V elektrotechnice hrají normy ústřední roli při zajišťování spolehlivosti a bezpečnosti zařízení. Znalost nejdůležitějších norem je nezbytná zejména v nízkonapěťovém sektoru, kde dominují plasty. Tyto normy, poskytované především Mezinárodním elektrotechnickým výborem (IEC), zajišťují celosvětově konzistentní požadavky na bezpečnost a kvalitu.
Základní ochrana před úrazem elektrickým proudem
Základní ochrana je určena k tomu, aby poskytla ochranu před úrazem elektrickým proudem za normálních podmínek tím, že zabrání přímému dotyku nebezpečných živých částí. Základní ochrany může být dosaženo buď příslušnými konstrukčními opatřeními přímo na rozváděči, nebo doplňujícími opatřeními, která mají být učiněna během instalace. Kde se dosahuje základní ochrany konstrukčními opatřeními, je možné zvolit jedno nebo více ochranných opatření uvedených dále. Každá část elektrického zařízení musí mít některou z ochran před úrazem elektrickým proudem. Příslušná ochrana by měla být přizpůsobena podmínkám elektrické instalace. Ochranu může zajišťovat okolí, samotné zařízení, rozvodná soustava, nebo jejich vhodná kombinace. Každé elektrické zařízení musí mít základní ochranu, která zajišťuje ochranu před přímým dotykem (ochrana živých částí). Kombinace vhodných ochranných prostředků základní ochrany a ochrany při poruše vytváří ochranné opatření.
Ochranná opatření
- Izolace živých částí: Nebezpečné živé části musí být úplně pokryté izolací, která může být odstraněna pouze zničením nebo použitím nástroje. Izolace musí být vyrobena z vhodných materiálů schopných trvale odolávat mechanickým, elektrickým a tepelným namáháním, jimž může být izolace v provozu vystavena. Nátěry, smalty a laky samy o sobě nejsou považovány za materiály splňující požadavky na základní izolaci. To nevylučuje použití speciálně navržených izolačních povlaků, které splňují dielektrické požadavky stanovené v čl. 10.9.6 normy ČSN EN IEC 61439-1 ed.
- Kryty nebo bariéry: Živé části izolované vzduchem musí být uvnitř krytů nebo za bariérami. Kryty nebo bariéry musí zajišťovat stupeň ochrany nejméně IPXXB. Vodorovné horní plochy přístupných krytů o výšce 1,6 m nebo menší nad stanovištěm musí zajišťovat stupeň ochrany nejméně IPXXD. Bariéry a kryty musí být pevně zajištěny na svých místech a musí mít dostatečnou stabilitu a trvanlivost, aby byly zachovány požadované stupně ochrany a dostatečné oddělení od živých částí v normálních provozních podmínkách se zřetelem na příslušné vnější vlivy. Vzdálenost mezi vodivou bariérou nebo krytem a živými částmi, které chrání, nesmí být menší než hodnoty stanovené pro vzdušné vzdálenosti v tab. 1 a povrchové cesty v tab.
- Ochrana polohou: Princip ochrany polohou spočívá v tom, že části současně přístupné dotyku, které mají rozdílný potenciál, nesmí být v dosahu rukou.
- Použití bezpečného malého napětí (SELV a PELV): Provoz s nízkým napětím pod 48 VAC/60 VDC, napájený zdroji energie SELV (Safety Extra-Low Voltage) nebo PELV (Protective Extra-Low Voltage). Používá se pro elektrotechnická zařízení třídy ochrany III. Obvod bezpečného napětí je oddělený od obvodů s napětím vyšším než bezpečné.
- Omezení ustáleného proudu a náboje: Ustálený proud mezi částmi současně přístupnými dotyku tekoucí činným odporem 2 000 Ω nesmí překročit 3,5 mA střídavého nebo 10 mA stejnosměrného proudu.
- Zvýšená ochrana (zesílená izolace, ochranné oddělení obvodů): Zvýšená ochrana má plnit funkci ochrany základní i při poruše. Zesílená izolace je schopna svou kvalitou plnit současně úkol jak základní, tak i přídavné izolace. Ochranné oddělení obvodů je obdobou jednoduchého oddělení obvodů. Rozdíl mezi oběma opatřeními je v tom, že jednoduché oddělení obvodů slouží jako opatření při poruše, jestliže došlo k porušení základní ochrany představované základní izolací, zatímco ochranné oddělení zajišťuje najednou jak ochranu základní, tak ochranu při poruše. Ochranné oddělení se zpravidla používá tam, kde jsou vytvořeny speciální podmínky, které sice představují zvýšené riziko, ale přitom je z provozních důvodů nezbytné pracovat s "normálním" napětím (230 V). Ochranné pomůcky pro ochranu doplňkovou izolací musí splňovat požadavky na zesílenou izolaci.
Korekční faktory a materiály izolace
IEC 60664 je komplexní základní bezpečnostní standard, který definuje minimální požadavky na zařízení a zařízení se jmenovitým napětím do 1000 VAC a 1500 VDC. Norma definuje minimální vzdálenosti mezi vodivými částmi, aby se zabránilo elektrickým poruchám a svodovým proudům. Norma specifikuje korekční faktory pro použití nad 2000 metrů nad mořem a při zvýšených frekvencích.
Plasty mají větší izolační pevnost než vzduch, ale jejich výkon může být ohrožen na rozhraní, když jsou vystaveny vlhkosti a znečištění. Hodnota CTI (Comparative Tracking Index) je mírou odolnosti materiálu vůči elektrické degradaci ve vlhkém a znečištěném prostředí. Odolnost proti sledování je zvláště důležitá v prostředí, kde se vyskytuje vlhkost a nečistoty, jako je průmyslová nebo venkovní prostředí. UL 94 je široce používaná norma pro hodnocení hořlavosti plastů. IEC 60085 klasifikuje elektrické izolační materiály a systémy podle jejich tepelné odolnosti.
Následující tabulka shrnuje některé klíčové vlastnosti izolačních materiálů a související normy:
Čtěte také: aktuální normy pro tepelně izolační vlastnosti konstrukcí
| Vlastnost materiálu | Popis | Relevantní norma/faktor |
|---|---|---|
| Izolační pevnost | Odolnost materiálu vůči elektrickému průrazu | IEC 60664 |
| CTI (Comparative Tracking Index) | Odolnost proti elektrické degradaci ve vlhkém a znečištěném prostředí | (specifická pro materiál) |
| Hořlavost | Reakce materiálu na oheň | UL 94 |
| Tepelná odolnost | Schopnost materiálu odolávat vysokým teplotám bez degradace | IEC 60085 |
| Mechanická odolnost | Schopnost materiálu odolávat mechanickému namáhání | ČSN EN IEC 61439-1 ed. |
Účinky elektrického proudu na člověka
Velikost rizika vzniku úrazu elektrickým proudem je závislá na provozních podmínkách (napětí, proud, kmitočet atd.), působení vnějších vlivů v prostoru provozovaných elektrických zařízení a fyzickém a psychickém stavu zasažených. Může být způsoben proudem protékajícím postiženým tělem, jehož velikost překročí určitou bezpečnou mez, nebo může vzniknout v důsledku jiných nežádoucích účinků elektrického proudu. Účinky elektrického proudu již možná někteří z vás pocítili. Čím má elektrický proud větší hodnotu, tím mohou být jeho účinky znatelnější, někdy až fatální.
Zóny účinků střídavého proudu (15 - 100 Hz)
- Zóna AC-1: Obvykle bez škodlivých fyziologických účinků.
- Zóna AC-2: Obvykle bez škod na organismu.
- Zóna AC-3: Fibrilace znamená to, že se jednotlivé části srdečního svalu smršťují a roztahují nesynchronně, srdeční komora nedodává krev do oběhu a v důsledku toho dochází k prudkému poklesu krevního tlaku.
Hodnota stejnosměrného proudu, při které člověk ještě nepociťuje žádné účinky, je stanovena do 2 mA. Po překročení této hranice závisí účinky proudu na lidský organismus opět nejen na velikosti proudu, ale i na době působení. Za hranicí 2 mA cítí člověk nejprve slabé štípnutí při zapínání a vypínání, pak svalové stahy. Přestože stejnosměrný proud má z krátkodobého hlediska podstatně mírnější účinky, než proud střídavý, je též velmi nebezpečný, protože po delším působení může způsobovat rozklad krve. Dle [1] lze vymezit tzv. konvenční mezní hodnoty proudů z hlediska jejich účinků na lidský organismus.
Impedance lidského těla
Je známo, že lidské tělo obsahuje průměrně 60 - 70 % vody, proto je elektricky vodivé. Celková impedance lidského těla má několik částí. Hlavní podíl na vnitřní impedanci těla mají končetiny (ruce a nohy), zvláště pak klouby. Velikost impedance lidského těla je závislá i na momentálním fyzickém i psychickém stavu člověka, též na vlhkosti a teplotě kůže, zpocená kůže má podstatně menší odpor než suchá. Dále závisí též na řadě vnějších vlivů, jako je napětí, frekvence, doba průchodu proudu, plocha dotýkající se části pod napětím nebo tlak na tuto plochu. Při střídavém napětí okolo 50 V je impedance velká a závisí zejména na odporu kůže. Při vyšších napětích závisí na impedanci kůže stále méně a v podstatě se již rovná vnitřní impedanci těla.
Normy a jejich význam pro bezpečnost
Znalost a aplikace šesti klíčových norem je nezbytná pro bezpečnost a spolehlivost elektrotechnických projektů.
- IEC 60664: Základní bezpečnostní standard, který definuje minimální požadavky na zařízení a zařízení se jmenovitým napětím do 1000 VAC a 1500 VDC.
- IEC 62368: Základní bezpečnostní norma pro elektrická a elektronická zařízení v oblasti audio, video, informační a telekomunikační techniky do jmenovitého napětí 600 V. Norma specifikuje opatření k zamezení úrazu elektrickým proudem a zkratu.
- IEC 61140: Specifikuje základní požadavky na ochranu před úrazem elektrickým proudem pro instalace, systémy a zařízení bez ohledu na napětí.
- UL 94: Široce používaná norma pro hodnocení hořlavosti plastů.
- IEC 60085: Klasifikuje elektrické izolační materiály a systémy podle jejich tepelné odolnosti.
- ČSN EN IEC 61439-1 ed.: Zaměřuje se na základní ochranu před úrazem elektrickým proudem a rozváděčů nízkého napětí.
Čtěte také: Aplikace koeficientu filtrace štěrku
Čtěte také: Průvodce izolačním koeficientem rámu okna
tags: #km #koeficient #zavisly #na #materialu #elektricke