skupine: S uređajima za automatsko isklapanje napajanja
IT sustavi kontrolnik izolacije
isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje isklapanje s uporabom uređaja nadstrujne zaštite
Osim navedenih mjera zaštite od previsokog napona dodira, danas kao dopunska zaštita obvezatno primjenjuje izjednačavanje potencijala za cijeli objekt ili dijelu nekog objekta.
Izbor i primjena neke od navedenih zaštitnih mjera ovisi o uvjetima koji vladaju u štićenom objektu, traženom stupnju sigurnosti i troškovima izvedbe.
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Izjednačavanje potencijala:
U tehničkim normativima za izvedbu električnih instalacija izjednačavanje potencijala se ne navodi kao jedna od osnovnih zaštitnih mjera od previsokog napona dodira, jer se smatra da sama za sebe nije uvijek dovoljna.
Ipak, ona pruža sve elemente dobre i učinkovite zaštite u sklopu s uređajima za brzo isključenje struje greške ili s dobrim uzemljivačem.
Izjednačavanjem potencijala postiže se međusobnim galvanskim spajanjem svih metalnih dijelova različitih instalacija sa zaštitnim vodičem električnih instalacija u nekom prostoru.
U slučaju pojave napona greške na kućištima električnih trošila, taj isti napon pojaviti će se i na svim međusobno povezanim metalnim dijelovima drugih instalacija te neće postojati razlika napona između vodljivih dijelova instalacija.
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Posebno mali naponi: U lošim uvjetima upotrebe i okoline, gdje je stupanj opasnosti velik (npr. radovi s prenosivim električnim alatom na metalnim konstrukcijama, radovi u kotlovnicama, mokrim prostorijama) najdjelotvornija mjera zaštite je snižavanje nazivnih napona uređaja na vrijednosti ispod granice opasnih napona.
Na taj način postiže se istodobno zaštita od direktnog i indirektnog dodira. Visina nazivnog napona ograničena je na najviše 50V efektivno kod izmjeničnih struja, odnosno 120V kod istosmjerne struje. Kao standardni nazivni naponi najčešće se primjenjuju: 6 V, 12 V, 24 V i 42 V
S obzirom na stupanj sigurnosti koju pružaju, a i na način izvedbe posebno male napone dijele se na:
sigurnosni mali napon (SELV*)
uzemljeni zaštitni mali napon (PELV*)
mali radni napon (FELV*)
* kratice prema IEC normama
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Posebno mali naponi: Koriste se uglavnom za ručne svjetiljke, električni alat, upravljačke i signalne krugove, u poljodjelstvu, te za dječje igračke. Primjena im je dosta ograničena jer se mogu priključiti samo uređaji malih snaga i na male udaljenosti.
Sigurnosni mali napon (SELV –Safety extra low voltage):
nazivni napon obično ne prelazi 25 V nužan je sigurnosni izvor napajanja tako da se u slučaju kvara ne mogu pojaviti viši naponi u krugu sigurnosnog malog napona od nazivnog napona (sigurnosni transformatori s odvojenim namotima, motorgeneratori s odvojenim namotima, baterije, akumulatori, i sl.)
vodiči i kućište malog sigurnosnog napona ne smiju biti nigdje uzemljeni vodiči sigurnosnog napona moraju biti odvojeno položeni od ostalih vodiča viših napona
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Posebno mali naponi: Uzemljeni zaštitni mali napon (PELV – Protective extra low voltage): ponekad nije moguće izbjeći spoj kućišta trošila, priključenog na mali napon, sa zemljom (npr. ako iz konstrukcijskih i
funkcionalnih razloga vodiči malog napona moraju biti uzemljeni) kod uzemljenog zaštitnog malog napona zahtjevi u pogledu izvora napajanja i izvedbe strujnih krugova te priključnog pribora su istovjetni onim kod zaštitne mjere sigurnosnog malog napona (SELV)
no kućišta trošila ili vodiča smiju biti uzemljena
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Posebno mali naponi:
Mali radni napon (FELV –Functional extra low voltage):
Ako je zbog ekonomskih ili tehnoloških razloga pogodan mali napon (do 50 V izmjenične ili 120 V istosmjerne struje), a nisu nužni ni sigurnosni mali napon niti uzemljeni zaštitni mali napon, tada se primjenjuje mali radni napon. ako je primarni strujni krug štićen od indirektnog dodira nekom od zaštitnih mjera s automatskim isključivanjem napajanja svi izloženi vodljivi dijelovi (mase) opreme spajaju se sa zaštitnim vodičem primarnog strujnog kruga kada se mali radni napona dobiva iz izvora koji se napaja iz NN
mreže štićene električkim odvajanjem, svi izloženi vodljivi dijelovi (mase) opreme spajaju se s neuzemljenim vodičem za izjednačavanje potencijala primarnog strujnog kruga
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Zaštita primjenom opreme klase II ili odgovarajućom izolacijom:
Električni uređaji opremaju se, osim normalnom (osnovnom) pogonskom izolacijom još i dopunskom zaštitnom izolacijom koja onemogućava dodir ili spoj s vodljivim dijelovima uređaja koji mogu doći pod napon u slučaju kvara na osnovnoj izolaciji
Postiže se: izradom kućišta trošila od izolacijskih materijala
ugradnjom dopunske izolacije na opremu koja ima samo temeljnu izolaciju
postavljanjem pojačane izolacije na neizolirane dijelove pod naponom Električna oprema izrađena s dvostrukom i pojačanom izolacijom označava
se simbolom kvadrat u kvadratu
.
Ako se zaštita postiže dopunskom ili pojačanom izolacijom, radi raspoznavanja vrste zaštite na vanjskoj strani kućišta postavlja se znak koji predstavlja precrtani znak uzemljenja
.
Ugrađuju li se oprema i uređaji koji imaju samo osnovnu izolaciju izolacijskih kućišta, tada izolacijska kućišta moraju imati stupanj zaštite najmanje IP 2X.
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Zaštita primjenom opreme klase II ili odgovarajućom izolacijom:
Kod opreme i uređaja klase II izloženi vodljivi dijelovi ili umetnuti vodljivi dijelovi ne smiju se spajati sa zaštitnim vodičem. Zbog toga prenosiva trošila u priključenom kabelu imaju samo fazni i neutralni vodič, a utikač nema zaštitni kontakt. Za ispravnost ove mjere zaštite presudna je kvaliteta i stanje izolacije trošila.
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Zaštita električnim odvajanjem:
Zaštitno djelovanje temelji se na činjenici da će struja greške i kod
potpunog spoja jedne faze sa zemljom biti vrlo mala jer se strujni krug zatvara smo preko otpora izolacije i kapacitivnog otpora relativno kratkog
drugog vodiča.
Budući da struja greške raste s dužinom priključenih vodova, preporuča se da umnožak nazivnog napona u voltima i dužine strujnog kruga u metrima ne prijeđe vrijednost od 100 Vm, pod uvjetom da duljina vodova strujnog kruga nije veća od 500m.
Nazivni napon električki odvojenih strujnih krugova ne smije biti veći od 500 V.
Današnja norma dopušta mogućnost da se iz jednog izvora za električko odvajanje napaja više trošila, uz neke dodatne uvjete.
Zaštita od indirektnog dodira
Vrste zaštita od indirektnog dodira:
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
Da bi ova zaštita ispunila svoju zadaću, svaki kvar na izolaciji opreme mora prouzročiti dovoljno jaku struju kvara koja će izazvati prekidanje napajanja u vremenu koje je nužno za sigurnost ljudi. Ova vrsta zaštite temelji se na dva elementa: postojanje zatvorenog strujnog kruga, tzv. kruga petlje koji omogućava protjecanje struje kvara (oblik kruga petlje ovisi o sustavu uzemljenja TT, TN i
IT mreže) prekidanje struje kvara primjenom prikladnih zaštitnih uređaja u tako kratkim vremenima da ne dođe do ozljeđivanja osobe koja je bila izložena naponu dodira
Dopušteno trajanje napona dodira prema IEC normi s kojom su usuglašene i HNR.
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja : TT sustavi:
presjeci zaštitnih vodiča određuju se ovisno o jakosti struje i dopuštenom zagrijavanju vodiča prema normi HRN N.B2.754, ali ti presjeci ne smiju biti manji od vrijednosti navedenih u tablici
istom normom određeni su i minimalni presjeci uzemljivača
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja
:
TT sustavi: u slučaju proboja izolacije na opremi, odnosno kvara zanemarive impedancije, struja kvara će proteći kroz zatvoreni strujni krug kako je prikazano na slici
karakteristike nadstrujnih zaštitnih uređaja i ukupni otpor uzemljivača moraju se odabrati tako da u slučaju kvara zanemarivog otpora nastupi automatsko isključivanje napajanja u vremenu ne duljem od 0.2s (strujni krugovi s priključnicama, prenosnim trošilima ili trošilima koja se za vrijeme rada drže u ruci) odnosno 5 sekundi (u svim ostalim strujnim krugovima) i zbog toga mora biti ispunjen uvjet:
R A Ia U L
gdje je UL dopušteni napon dodira (50V ili 25V) RA ukupni otpor uzemljivača i
otpor zaštitnog vodiča od uzemljivača od štićenog trošila Ia struja kvara koja osigurava
isklapanje nadstrujnog zaštitnog uređaja
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi:
zaštitno uzemljenje s pojedinačnim uzemljivačem: k faktor kojim se određuje minimalna potrebna isklopna struja nadstrujnog zaštitnog uređaja prema tablici
s obzirom na vremena isklapanja u starim
tehničkim normativima nema izričito navedenih zahtjeva, jer se ona neposredno osiguravaju primjenom faktora k
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi: zaštitno uzemljenje sa zajedničkim uzemljivačem: ako se jedna transformatorska stanica nalazi u užem krugu potrošača, npr. jedna industrijska transformatorska stanica, onda je moguće uzemljenje svih potrošača provesti sa zajedničkim uzemljenjem obično je taj uzemljivač manje ili više rasprostranjen, a često se sastoji od nekoliko uzemljivača međusobno povezanih ili se pak radi o mreži uzemljivača zaštitno i pogonsko uzemljenje su međusobno dobro spojeni vodičem (jednim i li više njih) dovoljnog presjeka
ako prilike dozvoljavaju podzemna mreža cjevovoda može poslužiti kao uzemljivač, olovni plaštevi NN kabela
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi: zaštitno uzemljenje s zajedničkim uzemljivačem: otpor rasprostiranja ovakvog skupnog uzemljivača ne smije biti veći od 2
ovu mjeru zaštite ne obrađuje norma HRN N.B2.741, a prema svojim karakteristikama ubraja se u poseban oblik TN sustava
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi: automatsko isključivanje napajanja zaštitnim uređajima diferencijalne struje masa štićenog trošila povezuje se sa zaštitnim vodičem na posebni uzemljivač
ukoliko se jednim zaštitnim uređajem štiti više trošila njihove mase moraju biti povezane na isti uzemljivač
djelovanje ove zaštitne mjere temelji se na mjerenju diferencijalne struje posredstvom transformatora
u normalnom pogonskom stanju struja koja dolazi i odlazi iz trošila su jednake – magnetski tokovi nastali
djelovanjem ovih struja međusobno se poništavaju i jezgra transformatora ostaje nemagnetizirana
ako na izolaciji trošila nastane kvar struja greške prolazi kroz otpor uzemljivača i otpor pogonskog uzemljenja
uslijed nastale razlike između ulazne i izlazne struje koja prolazi kroz jezgru transformatora, ona se magnetizira i
daje vrlo brzo poticaj za isključenje prekidača
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi: automatsko isključivanje napajanja zaštitnim uređajima diferencijalne struje kod trofaznih trošila, princip rada ovog uređaja je jednak samo što kroz jezgru transformatora prolaze sva tri fazna vodiča i neutralni vodič
za ispravnost ove mjere zaštite treba biti ispunjeno:
R A I n U d
gdje je RA ukupni otpor uzemljivača i otpor zaštitnog
vodiča od uzemljivača do štićenog trošila
In nazivna isklopna diferencijalna struja pri kojoj dolazi do isklapanja sklopke Ud dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V)
s obzirom da je vrijeme isklapanja ovakvih zaštitnih uređaja manje od 0.1 sekunde, vrijeme isklapanja nije posebno propisano
u slučaju više serijski spojenih uređaja diferencijalne struje, da bi se osigurala selektivnost, vremensko
zatezanje može maksimalno iznositi 1 sekundu
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi:
zaštitna strujna sklopka (FI ili ZS):
sva pogonska sredstva zaštićena strujnom zaštitnom sklopkom potrebno je uzemljiti tako da pri protjecanju struje greške njihov uzemljivač ima dovoljno maleni otpor uzemljenja da se na pogonskom sredstvu ne pojavi previsoki napon dodira
maksimalno dozvoljeni otpori uzemljenja TT mreže ovisno o veličini struje greške (In) i FI sklopke pri U d=50V In (A)
0.03
0.1
0.3
0.5
1
RA ()
1660
500
166
100
50
da bi zaštita ispravno djelovala dovoljni su uzemljivači s velikim otporom uzemljenja, to jest ta se zaštita može koristiti gotovo u svakoj TT mreži
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi:
zaštitna naponska sklopka (FU):
hrvatska norma HRN N.B2.741 ne predviđa primjenu zaštitnih naponskih uređaja (zaštitne naponske sklopke) kao standardnog rješenja zaštite od indirektnog dodira - dopušta se njihova primjena u posebnim slučajevima kad ostali uređaji ne mogu koristiti (npr. istosmjerni strujni krugovi, ako se uporabo FI sklopke ne može postići vrijeme potrebno za isključenje)
jedan kraj naponskog releja spaja se s kućištima trošila, a drugi kraj releja je spojen s posebnim uzemljivačem
djelovanje ove zaštite sastoji se u tome da se posredstvom naponskog releja stalno nadzire napon
između kućišta trošila i pomoćnog uzemljivača, pa ako taj napon prijeđe određenu granicu (65 V) relej isklapa trošilo pomoću sklopke u vremenu od 0.1s
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi:
zaštitna naponska sklopka (FU):
releji se obično grade tako da različitim naponima odgovara slijedeći otpor uzemljivača 24 V
200
50 V
600
65 V
800
izvedba uzemljivača s navedenim visokim vrijednostima otpora uzemljivača ne predstavlja problem
ograničenja uporabe i opasnosti pri primjeni FU sklopke u TT mreži: pomoćni uzemljivač RH ne smije se nalaziti u potencijalnom lijevku drugih uzemljivača (to jest mora biti udaljen minimalno 20 metara) – inače može doći do:
pojave napona na kućištu
pogrešnog okidanja sklopke
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi:
zaštitna naponska sklopka:
ograničenja uporabe i opasnosti pri primjeni FU sklopke u TT mreži:
najveća opasnost nedjelotvornog rada naponske zaštitne sklopke je premošćivanje naponskog releja zbog čega dozemni vodič mora biti izoliran i mehanički zaštićen
ova mjera zaštite nije naročito pouzdana kad se primjenjuje za strojeve koji imaju relativno dobro
prirodno uzemljenje (npr. građevinski strojevi koji leže na tlu na većim metalnim plohama, a tlo je pri tome vlažno ili mokro) - tada postoji mogućnost da naponski relej bude premošćen i da sklopka ne djeluje pouzdano
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TT sustavi:
zaštitna naponska sklopka:
zaštitna naponska sklopka često se primjenjuje kao dodatna zaštita kod nulovanja ili zaštitnog uzemljenja kada nismo u mogućnosti ispuniti neke propisane uvjete
tada se zaštitnom naponskom sklopkom nadzire napona na nulvodiču, ili na zaštitnom vodiču i ako napon prijeđe vrijednost 50V, relej naponske sklopke daje poticaj glavnoj sklopki i isključuje štićeni dio mreže
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja
:
TN sustavi: u TN sustavima uzemljuje se neutralna točka sustava (redovito zvijezdište transformatora)
sve izložene vodljive dijelove (mase) opreme, uređaja i instalacija, koje mogu doći pod napon u slučaju kvara galvanski se povezuju s zaštitnim vodičem zaštitni vodič mora biti spojen na neutralnu točku sustava i uzemljen kako bi se u slučaju kvara potencijal zaštitnog vodiča održao što bliže potencijalu zemlje zaštitni vodič se uzemljuje i u drugim točkama (npr. na ulazu u zgradu)
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja
:
TN sustavi: presjeci zaštitnih vodiča određuju se u ovisnosti o jakosti struje kvara i dopuštenom zagrijavanju vodiča prema normi HRN N.B2.754, ali ti presjeci ne smiju biti manji od vrijednosti navedenih u tablici
u trajno položenim instalacijama TN sustava, a koje ne napajaju pokretna trošila, zaštitni vodič PE i neutralni vodič N mogu biti objedinjeni u jedan zajednički PEN vodič (TNC i TN-C/S ) ako je presjek tog PEN vodiča najmanje 10 mm2 za bakrene vodiče ili 16 mm2 za aluminijske vodiče
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja :
TN sustavi:
karakteristike nadstrujnih zaštitnih uređaja i presjeci vodiča moraju se tako odabrati da u slučaju kvara zanemarivog otpora nastupi automatsko isključivanje napajanja u utvrđenom vremenu:
prema vrijednostima iz tablice za strujne krugove s
priključnicama nazivnih struja koje ne prelaze 63 A, prenosivim i pomičnim trošilima
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja :
TN sustavi: ova zaštitna mjera biti će djelotvorna ako je ispunjen slijedeći uvjet: Zs Ia U0
gdje je: U0 napon faznog vodiča prema zemlji ZS impedancija petlje kvara koja obuhvaća izvor, vodič pod naponom
do mjesta kvara i zaštitni vodič između mjesta kvara i izvora napajanja Ia struja djelovanja uređaja koja osigurava isključivanje napajanja u
propisanim vremenima, ovisno o vrsti strujnog kruga
ispravna zaštita od indirektnog dodira s automatskim isključivanjem napajanja mora isključiti u propisanom vremenu ili prije da bi smo utvrdili vrijeme isključivanja nadstrujnog zaštitnog uređaja potrebno je poznavati njihove karakteristike isklapanja
kod primjene osigurača s rastalnim ulošcima iz t -I karakteristike se pomoću struje kvara Ia pronalazi vrijeme u kojem će osigurač sigurno pregorjeti – to vrijeme mora biti manje od zahtijevanog
kod primjene prekidača, okidača i instalacijskih prekidača potrebno je odrediti struju okidanja pri kojoj će zaštitni uređaj sigurno isklopiti jer struja kvara mora biti veća od struje okidanja – s obzirom da su vremena okidanja ovih uređaja manje od 0.1 sekunda nema poteškoća s vremenom isklapanja
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja :
TN sustavi: Zemljospoj faznog vodiča u TN sustavu: u NN mrežama koje su dijelom ili u cijelosti sastavljene od nadzemnih vodova može doći do prekida faznog vodiča i njegovog pada na zemlju poteći će struja kvara I a preko mjesta kvara s otporom zemljospoja RE u zemlju i zatvoriti će se strujni krug preko otpora uzemljenja R B
struja kvara prolazeći kroz uzemljenje s otporom RB podiže potencijal tog uzemljivača na iznos: UZ
Ia R B
taj se potencijal preko zaštitnog vodiča (bilo PE ili PEN) rasprostire duž mreže, a mase trošila mogu doći u tom slučaju pod napon
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja :
TN sustavi:
Nulovanje: 2.
nulovanje se smije primijeniti samo ako je dovoljno sigurno da se na
nultom vodiču niti u slučaju kratkog spoja, niti u slučaju zemljospoja neće pojaviti napon viši od 50V, a ako se pojavi da će se održati samo najkraće vrijeme odnosno do isključenja strujnog kruga zaštitnim uređajem nulti vodič treba obavezno uzemljiti kod napojne transformatorske stanice i na više mjesta u niskonaponskoj mreži
I
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja :
TN sustavi:
Nulovanje: 3.
presjek nulvodiča mora biti u određenom odnosu spram presjeka faznih vodiča mora imati jednaki presjek kao fazni vodič ako presjek faznog vodiča nije veći od 16 mm2 kod bakrenih izoliranih vodova i kabela, odnosno ako presjek vodiča nije veći od 50 mm2 za nadzemne vodove ako su presjeci faznih vodiča veći od navedenih vrijednosti onda nulvodič može imati za dva stupnja manji presjek iz standardnog niza za presjeke vodiča, ali nikada ne smije presjek nulvodiča biti manji od polovice presjeka faznog vodiča
4.
nulvodič mora sačinjavati mehanički i galvanski jednu cjelinu po cijeloj svojoj duljini, te nigdje ne smije biti prekidan niti osiguračima niti drugim zaštitnim uređajima
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
TN sustavi: zaštita uređajima diferencijalne struje u TN sustavima: djelovanje ove zaštitne mjere temelji se na mjerenju diferencijalne struje posredstvom transformatora
u normalnom pogonskom stanju struja koja dolazi i odlazi iz trošila su jednake – magnetski tokovi nastali djelovanjem ovih struja međusobno se poništavaju i jezgra transformatora ostaje nemagnetizirana
ako na izolaciji trošila nastane kvar struja greške prolazi zaštitni vodič PE i ne vraća se kroz jezgru transformatora
uslijed nastale razlike između ulazne i izlazne struje koja prolazi kroz jezgru transformatora, ona se magnetizira i daje vrlo brzo poticaj za
isključenje prekidača
kod trofaznih trošila, princip rada ovog uređaja je jednak samo što kroz jezgru transformatora prolaze sva tri fazna vodiča i prema potrebi neutralni vodič, ali nikako ne smije prolaziti zaštitni vodič PE
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
IT sustavi: osnovna je karakteristika IT sustava da u njemu ni jedan dio mreže, koji se nalazi pod naponom, ne smije biti direktno uzemljen, odnosno cijela mreža mora biti izolirana od zemlje moguće je uzemljenje zvjezdišta samo preko velike impedancije, čija vrijednost u pravilu iznosi ~ (5-6)Un ()
mase trošila moraju biti uzemljene - uzemljenje može biti pojedinačno za svako trošilo, skupno za nekoliko trošila ili zajedničko za sva trošila u mreži u slučaju proboja izolacije nekog od faznih vodiča, prema masi trošila poteći će struja zemljospoja male vrijednosti zato što se njezin strujni krug prema izvoru napajanja zatvara preko kapacitivnih otpora i otpora izolacije preostalih ispravnih
faznih vodiča u mreži
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
IT sustavi: kontrolnik izolacije mora dati zvučni ili vizualni signal u slučaju kvara, a mogu biti građeni i da daju impuls za isklapanje mreža u takvim mrežama potrebno je prvi kvar što brže ukloniti, jer ako se pod tim okolnostima dogodi i drugi kvar i to u nekoj drugoj fazi, struja kvara može poprimiti znatne iznose i izazvati visoke napone dodira
veličina struje kvara i mogući napon dodira prvenstveno ovise o načinu uzemljenja masa trošila 1.
ako su mase trošila uzemljene pojedinačno ili po skupinama, a dvije istodobne pogreške nastaju na trošilima iz različitih skupina i na različitim fazama na oba trošila nastupaju pojave slične kako u TT sustavu – da se ne bi zadržao previsok napon dodira moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti: IabR A U d IabR B U d
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
IT sustavi: u IT sustavu kao zaštitni uređaji koriste se:
nadstrujni zaštitni uređaji zaštitni uređaji diferencijalne struje zbog vrlo malih napona dodira kod prve greške, IT sustavi se primjenjuju u sredinama s teškim uvjetima rada kao što su rudnici i u prostorima ugroženim od eksplozije osim toga u industrijskim mrežama u kojima nema jednofaznih trošila i uvijek samo za jednu transformatorsku stanicu odvojeno
kontrolnici izolacije
Zaštita isključivanjem
Zaštita automatskim isključivanjem napajanja:
IT sustavi: Sustav zaštitnog voda: opisanom IT sustavu s kontrolnikom izolacije odgovara, prema prijašnjim tehničkim normativima, zaštitna mjera od previsokog napona dodira nazvana sustav zaštitnog voda u pogledu izoliranja zvjezdišta mreže od zemlje nema razlike između stare i nove tehničke regulative glede uzemljenja, masa trošila sustav zaštitnog voda predviđa samo jedan uzemljivač i zaštitni vod za sva trošila na koji se spajaju i sve ostale pristupačne metalne mase (strani vodljivi dijelovi)
otpor zaštitnog uzemljenja RA je ograničen i ne smije biti veći od 20 obvezna je primjena uređaja za trajan nadzor stanja izolacije sa zvučnom ili svjetlosnom signalizacijom za neispravno stanje (unutarnji otpor uređaja ne smije biti manji od 15 k)
Tko želi znati više !
Niskonaponske instalacije (1) označavanje žila u vodičima zeleno-žuto
(PE ili PEN vodič)
svijetloplavo (nul vodič) crno (fazni vodič) smeĎe (fazni vodič) vodovi za niskonaponske instalacije mogu se podijeliti na dvije osnovne grupe:
A. instalacijski vodovi za priključak prijenosnih trošila B. instalacijski vodovi za trajno polaganje
a. nadžbukno polaganje b. podžbukno polaganje
c. polaganje u instalacijske cijevi
Niskonaponske instalacije (2)
izbor izoliranih vodiča P P/L PP 00/0 PP-41 PP-45 PP/L PP/R PG/R PG/P GT/U
za uvlačenje u instalacijske cijevi za priključak malih pokretnih trošila za nadzemno polaganje, vanjsku rasvjetu i kućne priključke za razvod u gradskim mrežama za polaganje u zemlju
za priključak malih pokretnih trošila za polaganje pod žbuku za polaganje pod žbuku za nadžbukno polaganje za priključak pomičnih trošila (npr. glačalo)
Niskonaponske instalacije (3)
standardni presjeci vodiča (Cu) 0.75 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95
mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2 mm2
rasvjeta (<10A)
prijenosna trošila (el. alati, ureĎaji;16-20A) čvrsto postavljanje (utičnice; 20-25A) veća trošila (25-35A) kućni priključak (35-50A) kućni priključak (50-63A) NN mreža (>63A)
Niskonaponske instalacije (4)
elementi niskonaponske instalacije
A. instalacijske cijevi (Bergman, PVC, čelične, polietilen) B. instalacijske kutije
a. prema upotrebi (montažne, razvodne, univerzalne) b. prema obliku (četvrtaste, okrugle) c. načinu polaganje (ukopane, nadžbukne) d. prema namjeni (križanje,odvajanje i prolaz vodova;montaža sklopnih elemenata)
C. obujmice (za učvršivanje cijevi ili kabela na zid/strop) D. kanalice (nadžbukna instalacija) E. posebne metalne konstrukcije za stropno/podno polaganje kabela
Niskonaponske instalacije (5)
polaganje el. instalacije u sobi
Niskonaponske instalacije (6)
polaganje el. instalacije u kuhinji, kupaonici i rad. prostoriji
Tko želi znati više :
Gromobranske instalacije
Svrha gromobranske instalacije
Svrha gromobranske instalacije
zaštita objekata, ljudi, materijala i predmeta od štetnih utjecaja atmosferskog pražnjenja standardima je propisan materijal, oblik i mjera za
izraĎivanje i izvoĎenje gromobranskih instalacija, upute za njihovu primjenu i postavljanje na
graĎevinske objekte
trenutačno još uvijek važeći stari JUS
Materijal za grom. instalaciju
Materijal za izradu gromobranske gromobranske instalacije: nad zemljom
pod zemljom
čelična pocinčana žica čelična pocinčana traka čelično pocinčano uže bakarna žica čelična pocinčana cijev
d=8 mm 20x3 mm zabranjeno d=6 mm
aluminijska žica
d=10 mm
d=10 mm 25x4 mm zabranjeno d=10 mm d=75 mm L=3000 mm zabranjeno
Dijelovi grom. instalacije (1) 1. glav glavni ni prih prihva vatn tnii vod vod (nalazi se na krovu zgrade, odnosno na
sljemenu i zabatima i služi za prihvaćanje direktnog udara munje) 2. odvodi (spojevi između glavnog prihvatnog voda i uzemljivača koji idu rubom krova i okomito se spuštaju niz zid) 3. pomoćni vodovi (povezuju sve metalne dijelove na krovu i duže dijelove zgrade s glavnim prihvatnim vodom ili odvodima) 4. uzemljivač (postavlja se kao prsten oko zgrade na dubini cca. 80cm i razmaku od zgrade 2 m koji povezuje npr. cijevi za uzemljenje) 5. mjerni sp spoj (spoj za odvajanje instalacije na krovu od
uzemljivača zbog određivanja otpora uzemljenja i provjere instalacije)
Dijelovi grom. instalacije (2)
Označavanje grom. instalacije
Ovisnost broja odvoda o izvedbi krova
Vertikalni oluk kao odvod
Vertikalni oluk i okomiti odvod
detalj prijelaza odvoda s krova, preko vodoravnog i okomitog oluka na okomiti odvod prema
uzemljivaču (max. R zakrivljenosti odvoda 200 mm !)
Vrste uzemljivača - cijevni uzemljivač -
trakasti uzemljivač
-
okrugli žičani uzemljivač
-
kombinirani uzemljivač (više cijevnih povezanih trakom)
-
prstenasti uzemljivač
-
mrežasti uzemljivač
-
uzemljivač za transformatorske stanice
Vrsta zemljišta i spec. otpor
VRSTA ZEMLJIŠTA močvara ilovača,obradiva zemlja, vlažan sitni pijesak vlažan krupni pijesak suh sitni pijesak
suh krupni pijesak,šljunak kamen,stijene, beton
SPECIFIČNI OTPOR [m] 30-50 50-100 100-200 200-500 500-1000 3000-5000
Proračun otpora uzemljivača (1)
cijevni uzemljivač
trakasti uzemljivač
Ru
Ru
0.37
0.37
l
l
log
log
4l d
l
2
d h
l - dužina cijevi [m] d - promjer cijevi [m] - spec. otpor zemlje
l - dužina trake [m] h - dubina ukapanja [m] d - ekv. promjer=b/2 [m] b - širina trake [m] - spec. otpor zemlje
Proračun otpora uzemljivača (2) žičani uzemljivač
Ru
prstenasti uzemljivač
0.37
l
log
Ru
l
l - dužina žice [m] h - dubina ukapanja [m] d - promjer žice [m] - spec. otpor zemlje
2
d h
0.37
D
log
64 D h d
l - dužina trake [m] D - promjer prstena [m] h - dubina ukapanja [m] d - ekv. promjer=b/2 [m] b - širina trake [m] - spec. otpor zemlje
Proračun otpora uzemljivača (3)
mrežasti uzemljivač
Rm
2 D
l
l - ukupna dužina položene trake u mreži [m] D - ekvivalentni promjer [m] h - dubina ukapanja [m] - spec. otpor zemlje a,b - stranice pravokutnika mrežastog uzemljivača D
F
1.13 a b
F
Proračun otpora uzemljivača (4) uzemljivač za transformatorske stanice Rux
0.37
De
log
De
h=1.0m
4
a
2
h=0.75m
h=0.5m
De - ekvivalentni promjer [m] d - ekv. promjer=b/2 trake [m] h - dubina ukapanja [m] - spec. otpor zemlje a - stranica kvadrata uzemljivača 1 Ru
1
Ru1
1
Ru 2
...
1 Rux
64 De2 d h
