Základní izolace živých částí v elektrotechnice a její ochranná opatření

Živé části musí být uvnitř krytů nebo za přepážkami, které zajišťují ochranu nejméně IP2X nebo IPXXB, a to s ohledem na dotyk, vniknutí cizích předmětů a stabilitu konstrukce. Vodorovné horní plochy přístupných krytů o výšce do 1,6 m nad stanovištěm musí poskytovat ochranu nejméně IP XXD nebo IP4X/IPXXD, zajišťující ochranu proti dotyku prstem i menším předmětům.

Kryt musí být možné otevřít jen s použitím klíče nebo nástroje a živé části, které zůstávají po odpojení napájení, musí být vybity podle bezpečnostních pravidel. V soustavách TN-C nesmí být vodič PEN odpojen nebo vypnut; v TN-S a TN-C-S nemusí být nulové vodiče odpojeny. Ochrana před úrazem elektrickým proudem a pospojování jsou klíčové prvky pro zajištění, že při poruše nedojde k nebezpečnému dotyku.

Živé části musí být umístěny uvnitř krytů, které splňují normy ČSN EN 60204-1 a zajišťují ochranu před nebezpečným dotykem. Pokud horní plochy krytů jsou snadno přístupné, musí být krytí IP4X/IPXXD. Ochranné prvky zahrnují jednak základní izolaci, jednak ochranná opatření proti poruše, která mohou být realizována okolím, zařízením samotným nebo rozvodnou sítí.

Klíčovým principem je, že živé části musí být zcela pokryty izolací, kterou lze odstranit jen zničením, a to buď s použitím dvojité či zesílené izolace, nebo s kombinací izolace a ochranného spoji. Při poruše přepážek a krytů musí být zajištěno rychlé odpojení obvodů, aby se minimalizovalo nebezpečí dotyku.

Schéma ochranných stupňů IP a uspořádání krytů

Ochranná pravidla pro izolaci a ochranné systémy

Živé části musí být uvnitř krytů či za přepážkami s nejméně IP2X/ IPXXB. Přepážky a skříně musí být pevně zajištěny, mít stabilitu a trvanlivost pro zachování požadovaného stupně ochrany a oddělení od živých částí i při vlivech vnějšího prostředí. Při použití ochranných opatření musí být zajištěna možnost odpojení živých částí a následné bezpečné obnovení napájení po výměně či uzavření přepážek.

V systémech TT a IT existují rozdíly v tom, jak je napětí a proud rozdělen a jak se jejich ochrana realizuje. V sítích TT musí být doba odpojení na nebezpečném napětí stanovena tak, aby dotykové napětí nepřekročilo nebezpečné hodnoty do stanoveného času, zatímco v sítích IT bývá izolace prostor od země a dostatečná impedance spojení. Elektrická ochrana zahrnuje ochranné vodiče PE, základní izolaci, pospojování a ochranné prvky jako jističe a proudové chrániče, které zajišťují rychlé odpojení v případě poruchy.

Ochranné oddělení obvodů (zajištění separace mezi obvody základní a přídavnou izolací) bývá používáno tam, kde je vyžadována práce s normálním napětím i při určitých rizikových podmínkách. Zesílená izolace poskytuje současně ochranu základní i ochranu při poruše a často nahrazuje některé mechanické zábrany v provozních scénářích.

Ochranné prostředky pro ruční obsluhu a výměnu součástí musí být navrženy tak, aby minimalizovaly riziko náhodného dotyku živých částí. Zábrany by měly poskytovat ochranu IP2X/IPXXB ve směru od ovládacího prvku a měly by být snadno identifikovatelné. Kapacitní náboj u živých částí po odpojení napájení by měl být vybíjen na bezpečnou úroveň do 5 s, s výjimkou částí s uchovávaným nábojem do 60 μC nebo podle specifikace zařízení.

Ilustrace rozdílů mezi TN, TN-S a TT sítě

Specifické podmínky a ukazatele bezpečnosti

Impedance těla a proudové působení na člověka jsou popsány v tabulkách a obrázcích, které ukazují závislosti mezi napětím, impedancí a dobou působení. Grafické prvky a tabulky zachycují průběh impedance těla na dotyk 50/60 Hz, a jak se mění při různých stavech pokožky, vlhkosti a teplotě. Při střídavém napětí kolem 50 V je impedance vysoká a závisí na odporu kůže.

Živé i neživé části a jejich ochrany jsou klasifikovány do tříd podle způsobu ochrany: třídy 0, I, II a III. Zařízení třídy 0 nejsou dovolena podle ČSN. Každé elektrické zařízení musí mít základní ochranu a ochranné opatření, která se kombinují k formování celkového systému ochrany.

Tabulka tříd ochrany a jejich významů

Ochranné prvky a jejich implementace

Ochranné spojení mezi neživými a živými částmi musí být navrženo tak, aby vydrželo nejvyšší tepelné a dynamické namáhání a mělo nízkou impedanci. Ochranné spojení by nemělo být přerušováno během výměny součástí a mělo by být obnovené, než dojde k opětovnému spojení ostatních vodičů. Elektrický proud odpojený proudovými chrániči a jističe zajistí rychlou ochranu při poruchách.

V soustavách IT a TT existují specifické požadavky na odpojování a izolaci, aby se minimalizovalo riziko působení napětí na neživých částech v případě poruchy. Ochranné prostředky, použité v zařízeních, musí vyhovět příslušným normám a být uvedeny v dokumentaci zařízení pro bezpečnou obsluhu.

Pozor na úrazy elektrickým proudem

Shrnutí důležitých principů ochrany

Hlavní principy zahrnují:

  • zabezpečení živých částí uvnitř krytů a za přepážkami s vhodným IP krytím;
  • zajištění rychlého odpojení v případě poruchy a správné dimenzování ochranných prvků;
  • využití pospojování a uzemnění pro minimalizaci napěťového rozdílu mezi částmi při poruše;
  • rozlišení mezi systémy TN, TN-S, TN-C-S a TT a jejich vliv na ochranu a provoz;
  • dodržování norm ČSN a IEC pro klasifikaci a požadavky na ochranu před elektrickým proudem.

tags: #zakladni #izolace #zivych #casti