Ochrona przed porażeniem

Właściwości dielektryczne

PN-EN 61439 wprowadza dwa parametry: napięcie znamionowe wytrzymywane o częstotliwości sieciowej oraz napięcie znamionowe wytrzymywane udarowe. Badanie pierwszego jest wymagane – nie dopuszcza się alternatywnych metod jego weryfikacji przez obliczenia ani ocenę.

Test określający znamionowe napięcie izolacji należy do obowiązków producenta oryginalnego. Po odłączeniu wszystkich obwodów pod napięciem, po stronie zasilania i obciążenia, przeprowadza się go w dwóch odrębnych fazach w obwodach głównych i obwodach pomocniczych.

W szczególności dla obwodów głównych zdefiniowano dwie różne procedury, w których napięcie probiercze przykładane jest w określony sposób. W pierwszej jest podawane pomiędzy wszystkimi połączonymi ze sobą częściami obwodu głównego pod napięciem, w tym obwodami sterującymi i pomocniczymi podłączonymi do obwodu głównego, a częściami przewodzącymi dostępnymi, przy czym styki główne wszystkich urządzeń przełączających są w pozycji zamkniętej. W drugiej z kolei napięcie probiercze jest podawane między każdą częścią obwodu głównego pod napięciem o innym potencjale a pozostałymi częściami pod napięciem o innym potencjale i częściami przewodzącymi dostępnymi połączonymi ze sobą, przy czym styki główne wszystkich urządzeń przełączających są w pozycji zamkniętej.

Niegdyś opcjonalny test napięcia udarowego wytrzymywanego jest obecnie wymogiem. Zaleca się badanie napięciem impulsowym 1,2/50 μs. Impuls taki podaje się pięć razy dla każdej polaryzacji w odstępach co najmniej 1 s w zestandaryzowany sposób. Zgodnie z PN-EN 61439 możliwa jest też, jako alternatywa, weryfikacja tego parametru przez ocenę. Ta nakazuje sprawdzenie, czy odstępy pomiędzy wszystkimi częściami pod napięciem, w przypadku których istnieje ryzyko wyładowań zakłócających, są co najmniej 1,5 razy większe niż wartości określone w normie.

Stopień ochrony IP

Obudowy rozdzielnic wykonuje się z materiałów i w sposób, który pozwoli im wytrzymać warunki mechaniczne, cieplne, elektryczne i inne wpływy środowiskowe, na które będą narażone w czasie użytkowania. By można je było pod tym kątem porównywać, ich stopień ochrony standaryzuje się i opisuje kodem IP. Parametr ten charakteryzuje poziom ochrony zapewniany przez obudowę przed dostępem do części niebezpiecznych, przedostawaniem się ciał stałych i wody. Składa się z dwóch cyfr. Pierwsza z nich, od 0 do 6, oznacza stopień ochrony obudowy przed wnikaniem ciał stałych. Chodzi o cząstki pyłów i większe ciała obce, z otoczenia albo wprowadzane do obudowy, celowo albo przypadkowo, przez użytkownika. I tak 1 oznacza ochronę przed obiektami większymi niż 50 mm (dłoń), 2 – większymi niż 12 mm (palec), 3 – większymi niż 2,5 mm (narzędzia i druty), a 4 – większymi niż 1 mm (drobne narzędzia i druty, gwoździe, śruby, większe owady). 5 gwarantuje pyłoodporność, a 6 pyłoszczelność.

Druga cyfra, od 0 do 9, charakteryzuje z kolei stopień ochrony obudowy przed wnikaniem wilgoci. 1 oznacza ochronę przed kroplami wody padającymi pionowo, 2 – pod kątem 15°, 3 – pod kątem 60°, 4 – pod dowolnym kątem, 5 – przed strumieniem wody o małym ciśnieniu, a 6 – przed falą wody. 7 gwarantuje szczelność obudowy przy zanurzeniu przez 30 minut, zaś 8 – przy zanurzeniu ciągłym. Dodatkowy kod IP69K charakteryzuje obudowy odporne na mycie strugą pod dużym ciśnieniem (80–100 barów) i o wysokiej temperaturze (do +80°C). Przykładowo więc obudowa o stopniu ochrony IP58 ma zagwarantowaną pyłoodporność oraz szczelność przy zanurzeniu ciągłym, IP56 pyłoodporność i szczelność przy zalaniu falą wody, a IP67 pyłoszczelność i szczelność przy zanurzeniu czasowym.

Wybierając obudowę, jej stopień ochrony IP należy dobrać pod kątem warunków występujących w środowisku montażu zestawu. Powinno się przy tym jednak pamiętać, że wpływa on na zdolność odprowadzania ciepła. Im stopień ochrony IP jest większy, tym będzie się ono w większym stopniu kumulować w obudowie.

Ochrona przed porażeniem

Ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym w rozdzielnicach zapewnia eliminacja zagrożeń związanych z dotykiem bezpośrednim i pośrednim. Zabezpieczenia przed kontaktem bezpośrednim można podzielić na dwie grupy. Do pierwszej zalicza się izolację części pod napięciem. Powinno się ją wykonać z materiałów, które będą w stanie wytrzymać naprężenia mechaniczne, elektryczne i termiczne, którym mogą być poddane w trakcie użytkowania. Oprócz tego usunięcie izolacji musi być możliwe jedynie przez jej zniszczenie.

Drugą kategorię rozwiązań stanowią bariery i obudowy. Zaleca się, aby wszystkie powierzchnie zewnętrzne zapewniały stopień ochrony przed bezpośrednim kontaktem co najmniej IPXXB, czyli przed dostępem do części niebezpiecznych palcem. Poziome górne powierzchnie dostępnych obudów o wysokości równej lub mniejszej niż 1,6 m powinny z kolei zapewniać stopień ochrony co najmniej IPXXD, czyli przed dostępem do części niebezpiecznych drutem. Oprócz tego odległość między barierami a chronionymi przez nie częściami pod napięciem nie powinna być mniejsza niż wartości określone dla odstępów izolacyjnych powietrznych i powierzchniowych. Ważne jest także, by bariery i obudowy były stabilnie zamocowane. Powinny się też charakteryzować wystarczającą trwałością, aby mogły wytrzymać odkształcenia i naprężenia, które ,mogą wystąpić w czasie ich normalnej eksploatacji.

Zabezpieczenie przed kontaktem pośrednim stanowią obwody ochronne automatycznego systemu odłączania zasilania. Z obowiązku podłączenia do nich są zwolnione odsłonięte części przewodzące rozdzielnicy, które nie stanowią zagrożenia, gdyż nie można ich dotknąć na dużych powierzchniach lub chwycić rękoma ze względu na ich małe rozmiary. Przykład to śruby i tabliczki znamionowe.

Elementy do obsługi ręcznej, takie jak dźwignie, uchwyty oraz inne części metalowe, powinny być z kolei w sposób pewny połączone elektrycznie z częściami podłączonymi do obwodów ochronnych albo zaopatrzone w dodatkową izolację odpowiednią do maksymalnego napięcia izolacji zestawu. Jeżeli istnieje konieczność połączenia odsłoniętych części przewodzących przewodem ochronnym, pole jego przekroju poprzecznego powinno się dobrać odpowiednio do najwyższego znamionowego prądu roboczego.