JUS N.B2.741
strana 1/45
Električne instalacije niskog napona Zahtevi za bezbednost ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA JUS N.B2.741 Ovaj standard je nastao revizijom standarda JUS N.B2.741 iz 1986. godine. Tačke 2, 4, 5.2, 5.3, 5.4 ovog standarda su u skladu sa odgovarajućim tačkama standarda Međunarodne elektrotehničke komisije IEC 364-4-41 iz 1982. godine. Tačka 3. ovog standarda je u skladu sa dokumentom IEC 64 (Central Office) 184 iz 1988. godine, a tačka 5.1 sa dokumentom 64 (Secretariat) 524 iz 1987. godine. Sastavni deo ovog standarda je prilog A, urađen prema dokumentu IEC 64 (Secretariat) 524 iz 1988. godine, koji služi samo kao informacija.
SADRŽAJ 1. PREDMET STANDARDA .................................................................................................................5 2. ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA .............................................................................................5 3. ISTOVREMENA ZAŠTITA OD DIREKTNOG I INDIREKTNOG DODIRA ..........................................5 3.1.
Zaštita bezbednosno malim naponom (SELV) i uzemljenim bezbednosno malim naponom (PELV)5 3.1.1 Opšte odredbe ......................................................................................................................... 5 3.1.2 Izvori napajanja za SELV i PELV .............................................................................................6 3.1.3 Uslovi izvođenja strujnih kola ...................................................................................................6 3.1.4 Zahtevi za neuzemljena strujna kola (SELV) ...........................................................................7 3.1.5 Zahtevi za uzemljena strujna kola (PELV) ...............................................................................7
3.2.
Zaštita ograničenjem pražnjenja i vrednosti struje ...........................................................................8
3.3.
Mali radni napon (FELV)...................................................................................................................8 3.3.1 Opšte odredbe ......................................................................................................................... 8 3.3.2 Zaštita od direktnog dodira pri primeni malog radnog napona .................................................8 3.3.3 Zaštita od indirektnog dodira pri primeni malog radnog napona ..............................................9 3.3.4 Utikači i priključnice .................................................................................................................9
4. ZAŠTITA OD DIREKTNOG DODIRA .................................................................................................9 4.1.
Zaštita delova pod naponom izolovanjem .......................................................................................9
4.2.
Zaštita pregradama ili kućištima ......................................................................................................9
4.3.
Zaštita preprekama ....................................................................................................................... 10
4.4.
Zaštita postavljanjem van dohvata ruke ........................................................................................10
4.5.
Dopunska zaštita pomoću zaštitnih uređaja diferencijalne struje (ZUDS) ......................................12
5. ZAŠTITA OD INDIREKTNOG DODIRA ...........................................................................................12 5.1.
Zaštita automatskim isključenjem napajanja ..................................................................................13
JUS N.B2.741
strana 2/45
5.1.1 Opšti principi zaštite ............................................................................................................... 13 5.1.1.1 Uzemljenje ........................................................................................................... 13 5.1.1.2 Glavno izjednačenje potencijala ...........................................................................13 5.1.1.3 Isključenje napajanja ............................................................................................13 5.1.1.3.1. Zaštitni uređaj kojim se obezbeđuje zaštita od indirektnog dodira strujnog kola ili opreme, u slučaju kvara u izolaciji između delova pod naponom i izloženih provodnih delova, mora automatski isključiti napajanje strujnog kola u takvom vremenu koje ne dozvoljava održavanje očekivanog napona dodira većeg od 50V efektivne vrednosti naizmenične struje ili 120V jednosmerne struje bez talasnosti, tako da ne može predstavljati rizik od fiziološkog dejstva na osobe u dodiru sa istovremeno pristupačnim provodnim delovima. ...................................................................................................13 5.1.1.3.2. Bez obzira na očekivani napon dodira dozvoljava se vreme isključenja koje ne prelazi 5s pod određenim uslovima, zavisno od razvodnog sistema. ......................................14 5.1.1.4 Dopunsko izjednačenje potencijala ......................................................................14 5.1.2 Primena mere zaštite ............................................................................................................. 14 5.1.3 TN sistemi .............................................................................................................................. 14 5.1.3.1 Uzemljenje sistema ..............................................................................................14 5.1.3.2 Uzemljenje zaštitnog provodnika ..........................................................................14 5.1.3.3 Objedinjavanje zaštitnog i neutralnog provodnika ................................................14 5.1.3.4 Uslov zaštite u TN sistemu ...................................................................................15 5.1.3.5 Vreme isključenja .................................................................................................15 5.1.3.6 Duža vremena isključenja ....................................................................................15 5.1.3.7 Uslovi kada se zahtevana vremena isključenja ne mogu ispuniti..........................16 5.1.3.8 Poseban uslov ......................................................................................................16 5.1.3.9 Zaštitni uređaji koji se koriste ...............................................................................16 5.1.3.9.1. Tamo gde se koristi PEN provodnik (TN-C sistem) zaštita se obezbeđuje, po pravilu, korišćenjem zaštitnog uređaja prekomerne struje. U slučaju da se za zaštitu koristi ZUDS, PEN provodnik se ne sme koristiti na strani opterećenja uređaja (TN-C-S). Spoj izloženih provodnih delova sa zaštitnim provodnikom se mora izvršiti na strani napajanja ZUDS (vidi sl.A.9 u prilogu A). .....................................................................16 5.1.3.9.2. U slučaju korišćenja zaštitnog urađaja diferencijalne struje za automatsko isključenje napajanja (TN-S sistem) za strujna kola izvan uticaja glavnog izjednačenja potencijala, izloženi provodni delovi ne moraju biti povezani sa zaštitnim provodnikom TN sistema, pod uslovom da su spojeni sa uzemljivačem koji obezbeđuje odgovarajuću otpornost prilagođenu struji delovanja zaštitnog uređaja diferencijalne struje, Tako štićeno kolo tretira se kao TT sistem i primenjuju se uslovi iz t.5.1.4................................................16 5.1.4 TT sistemi .............................................................................................................................. 17 5.1.4.1 Uzemljenje sistema ..............................................................................................17 5.1.4.2 Uslov zaštite u TT sistemu....................................................................................17 5.1.4.3 Dopunski uslov .....................................................................................................17 5.1.4.4 Uređaji za zaštitu...................................................................................................17 5.1.5 IT sistemi ............................................................................................................................... 18 5.1.5.1 Opšti uslovi za uzemljenje ....................................................................................18 5.1.5.2 Poseban uslov pri uzemljenju ...............................................................................18 5.1.5.3 Poseban uslov za izložene provodne delove .......................................................18 5.1.5.4 Uređaj za nadzor izolacije ....................................................................................18 5.1.5.5 Opšti uslovi pri pojavi druge greške ......................................................................18 5.1.5.6 Uslovi pri pojavi drugog kvara u slučaju da su izloženi provodni delovi uzemljeni zajedno............................................................................................................... 19 5.1.5.7 Zaštitni uređaj .......................................................................................................19 5.1.6 Dopunsko izjednačenje potencijala ........................................................................................19 5.1.6.1 Opšti uslovi .......................................................................................................... 19
JUS N.B2.741
strana 3/45 5.1.6.2 Poseban uslov ......................................................................................................20
5.2.
Zaštita upotrebom uređaja klase II ili odgovarajućom izolacijom ...................................................20
5.3.
Zaštita postavljanjem u neprovodne prostorije ..............................................................................21
5.4.
Zaštita lokalnim izjednačenjem potencijala ....................................................................................22
5.5.
Zaštita električnim odvajanjem ......................................................................................................22 A.1.0. Principi mere zaštite .......................................................................................................26
A.1.0.
Principi mere zaštite ................................................................................................................... 26 A.1.0. Uvod................................................................................................................................... 26
A.1.0.
Uvod........................................................................................................................................... 26 A.1.1. Opšte ................................................................................................................................. 26
A.1.1.
Opšte ......................................................................................................................................... 26 A.1.2. Dejstva električne struje na čovečije telo ...........................................................................26
A.1.2.
Dejstva električne struje na čovečije telo ....................................................................................26 A.1.3. Impedansa čovečijeg tela ..................................................................................................27
A.1.3.
Impedansa čovečijeg tela ........................................................................................................... 27 A.1.4. Tipične situacije ................................................................................................................. 27
A.1.4.
Tipične situacije ......................................................................................................................... 27 A.1.1. Primena mere zaštite u različitim sistemima uzemljenja .................................................30
A.1.1.
Primena mere zaštite u različitim sistemima uzemljenja ............................................................30 A.2.1. TN sistemi .......................................................................................................................... 30
A.2.1.
TN sistemi .................................................................................................................................. 30 A.1.1.1. Petlja kvara (t.5.1.3.1.) ....................................................................................................30
A.1.1.1.
Petlja kvara (t.5.1.3.1.) ............................................................................................................ 30
A.1.1.2. Očekivani napon dodira ..................................................................................................31 A.1.1.2.
Očekivani napon dodira .......................................................................................................... 31
A.1.1.3. Analiza uslova zaštite (t.5.1.3.3.).....................................................................................31 A.1.1.3.
Analiza uslova zaštite (t.5.1.3.3.).............................................................................................31
A.1.1.4. Praktična primena uslova za zaštitu (t.5.1.3.5.) ..............................................................33 A.1.1.4.
Praktična primena uslova za zaštitu (t.5.1.3.5.) .......................................................................33
A.1.1.5. Slučajevi u kojima se dozvoljava vreme isključenja do 5s (t.5.1.3.4.) ............................37 A.1.1.5.
Slučajevi u kojima se dozvoljava vreme isključenja do 5s (t.5.1.3.4.) .....................................37
A.1.1.6. Zaštita pomoću zaštitnog uređaja diferencijalne struje (t.5.1.3.9.) ................................38 A.1.1.6.
Zaštita pomoću zaštitnog uređaja diferencijalne struje (t.5.1.3.9.) .........................................38
A.1.2. TT sistemi (t.5.1.4.)........................................................................................................... 39 A.1.2.
TT sistemi (t.5.1.4.)................................................................................................................... 39 A.1.2.1. Petlja kvara .................................................................................................................... 39
A.1.2.1.
Petlja kvara ............................................................................................................................ 39
A.1.2.2. Analiza uslova za zaštitu (t.5.1.4.2.) ..............................................................................39
JUS N.B2.741 A.1.2.2.
strana 4/45
Analiza uslova za zaštitu (t.5.1.4.2.) .......................................................................................39
A.1.2.3. Uređaji za zaštitu (t.5.1.4.4.) ..........................................................................................42 A.1.2.3.
Uređaji za zaštitu (t.5.1.4.4.) ..................................................................................................42
A.1.3. IT sistemi (t.5.1.5.)............................................................................................................ 42 A.1.3.
IT sistemi (t.5.1.5.).................................................................................................................... 42 A.1.3.1. Bez isključenja napajanja pri pojavi prvog kvara .............................................................42
A.1.3.1.
Bez isključenja napajanja pri pojavi prvog kvara .....................................................................42
A.1.3.2. Razni sistemi .................................................................................................................. 42 A.1.3.2.
Razni sistemi ........................................................................................................................... 42
A.1.3.3. Zaštita pri drugom kvaru .................................................................................................45 A.1.3.3.
Zaštita pri drugom kvaru ......................................................................................................... 45
A.1.3.3.1. Osnovni uslov .............................................................................................................. 45 A.1.3.3.1.
Osnovni uslov ...................................................................................................................... 45
A.1.3.3.2. Očekivani napon dodira ...............................................................................................46 A.1.3.3.2.
Očekivani napon dodira ....................................................................................................... 46
A.1.3.3.3. Struja dvostrukog kvara ...............................................................................................46 A.1.3.3.3.
Struja dvostrukog kvara ....................................................................................................... 46
A.1.3.3.4. Uslovi za zaštitu ........................................................................................................... 47 A.1.3.3.4.
Uslovi za zaštitu ................................................................................................................... 47
A.1.3.3.5. IT sistem sa i bez neutralnog provodnika .....................................................................48 A.1.3.3.5.
IT sistem sa i bez neutralnog provodnika .............................................................................48
A.1.3.3.6. Izbor zaštitnog uređaja .................................................................................................48 A.1.3.3.6.
Izbor zaštitnog uređaja .........................................................................................................48
A.1.4. Dopunsko izjednačenje potencijala ( t.5.1.6. )...................................................................49 A.1.4.
Dopunsko izjednačenje potencijala ( t.5.1.6. )...........................................................................49 A.1.5. Dodatna objašnjenja definicija napona dodira, očekivanog napona dodira i napona kvara .................................................................................................................................... 49
A.1.5.
Dodatna objašnjenja definicija napona dodira, očekivanog napona dodira i napona kvara ........49 A.3.1. Definicije ............................................................................................................................ 49
A.3.1.
Definicije .................................................................................................................................... 49 A.1.5.1. Napon dodira ( t.2.2.2, JUS N.A0.826 ) – napon koji se pojavljuje za vreme kvara na izolaciji između istovremeno pristupačnih delova. .......................................................49
A.1.5.1. Napon dodira ( t.2.2.2, JUS N.A0.826 ) – napon koji se pojavljuje za vreme kvara na izolaciji između istovremeno pristupačnih delova. .......................................................................................49 A.1.5.2. Očekivani napon dodira ( t.2.2.3, JUS N.A0.826 ) – najviši napon dodira koji se očekuje u slučaju kvara, zanemarljive impedanse u električnoj instalaciji. ...................................50 A.1.5.2. Očekivani napon dodira ( t.2.2.3, JUS N.A0.826 ) – najviši napon dodira koji se očekuje u slučaju kvara, zanemarljive impedanse u električnoj instalaciji. ......................................................50 A.1.5.3. Napon kvara – napon koji se pojavljuje u uslovima kvara na izolaciji između izloženih provodnih ( i/ili stranih provodnih delova ) i zemlje. .....................................................50
JUS N.B2.741
strana 5/45
A.1.5.3. Napon kvara – napon koji se pojavljuje u uslovima kvara na izolaciji između izloženih provodnih ( i/ili stranih provodnih delova ) i zemlje. ........................................................................50 A.1.5.4. Objašnjenja: .................................................................................................................... 50 A.1.5.4.
Objašnjenja: ............................................................................................................................ 50
1. PREDMET STANDARDA Ovim standardom se utvrđuju mere zaštite od električnog udara u el. instalacijama niskog napona. Mere zaštite u smislu ovog strandarda mogu se primenjivati na celokupnu instalaciju, na neki njen deo ili pojedinačnu opremu. Ako nisu ispunjeni osnovni uslovi zaštite, moraju s preduzeti dopunske mere, kako bi se tom kombinacijom osigurao nivo bezbednosti potpune zaštite (npr. t.3.3.)
2. ZAŠTITA OD ELEKTRIČNOG UDARA Zaštita od električnog udara postiže se primenom odgovarajućih mera: − istovremene zaštite od direktnog i indirektnog dodira (t.3.) − zaštite od direktnog dodira (t.4.) − zaštite od indirektnog dodira (t.5.)
3. ISTOVREMENA ZAŠTITA OD DIREKTNOG I INDIREKTNOG DODIRA 3.1.
Zaštita bezbednosno malim naponom (SELV) i uzemljenim bezbednosno malim naponom (PELV) SELV, PELV i FELV su skraćenice uzete iz standarda IEC 364-1-41 za ‘’Safetyextra low voltage’’, ‘’Protective extra low voltage’’ i ‘’Functional extra low voltage’’, respektivno.
3.1.1
Opšte odredbe Istovremena zaštita od direktnog i indirektnog dodira ostvarena je kada su ispunjeni sledeći uslovi:: − nazivni napon ne može da prekorači gornju granicu opsega I (JUS N.B2.702) − izvor napajanja je jedan od bezbednosnih izvora prema (t.3.1.2) − svi uslovi iz t.3.1.3 − uslovi za SELV (t:3.1.4.) − uslovi za PELV (t.3.1.5.) Napomene: 1. Kada se strujno kolo napaja iz kola višeg napona posredstvom nekih uređaja, kao što su autotransformatori, potenciometri, urešaji sa poluprovodnicima itd., tako dobijeno sekundarno kolo smatra se sastavnim delom primarnog kola i mora biti obuhvaćeno zaštitnim merama primarnog strujnog kola. 2. Niže granice napona mogu se odrediti za specijalne instalacije u posebnim standardima.
JUS N.B2.741
3.1.2
strana 6/45
Izvori napajanja za SELV i PELV 1.1.1.1. Bezbednosni transformatori za odvajanje (JUS N.H8.010) 1.1.1.2. Izvor napajanja koji pruža isti stepen bezbednosti kao transformator (t.3.1.2.1.) (npr. motor-generator sa namotajima koji imaju ekvivalentnu izolaciju). 1.1.1.3. Elektrohemijski izvor (baterije, akumulatori) ili drugi izvor koji ne zavisi od strujnih kola viših napona (npr. dizel generator). 1.1.1.4. Elektronski uređaji kod kojih su preduzete mere da, i u slučaju unutrašnjeg kvara napon na izlaznim klemama ne prekorači granice navedene u t.3.1.1. Viši iznosi napona su ipak dozvoljeni ako je osigurano da u slučaju direktnog ili indirektnog dodira napona na izlaznim klemama bez kašnjenja (<0,2s) (podvučen tekst ne postoji u IEC 364-1-41) opadne na dozvoljene ili niže vrednosti. Napomene: 1. Oprema za merenje izolacije predstavlja primer za ove uređaje. 2. Gde se viši naponi pojavljuju na izlaznim stezaljkama usklađenost sa ovom tačkom može se prihvatiti ako se napon na izlaznim stezaljkama nalazi unutar granica utvrđenih u t.3.1.1. kada se meri voltmetrom unutrašnjeg otpora od 3000Ω. 1.1.1.5. Pokretni izvori napajanja kao što su bezbednosni transformatori za odvajanje ili dizelgeneratori moraju se izabrati i postaviti u skladu sa zahtevima za zaštitu upotrebom opreme klase II ili ekvivalentnom izolacojim (vidi t.5.2.)
3.1.3
Uslovi izvođenja strujnih kola 1.1.1.1. Delovi pod naponom strujnih kola SELV i PELV moraju biti električki odvojeni od strujnih kola viših napona. Moraju se preduzeti mere da električno odvajanje bude ekvivalentno onome koje postoji između primara i sekundara bezbednosnog transformatora za odvajanje. Napomena: 1. Ovaj zahtev ne isključuje povezivanje stujnih kola PELV sa zemljom (vidi t.3.1.5.) 2. Posebno, električno odvajanje najmanje ekvivalentno odvajanju između ulaznih i izlaznih namotaja bezbednosnog transformatora za odvajanje je neophodno između delova pod naponom električne opreme (kao što su releji, kontaktori, pomoćne sklopke) i bilo kojeg dela strujnog kola višeg napona. 1.1.1.2. Provodnici svakog stujnog kola SELV i PELV sistema po pravilu se fizički odvajaju od svih provodnika drugih strujnih kola. Gde ovo nije moguće zahteva se jedan od sledećih uslova: − provodnici svakog stujnog kola SELV i PELV sistema moraju se postavljati u nemetalni plašt koji služi kao dopuna njihovoj osnovnoj izolaciji. − provodnici strujnih kola različitih napona moraju biti odvojeni pomoću metalnog uzemljenog plašta ili ekrana Napomena: 1. U gornim slučajevima osnovna izolacija svakog provodnika dovoljna je samo za napon posmatranog strujnog kola čiji ji deo.
JUS N.B2.741
strana 7/45 − višežilni kabl ili snop provodnika mogu sadržati strujna kola različitih napona pod uslovom da provodnici strujnih kola SELV i PELV sistema budu izolovani pojednačno i skupno, prema uslovima za najveći napon.
1.1.1.3. Priključnice i utikači strujnih kola SELV i PELV sistema moraju zadovoljavati sledeće zahteve: − utikači ne smeju ulaziti u priključnice napajane iz drugih sistema napona, − priključnice moraju sprečavati uvlačenje utikača koji su predviđeni za druge sisteme napona i − priključnice ne smeju imati kontakt za zaštitni provodnik
3.1.4
Zahtevi za neuzemljena strujna kola (SELV) 1.1.1.1. Delovi pod naponom strujnih kola SELV sistema ne smeju biti spojeni sa zemljom ili sa delovima pod naponom ili zaštitnim provodnicima koji čine deo drugih strujnih kola. 1.1.1.2. Izloženi provodni delovi se ne smeju namerno spajati sa: − zemljom, ili − zaštitnim provodnicima ili izloženim provodnim delovima drugog sistema, ili − stranim provodnim delovima, osim onih gde priroda električne opreme zahteva da su nerazdvojivo povezani sa stranim provodnim delovima, pod uslovom da ovi delovi ne mogu doći pod napon koji prekoračuje granice nazivnog napona određenog u t.3.1.1. Napomena: 1. Ako izloženi provodni delovi strujnih kola SELV sistema mogu doći u dodir, bilo slučajno ili namerno, sa izlaženim provodnim delovima drugih strujnih kola, zaštita od električnog udara više na zavisi samo od zaštite pomoću SELV nego i od mera zaštite kojima su ova druga strujna kola podvrgnuta. 1.1.1.3. Kada je nazivni napon strujnog kola viši od 25V efektivnog naizmeničnog napona ili 60V jednosmernog napona bez naizmenične komponente, zaštita od direktnog dodira mora da se obezbedi: − pregradama i kućištima koji obezbeđuju najmanji stepen zaštite IP2X, ili − izolacijom koja izdržava ispitni napon od 500V efektivne vrednosti naizmenične struje u vremenu od 1 min Kada nazivni napon nije veći od 25V efektivne vrednosti naizmenične struje ili 60V jednosmerne bez naizmenične komponente (bez talasnosti), ne mora se izvesti zaštita od direktnog dodira, osim ako se posebnim standardom za specijalne instalacije to ne zahteva. Napomena: 1. ‘’Bez talasnosti’’ podrazumeva da talasnost nije veća pri sinusoidnom obliku talasanja od 10% efektivne vrednosti; maksimalna temena vrednost ne prelazi 140V za nazivni napon 120V jednosmernog sistema bez talasnosti i ne prelazi 70V za nazivni napon 60V jednosmernog sistema bez talasnosti.
3.1.5
Zahtevi za uzemljena strujna kola (PELV) Kada su strujna kola uzemljena i kada sistem SELV ne zahteva prema t.3.1.4., moraju se ispuniti zahtevi iz t.3.1.5.1. i t.3.1.5.2. 1.1.1.1. Zaštita od direktnog dodira mora se obezbediti:
JUS N.B2.741
strana 8/45 − pregradama ili kućištima koji obezbeđuju najmanji stepen zaštite IP2X, ili − izolacijom koja izdržava ispitni napon od 500V efektivne vrednosti naizmenične struje u vremenu od 1 min.
1.1.1.2. Zaštita od direktnog dodira u skladu sa t.3.1.5.1. nije neophodna ako je oprema u zoni uticaja izjednačenja otencijala i ako nazivni napon ne prelazi: − 25V efektivne vrednosti naizmenične struje ili 60V jednosmerne struje bez talasnosti kada se oprema normalno koristi samo u suvim uslovima i gde se ne očekuje velika površina dodira sa ljudskim telom, − 6V efektivne vrednosti naizmenične struje ili 15V jednosmerne struje bez talasnosti u svim drugim slučajevima. Napomene: 1. Uzemljenje strujnog kola može se ostvariti odgovarajućim povezivanjem sa zemljom unutar samog izvora napajanja. 2. Pod suvim uslovima podrazumevaju se uslovi iz klasifikacije uticaja okoline sa oznakom BB1 prema standardu JUS N.B2.730. Velika površina dodira podrazumeva površinu dodira od 50cm2 do 100cm2 prema IEC 479-1.
3.2.
Zaštita ograničenjem pražnjenja i vrednosti struje Zahtevi za zaštitu ograničenjem pražnjenja ne utvrđuju se ovim izdanjem standarda. Napomena: 1. Zaštita od direktnog dodira je obezbeđena ako je energija pražnjenja manja od 350mJ.
3.3. 3.3.1
Mali radni napon (FELV) Opšte odredbe Ako su, zbog rada uređaja, upotrebljeni naponi iz opsega I, a pri tom nisu zadovoljeni zahtevi iz t.3.1. i gde nije neophodan SELV ili PELV , moraju se preduzeti dopunske mere opisane u t.3.3.2. i t.3.3.3., da bi se obezbedila istovremena zaštita od direktnog i indirektnog dodira. Napomena: 1. Ovi uslovi se npr. mogu sresti u strujnim kolima koja sadrže opremu (kao što su transformator, relej, daljinski upravljane sklopke, kontaktori) čija je izolacija nedovoljna u odnosu na strujna kola višeg napona.
3.3.2
Zaštita od direktnog dodira pri primeni malog radnog napona Zaštita od direktnog dodira mora se obezbediti: − pregradama ili kućištima koji ispunjavaju uslove iz t.4.2.1., ili − odgovarajućom izolacijom koja se zahteva za minimalni napon primarnog strujnog kola. Međutim, ako izolacija opreme koja čini sastavni deo strujnog kola FELV sistema ne izdrži minimalni zahtevani ispitni napon za primarno strujno kolo, izolacija neprovodnih pristupačnih delova opreme mora biti ojačana tokom postavljanja tako da može da izdrži ispitni napon 1500V efektivne vrednosti naizmenične struje u trajanju od 1 min.
JUS N.B2.741 3.3.3
strana 9/45
Zaštita od indirektnog dodira pri primeni malog radnog napona Zaštita od indirektnog dodira mora se obezbediti: − ili povezivanjem izloženih provodnih delova opreme malog radnog napona na zaštitni provodnik primarnog strujnog kola, uz uslov da je to primarno strujno kolo zaštićeno automatskim isključenjem napajanja prema t.5.1; ovo ne sprečava povezivanje provodnika pod naponom strujnog kola malog radnog napona sa zaštitnim provodnikom primarnog strujnog kola, − ili povezivanjem izloženih provodnih delova malog radnog napona sa neuzemljenim provodnikom za izjednačenje potencijala primarnog strujnog kola (u ovovm slučaju u primarnom strujnom kolu primenjuje se zaštita električnim odvajanjem prema t.5.5.).
3.3.4
Utikači i priključnice Utikači i priključnice za mali radni napon moraju biti takvi da je nemoguće utaknuti utikač strujnog kola za mali radni napon u priključnicu napajanu drugim naponima, kao i da utikači drugih strujnih kola ne mogu biti utaknuti u priključnice za mali radni napon, kao što je to npr. rešeno u standardu JUS N.E3.605.
4. ZAŠTITA OD DIREKTNOG DODIRA 4.1.
Zaštita delova pod naponom izolovanjem Uloga zaštitnog izolovanja je da spreči svaki dodir sa delovima pod naponom električne instalacije. Delovi pod naponom moraju biti potpuno pokriveni izolacijom koja se može ukloniti samo njenim razaranjem, Za fabrički izrađenu opremu izoalcija mora odgovarati jugoslovenskim standardima za tu vrstu opreme. Kod druge opreme izolacija mora biti tako izrađena da trajn o izdrži mehaničke, hemijske, električne ili toplotne uticaje kojima oprema može biti izložena u radu. Boje, lakovi, emajli i slični proizvodi ne smatraju se dovoljnom izolacijom u pogledu zaštite od direktnog dodira. Napomena: 1. Kada se izolacija postavlja za vreme izvođenja instalacije, odgovarajućim ispitivanjima mora se proveriti da je kvalitete izolacije kao kod slične opreme proizvedene u fabrici.
4.2.
Zaštita pregradama ili kućištima Napomena: 1. Pregrade ili kućišta služe da spreče svaki dodir sa delovima pod naponom električne instalacije. 1.1.1. Delovi pod naponom moraju biti zatvoreni ili pregrađeni tako da obezbeđuju stepen zaštite najmanje IP 2X. Ako su potrebni otvori veći od otvora koji se dopuštaju za IP
JUS N.B2.741
strana 10/45 2X radi zamene delova kao što su sijalična grla, priključnice ili osigurači ili za ispravan rad električne opreme: − moraju biti preduzete odgovarajuće mere da se spreči slučajan dodir delova pod naponom − mora se postaviti upozorenje da su delovi pristušačni kroz otvor pod naponom i da se ne smeju dodirivati.
1.1.2. Pregrade ili kućišta čije su gornje vodoravne površine pristupačne morau imati stepen zaštite najmanje IP 4X. 1.1.3. Pregrade i kućišta moraju biti sigurno učvršćeni i dovoljno čvrsti i trajni da bi održali zahtevani stepen zaštite i odgovarajući razmak od delova pod naponom pod uslovima normalnog rada, uzimajući u obzir odgovarajuće spoljašnje uticaje. 1.1.4. Kada je potrbno ukloniti pregradu, otvoriti kućišta ili odstraniti delove kućišta, to mora biti moguće samo na jedan od sledećih načina: − pomoću ključa ili alata, ili − posle isključivanja napajanja delova pod naponom koji su zaštićeni ovim pregradama ili kućištima, s tim da se napajanje ponovo može uspostaviti samo posle njihovog ponovnog postavljanja, ili − ako se umetne druga pregrada koja obezbeđuje stepen zaštite najmanje IP 2X i sprečava svaki dodir sa delovima pod naponom, a koja može biti uklonjena samo pomoću ključa ili alata.
4.3.
Zaštita preprekama Napomena: 1. Prepreke su namenjene da spreče slučajan dodir sa delovima pod naponom, ali ne i nameran pristup zaobilaženjem prepreke. 1.1.1. Prepreke mogu da spreče: − slučajan fizički pristup delovima pod naponom, ili − slučajan dodir sa delovima pod naponom za vreme rada na opremi pod naponom pri redovnom radu. 1.1.2. Prepreke se uklanjaju bez upotrebe alata ili ključa, ali moraju biti tako pričvršćene, da spreči njihovo slučajno uklanjanje.
4.4.
Zaštita postavljanjem van dohvata ruke Napomena: 1. Zaštita postavljanjem van dohvata ruke predviđa se samo za sprečavanje slučajnih dodira delova pod naponom. 1.1.1. Istovremeno pristupačni delovi koji su na različitim potencijaslima ne smeju se nalaziti unutar prostora dohvata ruke. Dva dela se smatraju istovremeno pristupačnim ako su međusobno udaljeni manje od 2,5m (videti sl.1.)
JUS N.B2.741
strana 11/45
1.1.2. Ako je prostor u kome se zadržava ili kreće osoblje ograničen u horizontalnom pravcu nekom preprekom (npr. zaštitnom letvom, ogradom, mrežom) koja predstavlja stepen zaštite ispod IP2X, prostor dohvata ruke počinje od te prepreke. U vertikalnom pravcu prostor dohvata ruke je 2,50 m, počev od S na kojoj se zadržava ili kreće osoblje, bez obzira na međuprepreke čiji je stepen zaštite ispod IP 2X. Napomena: Pod prostorom dohvata ruke podrazumeva se oblast dodira golim rukama bez posredstva pomoćnih sredstava. 1.1.3. U prostorijama gde se rukuje provodnim elementima velikih dužina, rastojanja utvrđena u t.4.4.1. i t.4.4.2. moraju biti povećana, vodeći računa o dimenzijama tih elemenata.
JUS N.B2.741
4.5.
strana 12/45
Dopunska zaštita pomoću zaštitnih uređaja diferencijalne struje (ZUDS) Napomena: 2,50m
S
1,25m 0,75m
1,25m
sl.1. – Prostor dohvata ruke
S granica dohvata ruke S – površina na kojoj se nalazi ili kreće osoblje
1. Pod prostorom dohvata ruke podrazumeva se oblast dodira golim rukama bez posredstva pomoćnih sredstava. 1.1.1. Upotreba zaštitnog uređaja diferencijalne struje čija nazivna vrednost diferencijalne struje delovanja iznosi najviše 30mA samo je dopuna druge mere zaštite od direktnog dodira u slučaju otkazivanja drugih mera zaštite. 1.1.2. Korišćenje isključivo takvih uređaja nije kompletna mera zaštite i ne može se primenjivati umesto zaštitnih mera prema t.4.1. do 4.4.
5. ZAŠTITA OD INDIREKTNOG DODIRA
JUS N.B2.741
5.1.
strana 13/45
Zaštita automatskim isključenjem napajanja Napomene: 1. Principi mera zaštite su dati u t.5.1.1. Konvencionalna primena mera zaštite u zavisnosti od tipa razvodnog sistema data je u t.5.1.2. do t.5.1.5. 2. U slučaju kvara u izolaciji automatsko isključenje napajanja ima cijlj da spreči nastajanje napona dodira takve vrednosti i u takvom trajanju da ne predstavlja opasnost u smislu štetnog fiziološkog dejstva (IEC 479-1). 3. Ova mera zaštite zahteva neophodnost koordinacije između tipa razvodnosg sistema, karakteristike zaštitnog provodnika i uređaja za zaštitu.
5.1.1
Opšti principi zaštite 5.1.1.1 Uzemljenje Izloženi provodni delovi moraju se spojiti sa zaštitnim provodnikom pod specifičnim uslovima za svaki tip razvodnog sistema. Istovremno pristupačni izloženi provodni delovi moraju se spojiti na isti sistem uzemljenja pojedinačno, u grupama ili skupno. Napomena: 1. Zahtevi za uzemljenje i zaštitne provodnike dati su u standardu JUS N.B2.754. 5.1.1.2 Glavno izjednačenje potencijala U svakoj zgradi provodnik glavnog izjednačenja potencijala mora međusobno povezati sledeće provodne delove: − glavni zaštitni provodnik; − PEN-provodnik, ako je sistem TN i kada je dozvoljeni napon dodira 50V ili veći; − glavni zemljovod ili glavnu stezaljku za uzemljenje (podrazumevajući i temeljni uzemljivač); − cevi i slične metačlne konstrukcije unutar zgrade (npr. gasovod, vodovod); − metalne delove konstrukcija, centralno grejanje i sistem klimatizacije; − gromobranske instalacije. Oni metalni delovi koji sa spoljašnje strane ulaze u zgradu moraju se povezati što je moguće bliže svojoj tački ulaska na glavno izjednačenje potencijala. Glavni provodnici izjadnačenja potencijala moraju biti prema standardu JUS N.B2.754.
5.1.1.3 Isključenje napajanja Napomene: 1. Veće vrednosti vremena isključenja i napona dodira utvrđenog ovom tačkom mogu se dozvoliti u sistemima razvodnih postrojenja. 2. Manje vrednosti vremena isključenja i napona dodira mogu se utvrditi u odgovarajućim standardima za specijalne električne instalacije 3. Zahtevi ove tačke primenjuju se za naizmenične struje frekvencije od 15 do 1000 Hz i jednosmernu struju bez talasnosti. 4. Izraz „bez talasnosti“ je konvencionalno definisan tako da sadržaj talasnosti ne prelazi 10% efektivne vrednosti; za jednosmernu struju nazivne vrednosti napona 120V maksimalna temena vrednost ne prelazi 140V. 5.1.1.3.1.
Zaštitni uređaj kojim se obezbeđuje zaštita od indirektnog dodira strujnog kola ili opreme, u slučaju kvara u izolaciji između delova pod naponom i
JUS N.B2.741
strana 14/45 izloženih provodnih delova, mora automatski isključiti napajanje strujnog kola u takvom vremenu koje ne dozvoljava održavanje očekivanog napona dodira većeg od 50V efektivne vrednosti naizmenične struje ili 120V jednosmerne struje bez talasnosti, tako da ne može predstavljati rizik od fiziološkog dejstva na osobe u dodiru sa istovremeno pristupačnim provodnim delovima.
5.1.1.3.2.
Bez obzira na očekivani napon dodira dozvoljava se vreme isključenja koje ne prelazi 5s pod određenim uslovima, zavisno od razvodnog sistema.
5.1.1.4 Dopunsko izjednačenje potencijala Ako se zahtevi za zaštitu utvrđeni u t.5.1.1.3. ne mogu ispuniti u instalaciji ili delu instalacije, mora se primeniti lokalno izjednačenje potencijala poznato kao dopunsko izjednačenje potencijala (vidi t.5.1.6.). Povezivanje dopunskog izjednačenja potencijala mora biti u skladu sa standardom JUS N.B2.754. Napomene: 1. Dopunsko izjednačenje potencijala može obuhvatiti celu instalaciju, deo instalacije, deo aparata ili neku lokaciju. 2. Dopunski zahtevi mogu se tražiti za specijalne električne instalacije ili mesta. 3. Ova mera zaštite ne isključuje zahtev za automatsko isključenje napajanja. Isključenje napajanja zahteva se takođe za zaštitu od požara, termička naprezanja u opremi itd. 5.1.2
Primena mere zaštite Da bi se zadovoljili principi zaštite, dovoljno je ako se primene mere zaštite koje se zahtevaju, zavisno od razvodnog sistema, prema t.5.1.3. do 5.1.5. i, ako je potrebno, prema t.5.1.6.
5.1.3
TN sistemi 5.1.3.1 Uzemljenje sistema Svi izloženo provodni delovi instalacije moraju se spojiti sa uzemljenom tačkom sistema pomoću zaštitnog provodnika. Obično uzemljena tačka sistema je i neutralna tačka sistema. Ako neutralna tačka nije raspoloživa ili nije pristupačna, jedan fazni provodnik se može uzemljiti u transformatorskoj stanici. U ovom slučaju fazni provodnik ne sme služiti kao zaštitni provodnik. 5.1.3.2 Uzemljenje zaštitnog provodnika Zaštitni provodnici moraju biti uzemljeni u/ili blizu odgovarajućeg transformatora ili generatora Napomene: 1. Ako postoje drugi efikasni spojevi sa zemljom, zaštitni provodnici se po pravilu takođe spajaju sa ovim tačkama gde god je to moguće. Da se potencijal zaštitnog provodnika održi što bliže potencijalu zemlje u slučaju kvara, može biti potrebno da se izvrši uzemljenje u dodatnim tačkama raspoređeno što je moguće ravnomernije. 2. Zaštitni provodnici na mestu ulaza u zgrade ili objekte po pravilu se uzemljuju iz istih razloga. 5.1.3.3 Objedinjavanje zaštitnog i neutralnog provodnika
JUS N.B2.741
strana 15/45 U stalno položenim električnim instalacijama isti provodnik može služiti kao zaštitni i neutralni provodnik (PEN provodnik) pod uslovom da zadovolji uslove za ove provodnike prema standardu JUS N.B2.754.
5.1.3.4 Uslov zaštite u TN sistemu Karakteristika zaštitnog uređaja (vidi t.5.1.3.9.) i impedanse strujnog kola moraju se tako izabrati da u slučaju nastanka kvara zanemarljive impedanse između faznog i zaštitnog provodnika ili izloženog provodnog dela, bilo gde u instalaciji, nastupi automatsko isključenje napajanja u utvrđenom vremenu. Ovaj zahtev je zadovoljen ako je ispunjen uslov: Zs · Ia ≤ U0 , gde je: Zs – impedansa petlje kvara, koja obuhvata izvor, provodnik pod naponom do tačke kvara i zaštitni provodnik između tačke kvara i izvora, Ia – struja koja obezbeđuje delovanje zaštitnog uređaja za automatsko isključenje napajanja u vremenu utvrđenom u tabeli 1 u zavisnosti od nazivnog napona U0 ili pod uslovima datim u t.5.1.3.6. u vremenu koje na prelazi 5s, U0 – nazivni napon prema zemlji 5.1.3.5 Vreme isključenja Smatra se da najveća vremena isključenja data u tabeli 1 zadovoljavaju t.5.1.1.3.1. za krajnja stujna kola koja napajaju − priključnice ili − direktno bez priključnice ručne aparate klase I ili prenosive aparate koji se pomeraju rukom tokom upotrebe. Tabela 1 – Najveća vremena isključenja u TN sistemu U0 (V) 120 230 ili 220 * 277 400 ili 380 * iznad 400
t (s) 0,8 0,4 0,4 0,2 0,1
* Vrednosti napona 220V i 380V nisu navedene u IEC 64 (Secretariat) 490.
5.1.3.6 Duža vremena isključenja Duže vreme isključenja koje ne prelazi konvencionalnu vrednost od 5s dozvoljava se za: − napojna strujna kola, ili − krajnja strujna kola koja napajaju samo neprenosivu opremu, kada su priključena na rasklopni blok na koji nisu spojena strujna kola za koja se zahtevaju vremena isključeja prema tabeli 1, ili − krajnja strujna kola koja napajaju samo neprenosivu opremu, kada su priključena na rasklopni blok na koji su spojena strujna kola za koja se zahtevaju vremena isključeja prema tabeli 1, pod uslovom da postoji dopunsko izjednačenje potencijala na nivou rasklopnog bloka, koje sadrži iste tipove stranih provodnih delova kao glavni izjednačenje potencijala prema t.5.1.1.2. Ovo dopunsko izjednačenje potencijala se na zahteva ako je ispunjen uslov:
RPE ≤
50 Z s , gde je: U0
JUS N.B2.741
strana 16/45 RPE – otpornost zaštitnog provodnika između razvodne table i glavnog izjednačenja potencijala, Zs – impedansa petlje kvara, U0 – nazivni napon prema zemlji Napomena: 1. Videti takođe i napomenu u t.5.1.3.9.2.
5.1.3.7 Uslovi kada se zahtevana vremena isključenja ne mogu ispuniti Ako se uslovi iz t. 5.1.3.4, 5.1.3.5 i 5.1.3.6 ne mogu ispuniti upotrebom zaštitnih uređaja prekomerne struje, mora se primeniti dopunsko izjednačenje potebcijala (definisano u t.5.1.1.4.) u skladu sa t.5.1.6. ili se može primeniti zaštita pomoću zaštitnog uređaja diferencijalne struje. 5.1.3.8 Poseban uslov U izuzetnim slučajevima, gde može doći do direktnog spoja između faznog provodnika i zemlje, npr. kod nadzemnih vodova da zaštitni provodnik i izloženi provodni delovi spojeni sa njim ne dođu pod napon prema zemlji koji prelazi dozvoljini napon dodira (50V), mora se ispuniti uslov:
RB 50 ≤ , R E U 0 − 50
gde je:
RB – ukupna otpornost uzemljenja svih paralelno vezanih uzemljivača, RE – najmanja otpornost dodira sa zemljom svih stranih provodnih delova, koji nisu spojeni sa zaštitnim provodnikom a preko kojih može doći do kvara između faze i zemlje Napomena: Kada vrenost RE nije poznata, može se usvojiti da ta vrednost bude 10Ω. U0 – nazivni napon prema zemlji 5.1.3.9 Zaštitni uređaji koji se koriste U TN sistemima pod uslovima t. 5.1.3.9.1 i 5.1.3.9.2 mogu se koristiti sledeći uređaji za zaštitu: − zaštitni uređaj prekomerne struje, − zaštitni uređaj diferencijalne struje 5.1.3.9.1.
Tamo gde se koristi PEN provodnik (TN-C sistem) zaštita se obezbeđuje, po pravilu, korišćenjem zaštitnog uređaja prekomerne struje. U slučaju da se za zaštitu koristi ZUDS, PEN provodnik se ne sme koristiti na strani opterećenja uređaja (TN-C-S). Spoj izloženih provodnih delova sa zaštitnim provodnikom se mora izvršiti na strani napajanja ZUDS (vidi sl.A.9 u prilogu A).
5.1.3.9.2.
U slučaju korišćenja zaštitnog urađaja diferencijalne struje za automatsko isključenje napajanja (TN-S sistem) za strujna kola izvan uticaja glavnog izjednačenja potencijala, izloženi provodni delovi ne moraju biti povezani sa zaštitnim provodnikom TN sistema, pod uslovom da su spojeni sa uzemljivačem koji obezbeđuje odgovarajuću otpornost prilagođenu struji delovanja zaštitnog uređaja diferencijalne struje, Tako štićeno kolo tretira se kao TT sistem i primenjuju se uslovi iz t.5.1.4. Napomena:
JUS N.B2.741
strana 17/45 Izvan zone uticaja glavnog izjadnačenja potencijala mogu biti potrebne druge mere zaštite, naročito za električnu opremu koja se napaja iz priključnica. Ove mere mogu biti: − postavljanje odvojenih uzemljivača, tj. stvaranje lokalnog TT sistema − napajanje preko transformatora za odvajanje − primena dopunske izolacije
5.1.4
TT sistemi 5.1.4.1 Uzemljenje sistema Svi izloženo provodni delovi koji se zajedno štite istim zaštitnim uređajem moraju se zajedno povezati pomoću jednog zaštitnog provodnika na zajednički uzemčljivač. Kada se više zaštitnih uređaja poveže na red, ovaj zatev se primenjuje na svaku grupu izloženih provodnih delova zaštićenih istim zaštitnim uređajem. Neutralna tačka ili, ako ona ne postoji, jedan od faznih provodnika transformatora ili generatora mora se uzemljiti. 5.1.4.2 Uslov zaštite u TT sistemu Mora biti ispunjen sledeći uslov: RA · Ia ≤ 50, gde je: RA – zbir otpornosti uzemljivača izloženih provodnih delova i zaštitnog provodnika izloženih provodnih delova, Ia – struja koja obezbeđuje delovanje zaštitnog uređaja; kada se koristi zaštitni uređaj diferencijalne struje, tada je struja I a jednaka vrednosti nazivne diferencijalne struje delovanja (IΔn ). Zaštitni uređaj diferencijalne struje (ZUDS) tipa sa kašnjenjem (tip S) može se koristiti u rednoj vezi sa ZUDS tipa bez namernog kašnjenja (opšti tip) u svrhu selektivnosti. Da bi se obezbedila selektivnost sa ZUDS tipa sa kašnjenjem, vreme delovanja do 1s se dozvoljava za napojna stujna kola. Kada se koristi zaštitni uređaj prekomerne struje, on mora biti: − uređaj sa inverznom vremenskom karakteristikom, pri čemu Ia mora biti struja koja obezbeđuje automatsko delovanje do 5s, ili − uređaj sa trenutnom karakteristikom okidanja, pri čemu I a mora biti najmanja struja koja obezbeđuje trenutno okidanje. 5.1.4.3 Dopunski uslov Ako zahtev iz t. 5.1.4.2. ne može biti ispunjen, mora se primeniti dopunsko izjednačenje potencijala (definisano u t. 5.1.1.4.) u skladu sa t.5.1.6. 5.1.4.4 Uređaji za zaštitu U TT sistemima koriste se sledeći uređaji za zaštitu: − zaštitni uređaj diferencijalne struje; − zaštitni uređaj prekomerna struje. Napomene: 1. Upotreba naponskih zaštitnih uređaja ne isključuje se u specijalnim slučajevima gde se napred navedeni uređaji ne mogu koristiti (npr. u sistemima jednosmerne struje).
JUS N.B2.741
strana 18/45 2. Zaštitni uređaj prekomerne struje primenljiv je za zaštitu od indirektnog dodira samo u TT sistemu gde je otpornost uzemljenja vrlo niska.
5.1.5
IT sistemi 5.1.5.1 Opšti uslovi za uzemljenje U IT sistemima instalacija mora biti izolovana od zemlje ili vezana za zemlju preko dovoljno velike impedanse. Ovaj spoj se može izvršiti u neutralnoj tački (zvezdištu) sistema ili u veštačkom zvezdištu. Veštačko zvezdište se može spojiti direktno sa zemljom ako je rezultujuća nulta impedansa dovoljno velika. Kada ne postoji zvezdište, može se jadan fazni provodnik uzemljiti preko impedanse. Struja kvara je tada mala u slučaju samo jednog kvara prema izloženom provodnom delu ili prema zemlji i isključenje nije imperativ pod uslovom da je zahtev pod t.5.1.5.3. ispunjen. Moraju se preduzeti mere da se izbegne rizik od štetnog fiziološkog dejstva na lica koja su u dodiru sa istovremeno pristupačnim provodnim delovima u slučaju dva kvara koja nastaju istovremeno. 5.1.5.2 Poseban uslov pri uzemljenju Nijedan provodnik pod naponom u instalaciji se ne sme spojiti direktno sa zemljom. Napomena: Da bi se smanjio prenapon ili prigušile oscilacije napona, može biti potrebno obezbediti uzemljenje preko impedansi ili veštačkih neutralnih tačaka; njihove karakteristike treba da odgovaraju zahtevima instalacije. 5.1.5.3 Poseban uslov za izložene provodne delove Izloženi provodni delovi moraju se uzemljiti pojedinačno ili po grupama ili zajedno. Mora biti ispunjen sledeći uslov: RA · Id ≤ 50, gde je: RA – otpornost uzemljivača izloženih provodnih delova, Id – struja kvara u slučaju prvog kvara zanemarljive impedanse između faznog provodnika i izloženog provodnog dela. Id uzima u obzir struje odvoda i ukupnu impedansu uzemljenja električne instalacije. 5.1.5.4 Uređaj za nadzor izolacije Ako je predviđen uređaj za nadzor izolacije da označi pojavu prvog kvara dela pod naponom prema izloženim provodnim delovima ili prema zemlji, ovaj uređaj mora dati zvučni i/ili vizuelni signal. Napomene: 1. Preporučuje se da se prvi kvar otkloni u najkraćem roku. 2. Uređaj za nadzor izolacije može biti neophodan iz drugih razloga osim za zaštitu od indirektnog dodira. 5.1.5.5 Opšti uslovi pri pojavi druge greške Posle pojave prvog kvara uslovi isključenja napajanja pri pojavi drugog kvara zavise od toga da li su svi izloženi provodni delovi međusobno spojeni pomoću zaštitnog provodnika (uzemljeni zajedno) ili su uzemljeni po grupama ili individualno.
JUS N.B2.741
strana 19/45 a) Tamo gde su izloženi provodni delovi uzemljeni individualno ili po grupama, uslovi za zaštitu dati su u t.5.1.4. kao za TT sisteme, osim što se drugi stav tačke t.5.1.4.1. ne primenjuje. b) Tamo gde su izloženi provodni delovi uzemljeni zajedno, primenjuju se zahtevi kao za TN sistem prema t.5.1.5.6.
5.1.5.6 Uslovi pri pojavi drugog kvara u slučaju da su izloženi provodni delovi uzemljeni zajedno Mora biti ispunjen sledeći uslov kada se nautralni provodnik ne vodi:
ZS ≤
3 ⋅U 0 2I a
ili kada se neutralni porovodnik ne vodi:
Z S` ≤
U0 2I a
gde je:
Zs – impedansa petlje kvara, koja se sastoji od impedanse faznog provodnika i impedanse zaštitnog provodnika, Z’s – impedansa petlje kvara koja sadrži imp. neutralnog provodnika i zaštitnog provodnika, Ia – struja koja obezbeđuje delovanje zaštitnog uređaja u vremenima koja su data u tabeli 2, ili 5s za sva druga strujna kola gde je ovo vreme dopušteno prema t.5.1.3.6. Tabela 2 – Najveća vremena isključenja u IT sistemima u slučaju drugog kvara Naponi sistema prema zemlji/linijski
Vreme isklučenja t (s)
U0 / U (V)
ne vodi se neutralni provodnik
120/240 230/400 (220/380)* 400/690 580/1000
0,8 0,4 0,2 0,1
vodi se neutralni provodnik 5 0,8 0,4 0,2
*) Vrednosti napona 220/380 nisu navedene u IEC 64 (Secretariat) 490.
Napomena: Ako se Z’s određuje merenjem, treba tokom merenja zaštitni provodnik spojiti sa neutralnom tačkom izvora. 5.1.5.7 Zaštitni uređaj U IT sistemima koriste se sledeći zaštitni uređaji: − uređaj za nadzor izolacije − zaštitni uređaj prekomerne struje − zaštitni uređaj diferencijalne struje 5.1.6
Dopunsko izjednačenje potencijala 5.1.6.1 Opšti uslovi
JUS N.B2.741
strana 20/45 Dopunsko izjednačenje potencijala mora obuhvatiti sve jednovremeno pristupačne delove učvršćene opreme i strane provodne delove i, gde je to moguće, glavne metalne armature betona koji se koriste u zgradi. Sistem izjednačenja potencijala mora se povezati sa zaštitnim provodnicima celokupne opreme, ukljuičujući priključnice.
5.1.6.2 Poseban uslov Tamo gde postoji sumnja u pogledu efikasnosti dopunskog izjednačenja potencijala mora se potvrditi uslov da otpornost između jednovremeno izloženih provodnih delova i stranih provodnih delova bude: R≤
50 Ia ,
gde je
Ia – struja koja obezbeđuje delovanje zaštitnog uređaja − za zaštitni uređaj diferencijalne struje Ia = IΔn ; − za zaštitni uređaj prekomerne struje, struja delovanja do 5s
5.2.
Zaštita upotrebom uređaja klase II ili odgovarajućom izolacijom Napomena: 1. Ova mera je predviđena u cilju sprečavanja pojave opasnog napona dodira na izloženim delovima električnih uređaja u slučaju kvara na osnovnoj izolaciji. 1.1.1. Zaštita se obezbeđuje pomoću: 1. električne opreme sledećih tipova koja je proverena tipskim ispitivanjima i označena prema odgovarajućim standardima, i to: − opreme sa dvostrukom ili pojačanom izolacijom (oprema klase II) i − fabrički izrađene opreme koja ima potpunu izolaciju Napomena: ova oprema se označava simbolom 2. dopunske izolacije za električnu opremu koja ima samo osnovnu izolaciju, koja se postavlja u toku irade električne instalacije i obezbeđuje bezbednost kao kod električne opreme prema 1) i ispunjava uslove iz t.5.2.2. do 5.2.6. Napomena:
simbol
treba postaviti na vidnom mestu u kućište ili izvan njega
3. pojačane izolacije neizolovanih delova pod naponom, a postavlja se u toku izrade električne instalacije i mora da obezbedi isti stepen bezbednosti kao kod električne opreme prema 1) i da ispunjava uslove iz t.5.2.2. do 5.2.6. Ovakva izolacija primenjuje se samo onda kada iz konstrukcionih razloga izrada dvostruke izolacije nije moguća. Napomena:
simbol
treba postaviti na vidnom mestu izvan kućišta
1.1.2. Kada je leketrična oprema spremna za rad, svi njeni provodni delovi odvojeni od delova pod naponom samo osnovnom izolacijom moraju biti zatvoreni u izolaciono kućište čiji je stepen zaštite najmanje IP 2X (standard JUS N.A5.070). 1.1.3. Izolaciono kućište mora izdržati mehanička, električna i termička naprezanja prema standardu JUS N.A5.070. Prevlake bojom, lakom ili sličnim materijalima ne odgovaraju ovim zahtevima, osim ako zadovoljavaju odgovarajuća tipska ispitivanja 1.1.4. Ako izolaciono kućište nije bilo prethodno ispitano, treba ispitati dielektričnu čvrstoću zavisno od klase izolacije
JUS N.B2.741
strana 21/45
1.1.5. Kroz izolaciono kućište ne smeju prolaziti provodni delovi koji bi mogli izneti neki potencijal. Kućište ne sme da ima vijke od izolacionog materijala čija bi zamena metalnim vijcima oslabila izolaciono svojstvo kućišta. Kada kroz izolaciono kućište moraju proći mehanički delovi (npr. upravljački organi ugrađenih aparata), oni se moraju tako postaviti da se ne smanji nivo zaštite od električnog udara. 1.1.6. Kada kućišta imaju vratanca ili poklopce koji se mogu otvarati bez upotrebe alata ili ključa, svi provodni delovi koji su pritupačni dok su vratanca ili poklopci otvoreni moraju biti zaklonjeni izolacionom pregrado stepena zaštite IP 2X da bi se sprečio slučajan dodir. Ova izolaciona pregrada mora biti takva da se može ukloniti samo pomoću alata. 1.1.7. Provodni delovi koji su u izolacionom kućištu ne smeju biti spojeni sa zaštitnim provodnikom. Može se predvideti povezivanje zaštitnih provodnika koji po potrebi prolaze kroz kućište da bi povezali drugu električnu opremu čiji napojni vod takođe prolazi kroz kućište. Takvi provodnici i njihove stezaljke moraju, u unutrašnjem delu kućišta, biti izolovani kao delovi pšod naponom a stezaljke moraju biti označene. Izloženi provodni delovi i umetnuti delovi ne smeju biti povezani sa zaštitnim provodnikom, osim ako je izričito predviđeno tahničkim zahtevima za tu vrstu opreme. 1.1.8. Kućište ne sme da ometa rad opreme koju zaštićuje. 1.1.9. Postavljanje opreme iz t.5.2.1. pod 1) (pričvršćivanje, povezivanje provodnika itd.) mora da bude tako izvedeno dsa se na oslabi zaštita koja je ostvarena prema tehničkim zahtevima za tu vrstu opreme.
5.3.
Zaštita postavljanjem u neprovodne prostorije Napomena: 1. Namena ove zaštitne mere je da spreči istovremeni dodir delova različitog potencijala u slučaju kvara osnovne izolacije delova pod naponom. Dopušteno je korišćenje opreme klase 0 ako su ispunjeni sledeći uslovi: 1.1.1. Izloženi provodni delovi moraju biti tako raspoređeni da u normalnim uslovima osoblje ne dođe u dodir sa: − dva izložena provodna dela, ili − izloženim provodnim delom i bilo kojim stranim provodnim delom, ako bi ti delovi mogli doći na različite potencijale usled kvara na osnovnoj izolaciji delova pod naponom. 1.1.2. U neprovodnim prostorijama ne smeju se predviđati zaštitni provodnici 1.1.3. Zahtev iz t.5.3.1. smatra se ispunjenim ako prostor ima izolacioni pod i zidove i ako je primenjen jedan ili više od sledećih uslova: a) Ostvarena odgovarajuća udaljenost izloženih provodnih delova i stranih provodnih delova, isto kao i udaljenost izloženih provodnih delova. Ova udaljenost je dovoljna ako rastojanje između dva elementa iznosi najmanje 2m; ovo rastojannje može se smanjiti do 1,25m izvan zone dohvata ruke. b) Postavljanje efikasnih prepreka između izloženih provodnih delova i stranih provodnih delova. Ovakve prepreke su dovoljno efikasne ako obuhvataju rastojanja koja prelaze vrednost utvrđenu pod a). One se ne smeju uzemljiti ili spajati sa
JUS N.B2.741
strana 22/45 izloženim provodnim delovima; koliko god je to moguće moraju biti od izolacionog materijala. c) Izolacija ili izolaciono postavljanje stranih provodnih delova. Izolacija mora imati dovoljnu mehaničku čvrstoću i izdržati ispitni napon od najmanje 2000V. Struja odvoda ne sme da pređe 1mA u normalnim uslovima upotrebe.
1.1.4. Električna otpornost izolacionih zidova i poda na svakom mestu, merena prema standardu JUS N.B2.761 mora biti najmanje: − 50kΩ kada nazivni napon instalacije nije veći od 500V i − 100kΩ kada je nazivni napon instalacije veći od 500V Napomena: 1. Ako je otpornost zidova na bilo kom mestu manja ili jednaka utvrđenim vrednostima, ti zidovi i podovi se smatraju stranim provodnim delovima u pogledu zaštite od električnog udara. 1.1.5. Razmeštaj veza mora biti trajan i ne sme postojati mogućnost da se dovede u pitanje njihova efikasnost. One takođe moraju da obezbede zaštitu pokretnog i prenosivog aparata ako to predviđa njihovo korišćenje. Napomene: 1. Kod električnih instalacija koje nisu pod nadzorom traba imati u vidu opasnost od naknadnog unošenja stanih provodnih delova (npr: pokretni i prenosivi aparat klase I ili provodnih elemenata kao što su metalne vodovodne cevi). 2. Važno je obezbediti da vlaga ne samanji izolaciju poda i zidova. 1.1.6. Moraju se preduzeti mere da strani provodni delovi ne prenose potencijal izvan posmatranog prostora.
5.4.
Zaštita lokalnim izjednačenjem potencijala Napomena: 1. Lokalno izjednačenje potencijala bez spajanja sa zemljom namenjeno je da spreči pojavu opasnih napona dodira. 1.1.1. Provodnici izjednačenja potencijala moraju povezivati sve istovremeno pristupačne delove i stane provodne delove. 1.1.2. Tako izvedeno lokalno izjednačenje potencijala ne sme da bude povezano sa zemljom direktno niti posredstvom izloženih ili stranih provodnih delova. Ako ovaj uslov ne može biti ispunjen, mora se primeniti zaštita automatskim isključenjem napajanja (vidi t.5.1) 1.1.3. Moraju se preduzeti mere obezbeđenja da ljudi koji ulaze u prostorije zaštićene lokalnim izjednačenjem potencijala ne smeju biti izloženi opasnoj razlici potencijala, naročito tamo gde je provodni pod izolovan od zemlje povezan sa lokalnim izjednačenjem potencijala.
5.5.
Zaštita električnim odvajanjem Napomena: 1. Električno odvajanje jednog strujnog kola instalacije namenjeno je da spreči električni udar usled dodira sa izloženim provodnim delovima koji mogu doći pod napon zbog kvara osnovne izolacije strujnog kola.
JUS N.B2.741
strana 23/45
1.1.1. Zaštita električnim odvajanjem mora se izvesti uz pridržavanje svih zahteva iz t.5.5.1.1. do 5.5.1.5. kao i zahteva iz: − t.5.5.2 kada odvojeno strujno kolo napaja samo jedan uređaj, ili − t.5.5.3 kada odvojeno strujno kolo napaja više uređaja Napomena: 1. Preporučuje se da umnožak nazivnog napona strujnog kola u voltima i dužine strujnog kola u metrima ne bude većaži od 100 000 Vm pod uslovom da dužina strujnog kola nije veća od 500m. 1.1.1.1. Strujno kolo se mora napajati iz izvora za odvajanje tj: − transformatora za odvajanje, ili − izvora koji obezbeđuje stepen bezbednosti kao kod transformatora za odvajanje, npr: motor-generator sa namotajima ekvivalentne izolacije. Napomena: 1. Zahtevana dielektrična čvrstoća proverava se visokonaponskim ispitivanjem. Pokretni izvori za odvajanje vezani na mrežu moraju biti izabrani ili postavljeni prema zahtevima iz t.5.2. Pričvršćeni izvori u zaštiti odvajanjem moraju biti: − izabrani i postavljeni prema t.5.2. ili − takvi da sekundarno strujno kolo bude razdvojeno od primarnog strujnog kola i kućišta izolacijom koja ispunjava uslove iz t.5.2; ako jedan takav izvor napaja više uređaja, njihovi izloženi provodni delovi ne smeju biti povezani sa metalnim kućištem izvora. 1.1.1.2. Nazivni napon električki odvojenog strujnog kola ne sme biti veći od 500V. 1.1.1.3. Delovi pod naponom odvojenog strujnog kola ne smeju imati zajedničku tačku sa drugim strujnim kolima niti neku tačku povezanu sa zemljom. Da bi se izbegla opasnost od zemljospoja, mora se posebno voditi računa o izolaciji ovih delova pod naponom u odnosu na zemlju, naročito kod savitljivih kablova i provodnika. Razmeštaj mora obezbediti električno odvajanje kod transformatora za odvajanje. Napomena: 1. Posebno električno odvajanje potrebno je između delova pod naponom električne opreme kao što su releji, kontaktori, pomoćne sklopke i bilo kojeg dela drugog strujnog kola. 1.1.1.4. Savitljivi kablovi i provodnici moraju biti vidljivi po celoj svojoj dužini na kojoj bi moflo doći do mehaničkih oštećenja. 1.1.1.5. Odvojena strujna kola polažu se posebno . Ako se to ne može izvesti, moraju se upotrebiti višežilni provodnici bez metalnog plašta ili izolovani provodnici postavljeni u izolacionim cevima ili kanalnim kutijama, pod uslovom da ti kablovi i provodnici budu za napon koji je barem jednak najvišem upotrebljenom naponu i da je svako strujno kolo zaštićeno od prekomerne struje.
JUS N.B2.741
strana 24/45
1.1.2. Kada odvojeno strujno kolo napaja samo jedan uređaj, izloženi provodni delovi uređaja odvojenog strujnog kola ne smeju biti spojeni sa zaštitnim provodnikom ni sa izloženim provodnim delovima drugih strujnih kola. Napomena: 1. Ako izloženi provodni delovi električki odvojenog strujnog kola mogu doći u dodir, namerno ili slučajno, sa izloženim provodnim delovima drugog strujnog kola, zaštita od električnog udara ne zavisi više samo od zaštite električnim odvajanjem već i od mera zaštite koje su primenjene na ove izložene delove. 1.1.3. Ako su preduzete mere za zaštitu odvojenog strujnog kola od svih oštećenja i grešaka na izolaciji, strujno kolo koje odgovara t.5.5.1.1. može napajati više uređaja pod uslovom da su ispunjeni svi zahtevi iz t.5.5.3.1. do 5.5.3.4. 1.1.3.1. Izloženi provodni delovi uređaja odvojenog strujnog kola moraju biti međusobno povezani izolovanim neuzemljenim provodnicima za izjednačenje potencijala koji nisu spojeni sa zemljom. Ovi provodnici ne smeju biti povezani ni sa zaštitnimn provodnicima ni sa izloženim provodnim delovima drugih strujnih kola, kao ni sa stranim provodnim delovima (vidi napomenu iz t.5.5.2.). 1.1.3.2. Sve priključnice moraju imati zaštitne kontakte koji moraju biti povezani sa spojem za izjednačenje potencijala prema t.5.5.3.1. 1.1.3.3. Izuzev ako je oprema klase II, svi savitljivi kablovi moraju imati zaštitni provodnik koji služi kao provodnik za izjednačenje potencijala. 1.1.3.4. Ako dva kvara nastanu istovremeno na izloženim provodnim delovima koji se napajaju provodnicima različitih polariteta, zaštitni uređaj mora odvojiti napajanje u toku 0,2s.
Veza sa drugim standardima JUS N.A0.826 – Električne instalacije u zgradama. Termini i definicije. JUS N.A5.070 – Stepeni zaštite električne opreme ostvareni pomoću zaštitnih kućišta. Klasifikacija, označavanje i tipska ispitivanja. JUS N.B2.702 – Opsezi napona za električne instalacije u zgradama JUS N.B2.730 – Električne instalacije u zgradama. Opšte karakteristike i klasifikacija. JUS N.B2.743 – Električne instalacije u zgradama. Zahtevi za bezbednost. Zaštita od prekomernih struja. JUS N.B2.754 – Električne instalacije u zgradama. Uzemljenje i zaštitni provodnici. JUS N.B2.761 – Električne instalacije u zgradama. Metode merenja električne otpornosti zidova i podova. JUS N.B2.775 – Električne instalacije niskog napona. Električne instalacije u poljoprivredi i hortikulturi. Posebni tehnički zahtevi. JUS N.H8.010 – Transformatori za razdvajanje i sigurnosni transformatori za razdvajanje. Opći tehnički uvjeti i ispitivanja. JUS N.N0.201 – Bezbednost elektronskih aparata za domaćinstvo i sličnu upotrebu. Tehnički uslovi i način proveravanja. JUS N.E3.605 – Priključni pribor za industrijske svrhe. Tehnički uslovi i ispitivanja.
JUS N.B2.741
strana 25/45 JUS N.A2.001 – Standardni naponi električnih mreža.
PRILOG A
Objašnjenja zahteva za zaštitu automatskim isključenjem napajanja ( tačka 5.1. ovog standarda ) Ovaj prilog je u skladu sa radnim dokumentom Tehničkog komiteta TC 64 Međunarodne elektrotehničke komisije IEC 64 (Secretariat) 524 iz 1988. godine.
JUS N.B2.741
strana 26/45
A.1.0.
PRINCIPI MERE ZAŠTITE
A.1.0.
Uvod Praksa je pokazala da korisnik ovog standarda ima teškoća oko razumevanja razloga zahteva ove mere zaštite. Iz tog razloga daju se ova objašnjenja. Primenjene mere zaštite automatskim isključenjem napajanja rezultat su razvoja na polju standardizacije u svetu poslednjih 20 godina.
A.1.1.
Opšte Mera automatskim isključenjem napajanja data u t.5.1. ovog standarda predviđa da, usled greške u izolaciji, spreči da se osobe izložene opasnim naponima dodira u takvim trajanjima koja mogu izazvati organska oštećenja. Da bi se zadovoljio ovaj zahtev, svaki kvar u izolaciji električne opreme mora izazvati proticanje struje kvara koja se mora prekinuti u takvim vremenima koja ne ugrožavaju bezbednost osoba. Ova mera zaštite obuhvata kombinaciju sledeća dva uslova: a) Postojanje provodnog puta – označenog u ovom standardu kao ’’petlja kvara’’ – što obezbeđuje proticanje struje kvara. Sastav petlje kvara zavisi od tipa razvodnog sistema (TN, TT ili IT). b) Isključenje struje kvara odgovarajućim zaštitnim uređajem u vremenu koje zavisi od raznih parametara kao što su verovatnoća pojave kvara, verovatnoća da osoba dodirne opremu tokom kvara i napon dodira kojem se osoba može izložiti. Granice napona dodira zasnivaju se na poznavanju dejstva struje na čovečije telo. Uslov pod a) zahteva postojanje zaštitnog provodnika koji spaja sve izložene provodne delove električne opreme napajane sa instalacije tako da sa stvara petlja kvara kako je to pokazano kasnije za različite razvodne sisteme TN, TT ili IT. Zaštitni provodnici se moraju postaviti pouzdano i čvrsto u skladu sa standardom JUS N.B2.754 koji određuje presek ovakvih provodnika i uslove koji treba da se ispune da bi se osigurali pouzdani spojevi. Uslov pod b) zahteva postojanje različitih uređaja u instalaciji, čije se karakteristike određuju zavisno od sistema uzemljenja (TN, TT ili IT).
A.1.2.
Dejstva električne struje na čovečije telo U ovom objašnjenju iznose se najnovija saznanja o dejstvu struje na čovečije telo. Napomena: 1. Ova saznanja baziraju se na izveštajima Međunarodne komisije IEC 479 iz 1977. godine, 479-1 iz 1985. godine i 479-2 iz 1986. godine. Radi upotpunjavanja ovog objašnjenja definišu se dva elementa: − dato dejstvo na čovečije telo u odnosu na razne jačine i razna trajanja struje koja protiče kroz čovečije telo; − impedansa ljudskog tela kao funkcija napona dodira. Ova dva elementa dozvoljavaju uspostavljanje odnosa koji može postojati između očekivanog napona dodira i njegovog trajanja koje obično ne izaziva štetno fiziološko dejstvo na bilo koju osobu izloženu ovom naponu dodira.
JUS N.B2.741
strana 27/45 Za naizmeničnu struju frekvencije između 15 i 100 Hz, kriva na slici 1 ( kriva je preuzeta iz izveštaja IEC 479-1/85), zona 3, prikazuje ovu situaciju u kojoj se ne očekuju organska oštećenja; u ovoj zoni se mogu pojaviti izvesne teškoće, ali one nestaju po prekidu struje. Kriva L na ovoj slici postavljena je tako da ima određene rezerve bezbednosti ispod zone 4 u kojoj pojava rizika od treperenja srčane komore, kao glavnog uzročnika smrti, usled električnog udara, povećava verovatnoću sa povećanjem i trajanjem struje koja protiče kroz ljudsko telo. Na slici 1 predstavljene su zone u pogledu fizioloških dejstava na sledeći način: ZONA
FIZIOLOŠKA DEJSTVA
1 (do krive a)
Obično bez ikakvih reakcija
2 (između krivih a i b)
Obično bez štetnih fizioloških dejstava
3 (između krivih b i c1)
Obično bez organskih oštećenja. Moguća su grčenja mišića i teškoće sa disanjem i poremećajem srčanog ritma, uključujući treperenje pretkomore i privremene zastoje rada srca bez treperenja komorew, povećane sa jačinom struje i trajanjem proticanja.
4 (iza krive c1)
Ista kao u zonu 3; verovatnoća pojave treperenja komore oko 5% na krivoj c2, oko 50% na krivoj c3 i veća iznad krive c3. Povećanjem jačine struje i trajanja proticanja mogu se pojaviti patofiziološka dejstva kao što su srčani zastoj, prestanak disanja i teške opekotine.
Slika A.1 – Zone dejstva na čovečije telo t (ms) / I (mA) (15 do 100 Hz) Na slici je: L – konvencionalna referentna kriva prema kojoj se uspostavljaju vremena isključenja u zavisnosti od očekivanog napona dodira za meru zaštite automatskim isključenjem napajanja A.1.3.
Impedansa čovečijeg tela Impedansa čovečijeg tela koja se razmatra za određivanje napona dodira značajno zavisi od dva elementa: − najverovatnijeg puta prolaska struje kroz čovečije telo; − uslova okoline, naročito u pogledu prisustva vode i dodira čoveka sa zemljom.
A.1.4.
Tipične situacije Uzimajući u obzir uslove iz prakse, mogu se identifikovati tri tipa situacije koji imaju respektivno sledeće karakteristike: Situacija 1:
Suve ili vlažne prostorije (ili mesta)
JUS N.B2.741
strana 28/45 Suva koža Pod dovoljne električne otpornosti Situacija 2:
Mokre prostorije (ili mesta) Mokra koža Pod male električne otpornosti
Situacija 3:
Uslovi pri potapanju Bez električne otpornosti kože Bez električne otpornosti okolnih zidova
Uslovi za zaštitu u situaciji 1 i2 uspostavljaju se uzimajući u obzir impedansu Z: Z1 = 1000 + 0,5Z5% ( Ω ), za uslov 1 ( situaciju 1 ) vrednost od 1000 Ω predstavlja eventualno prisustvo obuće i otpornosti poda
Z2 = 200 + 0,5Z5% ( Ω ), za uslov 2 ( situaciju 2 ) vrednost od 200 Ω za uslov 2 predstavlja najnižu vrednost električne otpornosti poda zanemarujući obuću
Z5% - naznačena vrednost impedanse ljudskog tela od koje manju vrednost ima, smatra se, samo 5% celokupnoig stanovništva. Napomena: Ova vrednost uzeta je iz IEC izveštaja 479-1 iz 1985. godine. Koeficijent 0,5 uzima u obzir dvostruki dodir obe ruke i obe noge, budući da su vrednosti (u IEC 479-1 iz 1985.god.) date za dodir između jedne ruke i jedne noge. Nema uslova koji se može utvrditi za situaciju 3, koja predstavlja vrlo specifičan slučaj u kojem je osoba u vodi i gde se zaštita automatskim isključenjem ne bi mogla primeniti, a samo bi se u nekim slučajevima mogle dozvoliti neke mere zaštite, npr. SELV do 12V naizmenične struje. Tačka 5 daje samo opšti slučaj koji odgovara situaciji 1 za koju je dozvoljeni napon dodira UL = 50V za naizmeničnu struju i 120V za jednosmernu struju bez talasnosti. Moraju se posebno specificirati uslovi koji moraju biti ispunjeni u slučaju situacije 2 za koju je dozvoljeni napon dodira 25V za naizmeničnu struju ili 60V za jednosmernu struju bez talasnosti. Ova situacija postoji samo u nekim specijalnim električnim instalacijama, kada se u standardu zahtevaju takva ograničenja dozvoljenog napona dodira; ovo je npr. slučaj kod električnih instalacija na gradilištima i u poljoprivredi i hortikulturi (JUS N.B2.775). U tabeli A.1, za situaciju 1 i situaciju 2, u zavisnosti od očekivanog napona dodira U C, dati su: − impedansa Z1 ili Z2 određene kako je prethodno dato, − struja I koja prolazi kroz čovečije telo (sl.2), − vreme isključenja t određeno prema krivoj L na slici A.1. Na slici A.2 su date krive vremena prekidanja u funkciji dozvoljenog napona dodira za situacije 1 i 2. Da bi se izbeglo unošenje potencijala pomoću metalnog električnog razvoda i drugih metalnih delova koji sa spoljne strane ulaze u zgradu, t.5.1.1.2. zahteva izvođenje glavnog izjednačenja potencijala spajanjem svih stranih provodnih delova na mestu ulaska u zgradu. Tabela A.1.
JUS N.B2.741
strana 29/45
Očekivani napon dodira UC (V)
Situacija 1
Situacija 2
Z1
I
t
Z2
I
t
(Ω)
( mA )
(s)
(Ω)
( mA )
(s)
25
–
–
–
1075
23
≥5
50
1725
29
≥5
925
54
0,47
75
1625
46
0,60
825
91
0,30
90
1600
56
0,45
780
115
0,25
110
1535
72
0,36
730
151
0,18
150
1475
102
0,27
660
227
0,10
220
1375
160
0,17
575
383
0,035
280
1370
204
0,12
570
491
0,020
350
1365
256
0,08
565
620
–
500
1360
368
0,04
560
893
–
JUS N.B2.741
strana 30/45
A.1.1.
PRIMENA MERE ZAŠTITE U RAZLIČITIM SISTEMIMA UZEMLJENJA
A.2.1.
TN sistemi
A.1.1.1.
Petlja kvara (t.5.1.3.1.) U TN sistemu petlja kvara se sastoji od galvanskog kola koje obuhvata, kako je to prikazano na slici A.3, provodnik pod naponom u kome je nastao kvar i zaštitni provodnik direktno spojen sa neutralnom tačkom izvora ( PE ili PEN provodnik, zavisno od toga da li je TN-S ili TN-C sistem ).
JUS N.B2.741
strana 31/45
slika A.3. – Uprošćena šema TN sistema koja pokazuje princip zaštite TN sistema: u slučaju kvara između faznog provodnika i izloženog provodnog dela M, struja kvara protiče u petlji kvara ( vidi t.A.3. i sliku A.16 i definicije za različite napone ). A.1.1.2.
Očekivani napon dodira Očekivani napon dodira UC je onaj koji se pojavljuje između izloženog provodnog dela M i tačke 0 i jednak je: UC = Id · Z, gde je:
(1)
Z – zbir impedansi zaštitnih provodnika između izloženog provodnog dela M i tačke 0 Za instalacije direktno napajanje iz distributivne mreže uslovi za zaštitu mogu se primeniti samo u saglasnosti sa distributerom; oni daju uslov napajanja, tj. karakteristike izvora – nultu komponentu impedanse transformatora ili suptranzijentnu reaktansu alternatora – koje zna jedino distributer. A.1.1.3.
Analiza uslova zaštite (t.5.1.3.3.) Opšta jednačina za očekivani napon dodira je: UC =
U0
2 2 U 0 RPE + X PE
( RT + R A + RPE ) 2 + ( X T + X A + X PE ) 2
, gde je:
– napon između faze i nule,
RT, XT – unutrašnja otpornost i unutrašnja reaktansa izvora, RA, XA – zbir otpornost i reaktansi, respektivno, faznog provodnika od izvora do posmatranog izloženog provodnog dela, RPE,XPE – zbir otpornosti i reaktansi, respektivno, zaštitnog provodnika od glavnog izjednačenja potencijala do posmatranog izloženog provodnog dela Napomena: 1. XA i XPE su ovde odvojeni tako da prikažu podelu napona duž petlje kvara. U praksi se oni ne mogu odvojeno meriti. U praksi se očekivani napon dodira određuje iz jednostavne formule:
UC = U0 ⋅
RPE Z S , gde je
(2)
U0 – napon između faze i neutralnog provodnika instalacije, RPE – otpornost zaštitnog provodnika između posmatranog izloženog provodnog dela i referentne tačke, ZS – impedansa petlje kvara koja obuhvata izvor, provodnik pod naponom do tačke kvara i zaštitni provodnik između izloženog provodnog dela učvršćene opreme ili priključnice i izvora. Referentna tačka je najbliža tačka izloženom provodnom delu čiji potencijal u slučaju kvara na tom izloženom provodnom delu ostaje približno jednak potencijalu mesta gde se izloženi provodni deo nalazi i koja se može jednovremeno dodirnuti sa stranim provodnim delovima.
JUS N.B2.741
strana 32/45 Ova referentna tačka može se dobiti postavljanjem dopunskog izjednačenja potencijala na nivou rasklopnog bloka koji napaja krajnje strujno kolo posmatranog izloženog provodnog dela (slika A.4.). Ovakvo dopunsko izjednačenje potencijala se izvodi pod sličnim uslovima kao za glavno izjednačenje potencijala zgrade (t.5.1.1.2.). Očekivani napon dodira je pad napona u provodniku između M i R usled struje kvara Id. Zaštitni uređaj se bira tako da struja kvara:
I d=
U0 ZS
(3)
osigurava delovanje u vremenu t koje nije veće od određenog u funkciji očekivanog napona dodira UC (kriva L1 ili L2). Ovo zahteva proračun impedanse petlje kvara ZS, koji je moguć samo ako su svi elementi petlj, uključujući i izvor, poznati. ZS se može izračunati ako su provodnici pod naponom i zaštitni provodnici u neposrednoj blizini bez uticaja feromagnetnih delova, ili se može odrediti merenjem. Reaktansa se može zanemariti za provodnike preseka do 35mm2 i ako se fazni i zaštitni provodnik postavljaju neposredno jedan uz drugi. Struja I d je pod ovim uslovima:
Id = c
U0 Ra + R P ,
gde je:
(4)
c – konvencionalni faktor koji koriguje grešku usled zanemarivanja impedanse izvora napajanja. U odsustvu preciznih informacija može se uzeti da je jednak 0,8. Napomena: Iskustvo pokazuje da ova vrednost važi u većini slučajeva. Ra – otpornost faznog provodnika od referentne tačke do izloženog provodnog dela, RP – otpornost zaštitnog provodnika od referentne tačke do izloženog provodnog dela. ` Očekivani napon dodira U C je:
U C` = RP ⋅ I d = c ⋅ U 0
m 1+ m ,
gde je:
(5)
m – odnos otpornosti zaštitnog provodnika i faznog provodnika posmatranog strujnog kola. Ako su provodnici od istog materijala, uzima se kao ekvivalent odnosa preseka faznog i zaštitnog provodnika posmatranog strujnog kola. Slika A.4. – Primer referentne tačke Uzimajući ovo u obzir, očekivani napon dodira i vremena isključenja mogu se odrediti kao zavisnost od nazivnog napona instalacije, uzimajući u obzir parametra c i m. LP – glavno izjednačenje potencijala PE – zaštitni provodnik C – strani provodni deo LL – dopunsko izjednačenje potencijala R – referentna tačka M – izloženi provodni deo Očekivani napon dodira jednak je padu napona u provodniku između M i R, zavisno od struje kvara Id.
JUS N.B2.741
A.1.1.4.
strana 33/45
Praktična primena uslova za zaštitu (t.5.1.3.5.) Iskustvo pokazuje da je često teško tačno proceniti očekivani napon dodira. Pozivanje na napon kvara bilo bi suviše strogo za svrhu korišćenja zaštitnog uređaja prekomerne struje i zbog toga su neophodne razne hipoteze u procenjivanju očekivanog napona dodira. Ova procena se posebno zasniva na vrednosti koeficijenta c, čija tačna vrednost zavisi od konfiguracije napojne mreže. Štaviše, nije sigurno da povećanje potencijala izloženih provodnih delova krajnjih strujnih kola ne bi prešlo vrednost sa krive L1 ili L2 u slučaju kvara u drugim krajnjim strujnim kolima ili napojnim strujnim kolima. Tako, da bi se olakšalo uspostavljanje uslova za primenu pravila za zaštitu, vremena isključenja određena su ne kao funkcija očekivanog napona dodira već kao funkcija nazivnog napona instalacije, uzimajući u obzir prethodne odnose (5) između ova dva napona. Zato je urađena studija o uticaju primena različitih parametara na vrednost očekivanog napona dodira i odgovarajućih vremena isključenja. Ovi parametri su sledeći: − Faktor c može varirati, u odnosu na situaciju posmatranog strujnog kola, između 0,6 (npr. strujno kolo vrlo daleko od izvora) i 1 (npr. za strujno kolo koje izlazi direktno iz izvora). − Odnos m može varirati u zavisnosti od odnosa preseka faznog i zaštitnog provodnika posmatranog strujnog kola. Za kablove i izolovane provodnike odnos m može biti između 1 i 3. − Napon napajanja U0, u saglasnosti sa standardom JUS N.A2.001, može varirati ±10%. ` Proračuni pokazuju da, za datu vrednost napona U0, očekivani napon dodira U C varira u zavisnosti od vrednosti parametra c i m, između 0,3U0 i 0,75U0.
Na primer, za nazivni napon 220V očekivani napon dodira varira između 66V i 165V. Rezultujuća struja kroz čovečije telo varira između 40mA i 114mA: prema krivoj L1 sa slike A.5, vreme prekidanja mora biti između 0,7s i 0,23s. Tabela 1 utvrđuje jedinstveno vreme 0,4s. Ovo vreme odgovara srednjoj vrednosti faktora c = 0,8 i odnosu m = 1, što obično i postoji u krajnjim strujnim kolima. Očekivani napon dodira jednak je, prema formuli (5): U C` = 0,8 ⋅ 220
1 = 88V 2
JUS N.B2.741
strana 34/45
JUS N.B2.741
strana 35/45
JUS N.B2.741
strana 36/45 što odgovara, prema krivoj L1, slika A.2, približno vremenu od 0,4s. Prema stvarnim vrednostima faktora c i odnosa m, tačka struja / vreme se kreće na
Slika A.5. Uticaj varijacije parametara c, m i U0
liniji AB. Dalje, kao funkcija stvarne vrednosti napona U0 : − linija A’B’ odgovara maksimalnoj vrednosti napona, ili 1,1U0 , − linija A’’B’’ odgovara minimalnoj vrednosti napona, ili 0,9U0 . Tačka odgovara vremenu isključenja u funkciji napona dodira unutar šrafirane površine. Proizlazi da su uslovi za isključenje ispunjeni u svakom slučaju u zoni 3 i ispod krive C1. Kao što je prikazano grafički, jedinstvena vrednost vremena može se izabrati za svaku nazivnu vrednost napona, nezavisno od vrednosti faktora c i odnosa m. Iz ovih razloga usvojena su vremena isključenja utvrđena u tabeli 1 (konvencionalna primena). U praksi ova vremena isključenja uzimaju se u onzir samo ako je uređaj za isključenje topljivi osigurač: pravilo za zaštitu sa tada sastoji u osiguranju da struja kvara Id izazove sigurno pregorevanje osigurača u vremenu t definisanom u tabeli 1, potvrđujući da se odgovarajuća tačka na dijagramu delovanja osigurača I=f(t) nalazi iznad gornje granice vremena karakteristike vreme / struja osigurača (slika A.6.). Kada je zaštitni uređaj prekidač, dovoljno je da se osigura da je struja kvara Id najmanje jednaka najmanjoj vrednosti struje koja osigurava trenutno delovanje prekidača; u stvari, vremena delovanja prekidača su uglavnom manja od vremena definisanih u tabeli 1, pod uslovom da namerno ne kasne (slika A.7.). Slika A.6. – Zaštita osiguračem Slika A.7. – Zaštita prekidačem Tačka A koja odgovara vremenu t0 definisanom u tabeli 1 za struju kvara Id je iznad gornje granice karakteristike vreme / struja osigurača (FF).* t1 je stvarno vreme prekidanja osigurača, kod struje kvara I .
Ako je struja kvara Id veća od najmanje struje koja osigurava trenutno delovanje prekidača Im , vreme delovanja t1 prekidača je sigurno manje od vremena t0 koje je definisano u tabeli 1.
JUS N.B2.741
strana 37/45
*) Do donošenja jugoslovenskog standarda treba koristiti podatke proizvođača.
Nadalje, kada je napon dodira manji od trajno dozvoljenog napona dodira UL, isključenje napajanja nije nužno u pogledu zaštite od indirektnog dodira. Međutim isključenje može biti neophodno iz drugih razloga, kao što je rizik od požara. Ovo je naročito izraženo kada je odnos impedanse zaštitnog provodnika i petlje kvara dovoljno mali (npr. kada se kao zaštitni provodnik koristi nekoliko provodnika višežilnog kabla u paraleli ili armatura kabla u paraleli sa golim nepridruženim spoljnim provodnikom, vođeni zajedno). Prethodna predvižanja su sasvim primenljiva na strujna kola koja napajaju prenosive i ručne aparate. A.1.1.5.
Slučajevi u kojima se dozvoljava vreme isključenja do 5s (t.5.1.3.4.) Vreme isključenja koje je veće od vrednosti date u tabeli 1, a manje od 5s dozvoljava se za strujna kola koja ne napajaju prenosive i ručne aparate iz sledećih razloga: − kvarovi u ovakvim strujnim kolima su ređi; − rizik dodira sa opremom napajanom ovakvim strujnim kolima u trenutku kvara malo je verovatan; − oprema napajana ovakvim strujnim kolima se obično na hvata i može se lako otpustiti ako se kvar pojavi; − napon dodira se smanjuje postavljanjem glavnog izjednačenja potencijala. Ograničenje od 5s je konvencionalno. Ovo vreme pokriva većinu slučajeva u kojima su potrebna vremena isključenja duža nego što su vrednosti date u tabeli 1, npr. za napojna strujna kola i za strujna kola motora. Takođe, ova vremena su normalno usaglašena sa termičkom izdržljivošću oprema koja sačinjava petlju kvara.
JUS N.B2.741
strana 38/45 Skreće se pažnja na činjenicu da se ta vremena isključenja koja prelaze vrednosti iz tabele 1 mogu preneti na pripadajuća krajnja strujna kola koja napajaju prenosive aparate ili ručne aparate. Slika A.8. – Uslovi zaštite raznih strujnih kola jedne električne instalacije
T – rasklopni blok L – dopunsko izjednačenje potencijala*) C – strani provodni delovi M – neprenosivi aparati (oprema kao što su motori) X – pričvršćene svetiljke – priključnica D – napojno strujno kolo (strujno kolo koje je ispred krajnjeg)
vremena isključenja prema tabeli 1
vremena isključenja koja mogu biti duža od vrednosti iz tabele 1 ali manja od 5s
*) Dopunsko izjednačenje potencijala nije neophodno ako napon dodira koji bi se mogao pojaviti u slučaju kvara T4 nije veći od UL (u opštem slučaju 50V). Ovaj uslov je ispunjen ako odnos između otpornosti zaštitnog provodnika između T4 i referentne tačke i impedanse petlje kvara nije veći od odnosa između U L i nazivnog napona između faze i neutralne tačke U0.
Tamo gde je obezbeđeno izjednačenje potencijala između svih jednovremeno pristupačnih provodnih delova pojava opasnih napona dodira nije verovatna u praksi i tada se sozvoljava da se izostavi određivanje uslova za zaštitu od indirektnog dodira za strujna kola koja se nalaze ispred izjednačenja potencijala. Ovo se naročito odnosi na glavna strujna kola i napojna strujna kola. Ovakvi uslovi ilustrovani su na slici A.8. koja prikazuje razne moguće slučajeve. Ova granica vremena od 5s ne unosi se u namerno kašnjenje delovanja zaštitnog uređaja, ali uzima u obzir karakteristike zaštitnih uređaja za struje od dalekih mesta kvarova pod sličnim uslovima kao što su pravila za vremena isključenja za zaštitu od kratkog spoja (JUS N.B2.743, t.5.3.2). Međutim, neka delovanja zaštitnog uređaja koja kasne mogu biti neophodna za napajanje aparata sa velikom startnom srujom ili koji imaju struje odziva pri uključivanju, tako da ne izazivaju nepotrebna isključivanja (okidanja). Ovo je posebno primenljivo kod napajanja motora velikih snaga. A.1.1.6.
Zaštita pomoću zaštitnog uređaja diferencijalne struje (t.5.1.3.9.) Kada ne mogu da se ispune uslovi za zaštitu pomoću zaštitnih uređaja prekomerne struje, zaštita se ostvaruje pomoću zaštitnih uređaja diferencijalne struje (ZUDS); Takvi uslovi mogu postojati u strujnim kolima priključnica nepoznate dužine, u strujnim kolima velike dužine i malog preseka čija je impedansa znatna. U ovom slučaju zaštitni provodnik takvog strujnog kola mora se spojiti: a) na zaštitni provodnik instalacije – PEN provodnik u TN-C sistemu – na strani napajanja ZUDS-a,
JUS N.B2.741
strana 39/45 b) ili na posebni uzemljivač koji mora da zadovolji uslove za zaštitu u TT sistemu. U slučaju a) kratak spoj koji nastane na strani opterećenja ZUDS-a izazvaće porast potencijala zaštitnog provodnika usled pada napona izazvanog proticanjem struje kratkog spoja u PEN provodniku. Ovakav porast potencijala mogao bi se pojaviti za vreme delovanja zaštitnog urađaja prekomerne struje. Ovo vreme ne sme prekoračiti 5s, a prema standardu JUS N.B2.743 je obično i kraće. Rizik koji bi proizišo iz ovakvih okolnosti je mali, tako da nema potrebe uzimati u obzir odredbe standarda JUS N.B2.741.
Slika A.9 – Kratak spoj nastao u C između faznog i neutralnog provodnika prouzrokovaće pad napona u PEN provodniku između O i A jednak proizvodu struje kratkog spoja Ia i otpornosti PEN provodnika.
A.1.2. A.1.2.1.
TT sistemi (t.5.1.4.) Petlja kvara U TT sistemu, kao je prikazano na slici A.10, petlja kvara koja se sastoji od faznog provodnika u kome je nastao kvar, zaštitnog provodnika koji spaja izloženi deo na uzemljivač i dva uzemljivača: izloženog provodnog dela instalacije (RA) i neutralne tačke napajanja (RB).
A.1.2.2.
Analiza uslova za zaštitu (t.5.1.4.2.) Napon dodira u slučaju kvara je: UC = RA · Id , Id – struja kvara
gde je
(6)
JUS N.B2.741
strana 40/45
JUS N.B2.741
strana 41/45
Slika A.10. – Princip zaštite u TT sistemima Videti slika A.15. i A.16. i definicije za različite napone
Zanemarujući otpornost metalnih puteva (provodnik pod naponom i zaštitni provodnik) koje su uglavnom male u poređenju sa otpornostima uzemljivača, struja kvara je:
Id =
U0 , RA + RB + Rd
gde je Rd – otpornost kvara
(6a)
U TT sistemu, u poređenju sa TN sistemom, neophodno je da se uzme u obzir nepotpuni kvar koji se predstavlja određenom otpornošću. Ako se u TN sistemu ne uzimaju u obzir takvi kvarovi, to je zbog toga što je rasuta energija na mestu kvara takva da se, zbog velike struje kvara, kvar pretvara bilo u potpuni kvar zanemarljive impedanse ili se eliminiše razaranjem u vrlo kratkom vremenu. Zbog toga se uticaj nepotpunog kvara može zanemariti u TN sistemu. Nepotpun kvar u TT sistemu se može održavati bez razvoja razaranja duže vreme od onoga koje obezbeđuje delovanje zaštite od indirektnog dodira, jer je struja kvara znatno manja. Da bi se uzelo u obzir postojanje ovih nepotpunih kvarova, čija otpornost ne mora biti poznata, bezbednost će se osigurati ako se zahteva da očekivani napon dodira određen za struju potpunog kvara ne prelazi utvrđeni dozvoljeni napon dodira UL, tj.: UC' = RA · Id ≤ UL
I d` =
U0 RA + RB
(6b)
(7)
pri čemu je vreme isključenja uređaja za zaštitu najviše 5s u skladu sa tabelom A.1. Ako kvar nije potpun, struja kvara je manja i vreme isključenja je proporcionalno duže, ali budući da je napon dodira manji od UL, uslovi zaštite su obezbeđeni. Kada se instalacija napaja iz niskonaponskog sistema, vrednost otpornosti uzemljivača neutralne tačke napajanja (RB) obično nije poznata i vrednost koja prelazi (RA i RB) dobija se merenjem impedanse (otpornosti) petlje kvara.
JUS N.B2.741
strana 42/45 Upotreba zaštitnog uređaja diferencijalne struje za automatsko isključenje napajanja bez namernog kašnjenja omogućava brzu eliminaciju struje kvara: vremena isključenja su svakako manja od onih utvrđenih uza situaciju 1 i situaciju 2.
A.1.2.3.
Uređaji za zaštitu (t.5.1.4.4.) Upotreba uređaja za zaštitu od prekomerne struje kod zaštite od indirektnog dodira u TT sistemima zahteva vrlo male otpornosti uzemljenja. Tako je za osigurač od 20A potrebna otpornost uzemljenja manja od 0,7Ω a za prekidač od 32A otpornost uzemljenja treba da bude manja od 0,5Ω. Ovako male otpornosti uzemljenja je teško u praksi realizovati i nije moguće obezbediti njihove vrednosti u toku veka trajanja instalacije. Nezavisno od otpornosti uzemljivača, upotreba zaštitnog uređaja diferencijalne struje obezbeđuje zaštitu od indirektnog dodira: npr. uređaj sa nazivnom diferencijalnom strujom 0,3A dozvoljava otpornost uzemljivača 160Ω, što se lako može postići u skoro svim vrstama tla.
A.1.3. A.1.3.1.
IT sistemi (t.5.1.5.) Bez isključenja napajanja pri pojavi prvog kvara U IT sistemima, u vremenu pojave prvog kvara na izolaciji, struja kvara se ograničava tako da se ne može pojaviti u instalaciji opasni napon dodira veći od trajno dozvoljenog. Ovaj uslov dopušta izbegavanje isključenja pri prvom kvaru i dalju upotrebu električne instalacije. Ali da bi ova mogućnost postala valjana, važno je da se kvar brzo pronađe i eliminiše. Ako to nije moguće, instalacija funkcioniše kao TN ili TT sistem i isključenje će se desiti pri pojavi drugog kvara, pre eliminisanja prvog.
A.1.3.2.
Razni sistemi Da bi se zadovoljio ovaj uslov, instalacija se izoluje od zemlje ili spaja sa njom preko impedanse odgovarajuće vrednosti. Ako je instalacija izolovana od zemlje (slika A.11), struja prvog kvara određuje se kapacitivnostima ostalih dveju faza prema zemlji. Ovo može ograničiti dužinu svih strujnih kola instalacije. Tamo gde je instalacija spojena sa zemljom preko impedanse (slike A.12 i A.13) jačina struje prvog kvara ograničava se u praksi vrednošću ove impedanse, a kapacitivnosti ostalih dveju faza prema zemlji u većini slučajeva znatno povećavaju impedansu, osim ako instalacija sadrži kablove velike dužine ili su kablovi sa metalnim plaštem. Spoj instalacije sa zemljom preko impedanse primenjuje se posebno tamo gde se prenaponi ili kolebanja napona očekuju sa pojavom rezonancije. Vrednost impedanse Z bira se tako da se izbegnu oscilacije i da izazovu proticanje struje greške koja se može otkriti. Struja ne treba da bude ni previsoka, tako da pri stalnom proticanju kroz zaštitne provodnike i eventualno uzemljivač ne dolazi do prevelikog zagrevanja. U većini slučajeva uzima se da je vrednost impedanse Z reda 5 do 6 puta fazni napon instalacije, izražena u omima, ili npr. 1000Ω za napon 220/380V instalacije. Za slučaj na slici A.12 struja prvog kvara (kvar prema izloženi provodnim delovima opreme M) ograničena je zbirom otpornosti uzemljivača i impedanse Z. Uslovi koji dozvoljavaju da se ne isključuje napajanje ograničeni su naponom dodira na izloženim provodnim delovima opreme M, koji je jednak RA·Id i koji ne sme preći vrednost dozvoljenog napona dodira (UL).
JUS N.B2.741
strana 43/45 Za slučaj na slici A.13 struja prvog kvara ograničena je jedino impedansom Z, impedanse pripadajućih provodnika su prema tome zanemarljive. Nema pojave napona dodira na izloženim provodnim delovima i nije potrebno da se zadovolji uslov iz t.5.1.5.3. Međutim, može biti nephodno da se ograniči vrednost RAB u pogledu rizika od direktnog proboja faze na zemlju.
Slika A.11. – IT sistem izolovan od zemlje. Struja prvog kvara koja deluje u trećoj fazi zatvara se preko kapacitivnosti prve i druge faze
JUS N.B2.741
strana 44/45
Slika A.12. – IT sistem u kojem je neutralna tačka spojena sa zemljom preko impedanse Z i u kojem je uzemljivač napajanja (RB) odvojen od uzemljivača izloženih povodnih delova (RA)
Slika A.13. – IT sistem u kojem je neutralna tačka spojena sa zemljom preko impedanse Z i u kojem je uzemljenje napajanja spojeno sa izloženim provodnim delovima (RAB) U ovim šemama neutralni provodnik nije prikazan, jer se strogo preporučuje da se u ovim sistemima ne vodi. Ako se neutralni provodnik vodi u IT sistemu instalacije, greška prema zemlji efektivno poništava prednosti vezane za sisteme u kojima neutralna tačka nije direktno spojena sa zemljom. Sa druge strane, vođenje neutralnog provodnika kada nije spojen sa zemljom zahteva posebno izvođenje instalacije:
JUS N.B2.741
strana 45/45 − da bi se, u slučaju dve greške nastale u istoj instalaciji, izbeglo da u dva strujna kola različitih preseka teče kroz neutralni provodnik manjeg preseka vaća struja nego što je trajno dozvoljena struja; − da se upotrebljeni aparati ne izlažu naponima većim od njihovog nazivnog napona. Ovo izvođenje instalacije zahteva detaljniju tehničku razradu instalacije, radi njenog stavljanj u pogon. Na kraju, odsustvo neutralnog provodnika olakšava izbor uređaja za zaštitu od preopterećenja i otkrivanje mesta kvara.
A.1.3.3. A.1.3.3.1.
Zaštita pri drugom kvaru Osnovni uslov Ako prvi kvar nije otklonjen a pojavi se drugi kvar, u izolaciji druge faze uspostavlja se struja dvostrukog kvara koja je u stvari međufazna struja kratkog spoja (ili struja između faze i neutralnog provodnika), ali čija je jačina znatno manja od struje kratkog spoja u jednom strujnom kolu s obzirom na činjenicu da obuhvata dva strujna kola, što je prikazano na slici A.14.
Slika A.14. – Struja dvostrukog kvara u IT sistemu kada su izloženi provodni delovi spojeni na isti uzemlji-vač. Ova šema ne zavisi od situacije instalacije u odnosu na zemlju (izolovan ili spojen sa zemljom preko impedanse)
Uslovi za otklanjanje struje dvostrukog kvara zavise od situacije u pogledu uzemljivača: slučaj sa slike A.12 odgovara TT sistemu, dok slučaj sa slike A.13. odgovara TN sistemu. Uslovi isključenja struje dvostrukog kvara su sledeći: a) Kada u istoj instalaciji izloženi provodni delovi nisu spojeni na isti uzemljivač a dva kvara nastanu u različitim grupama međusobno spojenih izloženih provodnih delova, zaštita se postiže prema uslovima iz TT sistema. U grupi gde su međusobno spojeni izloženi provodni delovi zaštita se postiže prema uslovima iz t.5.1.5.6. (vidi t.A.2.3.3.2. do A.2.3.3.6.).
JUS N.B2.741
strana 46/45 b) Kada su u istoj instalaciji svi izloženi provodni delovi, uključujući i one od izvora, spojeni na isti uzemljivač, zaštita se postiže prema uslovima iz t.5.1.5.6. (vidi t.A.2.3.3.2. do A.2.3.3.6.).
A.1.3.3.2.
Očekivani napon dodira Iako se zbog male verovatnoće zanemaruje rizik od jednovremenog dodira između dva izložena provodna dela u kojima su nastala dva kvara u izolaciji, mora se uzeti u obzir očekivani napon dodira pri pojavi drugog kvara, između izloženog provodnog dela pod kvarom i glavnog izjednačenja potencijala. Ako se razmatra sistem na slici A.14, zapaža se da je ovaj napon jednak padu napona u zaštitnom provodniku između A i M, zavisno od struje dvostrukog kvara IAB. Ako je: Za – impedansa faznog provodnika između izloženog provodnog dela A i referentne tačke, a Zb – impedansa faznog provodnika između izloženog provodnog dela B i iste referentne tačke očekivani napon dodira je : UC = m1Za∙Iab
(8)
ili
UC =
m1 Z aU 2Z 0 + Z a (1 + m1 ) + Z b (1 + m2 )
(9)
Stavljajući
c=
Z a (1 + m1 ) + Z b (1 + m2 ) 2Z 0 + Z a (1 + m1 ) + Z b (1 + m2 )
z= i
Za Zb
(10)
dobija se:
UC =
m1 zcU z (1 + m1 ) + (1 + m2 )
(11)
gde je U međufazni napon. Jednačina 11 predpostavlja da odnos m ima istu vrednost od tačke napajanja do razmatranih izloženih provodnih delova. Ako nije tako, formula (12) se piše kao: UC =
ΣZ p m p Σ(1 + m p ) Z p
⋅ cU ,
gde je
(12)
Zp – impedansa zaštitnog provodnika strujnog kola p, mp – vrednost odnosa m u strujnom kolu p. Uzimajući da neutralni provodnik nije vođen, napon U je napon između faza. Ako se pak neutralni provodnik vodi, vrede ista razmatranja, s tim što je U fazni napon. A.1.3.3.3.
Struja dvostrukog kvara Ova struja je: I ab =
U Z a (1 + m1 ) + Z b (1 + m2 ) + 2 Z 0
(13)
JUS N.B2.741
strana 47/45 ili, uzimajući u obzir ranije definisan odnos c: I ab =
cU Z a (1 + m1 ) + Z b (1 + m 2 )
(14)
Ako je Ia struja kvara zanemarljive impedanse u tački A, a struja Ib isto to u tački B, onda je: Ia =
cU Z a (1 + m1 )
Ib =
i
cU Z b (1 + m 2 )
Ia i Ib su respektivno struje kvara u A i B koje protiču ako je instalacija sistema TN. Deljenjem Iab (13) respektivno sa Ia i Ib dobija se:
1 + m1 1 + m2 1 + m1 + z
(15)
I ab 1 + m2 = I b 1 + m2 + (1 + m1 ) ⋅ z
(15’)
I ab = Ia
Radi lakšeg razumevanja mogu se uvesti uprošćenja u prethodnim proračunima; ovakva uprošćenja ne menjaju zaključke. Posebno, usvojeno je da je koeficijent c isti za struju dvostrukog kvara i za struju kvara iz faze prema izloženim provodnim delovima; u stvari, koeficijent nema baš tačno istu vrednost, ali jedinstvena vrednost od 0,8 je zadržana. A.1.3.3.4.
Uslovi za zaštitu Uslovi za zaštitu se određuju na takav način da struja dvostrukog kvara osigurava isključenje za vreme, prema krivoj L1 ili L2, prema odgovarajućem očekivanom naponu dodira između izloženog provodnog dela i glavnog izjednačenja potencijala. Očekivani napon dodira je:
UC =
m1 zcU z (1 + m1 ) + (1 + m2 )
(16)
Odnos struje dvostrukog kvara i struje kvara faze prema izloženom provodnom delu je:
I ab = Ia
1 + m1 1 + m2 1 + m1 + z
(17)
U praksi se uslovi zaštite određuju za svako strujno kolo zasebno ne uzimajući u obzir karakteristike drugih strujnih kola; formule (16) i (17) mogu se primeniti uzimajući u obzir jedino odnos m razmatranog strujnog kola i za vrednost z jednaku jedan. Primenjujući formulu (16) očekivani napon dodira u slučaju dvostrukog kvara u strujnom kolu je: U c1 = 0,5cU
m 1+m
(18)
Primenjujući formulu (14), uz zanemarivanje reaktansi struje dvostrukog kvara, u strujnom kolu je: I d 1 = 0,5 ⋅
cU , Ra + R p
gde je
(19)
JUS N.B2.741
strana 48/45 Ra – otpornost provodnika pod naponom razmatranog strujnog kola iza tačke napajanja, koja odgovara referentnoj tački, Rp – otpornost zaštitnog provodnika iza referentne tačke. Proučavanje varijacija očekivanog napona dodira i struje dvostrukog kvara u funkciji odnosa z impedansi dva strujna kola, lokacije dva kvara i saglasno vrednostima odnosa m dva strujna kola pokazuje valjanost formule (18) i (19). Prema tome, uslovi zaštite u IT sistemu su zadovoljeni ako zaštitni uređaj svakog strujnog kola osigurava isključenje struje dvostrukog kvara, jednake najmanje polovini struje kvara zanemarljive impedanse koja protiče ako je instalacija TN sistem. Odgovarajuća vremena delovanja zaštitnog uređaja se određuju sa krivih L1 ili L2 za očekivane napone dodira Uc’, jednake delu očekivanog napona dodira Uc u TN sistemima čiji je deo: − 0,5 ako se neutralni provodnik vodi u instalaciji, − 0,5 3 ako se nautralni provodnik ne vodi u instalaciji.
A.1.3.3.5.
IT sistem sa i bez neutralnog provodnika U svim formulama od (15) do (19) napon U je onaj koji je u tački napajanja petlje kvara, tj.: − napon između faza U0 3 ako se nautralni provodnik vodi, − fazni napon U0 ako se neutralni provodnik ne vodi. Kada se neutralni provodnik vodi, uslovi dvostrukog kvara, od kojih jedan zahvata neutralni provodnik, najnepovoljniji su zato što daju najnižu struju dvostrukog kvara koja je, budući da je jednaka polovini struje kvara u TN sistemu, merodavna za zaštitu od indirektnog dodira. Ako su uslovi zaštite ispunjeni za dvostruki kvar faza-neutralni provodnik, više će zadovoljiti za slučaj dvostrukog kvara faza-faza. U stvari, ako se topljivim osiguračem obezbeđuje zaštita od dvostrukog kvara faza-neutralni provodnik sa vremenima od 0,8s (za napon 220/380V), za dvostruki kvar faza-faza, obezbediće se isključenje u vremenu t’ jednakom: 4
220 t ` = 0,8 ⋅ = 0,09 s 380
Ovo je znatno manje od 0,4s što odgovara očekivanom naponu dodira u IT sistemu bez neutralnog provodnika. Kada se zaštita obezbeđuje prekidačem, struja dvostrukog kvara faza-faza jednaka je 3 puta struja dvostrukog kvara faza-neutralni provodnik i jasno je da je tada druga struja veća od struje koja obezbeđuje trenutno delovanje; prva struja obezbediće trenutno delovanje prekidača. A.1.3.3.6.
Izbor zaštitnog uređaja Zaštitni uređaj se bira tako da struja: I df = 0,5 ⋅
U` Zs
(20)
osigurava njegovo delovanje za vreme koje ne prelazi utvrđeno vreme na krivoj L1 ili L2 kao funkciji očekivanog napona dodira Uc’ definisanog ranije. U ovoj formuli je: U’ – napon između faza ako se neutralni provodnik ne vodi u instalaciji, ili napon između faze i neutralnog provodnika (U0) ako se neutralni provodnik vodi, Zs – impedansa petlje kvara definisana kao u TN sistemu u t.5.1.3.3, formula (2). Ako se reaktanse mogu zanemariti, struja Idf je:
JUS N.B2.741
strana 49/45 I df = 0,5c ⋅
U` , Ra + R p
gde je
(21)
c – konvencionalni faktor definisan u formuli (4), Ra i Rp – otpornosti definisane u formuli (4) Ako su fazni provodnici i zaštitni provodnik jedan do drugog, očekivani napon dodira Uc’ uzima se kao: m` U c`1 = 0,5cU ` , 1 + m`
gde je
(22)
U’ – napon, ranije definisan u formuli (20), m’ – odnos otpornosti zaštitnog provodnika i provodnika pod naponom (fazni provodnik ako se ne vodi neutralni, odnosno neutralni ako se neutralni provodnik vodi) posmatranog strujnog kola. Ako su provodnici od istog materijala, m’ se uzima kao odnos preseka provodnika pod naponom (faznog provodnika ako se neutralni ne vodi, odnosno neutralnog ako se neutralni provodnik vodi) i zaštitnog provodnika posmatranog strujnog kola. U praksi, vremena isključenja iz tabele 2 (konvencionalna primena) se određuju na isti način kao u TN sistemima (t.5.1.3.3.). A.1.4.
Dopunsko izjednačenje potencijala ( t.5.1.6. ) Dopunsko izjednačenje potencijala je kompenzaciona mera koja se primenjuje kada uslovi za zaštitu za određeni sistem ne zadovoljavaju. Izjednačenje potencijala može biti potrebno npr. u TN ili IT sistemu u strujnim kolima velike dužine i onima gde je impedansa petlje kvara prevelika da bi se osigurala prorada zaštitnog uređaja u utvrđenom vremenu. Ono nema svrhu smanjivanja vremena delovanja zaštitnog uređaja, već se izvodi u cilju smanjenja napona dodira na bezopasnu vrednost. U ovom slučaju to je dozvoljeni napon dodira UL koji se može održavati neograničeno vreme (t.5.1.6.2.). U pogledu vremena isključenja, vreme od 5s je valjano ako je zaštitni uređaj osigurač. Ako je zaštitni uređaj prekidač, struja koja se uzima u obzir je najmanja struja koja osigurava trenutno delovanje prekidača (vidi sliku A.7.).
A.1.5.
Dodatna objašnjenja definicija napona dodira, očekivanog napona dodira i napona kvara
A.3.1.
Definicije U standardu JUS N.A0.826 date su sledeće definicije za napon dodira i očekivani napon dodira, a u ovom standardu se daje definicija za napon kvara.
A.1.5.1.
Napon dodira ( t.2.2.2, JUS N.A0.826 ) – napon koji se pojavljuje za vreme kvara na izolaciji između istovremeno pristupačnih delova. Napomene: 1. Ovaj termin se upotrebljava samo kada je u pitanju zaštita od indirektnog dodira. 2. U nekim slučajevima na vrednost napona dodira može znatno uticati impedansa osobe koja je u dodiru sa ovim delovima. Objašnjenja: Naponi dodira mogu se meriti voltmetrom unutrašnje otpornosti 3kΩ.
JUS N.B2.741
strana 50/45 Srednja vrednost impedanse čovečijeg tela od 3000Ω je realna za velike površine dodira, za put struje ruka-ruka i napone od nekoliko desetina volti. Pri višim naponima dodira impedansa tela opada i tako 3000Ω predstavlja rezervu dodatne bezbednosti pri vršenju merenja. Vrednost 3000Ω važi za ljude; za životinje će verovatno biti nekoliko stotina oma. Naponi dodira u odnosu na pod mere se pomoću metalnih ploča koje simuliraju čovečija stopala.
A.1.5.2.
Očekivani napon dodira ( t.2.2.3, JUS N.A0.826 ) – najviši napon dodira koji se očekuje u slučaju kvara, zanemarljive impedanse u električnoj instalaciji. Objašnjenja: Očekivani naponi dodira mogu se meriti voltmetrom unutrašnje otpornosti, npr. 40kΩ. Očekivani naponi dodira mogu se pojaviti između jednog izloženog provodnog dela i jednog provodnog elementa, npr. zemlje, na kojem stoji osoba ili između izloženih provodnih delova u uslovima kvara ako se ovi delovi mogu dodirnuti istovremeno. U poslednjem slučaju očekivani napon dodira čini deo napona kvara.
A.1.5.3.
Napon kvara – napon koji se pojavljuje u uslovima kvara na izolaciji između izloženih provodnih ( i/ili stranih provodnih delova ) i zemlje.
A.1.5.4.
Objašnjenja: Napon kvara se može meriti voltmetrom unutrašnje otpornosti, npr. 40kΩ. Vrednost 40kΩ je rezultat kompromisa. Ako je otpornost voltmetra isuviše velika, otpornost izolacije aparata ima ulogu delitelja napona i veći naponi sa tada mere kao da kvar u izolaciji ne postoji. Ako je otpornost mala, otpornost uzemljenja pomoćnog uzemljivača utiče na merenja. Vrednost 40kΩ ima takođe praktičan značaj: ona približno odgovara impedansi tela za put ruka-ruka za dodirnu površinu od nekoliko kvadratnih milimetara pre proboja kože, tj. za napone reda veličine nekoliko desetina volti. Slike A.14, A.15 i A.16 pokazuju različite napone zavisno od sistema uzemljenja instalacije i postavljanja izloženih provodnih delova. Na slikama dati simboli imaju sledeće značenje: L1, L2, L3
─
fazni provodnici
N
─
neutralni provodnik; N-provodnik
PE
─
zaštitni provodnik, PE-provodnik
PEN
─
zaštitno-neutralni provodnik; PEN-provodnik
M
─
izloženi provodni deo
Id
─
struja kvara
B
─
glavno izjednačenje potencijala
T
─
uzemljivač zgrade
RB
─
otpornost uzemljenja neutralne tačke izvora napajanja
RA
─
otpornost uzemljenja izloženih provodnih delova instalacije
RS
─
otpornost poda (uključujući otpornost cipela)
Zh
─
impedansa ljudskog tela
UC
─
napon dodira
US
─
pad napona u podu
UT
─
očekivani napon dodira
JUS N.B2.741
strana 51/45 Uf
─
napon kvara
E
─
zemlja
Slika A.14. – TT sistem – Izloženi provodni deo postavljen unutar zone uticaja glavnog izjednačenja potencijala U ovom sistemu, uzimajući u obzir relativne vrednosti otpornosti i impedansi RA, RS i Zh, uzima se da je napon dodira jednak naponu kvara, pošto su R A i RS zanemarljivi u odnosu na Zh.
Slika A.15. – TT sistem – Izloženi provodni deo je izvan zone uticaja glavnog izjednačenja potencijala U ovom slučaju uzima se da je napon kvara jednak naponu dodira, zanemarujući otpornost RS. Situacija je ista kao u TN sistemu.
JUS N.B2.741
strana 52/45
Slika A.16 – TN-sistem – napon kvara jednak je padu napona u zaštitnim provodnicima između izloženog provodnog dela M i neutralne tačke O izvora napajanja, koji zavisi od struje kvara Id Napon dodira je pad napona u zaštitnim provodnicima između izloženog provodnog dela M i referentne tačke ( npr. glavno izjednačenje potencijala B ) i zavisi od struje kvara Id.
