3.4 Ochrona przed porażeniem elektrycznym

1) Definicje:

      - Przeszkoda ochronna (elektryczna), bariera ochronna (elektryczna) - część zabezpieczenia przed niezamierzonym dotykiem

        bezpośrednim, ale nie  zabezpieczająca przed dotykiem bezpośrednim w wyniku działania zamierzonego.

      - Przegroda ochronna (elektryczna) - część zabezpieczenia przed dotykiem bezpośrednim ze wszystkich normalnych kierunków

        dostępu.

      - Obudowa ochronna (elektryczna) - obudowa otaczająca części wewnętrzne urządzenia dla zapobieżenia dostępowi do

        niebezpiecznych części czynnych ze wszystkich stron.

      - Zasięg ręki - przestrzeń dostępna dla dotyku zawarta pomiędzy dowolnym punktem powierzchni, gdzie człowiek zwykle stoi lub

        porusza się, a  granicą, którą może człowiek dosięgnąć ręką w dowolnym kierunku bez użycia innych przedmiotów.

      - Osoba wykwalifikowana (w zakresie elektryki) - osoba mająca stosowne wykształcenie i doświadczenie zapewniające jej

        unikanie niebezpieczeństw i zapobieganie ryzyku, jakie może stwarzać elektryczność.

      - Osoba poinstruowana (w zakresie elektryki) -  osoba odpowiednio poinformowana lub nadzorowana przez osobę

        wykwalifikowaną w sposób zapewniający jej unikanie niebezpieczeństw i zapobieganie ryzyku, jakie może stwarzać elektryczność.

      - Osoba postronna - osoba, która nie jest ani osobą wykwalifikowaną, ani osobą poinstruowaną.

2) Napięcia okreslone w PN-HD 60364-4-41:

       - napięcia przemienne a.c. określa się wartością skuteczną  (r.m.s),

       - napięcia stałe d.c. mają pomijalne tętnienie, co oznacza, że wartość skuteczna składowej przemiennej nie

         przekracza 10% składowej stałej.

4.1 Podstawowa zasada ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym

      Podstawowa zasada ochrony przed porażeniem elektrycznym sformułowana w Polskiej Normie PN-EN 61140 :2005 Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym - Wspólne aspekty instalacji i urządzeń, brzmi następująco:

"Części czynne niebezpieczne nie powinny być dostępne

a części przewodzące dostępne nie powinny być niebezpieczne"

      - w warunkach normalnych (dla urządzeń sprawnych, użytkowanych zgodnie z zasadami 

        o eksploatacji), a także

      - w przypadku pojedynczego uszkodzenia (np. w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej

        (zwarcie L-PE)

      Ochrona w warunkach normalnych jest zapewniona ochroną podstawową, a ochrona w warunkach pojedynczego uszkodzenia jest zapewniona ochroną przy uszkodzeniu.

System ochrony przeciwporażeniowej dzieli się na trzy stopnie ochrony:

      1) ochrona przeciwporażeniowa podstawowa,

      2) ochrona przeciwporażeniowa dodatkowa (ochrona przy uszkodzeniu),

      3) ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca.

       Zagrożeń występujących przy urządzeniach i instalacjach elektrycznych nie zawsze można uniknąć, ale można i trzeba zmniejszać zarówno ryzyko ich występowania. Przyczyną ok. 70% wypadków porażenia lub poparzenia prądem elektrycznym  jest niewłaściwe postępowanie człowieka, wynikające najczęściej z braku umiejętności lub lekkomyślności.

      Bezpieczeństwo osób przebywających w pobliżu urządzeń elektrycznych lub obsługujących te urządzenia zapewnia zastosowanie różnych środków ochrony. Środki te powinny tworzyć „system ochrony przeciwporażeniowej”, przez który należy rozumieć system współpracujących i skoordynowanych ze sobą środków ochrony oraz środków uzupełniających.

      Wszystkie środki ochrony powinny być tak projektowane i konstruowane, aby były skuteczne przez cały okres spodziewanego użytkowania instalacji, sieci lub urządzenia  zgodnie z przeznaczeniem i przy właściwej konserwacji.

      Zasady dostępności dla osób postronnych mogą różnić się od zasad dla osób wykwalifikowanych lub poinstruowanych i mogą być także różne dla różnych wyrobów i lokalizacji.

Wymagania podstawowe

Zgodnie z PN-HD 60364-4-41:2009 środek ochrony powinien składać się z:

       - odpowiedniej kombinacji środka ochrony podstawowej i niezależnego środka do ochrony dodatkowej przy

         uszkodzeniu, lub

       - środka ochrony wzmocnionej, który zabezpiecza zarówno ochronę podstawową, jak i ochronę przy

         uszkodzeniu. Przykładem środka ochrony wzmocnionej jest izolacja wzmocniona. 

      Ochrona uzupełniająca jest uznana za część środka ochrony przeznaczonego do stosowania w specjalnych warunkach wpływów zewnętrznych i w niektórych specjalnych pomieszczeniach, dla których wymagania określone są w Części 7 HD 60364.

4.2 Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa

      Ochrona podstawowa (ochrona przed dotykiem bezpośrednim) zapewnia ochronę przed porażeniem elektrycznych w warunkach braku uszkodzenia (w warunkach normalnych),

      Ochrona podstawowa powinna składać się z jednego lub większej liczby środków, które w warunkach normalnych zapobiegają skutecznie dotykowi niebezpiecznych części czynnych. Ochrona  podstawowa polega na zastosowaniu jednego z następujących środków:

1) Izolacja podstawowa części czynnych

      Stała izolacja podstawowa, zapobiegająca dotykowi niebezpiecznych części czynnych, powinna być wykonana z materiału izolacyjnego stałego, którego można usunąć tylko przez zniszczenie.

      Izolacja podstawowa powinna być odporna na wilgoć, ciepło, drgania, zapylenie, na jakie może być narażona w warunkach eksploatacji.  Izolacja podstawowa wykonana z takich materiałów jak: farby, lakiery, emalie, materiały włókniste, nie są uznawane za izolację podstawową, odpowiednią do ochrony przed porażeniem elektrycznym.

2) Przegrody lub obudowy

      Przegrody lub obudowy powinny zapewniać dla znajdujących się wewnątrz części czynnych stopień ochrony co najmniej IP2X lub nie niższy niż IPXXB według IEC 60529, chroniące przed dotknięciem palcem do części czynnych. Przegrody i obudowy powinny być trwale zamocowane, a usunięcie ich powinno być możliwe jedynie przy użyciu narzędzi lub po wyłączeniu napięcia z części czynnych znajdujących się wewnątrz nich.

3) Przeszkody i umieszczenie poza zasięgiem

      Te środki ochrony zapewniają tylko ochronę podstawową (ochronę przed dotykiem bezpośrednim). Mają one zastosowanie w instalacjach, z lub bez ochrony przy uszkodzeniu (ochrony przy dotyku pośrednim), które są sterowane lub nadzorowane przez osoby wykwalifikowane lub poinstruowane.

      a) Przeszkody 

      Przeszkody mają za zadanie uniemożliwienie przypadkowemu dotknięciu części czynnych, natomiast nie chronią przed zamierzonym dotykiem spowodowanym rozmyślnym działaniem. 

      Przeszkody powinny uniemożliwić niezamierzone zbliżenie ciała i niezamierzone dotknięcie części czynnych w trakcie normalnej obsługi urządzeń czynnych.

      Przeszkody mogą być usuwane bez użycia klucza lub narzędzia, jednak muszą być zabezpieczone przed niezamierzonym usunięciem. Zwykle stosowane są w pomieszczeniach ruchu elektrycznego.

      b) Umieszczenie poza zasięgiem

      Umieszczenie poza zasięgiem ręki powinno zapobiegać:

       - niezamierzonemu jednoczesnemu dotknięciu części czynnych, między którymi może

         wystąpić niebezpieczne napięcie,

       - przed przypadkowym dotknięciem ze stanowisk pracy, a nie przed rozmyślnym działaniem.

      W przypadku instalacji niskiego napięcia części, które są od siebie oddalone więcej niż 2,5 m, uważa się, iż nie są one równocześnie dostępne. Jeżeli dostęp mają wyłącznie osoby wykwalifikowane lub poinstruowane, to mogą być określone mniejsze odstępy.

      Jeżeli podczas wykonywania prac przy użyciu długich przewodzących przedmiotów trzymanych w ręku (narzędzie, drabina),  odległość ta może być zmniejszona, to granice zasięgu ręki należy zwiększyć o długość tych przedmiotów.

      Zgodnie z PN-HD 60364-4-41 przestrzeń, w której normalnie mogą przebywać ludzie, jest ograniczona w kierunku poziomym przez przeszkodę (np. poręcz lub siatkę) zapewniającą ochronę w stopniu mniejszym niż IPXXB lub IP2X, to zasięg ręki powinien być mierzony od tej przeszkody. W kierunku pionowym zasięg ręki wynosi 2,5 m od powierzchni stanowiska S, przy czym nie uwzględnia się żadnych pośrednich przeszkód mających stopień ochrony mnieszy niż IPXXB lub IP2X. 

4.3 Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu

      System ochrony przeciwporażeniowej przewiduje ochronę urządzenia w przypadku pojedynczego uszkodzenia np. w wyniku uszkodzenia izolacji podstawowej (zwarcie L-PE). Stosuje się w tym przypadku środek ochrony: ochrona przy uszkodzeniu (ochrona przy dotyku pośrednim)

      Zgodnie z normą PN-HD 60364-4-41:2009 do ochrony przy uszkodzeniu należy stosować, niezależnie od środków ochrony podstawowej, jeden lub więcej środków ochrony przy uszkodzeniu, z uwzględnieniem uwarunkowań zależnych od wpływów zewnętrznych:

      Ochrona przy uszkodzeniu powinna polegać na zastosowaniu następujących środków dopuszczonych do powszechnego stosowania:

      1) samoczynne wyłączenie zasilania,

      2) izolacja podwójna lub wzmocniona,

      3) separacja elektryczna, dla zasilania jednego odbiornika, 

      4) bardzo niskie napięcie SELV lub PELV.

      Środki ochrony, w których dla ochrony podstawowej przewidziano przeszkody lub umieszczenie poza zasięgiem ręki, mogą być stosowane jedynie w instalacjach dostępnych dla osób wykwalifikowanych lub poinstruowanych, lub pozostających pod ich nadzorem.

Norma PN-HD 60364-4-41:2009 dopuszcza do stosowania w ograniczonym zakresie następujące środki ochrony:

      1) środowisko nieprzewodzące (izolowanie stanowiska),

      2) nieuziemione połączenia wyrównawcze,

      3) separacja elektryczna dla zasilania więcej niż jednego odbiornika.

      Postanowienia dotyczące ochrony przy uszkodzeniu mogą być pominięte dla następującego wyposażenia:

      - metalowe wsporniki izolatorów linii napowietrznych, które są przytwierdzone do budynku i są umieszczone

        poza zasięgiem ręki,

      - zbrojenie żelbetonowych słupów linii napowietrznych, w których zbrojenie stalowe nie jest dostępne,

      - części przewodzące dostępne o małych wymiarach (do około 50 mm x 50 mm) albo tak umieszczone, że

        człowiek nie może ich uchwycić, ani zetknąć się z nimi większą powierzchnią ciała, a przyłączenie przewodu

        ochronnego byłoby trudne lub niezapewniałoby niezawodnego połączenia. Te wyjątki dotyczą np. śrub,

        nitów, tabliczek informacyjnych uchwytów przewodów,

      - metalowe rury lub lub inne metalowe osłony ochraniające urządzenie zgodnie z Rozdziałem 412 PN-HD

        660364-4-41. 

      W warunkach zwiększonego zagrożenia porażeniem, jeżeli środki ochrony przeciwporażeniowej nie mogą być skuteczne, powinny być zastosowane, odpowiednio dobrane - środki ochrony uzupełniającej, które wraz ze środkami podstawowymi, zapewnią wymagany stopień bezpieczeństwa przed porażeniem elektrycznym.

4.4 Ochrona przeciwporażeniowa uzupełniająca

1) Ochrona uzupełniająca ochronę podstawową (ochrona uzupełniająca przed dotykiem bezpośrednim) polega na zainstalowaniu w obwodzie chronionym wyłącznika różnicowoprądowego wysokoczułego o prądzie wyzwalającym I_Δn nie większym od 30 mA.

      Według normy PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia -- Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa -- Ochrona przed porażeniem elektrycznym, w wyłączniki różnicowoprądowe wysokoczułe, dla celów ochrony przeciwporażeniowej uzupełniającej, powinny być wyposażone:

      a)  wszelkie obwody gniazd wtyczkowych o prądzie znamionowym nie przekraczającym 20 A

          przeznaczone do użytkowania przez osoby niewykwalifikowane (osoby postronne),

      b) wszelkie obwody odbiorcze do zasilania na wolnym powietrzu urządzeń przenośnych o prądzie

          znamionowym  nie przekraczającym 32 A.

      c) instalacje użytkowane w warunkach szczególnego zagrożenia, których dotyczą arkusze 700

          normy 60364.

2) Ochrona uzupełniająca ochronę przy uszkodzeniu (ochrona uzupełniająca przy dotyku pośrednim) polega na wykonaniu połączeń wyrównawczych miejscowych. Ich rola polega na ograniczeniu długotrwale utrzymującego się napięcia dotykowego do poziomu dopuszczalnego.