·
10. Przewody ochronne i wyrównawcze
Definicje:
- część przewodząca dostępna - część przewodząca urządzenia, której można dotknąć, nie będąca normalnie pod napięciem, i która może się znaleść pod napięciem, gdy zawiedzie izolacja podstawowa,
- przewód ochronny - przewód przeznaczony do celów bezpieczeństwa,
- przewód ochronny wyrównawczy - przewód ochronny przeznaczony dopołączenia ekwipotencjalnego ochronnego,
- połączenia wyrównawcze - połączenia elektryczne pomiędzy częściami przewodzącymi w celu wyrównania potencjałów (ekwipotencjalizacji),
- połączenia wyrównawcze ochronne - połączenie wyrównawcze dla celów bezpieczeństwa (np.ochrona przed porażeniem elektrycznym),
- zacisk połączenia wyrównawczego - zacisk umieszczony na urządzeniu lub wyposażeniu przewidziany do połączenia elektrycznego z systemem połączeń wyrównaczych,
- zacisk połączenia ochronnego - zacisk przeznaczony do celów połączenia wyrównawczego ochronnego.
- główny zacisk uziemiający (główna szyna uziemiająca) - zacisk lub szyna, które są częścią układu uziemiającego instalacji i umożliwiają połączenie elektryczne pewnej liczby przewodów w celach uziemieniowych,
- część przewodząca obca - część przewodząca niestanowiąca części instalacji elektrycznej i zdolna do wprowadzenia potencjału elektrycznego, zwykle potencjału ziemi lokalnej.
10.1 Przewody ochronno-neutralne PEN i ochronne PE
Podstawowe wymagania odnośnie przewodów ochronnych i przewodów połączeń wyrównawczych w instalacjach elektrycznych określa norma PN-HD 60364-5-54:2010 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia, przewody ochronne i przewody połączeń ochronnych.
Przewody ochronne są to przewody lub żyły w przewodach wielożyłowych służące do ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym. Przekrój przewodów ochronnych nie powinien być mniejszy niż wartość obliczona ze wzoru:
gdzie:
S– przekrój przewodu w milimetrach kwadratowych
Ith– wartość prądu zwarciowego w, w amperach
k– czas zadziałania urządzenia zabezpieczającego, w sekundach
k– współczynnik, którego wartość zależy od materiału żyły i warunków jego użytkowania,
Tablica 11 Przekrój przewodu ochronnego
w zależności od przekroju przewodów fazowych
Wartości podane w tablicy są obowiązujące dla przewodów ochronnych wykonanych z takiego samego materiału co przewody fazowe. W innych przypadkach przekrój przewodu ochronnego powinien być tak dobrany, aby jego konduktancja nie była mniejsza od konduktancji przewodu spełniającego wymagania określone w tablicy.
Przekrój każdego przewodu ochronnego nie będącego żyłą przewodu wielożyłowego lub nie jest prowadzony we wspólnej osłonie z przewodami roboczymi, nie powinien być w żadnym przypadku mniejszy niż:
— 2,5 mm2 z zastosowaniem ochrony przewodu ochronnego przed mechanicznymi uszkodzeniami,
— 4 mm2 bez zastosowania ochrony przewodu ochronnego przed mechanicznymi uszkodzeniami.
Jako przewody ochronne mogą być stosowane:
1) żyły w przewodach (kablach) wielożyłowych;
2) izolowane lub gołe przewody prowadzone we wspólnej osłonie z przewodami czynnymi;
3) ułożone na stałe przewody gołe lub izolowane;
4) metalowe rury lub inne metalowe osłony przewodów;
5) metalowe osłony (powłoki, ekrany, pancerze) niektórych rodzajów przewodów lub (kabli),
6) metalowe obudowy i konstrukcje wsporcze urządzeń lub metalowe obudowy przewodów
szynowych, spełniające wymagania dotyczące ciągłości elektrycznej , posiadające konduktancje
co najmniej równą konduktancji wynikającej z Tablicy 11 oraz posiadające możliwości połączenia
z innymi przewodami ochronnymi,
7) odpowiednie części przewodzące obce, które mogą być wykorzystane jako przewód ochronny jeżeli spełniają wszystkie cztery następujące wymagania:
a) ich ciągłość elektryczna powinna być zapewniona przez konstrukcję albo przez odpowiednie połączenia, w sposób zabezpieczający przed uszkodzeniem mechanicznym, chemicznym lub elektrochemicznym;
b) ich konduktancja powinna być co najmniej równa konduktancji wynikającej z wymagań określonych w Tablicy 11.
c) jeżeli zastosowane są elementy kompensujące, powinny być one zabezpieczone przed usunięciem;
d) przewidziane są do takiego zastosowania lub w razie potrzeby zostały odpowiednio przystosowane.
Wykorzystanie metalowych rur wodociągowych jest dopuszczalne, pod warunkiem że uzyskano na to zgodę jednostki eksploatującej wodociągi. Rur instalacji gazowych nie należy wykorzystywać jako przewodów ochronnych. Części przewodzące obce powinny być wykorzystywane jako przewody ochronno-neutralne PEN.
Zapewnienie ciągłości przewodów ochronnych
Przewody ochronne powinny być odpowiednio zabezpieczone przed uszkodzeniami mechanicznymi, chemicznymi i spowodowanymi przez siły elektrodynamiczne.
Połączenia przewodów ochronnych powinny być dostępne w celu przeprowadzania kontroli i badań; nie dotyczy to połączeń niedostępnych lub połączeń w obudowie nierozbieralnej.
W przewodach ochronnych nie należy umieszczać żadnej aparatury łączeniowej, można natomiast, w celu przeprowadzenia badań, przewidzieć połączenia, które można rozłączać jedynie z zastosowaniem narzędzi.
W przewodach ochronnych nie należy instalować cewek urządzeń kontrolnych, w przypadku stosowania elektrycznej kontroli ciągłości uziemienia.
Części przewodzące dostępne aparatów nie mogą być wykorzystane jako przewód ochronny dla innego wyposażenia, jeżeli nie spełniają wymagań określonych w Tablicy 11.
W sieciach o układzie TN, w których ułożony na stałe, pojedynczy przewód (żyła) spełnia funkcję przewodu ochronnego i neutralnego, przekrój przewodu ochronno-neutralnego PEN nie może być mniejszy niż 10 mm2 Cu lub 16 mm2 Al. W przypadku stosowania przewodów (kabli) koncentrycznych, minimalny przekrój przewodu PEN może wynosić 4 mm2.
10.2 Przewody połączeń wyrównawczych
Istotne znaczenie w ochronie przeciwporażeniowej odgrywają połączenia wyrównawcze. Zastosowanie połączeń wyrównawczych ma na celu ograniczenie do wartości dopuszczalnych długotrwale w danych warunkach środowiskowych napięć występujących pomiędzy różnymi częściami przewodzącymi. Każdy budynek powinien mieć połączenia wyrównawcze główne.
Przewody połączeń wyrównawczych nie stanowią elementu obwodów prądowych instalacji i urządzeń elektrycznych i w normalnych warunkach pracy nie są obciążone prądami roboczymi lub zwarciowymi. Jednak w warunkach pewnych zakłóceń, związanych głównie z uszkodzeniem izolacji i w konsekwencji ze zwarciem doziemnym, mogą w tych przewodach przepływać prądy o znacznych wartościach.
Jako przewody wyrównawcze mogą być stosowane miedziane przewody gołe lub izolowane oraz stalowe przewody gołe lub pokryte trwałymi powłokami antykorozyjnymi.
Połączenia wyrównawcze główne realizuje się przez umieszczenie w najniższej (przyziemnej) kondygnacji budynku głównej szyny uziemiającej (zacisku), do której są przyłączone:
- przewody uziemienia ochronnego lub ochronno-funkcjonalnego,
- przewody ochronne lub ochronno-neutralne,
- przewody funkcjonalnych połączeń wyrównawczych, w przypadku ich stosowania,
- metalowe rury oraz metalowe urządzenia wewnętrznych instalacji wody zimnej, wody gorącej,
centralnego ogrzewania, gazu, klimatyzacji, metalowe powłoki i pancerze kabli
elektroenergetycznych itp.,
- metalowe elementy konstrukcyjne budynku, takie jak np. zbrojenia itp.
Elementy przewodzące wprowadzane do budynku z zewnątrz (rury, kable) powinny być przyłączone do głównej szyny uziemiającej możliwie jak najbliżej miejsca ich wprowadzenia.
W pomieszczeniach o zwiększonym zagrożeniu porażeniem, jak np. w łazienkach wyposażonych w wannę lub/i basen natryskowy, hydroforniach, pomieszczeniach wymienników ciepła, kotłowniach, pralniach, kanałach rewizyjnych, pomieszczeniach rolniczych i ogrodniczych oraz przestrzeniach, w których nie ma możliwości zapewnienia ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania po przekroczeniu wartości napięcia dotykowego dopuszczalnego długotrwale na częściach przewodzących dostępnych, powinny być wykonane połączenia wyrównawcze dodatkowe (miejscowe).
Połączenia wyrównawcze dodatkowe (miejscowe) powinny obejmować wszystkie części przewodzące jednocześnie dostępne, takie jak:- części przewodzące dostępne,- części przewodzące obce,- przewody ochronne wszystkich urządzeń, w tym również gniazd wtyczkowych i wypustów oświetleniowych,- metalowe konstrukcje i zbrojenia budowlane.
Wszystkie połączenia i przyłączenia przewodów biorących udział w ochronie przeciwporażeniowej powinny być wykonane w sposób pewny, trwały w czasie, chroniący przed korozją.Przewody należy łączyć ze sobą przez zaciski przystosowane do materiału, przekroju oraz ilości łączonych przewodów, a także środowiska, w którym połączenie to ma pracować.Na rysunku 9 przedstawiono przykład połączeń wyrównawczych głównych w piwnicy oraz połączeń wyrównawczych dodatkowych (miejscowych) w łazience budynku mieszkalnego.
Rys. 9. Połączenia wyrównawcze w budynku mieszkalnym - główne w piwnicy, oraz dodatkowe (miejscowe) w łazience
Oznaczenia: CC - przewód wyrównawczy; E - przewód uziemiający
Bardzo ważne jest rozróżnienie połączeń wyrównawczych głównych od uziemień. Aby określone elementy mogły być wykorzystane jako uziomy, muszą one spełniać określone wymagania i musi być zgoda właściwej jednostki na ich wykorzystanie. Dotyczy to na przykład rur wodociągowych, kabli itp. Niektóre elementy jak np. rury gazu, palnych cieczy itp. nie mogą być wykorzystywane jako uziomy.Wszystkie wyżej wymienione elementy powinny być w danym budynku połączone ze sobą poprzez główną szynę uziemiającą, celem stworzenia ekwipotencjalizacji..
Aby zrealizować połączenia wyrównawcze nie wykorzystując rur gazowych jako elementów uziemienia, za wystarczające uważa się zainstalowanie wstawki izolacyjnej na wprowadzeniu rury gazowej do budynku.
Tablica 12. Wymagane przekroje żył przewodów wyrównawczych głównych i dodatkowych
Oznaczenia:
Sw - przekrój przewodu wyrównawczego,
SPEmax - przekrój przewodu ochronnego w instalacji
SPEmin - najmniejszy przekrój przewodu ochronnego spośród przewodów doprowadzonych
do urządzeń elektrycznych
SPE - przekrój przewodu ochronnego doprowadzonego do urządzenia elektrycznego.
Przekrój połączenia wyrównawczego głównego nie musi być większy niż 25 mm2 jeżeli przewód wyrównawczy jest miedziany, a w przypadku innego metalu, od przekroju zapewniającego co najmniej taką samą obciążalność prądową.Aby zrealizować połączenia wyrównawcze nie wykorzystując rur gazowych jako elementów uziemienia, za wystarczające uważa się zainstalowanie wstawki izolacyjnej na wprowadzeniu rury gazowej do budynku.
Tablica 13. Zależności pomiędzy przekrojami przewodów stosowanych w instalacjach elektrycznych
Objaśnienia:
1. Przekrój każdego przewodu ochronnego nie będącego częścią wspólnego układu przewodów lub
jego osłoną nie powinien być w żadnym przypadku mniejszy niż:
- 2,5 mm2 w przypadku stosowania ochrony przed mechanicznymi uszkodzeniami,
- 4 mm2 w przypadku niestosowania ochrony przed mechanicznymi uszkodzeniami.
2. Przewody ułożone w ziemi muszą spełniać dodatkowe wymagania.
Tablica 14. Wymagania dla przewodów ułożonych w ziemi
3. Przekrój przewodu połączenia wyrównawczego głównego SPE - należy zawsze ustalać, biorąc pod
uwagę największy w danej instalacji przekrój przewodu ochronnego.
4. Dotyczy przewodu połączenia wyrównawczego dodatkowego, łączącego ze sobą dwie części
przewodzące dostępne. Przekrój wyżej wymienionego przewodu nie powinien być mniejszy niż
najmniejszy przekrój przewod ochronnego, przyłączonego do części przewodzącej dostępnej.
5. Dotyczy przewodu połączenia wyrównawczego dodatkowego, łączącego część przewodzącą
dostępną, z częścią przewodzącą obcą. Przekrój wyżej wymienionego przewodu nie powinien
być mniejszy niż połowa przekroju przewodu ochronnego, przyłączonego do części przewodzącej
dostępnej.
6. Ze względu na pełnioną funkcję, uważa się, że przekrój tego przewodu nie powinien być mniejszy
od przekroju przewodu fazowego.
7. Dotyczy współosiowej żyły przewodu (kabla).
8. Przekrój nie musi być większy od 25 mm2 Cu, lub z innego materiału, lecz o przekroju mającym
nie mniejszą obciążalność prądową.
nisan