Izolace elektricky proud: ochrana a klasifikace zařízení podle ČSN IEC/ČDIN norm

Obdobné mezinárodní, regionální a zahraniční normy definují klasifikaci elektrických a elektrotechnických zařízení z hlediska ochrany před elektrickým proudem. Část 2 se zaměřuje na zásady pro stanovení požadavků na ochranu před elektrickým úrazem a na porovnání s mezinárodní normou IEC. Důraz je kladen na to, že zařízení třídy 0-bez ochranných opatření, podle ČSN, nejsou dovolena.

Hlavní rozlišení a mechanismy rizika úrazu

Rozlišení mezi rozdílnými mechanismy rizika úrazu elektrickým proudem zahrnuje dotyk živé části zařízení současně s potenciálem země či jinou živou částí odlišného potenciálu (přímý dotyk) a dotyk neživé části zařízení, která se stala živou v důsledku poruchy izolace, při souběhu s potenciálem země či s jinou vodivou částí.

POZNÁMKA: Zařízení třídy 0 (zařízení bez ochranných opatření) nejsou podle předpisů ČSN dovolena.

Ochranné oddělení a ochranné spojení

Ochranné oddělení zahrnuje oddělení obvodů základní a přídavnou izolací či stíněním, nebo rovnocenným ochranným opatřením. Zařízení třídy ochrany I využívá ochrany nejen základní izolací, ale v případě poruchy izolace je chráněno systémem připojení neživých částí k ochrannému vodiči. Ochranné spojení musí být navrženo tak, aby odolalo tepelnému a dynamickému namáhání poruchovým proudem a mělo nízkou impedanci, aby nevznikl významný potenciální rozdíl mezi částmi.

Při poruše základní izolace mohou dostat ochranné vodiče a stínění nebezpečné napětí buď přímo, nebo prostřednictvím jiných neživých částí či samostatným vodičem; musí být bezpečnostně zajištěno obnovování ochranného spojení a jeho přerušení pouze v bezpečné situaci. Zároveň platí, že ochranné spojení nesmí být rozpojeno dříve, než dojde k odpojení ostatních vodičů.

Ochranné stínění vyžaduje, aby vodiče obvodů oddělených elektrickým oddělením byly izolovány na nejvyšší napětí, které se vyskytuje v seskupení vodičů. Pokud ochranná impedance slouží k omezování dotykového proudu, musí spolehlivě omezit dotykový proud po dobu předpokládané životnosti a odolat elektrickým namáháním. Mezní hodnoty zahrnují ustálený dotekový proud mezi částmi přístupnými dotyku (max. 3,5 mA při 2 000 W) a nahromaděný náboj mezi současně chráněnými částmi (max. 50 mC).

Ochrana před dotykem živých částí a elektrické hodnoty po odpojení

Požadavky pro ochranu před dotykem živých částí vycházejí z IEC 364 a platí pro kompletní zařízení připravené k použití v instalaci dle ČSN 33 2000 Část 4-48. Pokud je splnění závislé na montáži a připojení k instalaci, je nutné uvést vhodný návod, jak tohoto stavu dosáhnout. Prvky určené k ruční obsluze a součásti vyžadující ruční výměnu musí být navrženy tak, aby ochrana před nahodilým dotykem byla zachována během obsluhy či výměny.

Pokud zařízení umožňuje manipulaci s prvky v polohách, které mohou ohrozit bezpečnost, musí být použity zábrany a zóny zajišťující bezpečnou vzdálenost od nebezpečných živých částí (IP2X/IPXXB ve směru od ovládacího prvku). Elektrická hodnota po odpojení: pokud ochrana před dotykem živých částí závisí na odpojení napájení, musí být náboj autonomně vybit na méně než 50 mC a napětí na obvodech nesmí přesáhnout uvedené meze do 5 s. Pokud to ovšem ovlivňuje správnou funkci zařízení, musí být uvedena jasná výstraha.

Izolace, ochranné oddělení a označení

Izolace a rozdělení vodivých částí se vyžaduje v několika úrovních: dvojitou nebo zesílenou izolací, základní izolací s kovovou mezičástí spojenou s ochranným obvodem, či kombinací opatření pro zajištění rovnocenné ochrany. Zařízení třídy ochrany II musí nést označení odpovídající značce a napětí musí být navrženo pro připojení k jmenovitému napětí nepřesahujícímu 50 V střídavého nebo 120 V stejnosměrného bez zvlnění. U třídy III nesmí mít spojovací prostředky pro ochranný vodič; uzemnění se provádí v zdroji PELV a označení zařízení vychází z grafických symbolů.

Teoreticky i prakticky je nezbytné, aby všeobecné koncepce izolace a ochranného spojení byly vyjasněny pro každé zařízení, včetně popisu montáže a obsluhy, aby bylo možné dosáhnout požadované ochrany mimo samotnou konstrukci.

Praktické shrnutí pro klasifikaci a návrh

Zařízení třídy ochrany I používá ochranné spojení k zajištění bezpečnosti i při poruše izolace; zařízení třídy II používá dvojitou nebo zesílenou izolaci; třída III pracuje s nízkým napětím a bez spojovacích prostředků pro ochranný vodič. Každá úroveň vyžaduje jasné označení, správné rozhraní a náležitou konfiguraci pro ruční obsluhu a výměny komponent, aby bylo možné udržet ochranu a bezpečnost personálu i při poruchách.

V praxi to znamená, že projektanti musí pečlivě uvádět, jak bude ochrana fungovat ve všech fázích životnosti zařízení, včetně instalace, provozu a údržby, a to v souladu s ČSN a IEC normami, aby bylo zajištěno, že žádné zařízení s nedostatečnou ochranou nebude uvedeno do provozu.

Tabulka: Klasifikace podle ochrany před dotykem a izolace

tags: #izolace #elektricky #proud