Zagrożenia w obwodach bardzo niskiego napięcia (ELV)

Dwa pierwsze typy (SELV, PELV) już w normie PN-IEC 60363-4-41 [1] uznawane były za środek zapewniający równoczesną ochronę przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim (ochronę podstawową i ochronę przy uszkodzeniu). Wynika to nie tylko z zastosowania bardzo niskiego napięcia, ale ze spełnienia równocześnie następujących, sformułowanych ogólnie warunków:

• napięcie znamionowe obwodów powinno mieścić się w I zakresie napięciowym, a jego wartość powinna być dobrana do występującego stopnia zagrożenia porażeniowego,
• sposób wykonania obwodów powinien zapewniać odpowiednią (zależną od typu obwodu) separację obwodów SELV i PELV od obwodów wyższych napięć, zarówno w warunkach normalnych, jak i zakłóceniowych,
• w określonych przez normę PN-IEC 60364-4-41 [1] warunkach powinny być zastosowane odpowiednie środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim.

Według zapisów nowszej normy PN-HD 60363-4-41 [2] obwody typu SELV i PELV zaliczane są do środków ochrony przy uszkodzeniu, przy praktycznie niezmienionych wymaganiach co do zasad ich budowy.

Trzeci z wymienionych obwodów – obwód typu FELV – to obwód, w którym zastosowano bardzo niskie napięcie, lecz nie spełniono co najmniej jednego z wyżej wymienionych warunków. Wobec tego powinny być w nim stosowane środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim, skoordynowane ze środkami ochrony stosowanymi w obwodach wyższego napięcia.

W normie PN-IEC 60364-4-41 [1] wymagania dotyczące obwodów FELV zawarto w rozdziale zatytułowanym „Równoczesna ochrona przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim”, co prowadzić mogło do błędnego uznania, że samo obniżenie napięcia zasilającego zapewnia ochronę równoczesną.

W nowszej normie PN-HD 60363-4-41 [2] wymagania dotyczące FELV umieszczono w jednym z punktów rozdziału zatytułowanego „Środek ochrony: samoczynne wyłączenie zasilania”.

Już sama zmiana miejsca usytuowania tych wymagań zwraca uwagę na fakt, że przy zastosowaniu funkcjonalnego obniżenia napięcia konieczne jest także zastosowanie ochrony przy uszkodzeniu przez samoczynne wyłączenie zasilania lub innego środka ochrony.

Podkreślono, że układ FELV jest układem o napięciu nominalnym nieprzekraczającym 50 V ac lub 120 V dc, lecz nie są w nim spełnione wymagania stawiane układom SELV lub PELV z powodu np. zastosowania transformatorów i osprzętu niewystarczająco izolowanych od obwodów wyższego napięcia.

Cechy charakterystyczne obwodów bardzo niskiego napięcia

Tab. 1. Wymagania stawiane obwodom SELV i PELV

Obwody SELV i PELV mogą być stosowane do zasilania urządzeń odbiorczych przemienno- i stałoprądowych. Aby uniknąć pojawienia się w warunkach zakłóceniowych napięć wyższych od napięć dotykowych dopuszczalnych długotrwale U_L, dopuszcza się stosowanie następujących źródeł zasilania tych obwodów:

• transformatorów bezpieczeństwa,
• źródeł prądu zapewniających stopień bezpieczeństwa równoważny temu, jaki gwarantuje transformator bezpieczeństwa, np. przetwornicy dwumaszynowej z uzwojeniami zapewniającymi równoważną izolację,
• źródeł elektrochemicznych, np. baterii akumulatorów, lub innych źródeł niezależnych od obwodu wyższego napięcia, np. zespołów prądotwórczych zasilanych silnikami spalinowymi,
• urządzeń elektronicznych o budowie znormalizowanej, w których zastosowano takie rozwiązania, że w przypadku uszkodzenia wewnętrznego napięcie na zaciskach wyjściowych nie przekroczy napięcia U_L.

Najczęściej w obwodach SELV i PELV stosowane są transformatory bezpieczeństwa o napięciach znamionowych strony wtórnej 6, 12, 24 lub 42 V i o mocy z zakresu 25 VA do 10 kVA dla transformatorów jednofazowych oraz 0,63 kVA do 16 kVA dla transformatorów trójfazowych.

Istotne są również wymagania stawiane obwodom SELV i PELV, dotyczące ich części czynnych, części przewodzących dostępnych, sposobu prowadzenia przewodów, wtyczek i gniazd oraz ochrony przeciwporażeniowej. Najważniejsze z nich zestawiono w tab. 1.

Główne właściwości źródeł zasilania i możliwych połączeń części czynnych obwodów SELV, PELV i FELV z przewodami ochronnymi i uziomami obwodów wyższego napięcia przedstawiono na rys. 1. i rys. 2.

Rys. 1. Porównanie niektórych cech obwodów SELV, PELV i FELV; rys. J. Konieczny, R. Zacirka

Rys. 2. Zasada przyłączania odbiorników do sieci zasilającej typu SELV, PELV i FELV; rys. J. Konieczny, R. Zacirka

Dopuszcza się, aby obwody o różnych napięciach były prowadzone w przewodzie wielożyłowym lub w oddzielnych przewodach ułożonych grupowo, pod warunkiem, że przewody obwodów SELV i PELV będą miały izolację indywidualną lub wspólną na najwyższe napięcie występujące w tym przewodzie wielożyłowym lub w grupie przewodów.

Obwody bardzo niskiego napięcia SELV lub PELV są w myśl zapisów normy PN‑HD 60364-4-41 [2] dopuszczone do powszechnego stosowania.

Badanie skuteczności ochrony przez zastosowanie obwodów SELV lub PELV

Badanie skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w obwodach SELV polega na pomiarze rezystancji izolacji pomiędzy częściami czynnymi obwodu SELV a częściami czynnymi innych obwodów i ziemią.

W obwodach PELV ochrona powinna być badana przez pomiar rezystancji izolacji pomiędzy częściami czynnymi obwodu PELV a częściami czynnymi innych obwodów.

W obu przypadkach zmierzona wartość rezystancji izolacji powinna być zgodna z wymaganiami stawianymi obwodowi o najwyższym napięciu. W normie nie podano, jakie powinno być napięcie pomiarowe, według zapisów normy [1] było to 500 V.

Czytaj też: Dobór urządzeń sterujących dla adaptacyjnego systemu sterowania - charakterystyka poszczególnych kontrolerów >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!