Sadržaj1. Objasni djelovanje električne struje na čovječji organizam!......................................................3

2. Objasni neka fiziološka djelovanja izmjeničnih struja obzirom na struje različitih jakosti (tab. 2.)! 3

3. Objasni utjecaj frekvencije/istosmjerne struje!.........................................................................6

4. Što je električni udar a što električna trauma ?.........................................................................7

5. Objasni pojam dopušteni napon dodira!...................................................................................8

6. Objasni direktan dodir postrojenja pod naponom!(3.2., skica 6.,7,8)......................................10

7. Objasni opasnost približavanja vodičima visokog napona!......................................................14

8. Objasni indirektni napon dodira ! (slika 9., 10., 11.12)............................................................14

9. Što je napon dodira a što napon koraka..................................................................................14

10. Objasni opasnosti od induciranih napona............................................................................17

11. Objasni opasnost od prelaska visokog napona na postrojenje niskog napona! (3.8.)..........19

12. Kako nastaje električni luk – najčešće!................................................................................19

13. Kako nastaje statički elektricitet!.........................................................................................19

14. Što znači izostali naboj?(3.11.).............................................................................................21

15. Objasni atmosferske prenapone!........................................................................................22

16. Kakav je utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka?(3.13.)......................................23

17. Objasni princip označavanja sustava uzemljenja! (slika 18)!...............................................27

18. Objasni osnovne sustave uzemljenja! (slika 19,20,21,22,23.)..............................................28

19. Koje su vrste uzemljenja prema namjeni (sl. 25.)?...............................................................30

20. Koja su osnovna načela tehničkih zaštitnih mjera?..............................................................31

21. Kako se postiže zaštita od direktnog dodira dijelova pod naponom?..................................32

22. Kako se postiže zaštita od indirektnog napona dodira?.......................................................32

23. Nabroji vrste zaštite od indirektnog napona dodira!...........................................................33

24. Kako se postiže istodobna zaštita od direktnog i indirektnog napona dodira?(4.6.)............35

25. Kako se postiže zaštita od indirektnog napona dodira s automatskim isključenjem napajanja?.......................................................................................................................................35

26. Što predstavlja izjednačenje potencijala?............................................................................38

27. Objasni TN sustav s automatskim isključivanjem nadstrujnim zaštitnim uređajima!...........39

28. Objasni nulovanje!...............................................................................................................42

29. Objasni zaštitu s automatskim isključivanjem napajanja u TN sustavu sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje.......................................................................................................44

30. Objasni TT sustav s automatskim isključivanjem nadstrujnim zaštitnim uređajima!(4.10.).46

31. diferencijalne struje!(4.11...................................................................................................47

32. Objasni zaštitnu naponsku i zaštitnu strujnu sklopku!.........................................................49

33. Objasni što znači dopunsko izjednačavanje potencijala!.....................................................50

34. Što predstavlja dopunska zaštitna izolacija?........................................................................51

35. Kako se postiže zaštita postavljenjem u nevodljiv prostor?.................................................51

36. Kako se postiže zaštita električnim odvajanjem?.................................................................52

37. Kako se postiže zaštita od prenapona iz mreže visokog napona?........................................53

38. Kako se postiže zaštita od atmosferskih i sklopnih prenapona?..........................................57

39. U pogledu tehničke sigurnosti objasni zaštitu od dodira i slučajnog dodira! (5.1.)..............59

40. U pogledu tehničke sigurnosti objasni što predstavlja sigurnosni razmak i sigurnosne udaljenosti?.....................................................................................................................................60

41. Objasni zaštitu od previsokog napona dodira i koraka!.......................................................62

42. Objasni zaštitu od prelaska visokog napona na postrojenje niskog napona?(5.4.)..............65

43. Nabroji osnovna načela sigurnog rada u električnim postrojenjima!(7.2.)..........................66

44. Objasni boravak i kretanje u visokonaponskim postrojenjima!...........................................66

1. Objasni djelovanje električne struje na čovječji organizam!

Električna struja, prolazeći kroz čovječji organizam, djeluje na sljedeće načine: toplinski - pri čemu se tijelo zagrijava, osobito na mjestu ulaza i izlaza struje iz

tijela do te mjere da nastaju teške vanjske i unutarnje opekotine, kemijski - električna struja, prolazeći kroz krv, električki rastvara krvnu plazmu, biološki - što se očituje grčenjem mišićnog tkiva, paralizom disanja, grčevima

krvotoka treperenjem srčanih klijetki i nepovoljnim utjecajem na živčani sustav, mehanički - prolaskom struje koz tijelo dolazi do grčenja mišića što može izazvati

kidanje krvnih žila, živaca, pa čak i lomova kostiju.

Sva ova djelovanja mogu dovesti do lakših ili težih povreda čovjeka pa čak mogu izazvati smrt.

Osim izravnih štetnih djelovanja električne struje na čovjeka, električna energija može djelovati sa svojim

električnim i magnetskim poljima koja, ako su dovoljno jaka izazivaju stanovite promjene u ćelijama, krvotoku, živčanom sustavu i slično,

svjetlosnim i toplinskim zračenjem u neposrednoj blizini događanja električnog luka, koje stvara opekotine, odnosno ozljede očiju.

Na težinu povreda i njen ishod utječu sljedeći čimbenici; jakost struje, vrijeme trajanja prolaza struje, put struje kroz tijelo, frekvencija struje i individualne osobine čovjeka.

Jakost i trajanje prolaska struje kroz organizam.Na temelju različitih ispitivanja, te analiza povreda i smrtnih slučajeva, dobiveni su podaci

o fiziološkom djelovanju električnih struja različitih jakosti na čovječji organizam, koji su

prikazani u slijedećem pregledu:

2. Objasni neka fiziološka djelovanja izmjeničnih struja obzirom na struje različitih jakosti (tab. 2.)!

TABLICA 2. : PREGLED FIZIOLOŠKOG DJELOVANJA IZMJENIČNIH STRUJA RAZLIČITIH JAKOSTI

Jakost struje mA Fiziološka djelovanja

0,5-1,5 mA Početak osjeta, lagano podrhtavanje prstiju

2 - 3 mA Jako podrhtavanje prstiju

5 – 10 mA Grč šake10 – 15 mA Ruke se teško ovajaju od elektroda, snažni bolovi

u prstima i rukama, bol se može trpjeti 5-10sekundi.

20 – 25 mA Paraliza ruku, vrlo jaki bolovi, otežano disanje40 – 80 mA Moguća paraliza disanja, početak treperenja

srčanih klijetki (40 mA pri 3 sekunde ili 50 mApri 1 sekundi)

80 – 100 mA Paraliza disanja, paraliza rada srca, mogućetreperenje srčanih klijetki pri 100 mA i 0,5sekundi

iznad 3000 mA Paraliza disanja i rada srca pri djelovanjima strujeduljim od 0,1 sekunde, razaranje tkiva toplinskimdjelovanjem

Ovi podaci odnose se na prolaz izmjenične struje 50-60 Hz od jedne šake ka drugoj šaci ili od šake do stopala.

Najmanju jakost struje, koju osjeća osoba kroz koju struja protječe, zovemo prag osjeta. Ona ovisi o nekoliko parametara kao što su: veličina površine dodira, pritisak dodira, suha ili vlažna koža, temperatura kao i individualne osobine čovjeka.

Neovisno od vremena protjecanja općenito je prihvaćena struja od 0,5 mA kao prag osjeta za izmjeničnu struju.Sijedeća vrlo značajna veličina je prag otpuštanja, a to je najveća jakost struje pri kojoj osoba, koja drži elektrode, može ih snagom svojih mišića otpustiti.Prag otpuštanja ovisi o površini dodira, obliku i veličini elektroda, kao i od individualnih fizioloških osobina čovjeka.Kao općenito je prihvaćena vrijednost od 10 mA za prag otpuštanja. Već je Dalziel 1936. godine ukazao na značajnu ulogu trajanja prolazne struje na vrstu i ishod ozljede, a današnja znanstvena istraživanja su nepobitno potvrdila da je količina elektrike (l x t) ona veličina koja ima presudnu ulogu u stupnju ozljede.Op ćenito se može kazati da pri količinama elektrike do 20 mAs neće biti nikakvih štetnih fizioloških reakcija, a pri količinama elektrike do 80 mAs možemo očekivati paralizu disanja i fibrilaciju srca.Treperenje srčanih klijetki, tzv. fibrilacija srca je u najvećem broju uzrok fatalnih nesretnih slučajeva u ovom području frekvencije struje.Na slici 3. prikazan je nastanak fibrilacije srca djelovanjem električne struje i promjena koje izaziva u elektrokardiogramu i krvnom tlaku.

Od velikog je značaja prag fibrilacije srca kojeg predstavlja najmanja jakost struje koja izaziva treperenje srčanih klijetki.Prag fibrilacije ovisi o fiziološkim parametrima kao što su anatomija tijela, stanje srčane

frekvencije, kao i od električnih parametara: trajanje protjecanja, put struje, vrsta struje i frekvencija struje.Kod izmjeničnih struja veliki utjecaj na nastanak fibrilacije ima trenutak u kojem je nastupio srčani udar. Postoji jedno razmjerno malo razdoblje srčanog ciklusa, kojeg zovemo razdoblje povredivosti, tijekom kojeg su srčana vlakna u nehomogenom stanju uzbuđenosti i pojavit će se treperenje srčanih klijetki ako se u tom razdoblju srčana vlakna uzbude strujom dovoljne jakosti.Kod izmjeničnih struja (50Hz ili 60 Hz), značajno se smanjuje prag fibrilacije ako protjecanje struje kroz srce traje dulje od jednog srčanog ciklusa (približno 0,7s). Ova pojava proizlazi iz povećane neheterogenosti stanja uzbuđenosti srca uzrokovanog posebnim grčenjem mišićnog tkiva izazvanih strujom.Za strujne udare koji traju manje od 0,1 s, fibrilacija srca može se pojaviti ako je struja veća od 500 mA, a vrlo vjerojatno pri strujama od nekoliko ampera, samo ako strujni udar pada u vrijeme razdoblja povredivosti. Strujni udari takvih jakosti struja koji traju dulje od jednog srčanog ciklusa, mogu izazvati privremene, ali i reverzibilne zastoje rada srca.Put struje kroz tijelo,Put struje kroz tijelo, također, ima veliki utjecaj na stupanj povreda. Ako se kroz neko tijelo, i to kroz različite puteve, propušta uvijek struja jednake jakosti, onda će električnopolje u srcu – odnosno gustoća struje u srcu – biti različita za različite puteve. Te promjene gustoće struje prikazujemo faktorom struje srca.Faktor struje srca je odnos jačine električnog polja (gustoće struje) u srcu za određeni put struje prema jačini električnog polja (gustoća struje) u srcu za struje jednake jačine koja protječe od lijeve šake prema stopalima.U tablici 3. prikazani su različiti faktori struje srca za različite puteve. Faktor struje srca omogućava proračun struje It koja proteče drugim putem nego što je put "lijeva šaka oba stopala", a koja predstavljaju jednaku opasnost fibrilacije srca, kao ona koja odgovara I ref za put "lijeva šaka- oba stopala".TABLICA 3.: FAKTORI STRUJE SRCA ZA RAZLIČITE PUTEVE STRUJE

Put struje Faktor strujesrca

Lijeva šaka 1,0- lijevo stopalo, desno stopalo ili oba stopala

Obje šake - oba stopala 1,0

Lijeva šaka - desna šaka 0,4

Desna šaka 0,8

- desno stopalo, lijevo stopalo ili oba stopala

Leđa - desna šaka 0,3

Leđa - lijeva šaka 0,7

Prsa - desna šaka 1,3

Prsa lijeva šaka 1,5

Stražnjica - lijeva šaka, desna šaka ili obje šake 0,7

Struju It koja odgovara nekom putu dobivamo iz dnadžbe: It= IF

ref (A) pri čemu je:

Iref - struja kroz čovječje tijelo za put "lijeva šaka -

oba stopala" It - struja kroz čovječje tijelo za neki drugi određeni put,

F - faktor struje srca.

Tako, primjerice, prag fibrilacije srca za vrijeme od 0,5 s iznosi 100 mA za put "lijeva šaka - oba stopala", dok bi za put struje "prsa - lijeva šaka" prag fibrilacije iznosio samo 66 mA za jednako vrijeme protjecanja struje.

3. Objasni utjecaj frekvencije/istosmjerne struje!Osim što povećanje frekvencije izmjenične struje djeluje na smanjenje otpora kože, porastom frekvencije znatno se umanjuje opasnost od povrjeđivanja električnom

strujom. Porastom frekvencije podiže se prag osjeta, prag opuštanja i prag fibrilacije srca pa možemo kazati da su struje jednakih jakosti s viših frekvencije manje opasne.

Povećanje nekog određenog praga, primjerice praga fibrilacije srca, pri zadanoj višoj frekvenciji, prema pragu struje pri frekvenciji 50/60 Hz, označava se faktorom frekvencije Ft. Faktor frekvencije je različit za različite pragove i za različita područja frekvencije.Na slici 4. prikazana je promjena faktora frekvencije za prag fibrilacije srca pri frekvencijama od 50 Hz do 1000 Hz. Tako primjerice pri frekvenciji od 300 Hz prag fibrilacije srca se podiže za malo više od četiri puta.

Djelovanje istosmjerne struje.Nesreće s istosmjernom strujom su puno rjeđe nego što bi se očekivalo, s obzirom na rasprostranjenu primjenu istosmjerne struje. Fatalne nesreće se događaju se samo pod vrlo

nepovoljnim uvjetima, primjerice u rudnicima, kemijskoj industriji.Djelomični uzrok ove, uvjetno nazvane, manje opasnosti istosmjerne struje jest u činjenici što je otpuštanje uhvać enih vodiča, protjecanih istosmjernom strujom, lakše i što je prag fibrilacije srca, za trajanje strujnih udara duljih od srčanog ciklusa, puno viši nego kod izmjenične struje.Osnovna razlika u djelovanju izmjenične struje na čovječje tijelo u odnosu na istosmjernu struju temelji se na činjenici da je pobudno djelovanje struje, stimuliranje živaca i mišića, izazivanje predklijetki i klijetki usko vezano s promjenama jakosti struje, posebno pri uključivanju i prekidanju struje.Jednosmjerna struja konstantne jakosti mora biti veća dva do četiri puta od efektivne vrijednosti izmjenične struje za jednako uzbudno djelovanje.Prag osjeta za istosmjernu struju približno iznosi 2 mA. Kod količina elektrike ispod 60 mAs ne pojavljuju se nikakve štetne fiziološke pojave. Prag fibrilacije srca očekuje se iznad 200 mAs.Za strujne udare, kojih je trajanje dulje od srčanog ciklusa, prag fibrilacije srca za istosmjernu struju je nekoliko puta viši od praga fibrilacije srca za izmjeničnu struju.

Ova pojava se kvantificira s faktorom ekvivalentnosti "k", koja predstavlja odnos istosmjerne struje prema ekvivalentnoj efektivnoj vrijednosti izmjenične struje pri istoj vjerojatnosti pojave fibrilacije srca. Tako je, primjerice, za pojavu fibrilacije srca kod trajanja prolaza struje od 1 s potrebna četiri puta jača istosmjerna struja od izmjenične struje

k= II =

≈ = 20050mA

mA = 4

Za strujne udare istosmjerne struje, kojih je trajanje kraće od 200 ms, prag fibrilacije srca je približno jednak kao za efektivnu vrijednost izmjenične struje jednakog trajanja.Ovdje treba ukazati i na opasnost koju mogu predstavljati uređaji i oprema s velikim električnim kapacitetom, primjerice visokonaponski kabeli i kondenzatorske baterije. Električni naboj ovih uređaja može izazvati teške ozljede i smrt čovjeka ako se taj naboj izbija kroz ljudsko tijelo.

4. Što je električni udar a što električna trauma ?

Povrede, uzrokovane električnom strujom dijelimo na dva osnovna oblika:

električni udar, koji povrjeđuje cijeli organizam i obično ne ostavlja vanjskih vidljivih znakova,

električke traume, koje izazivaju vanjske povrede na nekim dijelovima tijela, kao što su opekotine, metalizacija kože i električni znakovi.

Električni udar

Električni udar najopasniji je oblik povrede električnom strujom i najčešće dovodi do smrti. Nastaje kad električna struja prolazi kroz prsni koš i zahvaća srce.

Prevladavaju oštećenja živčanog sustava i krvotoka. Nadražaj živ čanog sustava manifestira se grčevima, te lakšim i težim poremećajima svijesti. Na krvnim žilama, također, prouzrokuje grč koji izaziva naglo povećanje krvnog tlaka. Smrt pri električnom udaru nastaje ili uslijed paralize disanja ili paralize rada srca, odnosno uslijed i jednog i drugog istodobno.

Ako smrt nastaje uslijed oštećenja organa za disanje, onda je tome najčešći uzrok pomanjkanje kisika u krvi jer je, zbog grčenja pluća, onemogućena razmjena plinova u plućima.

Pri prolasku struje kroz srce nastupa tzv. fibrilacija. To je takvo stanje srca kad ono prestaje ritmički raditi kao jedna cjelina, već nastupaju odijeljena nenadzirana titranja mnogobrojnih vlakana srčanog mišića i to dovodi do prestanka njegova rada. Ako brzo ne nastupi defibrilacija, srce nije u stanju tjerati krv kroz organizam, pa tijekom nekoliko minuta u mozgu nastaju oštećenja i nastupa smrt.

5. Objasni pojam dopušteni napon dodira!Dopušteni napon dodira UL je najveća vrijednost napona dodira koja je dopuštena da se održava neograničeno vrijeme pri utvrđenim uvjetima vanjskih utjecaja.

U tablici 5. i na dijagramu slike 5. prikazano je dopušteno trajanje pojedinih vrijednosti napona dodira prema IEC standardu, a kojim su usuglašene hrvatske norme (L2). Za normalne uvjete vrijedi krivulja L1, a za loše uvjete rada i okoliša koristi se krivulja L2.

TABLICA 5: DOPUŠTENO TRAJANJE NAPONA DODIRA

Dopušteno vrijeme trajanjaOčekivani napon dodira t(s)

Uc (V) Normalni Loši uvjetiuvjeti

25 5

50 5 0,48

75 0,6 0,30

100 0,4 0,22

150 0, 28 0,12

230 0,17 0,05

300 0,12 0,025

400 0,07

500 0,04

6. Objasni direktan dodir postrojenja pod naponom!(3.2., skica 6.,7,8)

Kod direktnog dodira dijelova postrojenja pod naponom, s obzirom na izvjesne posebnosti razlikujemo tri slučaja:

direktan dodir dva vodiča pod naponom jednog električnog sustava,

dodir vodiča pod naponom kod električnih mreža s direktnom uzemljenom neutralnom točkom,

dodir vodiča pod naponom kod električnih mreža s izoliranom neutralnom točkom. Direktan dodir dvaju vodičaDirektan dodir dvaju vodiča nastaje kad čovjek bilo kojim dijelovima svog tijela istodobno premosti dva fazna vodiča ili jedan fazni i neutralni vodič.Napon koji tada vlada između oba vodiča djeluje na tijelo čovjeka kroz koje će protjerati električnu struju. Oba slučaja prikazana su na slici 6.

Budu ći da su impedancije vodiča malene i zanemarive prema impedanciji Ijudskog tijela, struja koja prolazi kroz tijelo ovisna je jedino o naponu i impedanciji tijela.

Uz fazni napon od 220 V i pretpostavljenu impedanciju čovječjeg tijela Zt = 1000 Ω, dobivamo struju:

It =Uo =

220= 0,22A = 220 mA

Zt 1000Ta jakost struje dovoljno je velika da izazove smrt u vremenu protjecanja i kraćem od jedne sekunde.

Još nepovoljnije okolnosti vladaju ako se dva vodiča dodiruju na visokom naponu. Tako primjerice pri dodiru dva fazna vodiča s linijskim naponom od 10.000 V, uz pretpostavljenu impedanciju tijela od 650 Ω protekla bi kroz čovjeka struja od 15,4 A. Struja te jakosti dovoljna je da izazove teške vanjske i unutarnje opekotine, te smrt.

Dodir vodiča kod uzemljene neutralne točke.Kad čovjek, stojeći na zemlji, dodiruje svojim tijelom jedan fazni vodič trofaznog sustava s uzemljenom neutralnom točkom, on će zatvoriti strujni krug, jer će struja proteći kroz njega u zemlju, a zemljom dalje do uzemljivača neutralne točke (slika 2.). Ako zanemarimo impedancije vodiča i otpor uzemljenja neutralne točke transformatora, jer su maleni prema impedanciji čovječjeg tijela i prema prijelaznoj impedanciji tla na mjestu stajanja čovjeka, možemo izračunati struju koja prolazi kroz čovjeka:

It =

Uo

Zt + Z pgdje je:

Uo - fazni napon Zt - impedancija

Zp - prijelazna impedancija tla na mjestu stajanja.

Ako razmotrimo gornju jednadžbu, vidimo da uz poznatu pretpostavljenu impedanciju čovječjeg tijela, struja koja bi prolazila kroz tijelo prvenstveno ovisi o prijelaznoj impedanciji tla i visini faznog napona. U niskonaponskim mrežama i instalacijama, gdje je fazni napon relativno malen, vrlo veliku ulogu ima prijelazna impedancija tla.Prijelazna impedancija tla na mjestu stajanja može mijenjati svoju vrijednost u vrlo širokim granicama, od nule pa do milijun Ω.

Ona prvenstveno ovisi o vrsti tla, primjerice je li to zemlja, betonski pod ili parket. Impedancija obuće, također, može imati značajan utjecaj.

Ako čovjek stoji u mokroj obući na mokroj zemlji, onda je prijelazna impedancija tla praktički zanemariva ravna nuli, kao primjerice, kod rada u mokrim oknima i tunelima. U tom slučaju fazni napon djeluje samo na impedanciju tijela, a struja kroz tijelo bit će jednaka kao kod istodobnog dodira faznog i nultog vodiča, znači prema svojoj vrijednosti smrtonosna.

Kod suhih podova i parketa, prijelazna impedancija tla može iznositi i nekoliko stotina tisuća oma pa će struja kroz tijelo, u slučaju dodira niskog napona, biti malena i time opasnost manja.

Nasuprot tome, u visokonaponskim postrojenjima utjecaj prijelazne impedancije nije više tako velik. S obzirom na visinu napona koji djeluje na čovječje tijelo, prijelazna impedancija tla makar ona bila i visoka, neće smanjiti struju kroz tijelo na bezopasne vrijednosti. Tako kod dodira vodiča u visokonaponskim postrojenjima redovno dolazi do teškog ozljeđivanja, a vrlo često i do smrti ozljeđenog.

Dodir vodiča kod mreže s izoliranim neutralnim točkama (IT sustavi).

Pod mrežama s izoliranom točkom razumijevamo one višefazne električne mreže kod kojih nije uzemljeno zvjezdište generatora, transformatora niti bilo koji fazni vodič.Ako kod takve mreže s izoliranom neutralnom točkom čovjek, stojeći na zemlji, dođe u dodir s faznim vodičem, prividno izgleda da strujni krug nije zatvoren i da struja ne može teći kroz tijelo. No, ne smijemo zaboraviti da vodiči električnih mreža nemaju savršenu izolaciju, nego imaju stanoviti odvod struje prema zemlji, a osim toga, i određeni kapacitet prema zemlji.

Radi toga će svaki vodič imati stanoviti izolacijski otpor Ro i kapacitet Co prema zemlji, a koje možemo zamisliti da su koncentrirani u neutralnoj točki. Ako sada razmotrimo dodir čovjeka s vodičem kod mreža s izoliranom neutralnom točkom, vidimo da će struja poteći kroz čovjeka u zemlju iz onog faznog vodiča kojeg je dotaknuo.

Iz zemlje se struja vraća u preostala dva fazna vodiča preko izolacijskih i kapacitivnih otpora tih vodiča prema zemlji (slika 7). Struja koja će proći kroz tijelo, srazmjerna je visini faznog napona, a obrnuto srazmjerna veličini impedancije čovječjeg tijela, te izolacijskih i kapacitivnih otpora faznih vodiča prema zemlji.

Kod vrlo kratkih, nerazgranatih niskonaponskih mreža s dobrom izolacijom, izolacijski i kapacitivni otpor mogu imati vrijednosti nekoliko desetaka tisuća oma, pa će struja kroz čovječje tijelo biti osjetno niža, a time i opasnost manja. Kod duljih električnih mreža, manji su izolacijski i kapacitivni otpori, pa struje kroz tijelo poprimaju opasne vrijednosti. Zato se smatra da je direktan dodir kod takvih mreža opasan za život čovjeka.

Kod visokonaponskih mreža s izoliranom neutralnom točkom, zbog visine napona, utjecaj izolacijskih i kapacitivnih otpora ne dolazi praktički do izražaja, jer kroz čovjeka i u tom slučaju poteku tako jake struje da uzrokuju teške povrede i smrt.

Još nepovoljnije okolnosti vladaju u mreži s izoliranim zvjezdištem ako u toj mreži postoji zemljospoj jednog faznog vodiča. Slika 8. prikazuje takav slučaj. Vodič faze L2 ima spoj sa zemljom. Na preostala dva fazna vodiča napon prema zemlji je veći za √3 puta od faznog napona

Ako sada čovjek dodirne jedan od faznih vodiča koji nemaju zemljospoj, struja će poteći iz faznog vodiča kroz čovjeka u zemlju, dalje zemljom sve do mjesta zemljospoja, potom preko vodiča koji se nalazi u zemljospoju na transformator. Vidimo da se strujni krug zatvara preko relativno malih otpora u odnosu na impedanciju čovjeka. Budući da sada na čovjeka djeluje linijski napon, koji je za √3 puta veći od faznog napona, to je ovaj slučaj opasniji od dodira vodiča kod uzemljenog zvjezdišta, jer će kroz jednaki otpor tijela proteći √3 puta veća struja.

Utjecaj zaštitnih izolacijskih sredstava.

Sva dosadašnja razmatranja ozljeđivanja čovjeka, uslijed direktnog dodira postrojenja pod naponom, provedena su pod pretpostavkom da nisu primjenjena nikakva izolacijska zaštitna sredstva.

Utjecaj izolacijskih zaštitnih sredstava može biti takav da se može dopustiti rad pod naponom uz primjenu odgovarajuće izolacijske zaštitne oprema i zaštitnih izolacijskih naprava.

Izolacijska zaštitna sredstva, koja se primjenjuju na niskom naponu, jesu: izolacijske zaštitne rukavice, izolacijska zaštitna kaciga, izolacijski ili izolirani električarski alat, te različite izolacijske navlake i prevlake.

Tako primjerice kod primjene kvalitetnih gumenih izolacijskih zaštitnih rukavica za rad pod naponom, koje su ispravno održavane, čovjek može istodobno doticati dva fazna vodiča napona 380 V bez ikakvih posljedica za njegovo zdravlje. Takve izolacijske rukavice imaju izolacijski otpor najmanje 1,500.000 Ω, te struja koja prolazi kroz tijelo ima veličinu 0,1-0,2 mA, što je ispod praga osjeta.

Uvjeti i način rada pod naponom posebno su određeni.

Nasuprot tome, primjena samo zaštitne izolacijske odjeće i obuće u visokonaponskim postrojenjima ne pruža dovoljnu sigurnost, pa nije dopušten dodir dijelova pod naponom s takvim zaštitnim sredstvima.

7. Objasni opasnost približavanja vodičima visokog napona!

Kod postrojenja visokog napona vrlo je opasno ne samo dodirivanje vodiča, već i približavanje vodičima pod naponom na određenu kritičnu udaljenost.Čovjek, stojeći na zemlji ima potencijal zemlje, a vodič pod naponom znatno viši potencijal prema zemlji, te između čovjeka i vodiča ako se nalazi u blizini vodiča pod naponom postoji električko polje. To električko polje napreže zrak koji u ovom slučaju služi i kao izolator. Što se čovjek više približava vodiču, to je električko polje jače, a naprezanje zraka kao dielektrika je veće. Pri nekoj kritičnoj udaljenosti doći će do električnog proboja zraka, nastat će električka iskra, a može doći i do stvaranja električnog luka. Struja će poteći kroz tada vodljiv zrak i kroz čovjeka u zemlju.

S obzirom na visoke napone i struje su relativno jake, pa može doći do teških i smrtnih ozljeda čovjeka. Za ilustraciju o kritičnoj udaljenosti u zraku može poslužiti podatak da će između dva šiljka, koji su međusobno razmaknuti 10 cm, doći do proboja zraka pri naponu približno jednakom 45 kV.

Jasno je da razmaci koji su dopušteni između čovjeka i vodiča moraju biti znatno veći jer oni moraju sadržavati odgovarajući faktor sigurnosti i uzimati u obzir različite druge nepovoljne okolnosti.

8. Objasni indirektni napon dodira ! (slika 9., 10., 11.12)

9. Što je napon dodira a što napon koraka INDIREKTNI DODIR (PREVISOKI NAPON DODIRA)Jako puno ozljeda električnom strujom događa se zbog oštećene ili neispravne izolacije u električnim uređajima, pa kućišta i drugi metalni dijelovi tih uređaja poprimaju stanoviti napon prema zemlji.Ako dodirnemo takve dijelove električnih uređaja, a da oni nisu uzemljeni ili na koji drugi način štićeni, svojim tijelom zatvaramo strujni krug i struja može poteći iz kućišta preko tijela u zemlju i zatvoriti se preko pogonskog uzemljenja zvjezdišta transformatora ili generatora (slika 9).

Zbog kvara na izolaciji vodiča, kućište trošila poprima prema zemlji napon kojeg zovemo napon kvara Ug. Njegova veličina najviše ovisi o vrijednosti faznog napona, kao i mjesto kvara na izolaciji vodiča. Uslijed pojave napona kvara kućišta trošila (mase) i ostali strain

vodljivi dijelovi poprimaju različite potencijale prema zemlji, tako da se između tih vodljivih dijelova pojavljuju različiti naponi (slika 10).Napon koji se pojavljuje između istodobno pristupačnih dijelova za vrijeme kvara zove se napon dodira Ud.

Napon dodira može poprimiti najviše vrijednost faznog napona Uo ako je kvar zanemarive impedancije nastao na priključnoj stezaljci jednog trošila, a drugi istodobni pristupačni vodljivi dio ima izravan spoj sa zemljom (potencijal nula), kako je prikazano na slici 11. Najviši napon dodira koji se očekuje u slučaju kvara zanemarive impedancije u nekoj električnoj instalaciji zovemo očekivani napon dodira Ud.

U nekim slučajevima na vrijednost napona dodira može znatno utjecati impedancija osobe koja je u dodiru s ovim dijelovima.

Na slici 12. prikazan je slučaj kad čovjek stojeći na vodljivom tlu s prijelaznim otporom Rp istodobno dotiče trošilo u kvaru. Zbog jednostavnosti računa, zanemarimo utjecaj kapacitivnih komponenti impedancije čovječjeg tijela.

Na krajevima tijela pojavit će se napon dodira kojeg vrijednost znatno ovisi o međusobnom odnosu otpora čovječjeg tijela RT prijelaznog otpora Rp prema zemlji. Iznos napona dodira možemo izračunati prema jednadžbi:

Ud = U g1+ R p / R

T

pri čemu je:

Ud- napon dodira, Ug- napon kvara,Rp- prijelazni otpor poda prema zemlji RT- otpor ljudskog tijela.

Uočava se, također, i veliki značaj otpora poda (stajališta) prema zemlji na stupanj opasnosti. Ako je prijelazni otpor tog mjesta malen kao što je, primjerice, moguće kad čovjek stoji na mokrom betonskom podu, onda će napon dodira biti veći, a time i veća opasnost za čovje

Nužno je ovdje ukazati na još jednu bitnu činjenicu. Kod električnih uređaja na kojima nije izvedena zaštita od indirektnog dodira, a njihova su kućišta došla pod napon, nema indikacije o toj pojavi. Opasan napon na kućištu zadržava se trajno dok je uređaj i pogonu bez zamjetljivih smetnji, pa rad s takvim uređajem predstavlja stalnu opasnost za ljude koji njim rukuju ili se kreću na dohvat ruke tog neispravnog uređaja.

Opasni naponi dodira najčešće se javljaju zbog zastarjele ili oštećene osnovne izolacije, nestručne montaže ili loše izvedenih popravaka.

Previsoki naponi dodira mogu se ukloniti primjenom brojnih zaštitnih mjera tako da ili isključe neispravno trošilo iz pogona ili, pak, smanje napone dodira na neopasne veličine.

10. Objasni opasnosti od induciranih napona INDUCIRANI NAPONIOpasnost od induciranih napona postoji kod rada u blizini visokonaponskih postrojenja, a posebno kod radova na paralelnim nadzemnim vodovima visokog napona, kao i u postrojenjima gdje zbog tehnološkog procesa teku struje iznimno velike jakosti.

Ovi inducirani naponi mogu biti izazvani elektrostatičkim ili elektromagnetskim utjecajima. Kao što je poznato iz osnova elektrotehnike, u nekom vodiču se može inducirati napon ako se nalazi u električkom polju uzrokovanom električnim nabojem drugog vodiča. Inducirani napon bit će veći, ako je veći napon drugog vodiča i ako je manji međusobni razmak između vodiča.

Jednako tako, u nekom vodiču može se inducirati napon ako je taj vodič obuhvaćen promjenjljivim magnetskim poljem, što se stvara u nekom drugom strujnom krugu.Za ilustraciju problema neka posluže dva paralelno vodena nadzemna voda, prikazana na slici 15. Jedan od njih neka bude visokonaponski nadzemni vod, a drugi niskonaponski vod.

Kroz cijelo vrijeme dok se visokonaponski vod nalazi pod naponom, na vodičima niskonaponskog voda postojat će inducirani napon uslijed kapacitivne veze između ta dva voda.

Veličina induciranog napona elektrostatičkog podrijetla na vodiču niskonaponskog voda razultanta je između induciranih napona uslijed djelovanja pojedinih faznih vodiča visokonaponskog voda.

Jednako tako, postoji elektromagnetski utjecaj visokonaponskog voda na niskonaponski vod čim kroz vodiče visokonaponskog voda protječe neka struja. Ta izmjenična struja stvara oko vodiča izmjenično magnetsko polje. Ako je paralelno tom visokonaponskom vodu položen na malom odstojanju drugi vod, izmjenično magnetsko polje će obuhvatiti i vodiče drugog voda i u njima inducirati neki napon. Ovako inducirani naponi mogu poprimiti i visoke vrijednosti ako kroz vodiče teku velike struje greške, primjerice struje kratkog spoja.

Ako se na takvom niskonaponskom vodu izvode radovi u iskopčanom stanju voda, a s neuzemljenim vodičima, zaposlenici koji tijekom rada dotiču i hvataju vodiče, mogu u tom trenutku biti izloženi električnom udaru,

Veličina induciranih napona elektromagnetskog podrijetla ovisi o veličini struje koja stvara magnetsko polje, a potom o međusobnom razmaku oba voda, te o ukupnoj duljini paralelnih dionica vodova.Ta opasnost najistaknutija je pri radovima na dvosustavnim nadzemnim vodovima na istim stupovima, u slučaju da se radi na jednom sustavu, a da je istodobno drugi sustav pod naponom.Slične opasnosti prijete kod razvlačenja metalnih užeta i žica u neposrednoj blizini visokonaponskih postrojenja i nadzemnih vodova.

Pojava ovako induciranih napona uočava se na vozilima, cisternama, dugačkim metalnim ljestvama i dizalicama u blizini postrojenja visokog napona. Pražnjenje ovih napona preko čovjeka može biti bolno, te izazvati ozljede.

Uklanjanje opasnosti uslijed induciranih napona postižemo odgovarajućim uzemljivanjem vodiča na mjestu rada.

11. Objasni opasnost od prelaska visokog napona na postrojenje niskog napona! (3.8.)

Osim opasnosti direktnog dodira vodiča ili opasnosti previsokih napona dodira i koraka, postoji u postrojenjima i opasnost uslijed prelaska visokog napona na postrojenja niskog napona. Takvi su slučajevi, istina, rijetki, ali postrojenja moraju u tom pogledu također biti zaštićena.Najpoznatije su dvije mogućnosti preskoka visokog napona na postrojenja niskog napona, i to:

međusobni proboj između visokonaponskog i niskonaponskog namota transformatora koji napaja niskonaponsku mrežu,

međusobni dodiri vodiča zračnih mreža s različitim nazivnim naponima.

U oba slučaja, ako nisu provedene određene zaštitne mjere, može doći do razaranja postrojenja, požara i teških povreda osoblja koje u tom trenutku rukuje električnim uređajima.

12. Kako nastaje električni luk – najčešće!Električni luk samostalno je izbijanje u plinovima i metalnim parama koje nastupaju izmeđ u dvije elektrode, a odlikuje se vrlo velikim gustoćama struje i malim naponom potrebnim za održavanje luka. Električna struja prolazi od jedne elektrode na druge posredstvom metalnih para. Obilježja električnog luka visoka su temperatura i jaka svjetlost.

Električni luk najčešće nastaje:

razdvajanjem kratko spojenih elektroda kad kroz njih teče struja (primjerice, prekidanje strujnog kruga otvaranjem rastavljača),

uslijed proboja zraka kao izolatora između vodiča pod naponom i ostalih dijelova postrojenja, odnosno zemlje.

13. Kako nastaje statički elektricitet!Statički elektricitet može nastati na četiri načina;

ako se dvije izolirane elektrode priključe na izvor istosmjernog napona i onda odvoje od izvora,

ako se dvije različite tvari taru i onda razdvoje,

električnom influencijom,

kad se s kondenzatora ili nekog drugog uređaja velikog električnog kapaciteta isklopi izmjenični napon.

Elektricitet u mirovanju nazivamo električnim nabojem, a postoje dvije vrste: pozitivni i negativni. Pozitivni naboj sačinjavaju pozitivni ioni, a negativni naboj sačinjavaju negativni ioni i slobodni elektroni.Do elektrostatičkih naboja dolazi u svakodnevnom životu i tehničkoj praksi zbog influencije, a još češće zbog trenja dvaju različitih materija, primjerice, pretakanju benzina, nafte iti prigodom izlaska plinova pod tlakom iz cijevi.

Električni naboji ako se nagomilaju na nekoj relativno maloj plohi mogu stvoriti vrlo visoke potencijale prema drugim nenabijenim predmetima i zemlji, koji mogu dosizati vrijednosti do 150.000 V.Električni naboj, unatoč velikih potencijalnih razlika prema zemlji, ne predstavlja direktnu opasnost za čovjeka zbog svoje premalene energije, izuzev visokonaponskih kabela i kondenzatora i munje.Izbijanje elektrostatičkih naboja preko čovjeka može biti bolno, a može izazvati nesvjesne pokrete, ali ne i smrt, izuzev izbijanja visokonaponskih kabela ili kondenzatorskih baterija. Najveća opasnost od elektrostatskih naboja nastaje onda kad stvoreni naboji izbijaju preko iskre u zapaljivoj ili eksplozivnoj atmosferi.

U nastojanju da ne dođe do nezgoda (požara, eksplozija) u pogonima se poduzimaju različite zaštitne mjere, a nekad više njih zajedno.

Prvenstveno se nastoji ili spriječiti stvaranje elektrostatičkog naboja ili ga se odvodi u zemlju, primjerice:

uzemljivanjem metalnih dijelova na kojem se skuplja naboj,

medusobnim povezivanjem dijelova stroja zbog izjednačenja potencijala,

održavanjem visoke vlage u zraku,

povećanjem vodljivosti električki nevodljivih tvari i ,

ionizacijom zraka

U elektroprivrednoj djelatnosti najčešće se susrećemo s opasnim elektrostatskim nabojima u termoelektranama pri pretakanju goriva, strujanju plinova i prašine, te svugdje kod radova na visokonaponskim kabelima i kondenzatorima.

14. Što znači izostali naboj?(3.11.)Poznato je da će svaki kondenzator, koji je bio priključen na neki napon, ostati nabijen nakon isključenja napona. Ako je kondenzator bio priključen na istosmjerni napon, on zadržava približno jednaku vrijednost napona na koji je bio priključen. Kod izmjeničnih napona, zadržani napon na kondenzatoru može imati i vrijednost veću od efektivne vrijednosti izmjeničnog napona, koji je bio priključen na kondenzator, ovisno o tome u kojem je trenutku trenutne vrijednosti izmjeničnog napona nastupilo isključenje.

Jednako tako, poznata je pojava da će svaki kondenzator - koji je bio nabijen na neki napon, potom ispražnjen kratkim spajanjem stezaljki ili preko otpora i ostavljen stanovito vrijeme otvorenih stezaljki - ponovo pokazati neki naboj. Uzrok je toj pojavi zaostali naboj.

Pri pražnjenju kondenzatora ne dolazi do potpunog izbijanja naboja, već jedan dio čestica dielektrika ostaje i nadalje naelektriziran. Preostali napon, nakon izbijanja, može iznositi do 10% od iznosa napona prije izbijanja.

I u jednom i drugom slučaju riječ je o pojavi statičkog elektriciteta relativno veće energije.

Dodir čovjeka sa stezaljkama nabijenog kondenzatora, odnosno s elementima postrojenja koji ima znatne međukapacitete ili dozemne kapacitete, može biti opasan ako su energija električkog polja kondenzatora i napon dovoljno veliki i koji će izazvati protjecanje opasnih struja kroz tijelo čovjeka.

Prigodom radova na visokonaponskim kabelima, koji su u izvjesnoj mjeri takoder kondenzatori, potrebno je uzimati u obzir i ovu pojavu.Svaki će se kabel, ako ga nakon izbijanja ostavimo otvorenim, ponovno nabiti, doduše, na neki manji ali još uvijek opasan napon koji može prouzročiti ozljedivanje ljudi.Slična pojava događa se i na transformatorima. Svaki će transformator nakon isključenja i odvajanja od napona, zadržati neki napon na svojim stezaljkama. Uzrok tomu je što namoti transformatora međusobno, a i prema kotlu, tvore kondenzator koji ostaje nabijen. Zbog toga je nužno prije rada provesti izbijanje zaostalog naboja iz namota.

15. Objasni atmosferske prenapone!Atmosferski prenaponi predstavljaju veliku opasnost kako za električna postrojenja, tako i za ljude koji rade na njima.Oštećenja postrojenja i ozljeđivanje ljudi uslijed atmosferskog prenapona može

nastati na tri načina Direktnim udarom munje u postrojenje,

Putujućim prenaponskim valom duž nadzemnog voda zbog udarca munje u neposrednoj blizini nadzemnog voda ili postrojenja.

Kod udara munje u vodiče nadzemnog voda, golemi električni naboj razdvaja se na mjestu udara munje u dva putujuća prenaponska vala, koji se velikom brzinom gibaju duž nadzemnog voda, od mjesta udara munje prema krajevima nadzemnog voda (slika 16.).

Ukoliko takav prenaponski val naiđ e na oslabljeno mjesto na izolaciji voda ili postrojenja, izazvat će proboj izolacije. Slična pojava dogada se i kod udara munje u neposrednoj blizini nadzemnog voda. Prije izbijanja munje, nad nadzemnim vodom se nalazi oblak nabijen elektricitetom.

Na vodičima voda koji se nalaze ispod takvog nabijenog oblaka, pojavljuju se velike količine električnog naboja iz oblaka zbog električne influencije. Uslijed udarca munje u zemlju, dolazi do naglog rasterećenja naboja iz oblaka. Nestat će privlačne sile koje su pridržavale naboje na vodičima nadzemnog voda i taj će se naboj gibati vodičima duž voda u obliku dva putujuća prenaponska vala (slika 17.).

Jakost struje munje se kreće u granicama od 5 do 60 kA.

U našim krajevima možemo računati s jakostima od približno 10 kA.

Od štetnog djelovanja atmosferskog prenapona postrojenja se štite ispravnim postavljanjem odvodnika prenapona i iskrišta, te zaštitnim gromobranskim užetima i gromobranskim

uzemljenjem.Na mjestu rada štitimo se od atmosferskih prenapona postavljanjem naprava za privremeno uzemljivanje i kratko spajanje, te prestankom rada za vrijeme grmljavine.

16. Kakav je utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka?(3.13.)

Danas se sve više primjenjuju vrlo visoki naponi, kao što su 380 kV, 500 kV i 750 kV za prijenos električne energije. Tako visoki naponi stvaraju u električnim postrojenjima vrlo jaka električka polja. Prema podacima iz stručne literature, električka polja pri zemlji ispod vodova visokih napona imaju sljedeće vrijednosti navedene u tablici 7.

TABLICA 7: JAKOST ELEKTRIČNIH POLJA ISPOD VODOVA VISOKOG NAPONA

Napon vodova (kV) 110 220 380 750

Jakost polja (kV/m) 1...2 3...6 6...8 10...13

U električnim postrojenjima visokog napona imamo redovito slijedeće vrijednosti jakosti električkih polja:

·220 kV od 6 kV/m do 8 kV/m

·380 kV od 12 kV/m do 14 kV/m

Kroz vodiče nadzemnih vodova i vodiče unutar električnih postrojenja teku izmjenične struje koje proizvode izmjenična magnetska polja sljedećih jakosti:

· ispod visokonaponskih nadzemnih vodova do 0,2 mT

·u rasklopnim postrojenjima do 0,4 mT.

Kad ljudi borave u električkim poljima jakosti 3 kV/m do 20 kV/m, odnosno u magnetskim poljima jakosti 0,1 mT do 5 mT, uočavaju se sljedeće pojave:

u čovjeka se induciraju struje jakosti 100 µA - 250 µA,

gustoća struje od 1 mA/m2 do 10 mA/m2,

te struje mogu doseći iznose i veće od 0,5 mA pri radovima pod naponom na potencijalu vodiča,

gumene rukavice i ostala slična izolacijska zaštitna sredstva nemaju nikakvog učinka na smanjivanje ovih struja,

osim ovih induciranih struja, tzv. struja pomaka, kroz čovjeka mogu teći struje

pražnjenja (u slučaju dodira čovjeka s različitim predmetima mogu iznositi i nekoliko ampera),

jedino se primjenom ekrana koji smanjuju jakost polja električnih ili ekranizirajućih odijela (odijela koja su protkana metalnim i vodljivim nitima i predstavljaju neku vrstu Faradayevog kaveza) mogu smanjiti struje kroz ljudsko tijelo na neznatne vrijednosti,

magnetska polja mogu se vrlo malo smanjiti jedino ekranizacijom s feromagnetski vodljivim materijalima.

Usporedo sa spoznajom navedenih činjenica postavilo se logičko pitanje : ima li boravak i rad ljudi u tim električkim, magnetskim i elektromagnetskim poljima štetne posljedice zdravlje?

Intenzivna istraživanja ovih pojava, koje provode znanstvenici i biolozi diljem cijelog svijeta datiraju od 1972. godine. Znanost do danas nije dala definitivan odgovor u kojoj mjeri jaka električka polja i uz koje vrijeme trajanja štetno djeluju na ljude.

Neki ljudi počinju zamjećivati iskričasto izbijanje (pražnjenje ) u električkim poljima od 3 kV/m pa na više, a osjećaju prisutnost polja već od jakosti 2 kV/m do 10 kV/m. Izloženost električkim i magnetskim poljima može izazvati promjene u staničju, u fiziološkom događanju te ponašanju. Premda ta otkrića nisu dala konačne odgovore, danas rezultati studija služe kao upozorenje da treba izbjegavati nepotrebna izlaganja električkim i magnetskim poljima.

Što se tiče djelovanja magnetskih polja na zdravlje ljudi, možemo slobodno reći da je domaćica daleko više izložena djelovanju tih polja nego elektromonter pri radovima ispod nadzemnih vodova ili u električnim postrojenjima.

Etektrični štednjak primjerice stvara magnetsko polje približne jakosti 1 mT, sušilo za kosu 2,5 mT, a ispod visokonaponskih nadzemnih vodova rijetko će jakost polja dosegnuti vrijednost 0,2 mT.

Najveći problem i neizvjesnost u svim ovim istraživanjima je u tome što znanost nije mogla do sada dati vjerodostojne podatke o oštećenjima zdravlja glede trajanja izloženosti u takvim poljima.

Opći zaključak je da treba, prema mogućnostima, izbjegavati nepotrebna izlaganja ovim poljima, te primjenjivati oprezno razumne mjere zaštite.

U namjeri da se preventivno zaštiti svekoliko pučanstvo od eventualnog štetnog dugotrajnog izlaganja električnim i magnetskim poljima Međunarodna udruga za zaštitu od zračenja (IRPA/INIRC) u svojim preporukama predlaže dopuštene granične vrijednosti jakosti električnih i magnetskih polja prema tablici 8.

TABLICA 8.: GRANIČNE VRIJEDNOSTI JAKOSTI ELEKTRIČNIH I MAGNETSKIH POLJA NISKE FREKVENCIJE

Učestalost Efektivna Efektivna vrijednostvrijednost gustoće magnetskogelektričnog polja polja

50 5 0,1

16 2/3 10 0,3

Prema ovim smjernicama, u mnogim europskim zemljama donešene su smjernice koje se primjenjuju za bolnice, škole, igrališta, parkove i stambene zgrade.

U našoj zemlji za sada nema ni uredbe ni norme koje bi propisivale granične vrijednosti za jakost niskofrekventnih električnih i magnetskih polja.

SAŽETAK

· Postoje sljedeće vrste ozljeđivanja električnom

energijom; * direktan dodir

* indirektan dodir

* opasnost približavanja vodičima visokog napona

* previsoki napon dodira i koraka pri prolazu struje kroz uzemljivače

* iznošenje potencijala

* inducirani naponi

* prelazak visokog napona na postrojenja niskog napona

* opasnosti električkog luka

* statički elektricitet

* zaostali naboj

* atmosferski prenaponi

* utjecaj električnih i magnetskih polja.

· Opasnost direktnog dodira najčešće nastaje zbog oštećivanja osnovne izolacije, nezatvaranja poklopaca i vratiju na uređajima, a na visokom naponu zbog neispravne identifikacije isključene ćelije, voda ili kabela. · Indirektan dodir, odnosno opasnost previsokog napona dodira, nastaje zbog proboja osnovne izolacije trošila s metalnim kućištem, koje poprimi neki napon prema zemlji, odnosno prema drugim pristupačnim vodljivim masama. · U visokonaponskim postrojenjima i na nadzemnim vodovima najviše se korisi zrak kao izolator. Ako se previše približimo vodičima pod naponom, uslijed jakog, električkog polja dolazi do proboja zraka, preskoka napona, električne iskre, a može nastati i električni luk. Kad kroz uzemljivač prolazi električna struja ona sa otporom rasprostiranja uzemljivača stvara napon uzemljivača prema nekoj dalekoj zemlji. Sve vodljive mase spojene na uzemljivač poprimaju taj napon, a kad ga premosti čovjek kažemo da je izložen naponu dodira. Zemlja oko uzemljivača poprima različite potencijale prema nekoj udaljenoj referentnoj zemlji. čovjek svojim korakom može premostiti dvije točke različitog potencijala i tu opasnost nazivamo napon korakaU slučaju kvara (proboja izolacije prema zemlji) u visokonaponskim električnin strojenjima zbog prolaska struje kvara kroz uzemljivač, ovaj uzemljivač poprima stanoviti potencijal (do nekoliko kV prema dalekoj referentnoj zemlji, i taj napon je prisutan sve dok se ne isključi struja kvara.

Ukoliko iz tog postrojenja izlaze neke dugačke metalne mase, primjerice željezničke tračnice, vodovodne cijevi, niskonaponska mreža i telekomunikacijsk kabeli preko njih, ako ne postoji odgovarajuća zaštita, može se prenijeti opasan potencijal izvan postrojenja i ugroziti ljude.

· Ako se u električno polje unese vodljivi predmet, u njemu će se inducirati napon. Jednako tako, ako u izmjenično magnetsko polje unesemo vodič, takoder se inducira napon. Ova pojava je prisutna na visokonaponskim postrojenjima, na nadzemnim vodovima, a posebno visoke vrijednosti induciranih napona se pojavljuju na nadzemnim vodovima s dva sustava. · Električni luk djeluje štetno na ljudski organizam zbog isijavanja ultraljubičastih i infracrvenih zraka, kao i zbog svog toplinskog zračenja.

· Elektrostatički naboji, unatoč velikih potencijala prema zemlji, ne predstavljaju izravnu opasnost za čovjeka zbog svoje premalene energije, izuzev visokonaponskih kabela, kondenzatora i munje. Izbijanje naboja preko čovjeka može bitl bolno i može izazvati nesvjesne pokrete. Najveća opasnost od elektrostatskih naboja nastaje kad se naboj izbija preko iskre u zapaljivoj ili eksplozivnoj atmosferi.

· Neizbijeni ili nedovoljno izbijeni visokonaponski kabeli ili kondenzatorske baterije nakon isklapanja od napona, predstavljaju veliku opasnost za čovjeka, jer akumulirana energija električkog naboja može biti dovoljna da usmrti čovjeka. ' Atmosferski prenapon je veliki neprijatelj električnih postrojenja, vodova i ljudi. Nikad se ne smije raditi na postrojenju ili vodu ako prijete munje i grmljavina jer nema praktički djelotvorne zaštite, osim prekidanja rada i napuštanja izloženog mjesta.Električna i magnetska niskofrekventna polja imaju stanoviti utjecaj na živi ljudski organizam

Znanost nije do sada u stanju točno odrediti granične dopuštene vrijednosti jakosti polja niti dopušteno vrijeme izlaganja, pa se preporuča razumno izbjegavanje takvih mjesta.

17. Objasni princip označavanja sustava uzemljenja! (slika 18)!

Radi preglednog prikazivanja pojedinih vrsta sustava uzemljenja, provedeno je označavanje sustava uzemljenja s dva osnovna i jednim do dva dodatna slova (slika 18.).

Prvo slovo označava odnos između mreže i uzemljenja, i to:

T izravno spojena jedna točka mreže na zemlju (primjerice neutralna točka transformafora),

I svi aktivni dijelovi mreže izolirani su od zemlje ili u jednoj točki spojeni sa zemljom preko impedancije.

Drugo slovo označava odnos između dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta trošila i sl.) i uzemljenja:

T izravno električno spajanje dohvatljivih vodfjivih dijelova (kućišta) na zemlju, neovisno o sustavu uzemljenja mreže,

N izravno električno spajanje dohvatljivih vodljivih dijelova (kućišta) na uzemljenu točku sustava mreže (primjerice na uzemljenu neutralnu točku sustava).

Dodatno slovo koje se nalazi uz drugo slovo, označava raspored neutralnog i zaštitnog vodiča: S neutralni (N) vodič i zaštitni vodič (PE) međusobno su odvojeni u cijeloj mreži,

C neutralni (N) vodič i zaštitni vodič (PE) kombinirani su u jednom (PEN) vodiču.

U distribucijskim mrežama niskog napona imamo tri tipa mreža s obzirom na sustav uzemljenja i to TN, TT i IT sustav.

18. Objasni osnovne sustave uzemljenja! (slika 19,20,21,22,23.)

Osnovna značajka ovog sustava je što ima jednu točku sustava (neutralnu točku) izravno spojenu sa zemljom, dok su dohvatljivi dijelovi (kućišta) spojeni preko zaštitnog vodiča na izravno uzemljenu neutralnu točku. Kod nas su takvi sustavi poznati pod nazivom nulovani sustavi.

S obzirom na raspored i funkciju neutralnog i zaštitnog vodiča, postoje tri podvrste:

TN-S sustav kod kojeg je u cijeloj mreži zaštitni vodič (PE) odvojen od neutralnog vodiča (N), što znači da pogonska struja ne teče kroz zaštitni vodič (slika 19.).

TN-C-S sustav kod kojeg u dijelu mreže PEN vodič ima funkciju i zaštitnog i neutralnog vodiča, a u drugom dijelu mreže - blizu trošila - od zadnje razvodne ploče, zaštitni vodič odvojen je od neutralnog vodiča (slika 20.).

TN- C sustav znakovit je po tome što je u cijeloj mreži sjedinjeni zaštitni vodič i neutralni vodič u jedan PEN vodič (slika 21.).

Prema prijašnjim tehničkim normativima, ova tri sustava prikazuju tri različite varijante nulovanja.

TT SUSTAV - Značajka je ovog sustava u tome što je neutralna točka sustava uzemljena

posredstvom jednog uzemljivača, a kućišta trošila uzemljena su preko drugih uzemljivača, električki neovisnih o uzemljenju neutralne točke sustava (slika 22.). U ovaj sustav ubraja se primjerice zaštitno uzemljenje s pojedinačnim uzemljivačem.

IT SUSTAV - Kod ovog sustava svi aktivni vodiči izolirani su od zemlje (slika 23.) ili su u jednoj točki spojeni sa zemljom preko velike impedancije (slika 24.). Kućišta trošila se uzemljuju.

Prema prijašnjim tehničkim normativima, ovaj sustav je bio nazivan sustavom zaštitnog voda, koji je poznat i pod nazivom zaštitno uzemljenje izoliranih sustava.

19. Koje su vrste uzemljenja prema namjeni (sl. 25.)?

Pod uzemljenjem podrazumijevamo galvansko povezivanje nekog dijela postrojenja sa zemljom, bez obzira pnpada li taj dio postrojenja pripada strujnom krugu ili ne.Na taj se način potencijal tog dijela postrojenja drži na visini potencijala zemlje, izuzev onog vremena kad kroz uzemljivač teče struja kvara i ujedno se omogućuje prolazak struje u zemlju kad je to nužno.

Imamo tri vrste uzemljenja i to: pogonsko, odvodničko i zaštitno (slika 25.).

Pogonsko uzemljenje (radno ) sastoji se u spajanju dijelova koji pripadaju radnom strujnom krugu sa zemljom, primjerice, uzemljivanje neutralnog vodiča. To uzemljenje služi za sprječavanje pojave unutarnjih pogonskih prenapona.Odvodničko uzemljenje služi za uzemljenje posebne vrste odvodnih uređaja, kojih je

namjena smanjiti atmosferske i velike pogonske sklopne prenapone.

Dijelovi postrojenja, spojeni preko odvodnika prenapona sa zemljom, nisu u stalnoj galvanskoj vezi sa zemljom, već samo za vrijeme prorade odvodnika, odnosno za vrijeme trajanja prenapona.

Zaštitno uzemljenje znakovito je po tome što sa zemljom spajamo one dijelove postrojenja koji ne pripadaju radnom strujnom krugu (primjerice kućište motora), ali uslijed proboja izolacije mogu doći u galvansku vezu s radnim krugom i na taj nacin poprimiti visoke i opasne iznose napona. Posredstvom zaštitnih uzemljenja smanjujemo te opasne iznose napona.

20. Koja su osnovna načela tehničkih zaštitnih mjera?

Usporedo s razvojem primjene električne energije, uvode se tehničke zaštitne mjere da bi se uklonile opasnosti koje sa sobom nosi upotreba električne energije.

Sprječavanje ozljeđivanja ljudi električnom strujom niskog napona, moguće je u osnovi na tri načina i to tako da se:

onemogući dodir čovjeka s bilo kojim dijelom postrojenja pod naponom,

ograniče jakosti struja kroz čovječje tijelo na neopasne veličine,

ograniče količine elektrike (lxt) kojima je izloženo ljudsko tijelo na neopasne veličine.

Očito je da kod prvog načina želimo izbjeći djelovanje napona na čovjeka, bilo da onemogućimo direktan dodir vodiča, bilo da uklonimo mogućnost da čovjek svojim tijelom premosti dvije točke različitih potencijala. Taj način pruža daleko najveću sigurnost, ali često neće moći biti u cijelosti primjenjiv zbog tehničkih ili ekonomskih razloga.

Zbog toga je razvoj tehničkih zaštitnih mjera išao drugim smjerom s tendencijom ograničavanja visine napona koji može djelovati na čovjeka. Time se ograničavaju struje koje prolaze kroz tijelo na neopasne veličine. Spoznaja da je stupanj ozljede čovjeka električnom strujom ovisan o protoku struje i vremenu prolaska struje kroz tijelo, vodi k razvoju zaštitnih mjera s brzim isključivanjem strujnih krugova u kvaru.

Da bismo ljude prigodom rukovanja i korištenja električnih instalacija i oruđa za rad na električni pogon zaštitili od udara električne struje, moramo na tim instalacijama, uređajima i oruđima za rad provesti zaštitu od:

direktnog dodira dijelova pod naponom i

indirektnog dodira, odnosno

istodobnu zaštitu od direktnih i indirektnih dodira.

Nužno je naglasiti da je dobra izolacija električnih aparata i postrojenja nužan uvjet za njihov dobar i siguran rad.

Sve boljom kvalitetom i pouzdanošću izolacijskih materijala, smanjivat će se i opasnost kod primjene električne energije.

21. Kako se postiže zaštita od direktnog dodira dijelova pod naponom?

Kod rada s trošilima na električni pogon ili kod rukovanja s elementima električnih instalacija najveća opasnost prijeti od direktnog dodira vodiča ili ostalih dijelova instalacija koji se nalaze pod naponom. U takvim slučajevima, uz malo nepovoljnije uvjete, na čovječje tijelo djeluje puni fazni ili linijski napon. Zbog toga je nužno izvesti električne instalacije i trošila na električni pogon tako da je onemogućen direktan dodir s dijelovima pod naponom.Zaštitu od direktnog dodira dijelova pod naponom postižemo sljedećim načinima:

izoliranjem,

pregradama ili kućištima (ugrađivanjem),

preprekama (ograđivanjem),

postavljanjem izvan dohvata rukom (udaljavanjem),

dopunskom zaštitom uređajima diferencijalne struje.

22. Kako se postiže zaštita od indirektnog napona dodira?

ZAŠTITA OD INDIREKTNOG DODIRADOPUŠTENI NAPON DODIRA ...Uslijed kvara na izolaciji vodiča, kućišta trošila i opreme te ostale metalne mase, koje u redovnom pogonu nisu pod naponom, mogu doći pod napon i predstavljati opasnost za ljude koji dodiruju ovu opremu.Ukoliko se u takvim slučajevima pojavljuje očekivani napon dodira viši od 50 V za izmjeničnu struju, odnosno viši od 120 V za istosmjernu struju i to u trajanju duljem nego je navedeno u tablici 11. smatra se da je taj napon previsok i opasan.

TABLICA 11.: VRIJEME ISKLAPANJA U OVISNOSTI O VISINI NAPONA DODIRA

Najdulje dopušteno vrijeme isklapanja Najviši očekivani napon

t(s) dodira (V)Normalni Loši uvjetiuvjeti

∞ < 50 < 25

5 50 25

2 56 27

0,8 68 35

0,4 105 54

0,2 210 100

0,1 350 160

Trajno dopušteni napon dodira UL u normalnim uvjetima je vrijednost napona od 50 V efektivne vrijednosti izmjenične struje ili od 120 V istosmjerne struje, bez izmjenične komponente.

U lošijim uvjetima upotrebe električnih alata i okoline, kao što su primjerice mokre prostorije ili rad s prenosivim električnim alatima u metalnim spremnicima, propisuju se niži trajno dopušteni naponi dodira od 25 V za izmjeničnu i od 60 V za istosmjernu struju.

U nekim posebnim slučajevima, pod određenim uvjetima, dopušta se trajanje napona dodira najdulje do 5 sekundi neovisno o veličini očekivanog napona dodira.

Uočava se bitna razlika u određ ivanju graničnih vrijednosti napona dodira prema novijim hrvatskim normama usuglašenim s IEC standardima i starim tehni čkim normativima, koji su dopuštaii u normalnim uvjetima upotrebe i okoline napon dodira trajno 65 V, a u lošijim uvjetima se vrijednost trajno dopuštenog napona dodira ograničavala na vrijednosti od 24 V i 42 V.Za instalacije istosmjerne struje nije bilo do sada propisanih graničnih vrijednosti napona dodira.

23. Nabroji vrste zaštite od indirektnog napona dodira!

VRSTE ZAŠTITE OD INDIREKTNOG DODIRASadašnje stanje razvoja zaštitne tehnike pruža nam ukupno četrnaest zaštitnih mjera od indirektnog dodira koje, s obzirom na način djelovanja, možemo podijeliti u tri skupine:

I skupina - istodobna zaštita od direktnog i indirektnog dodira

sigurnosni mali napon (SELV)

uzemljeni sigurnosni mali napon (PELV) · mali radni napon (FELV) II skupina - s uređajima za automatsko isklapanje napajanja

a)TN (TN-C, TN-C/S, TN-S) sustavi

isklapanje s uređajima nadstrujne zaštite

isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje

b)TT sustavi

· isklapanje s uređajima nadstrujne zaštite

· isklapanje sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje

c)IT sustav s korištenjem

·kontrolnika izolacije

·zaštitnih uređaja diferencijalne struje · zaštitnih uređaja nadstrujne zaštite.

III skupina - bez uređaja za iskapčanje struje kvara

·zaštita primjenom uređaja klase II ili odgovarajućom izolacijom

·nevodljiva okolina

·električko odvajanje (galvansko odvajanje)

· izjednačavanje potencijala bez vodljive veze sa zemljom.

Osim ovih navedenih mjera zaštite od previsokog napona dodira, danas se sve više kao dopunska zaštita primjenjuje izjednačavanje potencijala za cijeli objekt ili na užim prostorima unutar nekog objekta. lzbor i primjena neke od ovih zaštitnih mjera ovisit će o uvjetima koji vladaju u štićenom objektu, traženom stupnju sigurnosti i troškovima izvedbe.

24. Kako se postiže istodobna zaštita od direktnog i indirektnog napona dodira?(4.6.)

ISTODOBNA ZAŠTITA OD DIREKTNOG I INDIREKTNOG DODIRA

U lošim uvjetima upotrebe i okoline gdje je stupanj opasnosti velik, primjerice, radovi s prenosivim električnim alatom na metalnim konstrukcijama, radovi u kotlovnicama, garažama u mokrim prostorijama - najučinkovitija mjera od udara električne struje je snižavanje nazivnih napona na vrijednosti ispod granice opasnih napona.

Na taj način, uz stanovite uvjete, dobiva se istodobno zaštita od direktnog i indirektnog dodira. Kao nazivni naponi najčešće se primjenjuju naponi 6 V, 12 V, 24 V i 42 V.

Sigurnosni mali napon, uzemljeni sigurnosni mali napon i mali radni napon, se pretežito primjenjuju za ručne svjetiljke, električni alat, u upravljačkim i signalnim strujnim krugovima u poljoprivredi, te za dječje igračke. Primjena ovih, inače vrlo djelotvornih mjera zaštite ograničena je, jer se mogu koristiti samo uređaji malih snaga i na male udaljenosti.

25. Kako se postiže zaštita od indirektnog napona dodira s automatskim isključenjem napajanja?

ZAŠTITA OD INDIREKTNOG DODIRA S AUTOMATSKIM ISKLJUČIVANJEM NAPAJANJA

Zaštita od indirektnog dodira s automatskim isključivanjem napajanja ima zadatak da pri pojavi kvara na izolaciji opreme spriječi ozljeđivanje ljudi od opasnog napona dodira koji tom prigodom može nastati.

Da bi se ispunio ovaj zadatak, svaka greška na izolaciji opreme mora prouzročiti dovoljno jaku struju kvara koja će izazvati prekidanje napajanja u vremenu koje je nužno za sigurnost ljudi.Ova vrsta zaštite oslanja se istodobno na dva elementa:

postojanje zatvorenog strujnog kruga tzv. "kruga petlje" koji omogućava protjecanje struje kvara (oblik strujnog kruga petlje ovisi o sustavu uzemljenja mreže TT, TN i IT),

prekidanje struje kvara primjenom prikladnih zaštitnih uređaja s tako kratkim vremenima da ne dođe do ozljeđivanja osobe koja bi bila izložena naponu dodira.

Za uspješno djelovanje zaštite od indirektnog dodira s automatskim isključivanjem napajanja moraju biti ispunjeni određeni preduvjeti.

ZAŠTITNI VODIČ I UZEMLJENJE

Da bi se osigurao neprekinuti strujni krug petlje svi izloženi vodljivi dijelovi (mase) moraju biti spojeni na odgovarajući zaštitni vodič pod specifičnim uvjetima za svaki tip razvodnog sustava.

U postrojenjima se nalaze različite metalne mase (cjevovodi, metalne konstrukcije zgrada i ostalo), koje su više ili manje prirodno spojene sa zemljom, a moguć je istodobni dodir tih stranih pristupa čnih vodljivih dijelova s vodljivim dijelovima električne opreme i uređaja. Da bi te strane pristupačne vodljive dijelove održali na istom potencijalu, nužno ih je spojiti na isti sustav uzemljenja bilo pojedinačno, bilo skupno.

IZJEDNAČAVANJE POTENCIJALA

U tehničkim normativima za izvedbu električnih instalacija, izjednačavanje potencijala obično se ne navodi kao jedna od osnovnih zaštitnih mjera od previsokog napona dodira, jer se smatra da sama za sebe nije uvijek dovoljna. Ali, ona pruža sve elemente dobre i djelotvorne zaštite tek u sklopu s uređajima za brzo isključivanje struje greške i s dobrim uzemljivačem.

Izjednačavanje potencijala postiže se međusobnim galvanskim spajanjem svih metalnih dijelova (masa), različitih instalacija sa zaštitnim vodičem električne instalacije u nekom prostoru. Učinak takvog zahvata je očigledan. U slučaju pojave napona pogreške na kućištima električnih trošila, taj isti napon pojavit će se i na svim međusobno povezanim metalnim dijelovima drugih instalacija, te neće postojati razlika napona između tih vodljivih instalacija.

Tim postupkom osjetno je smanjena mogućnost da na čovjeka djeluje napon dodira u slučaju ako dođe istodobno u dodir s neispravnim električnim trošilom i s bilo kojim metalnim dijelom drugih instalacija.

Razlikujemo dvije vrste izjednačavanja potencijala:

· glavno izjednačavanje potencijala koje obuhvaća cijeli objekt,

· lokalno dopunsko izjednačavanje potencijala, koje obuhvaća stanoviti uži prostor ili dio instalacije u objektu.

26. Što predstavlja izjednačenje potencijala? IZJEDNAČAVANJE POTENCIJALAU tehničkim normativima za izvedbu električnih instalacija, izjednačavanje potencijala obično se ne navodi kao jedna od osnovnih zaštitnih mjera od previsokog napona dodira, jer se smatra da sama za sebe nije uvijek dovoljna. Ali, ona pruža sve elemente dobre i djelotvorne zaštite tek u sklopu s uređajima za brzo isključivanje struje greške i s dobrim uzemljivačem.

Izjednačavanje potencijala postiže se međusobnim galvanskim spajanjem svih metalnih dijelova (masa), različitih instalacija sa zaštitnim vodičem električne instalacije u nekom prostoru. Učinak takvog zahvata je očigledan. U slučaju pojave napona pogreške na kućištima električnih trošila, taj isti napon pojavit će se i na svim međusobno povezanim metalnim dijelovima drugih instalacija, te neće postojati razlika napona između tih vodljivih instalacija.

Tim postupkom osjetno je smanjena mogućnost da na čovjeka djeluje napon dodira u slučaju ako dođe istodobno u dodir s neispravnim električnim trošilom i s bilo kojim metalnim dijelom drugih instalacija.

Razlikujemo dvije vrste izjednačavanja potencijala:

glavno izjednačavanje potencijala koje obuhvaća cijeli objekt,

lokalno dopunsko izjednačavanje potencijala, koje obuhvaća stanoviti uži prostor ili dio instalacije u objektu.

27. Objasni TN sustav s automatskim isključivanjem nadstrujnim zaštitnim uređajima!

TN SUSTAVI S AUTOMATSKIM ISKLJUČIVANJEM NADSTRUJNIM ZAŠTITNIM UREĐAJIMAU TN sustavima uzemljuje se neutralna točka sustava. To je redovno zvjezdište transformatora, odnosno generatora.Sve izložene vodljive dijelove (mase) opreme, uređaja i instalacija, a koji mogu doći pod napon u slučaju kvara, galvanski povezujemo sa zaštitnim vodičem. Zaštitni vodič mora biti spojen na neutralnu točku sustava i uzemljen (slika 31).Kako bi se u slučaju kvara potencijal zaštitnog vodiča održao što bliže potencijalu zemlje, zaštitni vodič se uzemljuje i u drugim točkama, kao primjerice na ulazu u zgradu. Presjeci zaštitnih vodiča odreduju se u ovisnosti o jakosti struje kvara i dopuštenom zagrijavanju vodiča prema normi HRN N.B2.754, ali ti presjeci ne smiju biti manji od vrijednosti navedenih u tablici 12.

Najmanji presjeci zaštitnih vodiča u TN i TT sustavima

Presjek faznog vodiča SL Presjek zaštitnog vodiča SPE

(mm2) (mm2)

SL ≤ 10 SPE = SL

16 ≤ SL ≤ 35 SPE = 16

SL ≤ 35 SPE = SL /2

U TN-S sustavu zaštitni vodič PE je zaseban vodič odvojen od neutralnog vodiča. U trajno položenim instalacijama TN-C i TN-C/S sustava, a koje ne napajaju priklju čnice ni pokretna trošila, zaštitni vodič PE i neutralni vodič N mogu biti objedinjeni u jedan zajednički PEN vodič, ako je presjek tog PEN vodiča najmanje 10 mm za bakrene vodiče ili 16 mm2 za aluminijske vodiče (slika 32).

Značajke nadstrujnih zaštitnih uređaja i presjeci vodiča moraju se tako odabrati da u slučaju kvara zanemarivog otpora nastupi automatsko isključivanje napajanja u utvrđenom vremenuOvom zahtjevu bit će udovoljeno ako je ispunjen sljedeći uvjet: Zs . Ia ≤ Uo

pri čemu je:

Uo - napon faznog vodiča prema zemlji,

Zs - impedancija petlje kvara koja obuhvaća izvor, vodič pod naponom do mjesta kvara i zaštitni vodič između mjesta kvara i izvora napajanja,

Ia - struja djelovanja uređaja koja osigurava isključivanjs napajanja u određenim vremenima, ovisno o vrsti strujnih krugova.

Vrijeme isključivanja u tablici 13. odnosi se na:

- strujne krugove s priključnicama nazivnih struja koje ne prelaze 63 A i

- strujne krugove koji napajaju ručne aparate klase I i aparate koji se pomiču rukom tijekom uporabe

TABLICA 13.: NAJDULJE VRIJEME ISKLJUČIVANJA U TN SUSTAVIMA

Nazivni Vrijeme isključenjanapon Za normalne Za loše uvjetemreže uvjete UL = 50 V UL = 25 V (s)prema (s)zemlji Uo

120 0,8 0,35

230 0,4 0,2

277 0,4 0,2

400 0,2 0,05

580 0,1 0,02

Vrijeme isključenja ne dulje od 5 sekunda za:

- razdjelne strujne krugove i krajnje strujne krugove koji napajaju samo stabilnu neprenosivu opremu, pod uvjetom da se iz njihovih razvodnih ploča ne napajaju strujni krugovi za koje vrijedi vrijeme iz tablice 13, - krajnje strujne krugove koji napajaju samo neprenosivu stabilnu opremu, čak i u slučaju da se iz iste razvodne ploče napajaju i priključnice i prenosiva trošila, ali uz uvjet da je na toj razvodnoj ploči izvedeno izjednačavanje potencijala. Izjednačavanje potencijala u gore navedenom slučaju neće biti nužno ako je ispunjen uvjet

RPE ≤ 50

Z s

Uo

gdje je:

RPE - otpor zaštitnog vodiča između razvodne ploče i glavnog izjednačavanja potencijala, Zs - impedancija petlje kvara,

Uo - nazivni napon mreže prema zemlji.

Ispravna zaštita od indirektnog dodira s automatskim isključivanjem napajanja mora isključiti u propisanom vremenu ili prije. Da bismo utvrdili vrijeme isključivanja nadstrujnog zaštitnog uređaja, moramo poznavati njihove karakteristike isključivanja. Za rastalne uloške osigurača moramo imati rastalnu karakteristiku osigurača (slika 33.), a za nadstrujne zaštitne uređaje s elektromagnetskim djelovanjem moramo poznavati njihovu karakteristiku djelovanja (slika 34.).

SLIKA 33. RASTALNA KARAKTERISTIKA OSIGURAČA

SLIKA 34. ISKLOPNA KARAKTERISTIKA PREKIDAČA S BIMETALNIM ČLANOM

28. Objasni nulovanje!NULOVANJEPrema načinu djelovanja zaštitna mjera od indirektnog dodira TN sustav s automatskim isključivanjem napajanja pomoću nadstrujnih zaštitnih uređajaje jednaka nulovanju, ali su uvjeti za ispravnost različiti.

Prema prijašnjim tehničkim normativima za ispravno nulovanje moraju biti ispunjeni sljedei osnovni uvjeti:

1. UVJET

Struja kvara mora biti veća od isklopne struje zaštitnog uređaja (osigurača, prekidača i dr.). Taj uvjet će biti ispunjen ako je otpor petlje (otpor strujnog kruga kojim prolazi struja greške) takav da zadovoljava izraz

Rpe ≤ Uo

k.In

Pri čemu je

Rpe - otpor petlje (Ω), fazni napon (V), In - nazivna struja zaštitnog uređaja (A), k - faktor isklopne struje.

U tablici 14. navedeni su faktori "k" za različite zaštitne uređaje

TABLICA 14: FAKTOR "K" ZA IZRAČUNAVANJE ISKLOPNE STRUJE

Vrste nadstrujnog Faktor «k»zaštitnog uređaja U potrošačkom postrojenju (iza posljednje U kabelskim i

razdiobe ili iza kućnog ormarića) zračnim mrežama,kućni priključak irazdjelni vodovi

Brzi tromi

do 50 A od 63 A

Rastalni osigurači 3,5 3,5 5 2,5Zaštitne sklopke s 1,25kratkotrajnimizbacivanjemAutomatski 3,5 3,5osigurači sisključenjem pri 6xli t = 0,2 sAutomatski 2,5

osigurači sisključenjem pri 3xli t = 0,2 s

II UVJET

Nulovanje se smije primijeniti samo ako je dovoljno sigurno da se na nultom vodiču niti u slučaju kratkog spoja, niti u slu čaju zemljospoja neće pojaviti napon viši od 65 V, a ako se pojavi da će se održati samo najkraće vrijeme, odnosno do isključenja strujnog kruga zaštitnim uređajem.

Nulti vodič niskonaponske mreže treba obvezno uzemljiti kod napojne transformatorske stanice i na više mjesta u niskonaponskoj mreži.

III UVJET

Presjek nultog vodiča mora biti u stanovitom odnosu prema presjeku faznih vodiča; mora imati jednaki presjek kao fazni (glavni) vodovi ako presjek faznog vodiča nije veći od 16 mm2 kod bakrenih izoliranih vodova i kabela, odnosno ako presjek vodiča nije veći od 50 mm2 za nadzemne vodove.

Ako su presjeci faznih vodiča veći od navedenih vrijednosti, onda nulti vodič može imati za dva stupnja manji presjek iz standardnog niza za presjeke vodiča, ali nikad ne smije presjek nultog vodiča biti manji od polovice presjeka faznog vodiča.

IV UVJET

Nulti vodič mora sačinjavati mehanički i galvanski jednu cjelinu po cijeloj svojoj duljini, te nigdje ne smije biti prekidan, niti osiguran osiguračima ili automatima.

Prva bitna razlika kod ove zaštitne mjere, prema starim normativima i prema HRN N.B2.741, je u glavnom uvjetu. Kod nulovanja se ne zahtijeva neko točno vrijeme isključenja struje greške, već se to postiže posredno preko faktora «k».

Druga bitna razlika je u tome što se nulovanje redovno izvodilo kao četverovodni sustav (TN-C sustav), a pet vodiča (TN-C/S sustav) se zahtijevalo samo u prostorima ugroženim od požara i eksplozije. Prema novim normama, zahtijeva se pet vodiča i u krajnjim strujnim krugovima (presjeci do 10 mm2 Cu i do 16 mm2 AI).

29. Objasni zaštitu s automatskim isključivanjem napajanja u TN sustavu sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje

ZAŠTITA AUTOMATSKIM ISKLJUČIVANJEM NAPAJANJA U TN SUSTAVU SA ZAŠTITNIM UREđAJIMA DIFERENCIJALNE STRUJEDjelovanje ove zaštitne mjere temelji se na načelu mjerenja diferencijalne struje posredstvom transformatora. U redovnom pogonu, struja koja dolazi do trošila jednaka je struji koja odlazi iz trošila. Magnetski tokovi nastali djelovanjem ovih struja, međusobno se poništavaju i jezgra transformatora ostaje nemagnetizirana. Ako na trošilu dođe do proboja izolacije, tada nastaje kratki spoj, a struja kvara protječe kroz zaštitni vodič PE i ne vraća se kroz jezgru transformatora. Uslijed nastale razlike između ulazne i izlazne struje koje prolaze kroz jezgru transformatora, ona se magnetizira i daje vrlo brzo poticaj za isključenje prekidača.

Kod trofaznih trošila, načelo rada ovog uređaja je jednako, samo što kroz jezgru transformatora prolaze sva tri fazna vodiča i moguće, prema potrebi, neutralni vodič N, ali nikako ne smije kroz transformator prolaziti zaštitni vodič PE. U redovnom pogonskom stanju, suma svih struja je jednaka nuli i nema ni diferenecijalne struje niti prorade zaštite. U slučaju proboja izolacije na trošilu prema masi, pojavljuje se struja kvara koja se vraća u mrežu mimo strujnog transformatora. Sada zbroj svih struja koje prolaze kroz jezgru transformatora nije jedank nuli, već kroz jezgru protječe diferencijalna struja koja inducira u sekundarnoj strani transformatora struju i njome se osigurava isklapanje uređaja.

Zaštitni uređaji diferencijalne struje kad se koriste u TN sustavima, mogu se koristiti samo u TN-S sustavu ili dijelu TN -C/S sustava gdje su neutraini (N) i zaštitni vodič (PE) zasebni vodiči (slika 36.). U TN-C sustavu, gdje se koristi PEN vodič, isključena je mogućnost primjene zaštitnih uređaja diferencijalne struje na ovaj način.

U svim TN sustavima postoji druga mogućnost korištenja zaštitnih uređaja diferencijalne struje i to tako da se mase pojedinačnih trošila (izloženi vodfjivi dijelovi) ne spajaju na zaštitni vodič sustava (PE), već se uzemljuju preko posebnih uzemljivača prilagođenih prema vrijednosti otpora isklopnoj struji uređaja diferencijalne struje. Takav strujni krug se razmatra kao TT sustav.

Zaštitni uređaji diferencijalne struje proizvode se za sljedeće isklopne struje: 0,03; 0,05; 0,1; 0,3; 0,5 i 1 A, što znači da zaštitni uređaji diferencijalne struje prorađuju kad je diferencijalna struja jednaka nazivnoj isklopnoj struji uređaja.

Za ispravan rad ove mjere zaštite mora biti ispunjen uvjet

Zs . Ia ≤ Uo

pri čemu je:

Zs impedancija petlje kvara,

Uo nazivni napon mreže prema zemlji,

Ia struja greške dovoljna da izazove isklapanje uređaja diferencijalne struje u zahtijevanim vremenima i to :

·0,4 sekunde za strujne krugove s priključnicama, za pokretna i prenosiva trošila ili

·5 sekundi za radijalne strujne krugove stabilnih trošila, a koji ne mogu utjecati na strujne krugove s priključnicama. Kod zaštitnih uređaja diferencijalne struje koji nemaju vremensku zadršku isklopna vremena od nastanka greške do isklapanja su vrlo kratka i iznose ti = 0,1 sekunde.

Izvanredne odlike zaštitnih uređ aja diferencijalne struje su njihova visoka pouzdanost, vrlo kratka vremena isklapanja, primjenjivost u svim uobičajenim tipovima električnih mreža.

30. Objasni TT sustav s automatskim isključivanjem nadstrujnim zaštitnim uređajima!(4.10.)

TT SUSTAV S AUTOMATSKIM ISKLJUČIVANJEM NAPAJANJA NADSTRUJNIM ZAŠTITNIM UREđAJIMAU TT sustavu, uzemljuje se neutralna točka sustava. To je redovno zvjezdište transformatora, odnosno generatora.Sve mase trošila (izložene vodljive dijelove) opreme i uređaja, a koje mogu doći pod napon u slučaju kvara, galvanski povezujemo sa zaštitnim vodičem i uzemljujemo (slika 37.) preko posebnog uzemljivača. U nekom objektu može se koristiti jedan uzemljivač za sva trošila.

Sve mase uređaja (izloženi vodljivi dijelovi), koji se zajedno štite istim zaštitnim uređajem, moraju se međusobno povezati pomoću jednog zaštitnog vodiča na isti uzemljivač. Presjeci zaštitnih vodiča određ uju se ovisno o jakosti struje i dopuštenom zagrijavanju vodiča prema normi HRN N.B2.754, ali ti presjeci ne smiju biti manji od vrijednosti navedenih u tablici 12.

Istom normom su određeni i minimalni presjeci uzemljivača.

U slučaju proboja izolacije na opremi, odnosno kvara zanemarive impedancije, struja pogreške će poteći kroz zatvoreni strujni krug kojeg sačinjavaju: namot transformatora faze u kvaru - fazni vodič - kućište trošila - zaštitni vodič - uzemljivač - uzemljeno zvjezdište transformatora.

Značajke nadstrujnih zaštitnih uređaja i ukupni otpor uzemljivača moraju se odabrati tako, da u slu čaju kvara zanemarivog otpora nastupi automatsko isključivanje napajanja u vremenu ne duljem od 5 sekundi i zbog toga mora biti ispunjen sljedeći uvjet:

RA ~ Ia ≤ UL

gdje je:

UL dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V)

RA ukupni otpor uzemljivača i otpor zaštitnog vodiča od uzemljivača do štićenog trošila, Ia struja kvara koja osigurava isklapanje nadstrujnog zaštitnog uređaja.

Kao nadstrujni zaštitni uređaji mogu se koristiti:

·uređaji s inverznom t/I karakteristikom kao što su osigurači s rastalnim ulošcima (slika 33.) ili

·zaštitni uređaji s trenutačnom karakteristikom isklapanja (slika 34.), primjerice, prekidači.

Kod nadstrujnih uređaja s inverznom t/I karakteristikom, struja Ia mora biti tolike jakosti da sigurno izazove isklapanje napajanja uređaja u vremenu ne duljem od 5 sekundi, što je dopušteno vrijeme trajanja napona dodira do 50 V.

Kod zaštitnih uređaja s trenutačnom karakteristikom isklapanja, neće biti posebnih poteškoća s vremena isklapanja, jer su ona manja od 0,1 sekunde kad je struja greške Ia veća od isklopne struje Im uređaja.

U slu čaju da se za više trošila s različitim nadstrujnim zaštitnim uređajima koristi samo jedan uzemljivač, ukupni otpor rasprostiranja tog uzemljivača mora zadovoljiti uvjete za ono trošilo koje zahtijeva najmanji otpor uzemljivača.

Ukoliko se ne mogu ispuniti svi navedeni uvjeti, mora se primijeniti dopunsko izjednačavanje potencijala.

Objasni zaštitu s automatskim isključivanjem napajanja u TT sustavu sa zaštitnim uređajima

31. diferencijalne struje!(4.11.

AUTOMATSKO ISKLJU ČIVANJE NAPAJANJA ZAŠTITNIM UREđAJIMA DIFERENCIJALNE STRUJE U TT SUSTAVU

Na slici 39. prikazana je zaštita uređajima diferencijalne struje u TT sustavu. Masa štićenog trošila povezuje se sa zaštitnim vodičem na poseban uzemljivač. Ukoliko se jednim zaštitnim uređajem štiti više trošila, njihove mase moraju biti povezane na isti uzemljivač.

Načelo rada zaštitnog uređaja diferencijalne struje već je prethodno opisano u TN sustavu, s tom razlikom što u TT sustavu struja greške Io prolazi kroz otpor uzemljivača RA i otpor pogonskog uzemljenja RB.

Za ispravnost ove mjere zaštite treba biti ispunjen sljedeći uvjet:

RA . I∆n ≤ UL

pri čemu je:

RA ukupni otpor uzemljivača i otpor zaštitnog vodiča od uzemljivača do štićenog trošila I∆n nazivna isklopna diferencijalna struja pri kojoj dolazi do isklapanja,

UL dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V).

S obzirom na činjenicu da je vrijeme isklopa takvih zaštitnih uređaja manje od 0,1 sekunde, vrijeme isklapanja nije posebno propisano.U slučaju serijski spojenih zaštitnih uređ aja diferencijalne struje u mreži, da bi se osigurala selektivnost, dopušta se primjena uređaja diferencijalne struje s vremenskim zatezanjem do najviše 1 sekunde.

Izvanredne odlike zaštitnih uređaja diferencijalne struje su vrlo brzo i pouzdano isklapanje, te njihova primjenljivost u svim tipovima mreža.

Posebna njihova značajka jest i to što ovi zaštitni uređaji mogu djelovati u većini slučajeva i kod prekida zaštitnog vodiča. U slučaju kvara na izolaciji trošila, prirodno uzemljenje uređaja u mnogim slučajevima omogućava da poteče još dovoljno jaka struja koja će aktivirati zaštitni uređaj

32. Objasni zaštitnu naponsku i zaštitnu strujnu sklopku!

ZAŠTITNA STRUJNA SKLOPKAZaštitna mjera od previsokog napona dodira, prema prijašnjim tehničkim normativima nazvana "zaštitna strujna sklopka" po fizikalnoj slici djelovanja i izvedbi, odgovara zaštitnoj mjeri od indirektnog dodira "automatsko isključivanje napajanja sa zaštitnim uređajima diferencijalne struje u TT sustavu" (slika 39.), ali uz jedinu razliku u osnovnom uvjetu, koja se sastoji u visini dopuštenog napona dodira (65 V, odnosno 50 V).

Prema tome, osnovni uvjet za ispravnost strujne zaštitne sklopke jest:

Rpo ≤ Ud

Ii

gdje je:

Rpo - otpor pomoćnog uzemljivača, Ud - dopušteni napon dodira (65 V),

Ii - isklopna struja sklopke (proradna struja).

Valja naglasiti da prijašnji tehniči normativi nisu dopuštali primjenu zaštitnih strujnih sklopki u nulovanim mrežama, osim iznimke da se masa trošila odspoji od nul vodiča, posebno uzemlji i onda štiti strujnom zaštitnom sklopkom.ZAŠTITNA NAPONSKA SKLOPKAHrvatska norma HRN N.B2.741 ne predviđa primjenu zaštitnih naponskih uređaja (zaštitne naponske sklopke) kao standardno rješenje, već se dopušta njihova primjena u posebnim slučajevima kad se ostali uređaji ne mogu koristiti primjerice za istosmjerne strujne krugove. Prijašnji tehnički normativi razrađivali su naponsku zaštitnu sklopku kao jednu od mogućih zaštita od previsokog napona dodira.Djelovanje ove zaštite sastoji se u tome da se posredstvom naponskog releja stalno nadzire mogući napon na kućištu trošila, a ako taj napon prijeđe određenu granicu, primjerice 65 V, relej isklapa neispravno trošilo pomoću sklopke u vremenu od 0,1 sekunde (slika 40.)Jedan kraj naponskog releja spaja se s kućištima trošila, a drugi kraj releja je spojen s posebnim uzemljivačem. Releji se obično grade tako da različitim naponima odgovaraju sljedeći otpori uzemljivača:

24 V - 200 Ω

50 V - 600 Ω

65 V - 800 Ω

Izvedba uzemijivača s navedenim vrijednostima ne predstavlja problem, jer se tako visoke vrijednosti otpora uzemljivača mogu postići relativno jeftinim i jednostavnim sredstvima. Najveća opasnost nedjelotvornog rada naponske zaštitne sklopke je premošćivanje naponskog releja. Zbog toga, dozemni vodič mora biti izoliran i mehanički zaštićen. Prigodom postavljanja pomoćnog uzemljivača potrebno je obratiti pozornost na to da on ne bude ukopan preblizu nekog drugog uzemljivača, odnosno mora biti izvan potencijalnog lijevka drugih uzemljivača.

Zaštitna naponska sklopka nije pouzdana zaštita kad se primjenjuje za strojeve koji imaju relativno dobro prirodno uzemljenje. To je slučaj s većim dijelom građevnih strojeva koji leže na tlu na većim metalnim plohama, a tlo je - također - vrlo vlažno, pa čak i mokro, zbog primjene velikih količina vode pri radu. Zbog toga postoji mogućnost da naponski relej bude premošćen i da sklopke ne djeluju pouzdano.

Zaštitna naponska sklopka se vrlo često primjenjuje kao dodatna zaštitna mjera kod nulovanja ili zaštitnog uzemljenja kad nismo u mogućnosti ispuniti neke propisane uvjete. U takvim slučajevima sa zaštitnom naponskom sklopkom nadzire se napon na nul- vodiču, ili na zaštitnom vodiču. Ako napon prijeđe vrijednost od 65 V, onda relej naponske sklopke daje poticaj glavnoj sklopki i isključuje se štićeni dio električne instalacije.

33. Objasni što znači dopunsko izjednačavanje potencijala!

DOPUNSKO IZJEDNAČAVANJE POTENCIJALAAko se zahtjevi u pogledu automatskog isključivanja napajanja u bilo kojem sustavu ne mogu ispuniti i prijeti opasnost da će se previsoki naponi dodira održati dulje od propisanog vremena, mora se primijeniti dopunsko (lokalno) izjednačavanje potencijala.

Dopunsko izjednačavanje potencijala mora obuhvatiti sve istodobno pristupačne mase trošila i strane vodljive dijelove, kao i glavne metalne armature. Sustav za izjednačavanja potencijala povezuje se sa zaštitnim vodičima instalacije uključivši i priključice.

Dopunsko izjednačavanje potencijala bit će ispravno ako je ispunjen uvjet:

R ≤ U

L

Ia

pri čemu je:

R otpor izmjeren između istodobno dohvatljivih masa trošila i stranih vodljivih dijelova

Ia struja koju osigurava isklju čivanje nadstrujnih zaštitnih uređaja do 5 sekundi. Kod primjene zaštitnih uređaja diferencijalne struje za struju Ia se uvrštava nazivna struja isključivanja lon.

UL dopušteni napon dodira (50 V ili 25 V).

34. Što predstavlja dopunska zaštitna izolacija?

35. Kako se postiže zaštita postavljenjem u nevodljiv prostor?

Cilj ove mjere zaštite je onemogućavanje istodobnog dodira dijelova različitog potencijala u slučaju kvara na osnovnoj izolaciji dijelova pod naponom.Zaštita od indirektnog dodira izvodi se na taj način da se električni uređaji smještaju prostor u kojem su i podovi i zidovi nevodljivi i da su pri tome tako razmješteni da nijs moguć istodobni dodir s:

dvije mase (izloženi vodljivi dijelovi) ili

masom trošila i bilo kojim stranim vodljivim dijelom.

Pod nevodljivim prostorom smatra se onaj prostor koji ima električni otpor izolacijskih zidova i podova najmanje:

·50 kΩ za nazivni napon instalacije Un ≤ 500 V

·100 kΩ za nazivni napon instalacije Un > 500 V.

Da bi se spriječilo istodobno dodirivanje kućišta više trošila ili stranih metalnih konstrukcija, međusobni razmak između pojedinih elemenata mora iznositi najmanje 2 m, odnosno 1,25 m ako je preprekama onemogućen dohvat rukom. Ukoliko se ne mogu osigurati zahtijevani sigurnosni razmaci prema stranim vodljivim masama, te se mase mogu ili izolirati ili postaviti izolirano s izolacijom dopuštene mehaničke čvrsto će i koja izdrži ispitni napon od najmanje 2000 V. U normalnim uvjetima korištenja, struja odvoda ne smije prijeći 1 mA.

U takvim prostorima ne postavljaju se zaštitni vodiči i mase trošila se ne spajaju sa zaštitnim vodičima, te se zbog toga ne smiju koristiti pokretni ili prenosivi aparati klase I. U slučaju kvara na osnovnoj izolaciji trošila, moguć je daljnji rad trošila i instalacije.

36. Kako se postiže zaštita električnim odvajanjem?ZAŠTITA ELEKTRIČKIM ODVAJANJEMOva zaštitna mjera od opasnosti indirektnih dodira dijelova pod naponom sastoji se u tome da se strujni krug trošila, pomoću transformatora za odvajanje ili motor-generatora, galvanski odvoji od ostale električne mreže (slika 44.).

Zaštitno djelovanje temelji se na činjenici da će struja kvara i kod potpunog spoja jedne faze sa zemljom, biti vrlo malena budući da se strujni krug zatvara samo preko otpora izolacije i kapacitivnog otpora reiativno kratkog drugog vodiča.

Budući da struja kvara raste s duljinom priključenih vodova, preporuča se da umnožak nazivnog napona u voltima i duljine strujnog kruga u metrima ne prijeđu vrijednost od 100.000 Vm, pod uvjetom da duljina vodova strujnog kruga nije veća od 500 m.

Ako su transformatori za odvajanje ili motor-generatori pokretni ili prenosivi, moraju ispunjavati uvjete za uređaje klase II. Nazivni napon električki odvojenih strujnih krugova ne smije biti veći od 500 V.

Dijelovi pod naponom odvojenih strujnih krugova ne smiju se spajati s drugim strujnim krugovima niti uzemljivati. Savitljivi kabeli i vodovi moraju biti vidljivi po cijeloj svojoj duljini u području gdje može doći do mehaničkih oštećenja.

Za razliku od prijašnjih tehničkih normativa, norma HRN N.B2.741 dopušta mogućnost da se iz jednog izvora za električko odvajanje napaja više trošila uz neke dodatne uvjete. Ako odvojeni strujni krug napaja samo jedno trošilo, masa tog trošila ne smije biti spojena ni sa zaštitnim vodičima niti s masama trošila drugih strujnih krugova.

U slučaju da se iz odvojenog strujnog kruga napaja više trošila, mase ovih trošila moraju se međusobno spojiti s izoliranim vodičem za izjednačavanje potencijala, koji ne smije biti uzemljen niti spojen s drugim zaštitnim vodičima. Ukoliko u odvojenom strujnom krugu postoje priklju čnice, one

moraju imati zaštitni kontakt koji se povezuje s vodičem za izjednač avanje potencijaLa. Pokretna ili prenosiva trošila, izuzev uređaja klase II, moraju u savitljivom priključnom vodu imati poseban izolirani vodič za izjednačivanje potencijala. Radi sprječavanja pojave opasnih napona dodira, u slučaju da nastanu dva kvara istodobno ali u različitim fazama, mora se izvesti i zaštita s automatskim isključivanjem napajanja

37. Kako se postiže zaštita od prenapona iz mreže visokog napona?

ZAŠTITA OD PRENAPONA IZ MREŽE VISOKOG NAPONA

Kao što je već opisano, a i vidljivo na slici 14., u niskonaponsku instalaciju mogu prodrijeti prenaponi koji nastaju prigodom jednopolnog kratkog spoja ili zemljospoja unutar transformatorskih stanica visokog napona koje napajaju niskonaponske mreže.

U takvom slučaju stvaraju se dvije vrste opasnih potencijala i to:

·opći porast potencijala aktivnih dijelova niskonaponske mreže u odnosu prema zemlji što se manifestira kao prenapon industrijske frekvencije i dodatno ugrožava izolaciju niskonaponskoj mreži,

·opći porast potencijala na masama opreme i uređaja niskog napona, što se manifestira kao povišeni napon greške, odnosno kao povišeni napon dodira.

Za sprječavanje prijenosa ovih potencijala, primjenjuju se određene mjere zaštite transformatorskim stanicama prema normi IEC 364-4- 442. Visina i trajanje napona pogreške i dopušteno trajanje napona dodira određuje se prema dijagramu na slici 45., a u skladu s navednom normom.

Najviše dopušteni prenaponi industrijske frekvencije i njihovo trajanje na opremi niskonaponskih instalacije ne smije prijeći vrijednosti danih u tablici 16

TABLICA 16.: PODNOSIVI NAPONI INDUSTRIJSKE FREKVENCIJE

Podnosivi napon Trajanje(V) (s)

1,5 Uo > 5

1,50 Uo + 750 ≤ 5

Iz ovih zahtjeva vidljivo je da u mreži i transformatorskim stanicama visokog napona moraju postojati odgovarajući zaštitni releji, koji će osigurati isklop u predviđenom vremenu. Ustroj zajedničkog uzemljivača transformatorskih stanica visokog napona ima važan utjecaj na eliminiranje opasnosti. Smatra se da nema opasnosti od pojave opasnih potencijala ako su na uzemljivač transformatorske stanice priključeni:

a) visokonaponski kabeli s metalnim plaštem, niskonaponski kabel s metalnim plaštemkombinacija nisko i visokonaponskih kabela s metalnim plaštem i ako duljina navedenih kabela prelazi 1 km b) ili ako ukupni otpor rasprostiranja zajedničkog uzemljivača R nije veći od 1Ω.

Kad je ispunjen jedan od navednih uvjeta, napajanje niskonaponske mreže moguće je bez opasnih prenapona za TN sustave prema slici 14., a za TT sustave prema slici 46.

Na slikama su sljedeće oznake:

Im dio struje greške koja teče kroz uzemljjivač (A)

R otpor rasprostiranja zaštitnog uzemljenja transformatorske stanice (Ω) RA pogonsko uzemljenje neutralnog vodiča niskog napona (Ω)

Uo napon faznog vodiča prema zemlji Uf napon greške

U1 prenapon industrijske frekvencije na niskonaponskoj opremi u

transformatorskoj stanici U2 prenapon industrijske frekvencije na niskonaponskoj opremi u instalaciji.

Ako nije ispunjen jedan od ovih dvaju navedenih uvjeta, odnosno ovisno o sustavu uzemljenja u niskonaponskoj mreži, primjenjuju se sljedeće zaštitne mjere:

TN - sustavi

a)Napon greške R x Im mora biti isključen u vremenu prema dijagramu na slici 45., i tada neutralni vodič sustava niskog napona može biti spojen na zaštitno uzemljenje u transformatorskoj stanici (slika 14.).

b)Kad nije moguće postići zahtijevano vrijeme isključenja napona greške, mora se razdvojiti pogonsko uzemljenje neutralnog vodiča (RB) od zaštitnog uzemljenja u transformatorskoj stanici na medusobnu udaljenost od najmanje 20 metara (slika 47.).

Kod odvojenog pogonskog uzemljenja od zaštitnog uzemljenja, prigodom greške u stanici, pojavit će se na niskonaponskoj opremi unutar transformatroske stanice prenapon industrijske frekvencije

U1 = R x Im +Uo.

On mora biti isključen u vremenu koje je u skladu sa zahtijevima za razinu izolacije niskonaponske opreme u transformatorskoj stanici.

Razina izolacije niskonaponske opreme u transformatorskoj stanici može biti viša od vrijednosti prikazanih u tablici 16.

TT - sustav

c)Ako prenapon industrijske frekvencije

U2 = R x Im +U o može biti isključen u skladu s vremenom zadanim u tablici 16.,

tada neutralni vodič niskonaponske mreže može biti spojen na zaštitno uzemljenje transformatorske stanice (slika 46.)

d) Kad nije moguće postići zahtijevano vrijeme isključenja, mora se razdvojiti pogonsko uzemljenje neutralnog vodiča od zaštitnog uzemljenja u transformatroskoj stanici na međusobnu udaljenost od najmanje 20 metara (slika 48.).

Kod odvojenog pogonskog uzemljenja od zaštitnog uzemljenja, prigodom greške u transformatorskoj stanici, pojavit će se na niskonaponskoj opremi unutar transformatorske stanice prenapon industrijske frekvencije U1 = R x Im +Uo.

On mora biti isključen u skladu sa zahtjevima za razinu izolacije niskonaponske opreme u transformatorskoj stanici. Za sprječavanje prodora prenapona tog podrijetla, u električnim instalacijama u zgradama izvodi se glavno izjednačavanja potencijala i to na ulazu priključnog voda u objekt.

38. Kako se postiže zaštita od atmosferskih i sklopnih prenapona?

ZAŠTITA OD ATMOSFERSKIH I SKLOPNIH PRENAPONA

Zaštita od atmosferskih i sklopnih prenapona oskudno je obrađena u važećem Pravilniku o tehničkim normativima za električne instalacije niskog napona.

Navedeni pravilnik zahtijeva da se postavljaju odvodnici prenapona tamo gdje atmosferski prenaponi mogu izazvati opasnost. Ako se instalacije napajaju nadzemnim vodom, odvodnici prenapona postavljaju se što bliže točki napajanja (primjerice uz kućni priključak), a otpor uzemljenja odvodnika ograničen je na 5 Ω.

S obzirom na nedovoljno razrađene zahtjeve, primjenjuje se norma IEC 364-4-413 "Zaštita od prenapona atmosferskog i sklopnog porijekla", uz pretpostavku da će ona biti u dogledno vrijeme prihvaćena od nadležnih državnih tijela.

Navedena IEC norma ima svrhu utvrditi i opisati mjesta u električnoj instalaciji niskog napona gdje se takvi prijelazni prenaponi mogu pojaviti i ustanoviti uređaje s kojima će se ti prenaponi ograničiti na vrijednosti manje od podnosivog udarnog napona primijenjene opreme.

Drugim riječima, treba međusobno uskladiti oč ekivanu izokerauničku razinu i očekivane vrijednosti prijelaznih prenapona s obilježjima sredstava za zaštitu od prenapona i njihovo mjesto postavljanja. Pritom se mogućnost pojave nezgoda, koje proizlaze od prenapona, mora smanjiti na razinu prihvatljivu za sigurnost ljudi i imovine, te postignuti željeni kontinuitet pogona.

Vrijednost očekivanih prenapona prvenstveno ovisi o vrsti mreže (kabelska ili nadzemna mreža), mogućem postojanju uređaja za zaštitu od prenapona unutar distribucijske mreže, te razini napona napajanja.Vrsta uzemljenja u niskonaponskoj mreži (TN, TT i T sustav) ne utječe na visinu atmosferskih prenapona.Razina očekivanih atmosferskih prenapona u niskonaponskoj mreži može biti i viša od 10 kV, a utvrđuje se proračunima ili posebnim mjerenjima. Vjerojatnost izravnih udara munje u niskonaponske vodove je zanemariva.

Unutarnji sklopni prenaponi ovise o uzemljenju zvjezdišta izvora niskonaponske mreže i njenom nazivnom naponu prema zemlji. U TN i TT sustavima, sklopni prenaponi mogu imati vrijednosti do 3 Uo, a u IT sustavima i do 4 Uo.Ako razina o čekivanih prijelaznih prenapona nije poznata na mjestu napajanja instalacije uzimaju se vrijednosti za podnosivi udarni napon prema tablici 18.Izbor opreme u ovisnosti o kategoriji prenapona. Oprema u niskonaponskim

instalacijama podijeljena je, s obzirom na razinu prenapona, u 4 kategorije (slika 49.) IV kategorija primjenjuje se za instalaciju i opremu smještenu u točki napajanja

električne instalacije, koja može biti izložena očekivanim prijelaznim prenaponima. Ova kategorija podrazumijeva opremu izvedenu za ugradbu u nadzemne vodove.

III kategorija primjenjuje se za instalacije i opremu u trajno položenim instalacijama ili se koristi u dijelovima instalacija koje nisu primarno izložene prenaponima atmosferskog podrijetla, ali su izložene sklopnim prenaponima i preostalom prenaponu atmosferskog podrijetla i gdje postoje posebni zahtjevi za pouzdanost i raspoloživost opreme.

II kategorija primjenjuje se za opremu koja se koristi u dijelu instalacija koje nisu primarno izložene prenaponima atmosferskog podrijetla, ali su izložene sklopnim prenaponima i preostalim prenaponima atmosferskog podrijetla.

I kategorija primjenjuje se za opremu ili komponente koje se koriste u dijelovima instalacija ili sklopovima opreme u kojima se specijalno nadziru prenaponi i to s posebnim sredstvima za umanjenje prenapona (primjerice odvodnicima prenapona u priključnicima, filtrima, transformatorima za razdvajanje i sl.).

39. U pogledu tehničke sigurnosti objasni zaštitu od dodira i slučajnog dodira! (5.1.)

ZAŠTITA OD DODIRA I SLUČAJNOG DODIRA

Da bi se omogućilo sigurno kretanje, posluživanje i rad u elektroenergetskim postrojenjima, nužno je provesti zaštitu od dodira i približavanja dijelovima postrojenja koji se nalaze pod naponom. to se postiže zaštitom od dodira i zaštitom od slučajnog dodira.

Zaštitom od slučajnog dodira sprječava se neželjen dodir čovjeka s dijelovima postrojenja pod naponom, ali tom zaštitnom mjerom nije u potpunosti spriječena mogućnost dodira dijelova postrojenja kod neopreznog rukovanja alatima ili dugačkim predmetima. Zaštita od slučajnog dodira ostvaruje se načinom izvo đenja i to: ograđivanjem postrojenja zaštitnim rešetkama, ogradama, preprekama i lancima, a kod postrojenja na otvorenom: lancima, preprekama i udaljavanjem.

Zaštita od dodira predstavlja viši stupanj zaštite od dodirivanja dijelova postrojenja pod naponom. Tom vrstom zaštite sprječava se dodir dijelova pod naponom rukom, alatom ili bilo kojim drugim predmetom. Zaštita od dodira ostvaruje se izvedbom (konstrukcijom) postrojenja kao izoliranjem, zatvorenim kućištima, zidovima, limovima i pločama.

Koja će se od ovih dviju zaštitnih mjera primijeniti, ovisi o vrsti postrojenja namijenjenih za pogon. Razlikujemo tri vrste pogonskih prostorija:

pogonske prostorije,

električne pogonske prostorije,

zatvorene električne pogonske prostorije. Značajke pojedinih prostorija su kako slijedi:

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 59

40. U pogledu tehničke sigurnosti objasni što predstavlja sigurnosni razmak i sigurnosne udaljenosti?

SIGURNOSNI RAZMACI I SIGURNOSNE UDALJENOSTIZa ispravan i siguran pogon električnih postrojenja, kao i za sigurno kretanje i rad u takvim postrojenjima, od velikog značaja su pravilno odabrane sigurnosne udaljenosti i sigurnosni razmaci između dijelova postrojenja pod naponom i ostalih dijelova postrojenja ili zemlje. Ove udaljenosti i razmaci određeni su tehničkim propisima za elektroenergetska ostrojenja iznad 1000 V.

Pod sigurnosnim razmakom razumijevamo najmanje dopušteni razmak između raznih dijelova postrojenja pod naponom, odnosno između dijelova postrojenja pod naponom i zemljanih dijelova postrojenja.Sigurnosna udaljenost je najmanja dopuštena udaljenost vodiča ili dijela postrojenja pod naponom od tla ili od nekog objekta na tlu.

Najmanji dopušteni razmaci dijelova postrojenja pod naponom prema ostalim dijelovima postrojenja, ili prema uzemljenim dijelovima postrojenja, dani su u tablici 21. u ovisnosti stupnju izolacije."S" označava smanjeni stupanj izolacije.

Sigurnosne visine od tla do nezaštićenih dijelova pod naponom u unutarnjim postrojenjima i to iznad hodnika i prostora za prolaženje, moraju biti: 2200 mm + vrijednost minimalnog razmaka iz tablice 21., a za odgovarajući napon ova visina ne može biti manja od 2500 mm (slika 54.).

TABLICA 21.: MINIMALNI RAZMACI NEIZOLIRANIH DIJELOVA POSTROJENJA POD NAPONOM OD OSTALIH DIJELOVA POSTROJENJA ILI ZEMLJE

Stupanj Najviši Podnosivi udarni Minimalni

izolacije pogonski napon (kV) razmaknapon (kV) (mm)

Si 3,6 3,6 45 60

Si 7,2 7,2 60 90

Si 12 12 75 120

Si 24 24 125 220

Si 38 38 170 320

Si 72,5 72.5 325 630

Si 123 123 550 1150

Si 123 S 123 450 920

Si 245 245 1050 2300

Si 245 S1 245 900 1960

Si 420 S 420 1550 3300

Si 420 S1 420 1425 3050

Si 420 Ω 420 1300 2800

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 60

Razmaci od zaštitnih mreža i limova do dijelova pod naponom određuju se na sljedeći način: Rijetke mreže, veličina oka od 20 do 60 mm:

h1 = 60 mm + vrijednost iz tablica 21. za odgovarajući napon u mm. Guste mreže, veličina oka manja od 20 mm i limovi:

h2 = 20 + vrijednost iz tablica 21 za odgovarajući napon u mm.

Visina žičanih mreža i limenih pregradnih stijena mora biti najmanje 1,80 m.

U vanjskim rasklopnim postrojenjima, ako su dijelovi udaljeni od tla na visini h1, koja iznosi više od 2200 mm + vrijednost minimalnog razmaka iz tablice 21 za odgovarajući napon,ne moraju postojati zaštitne ograde ili drugi način zaštite od slučajnog dodira (slika 55.).

Gornji rub uzemljenog nosača izolatora visokonaponskih aparata u neograđenom dijelu postrojenja mora od tla biti udaljen najmanje 2300 mm, ali se preporuča da iznosi 2500 m, kako bi drugi rub izolatora bio izvan dohvata rukom. Visina do uzemljenih dijelova iznad prolaza mora biti barem 2500 mm.

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 6141. Objasni zaštitu od previsokog napona dodira i

koraka!ZAŠTITA OD PREVISOKOG NAPONA DODIRA I KORAKAZa vrijeme prolaska struje greške kroz uzemljivače u zemlji, mogu se pojaviti opasni naponi dodira na uzemljivaču i ostalim dijelovima postrojenja koji su galvanski vezani na uzemljivač, kao i opasni naponi koraka na površini zemlje u neposrednoj blizini uzemljivača. Potencijal uzemljivača prema zemlji ovisi o jakosti struje greške i otporu rasprostiranja uzemljivača. U visokonaponskim postrojenjima stupanj opasnosti bit će osjetno veći, jer su i struje pogreške znatno veće nego u niskonaponskim postrojenjima.

Da bi se izbjegle velike razlike potencijala na površini zemlje, a time i visoki naponi dodira i koraka, uzemljenja se u takvim objektima ne izrađuju stapnim niti pločastim uzemljivačima, već se redovno u zemlju ukapaju trake pocin čanog čelika ili bakreni vodiči, tako da sačinjavaju mrežu. Na taj način se oblikuje potencijal i izbjegavaju nagle promjene potencijala na površini zemlje (slika 56.).

Pri dimenzioniranju i oblikovanju mreže uzemljivača kod visokonaponskih postrojenja nije samo bitan ukupni otpor cjelokupnog uzemljenja, već oblikovanje uzemljenja mora biti takvo da ni na jednom mjestu u postrojenju potencijali ne smiju prijeći granice dopuštenog dodirnog napona i dopuštenog napona koraka. U postrojenjima s izoliranom neutralnom točkom, otpor uzemljenja se tako dimenzionira da pad napona na uzemljivaču ne bude veći od 125 V, a napon dodira ne prelazi vrijednost od 65 V.*

* za sada propisi za tehničku sigurnost u visokonaponskim postrojenjima nisu usuglašeni s publikacijom IEC 479-1-2. U mrežama s izravno uzemljenom nultom točkom, koje imaju brzu automatsku zaštitu, dopuštaju se veći naponi koraka i dodira ovisno o njihovom trajanju. Na slici 57. Prikazan je dijagram dopuštenog napona koraka, a na slici 58. dopušteni naponi dodira ovisni o vremenu.Za električne mreže, instalacije i trošila izvan visokonaponskih postrojenja vrijede druge vrijednosti dopuštenih napona dodira ovisno o vremenu trajanja prema dijagramu na slici 45.

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 62

izvan postrojenja na cestama s javnim prometom na ostalim mjestima unutar postrojenja u krugu vanjskih postrojenja uz primjenu zaštitne obuće dielektričke čvrstoće najmanje 3 kV

Ispravnu zaštitu od previsokog napona dodira i koraka u visokonaponskim postrojenjima postižemo:·pravilnim izvođenjem uzemljivača, tako da otpor rasprostiranja uzemljivača ne prouzrokuje sa strujom greške previsoki potencijal na uzemljivaču, ·pravilnim oblikovanjem mreže uzemljivača, kako bi se izbjegle nagle promjene potencijala, ·što bržim isključivanjem struje pogreške kod izravno uzemljenih mreža, kako bi se potencijal na uzemljivaču zadržao što kraće vrijeme, · izjednačavanjem potencijala mjesta stajanja s potencijalom onih metalnih dijelova koje možemo dohvatiti, a galvanski su vezani na uzemljivač (slika 59.), · izoliranjem mjesta stajanja i rukohvata na uređajima i napravama, · izoliranjem dozemnih vodiča ili ugrađivanjem dozemnih vodiča neutralne točke transformatora u izolacijske cijevi u području na dohvat ruke.

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 63

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 64

42. Objasni zaštitu od prelaska visokog napona na postrojenje niskog napona?(5.4.)

ZAŠTITA OD PRELASKA VISOKOG NAPONA NA POSTROJENJA NISKOG NAPONA

U slučaju proboja izolacije između visokonaponskih i niskonaponskih namota transformatora, niskonaponska strana transformatora može doći pod visoki napon. Budući da je niskonaponska mreža dimenzionirana za puno niži napon, visoki napon će izazvati razaranja u mreži, a može izazvati i požare, te predstavlja veliku opasnost za ljude. Zaštita od ove vrste opasnosti izvodi se na tri načina:

izravnim uzemljenjem zvjezdišta niskonaponske strane i neutralnog vodiča,

izravnim uzemljenjem jednog od faznih vodiča kod spoja u trokut,

ugradnjom probojnog osigurača ili iskrišta između zvjezdišta niskonaponske strane transformatora i zemlje u IT sustavima.

Kod mreže s izravnim uzemljenjem zvjezdišta, uzemljivač koji u ovom slučaju služi i za pogonsko uzemljenje mora biti tako dimenzioniran da struja zemljospoja viskonaponske mreže, koja prolazi kroz taj uzemljivač, ne stvori na njemu napon greške veći od vrijednosti navedenih u dijagramu na slici 45.

Ugradnja probojnog osigurača ili iskrišta između zvjezišta transformatora i zemlje, primjenjuje se kod mreže s izoliranim zvjezdištem.

Probojni osigurač ili iskrište moraju biti tako izvedeni da pri pogonskim naponima imaju izvanredno veliki otpor, a pri povišenim naponima mora doći do proboja i odvodenja struje u zemlju.

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 65

43. Nabroji osnovna načela sigurnog rada u električnim postrojenjima!(7.2.)

OSNOVNA NAČELA SIGURNOG RADA U ELEKTRIČNIM POSTROJENJIMAZa sigurno izvođenje radova na električnim postrojenjima nužno je pridržavanje s osnovnih načela sigurnog rada:

Rad se može obavljati samo ako je siguran način izvođenja radova. Ne smije se dopustiti nikakav radni zahvat u kojem postoji bilo kakav rizik. Za sve vrste opasnosti postoje odgovarajući načini da se rad obavi sigurno.

Procjena rizika mora biti obavljena prije stavljanja postrojenja i instalacije u pogon. Takva procjena mora jednako odrediti i kako izvesti standardne pogonske postupke ili radove na siguran način.Radove mogu obavljati samostalno stručno kvalificirane osobe. Samostalno obavljanje radova u postrojenjima može se povjeriti samo kvalificiranim osobama s dovoljnim stručnim iskustvom i podučenim osobama koje su upoznate s konkretnim vrstama postrojenja, te okolnostima koje vladaju u tim postrojenjima i koje su osposobljene za rad na siguran način.

Za rad u zoni opasnosti mora se izdati "Nalog za rad" (Radni nalog). U pravilu se za svaki rad u zoni opasnosti mora izdati pisani nalog za rad. Odstupanje od pisanog naloga za rad može se dopustiti u iznimno hitnim slučajevima, a tada se nalog za rad izdaje usmeno. Osoba koja preuzima usmeni nalog za rad, mora ponoviti radni zadatak.

44. Objasni boravak i kretanje u visokonaponskim postrojenjima!

BORAVAK I KRETANJE U VISOKONAPONSKIM POSTROJENJIMABoravak i kretanje u električnim postrojenjima povezan je s brojnim opasnostima i zbog toga je uveden poseban režim za ulazak, kretanje i rad u takvim postrojenjima. Pristup u takva postrojenja dopušten je, u pravilu, smo stručno kvalificiranom osoblju koje obavlja pogonsku službu ili radi na održavanju takvih postrojenja. Ostale osobe mogu boraviti u postrojenjima samo uz posebna odobrenja i dodatne mjere sigurnosti.

Uvođenje posebnog režima za ulazak, kretanje i rad u visokonaponskim elektroenergetskim postrojenjima, očituje se u sljedećem:

ograničavanjem slobodnog kratanja pogonskog osoblja samo na I. i II. zonu, obveznim izdavanjem pisanog naloga za rad i pisane dozvole za rad za sve radove u

zoni opasnosti, uvođenjem posebnog režima za posjetitelje koji se sastoji u pisanoj dozvoli za

posjetu i obveznoj pratnji prigodom kretanja u postrojenju i to samo u I. i II. zoni,

BRODSKI ELEKTROENERGETSKI SUSTAVI STRANICA 66 trajnim nadzorom nad zaposlenicima ostalih neelektričarskih struka u zoni opasnosti

i u nekim dijelovima II zone.

ograničavanjem kretanja zaposlenika koji se nalaze, prema ispravama za rad, na radnom zadatku u postrojenju, samo na kretanje prema unaprijed označenim pristupnim putovima i na mjestima rada,

uvođenjem trajnog nadzora pri izvođenju opasnih radova u blizini dijelova pod naponom, · izdavanjem posebnih uputa za rad i kretanje u postrojenjima zaposlenicima ostalih organizacija,

zahtjevom za potpisivanje izjave o upoznavanju s opasnostima, koju potpisuje svaka strana osoba kad dolazi na rad ili u posjetu postrojenja.