Ochrona przeciwporażeniowa w sieciach elektroenergetycznych o napięciu wyższym niż 1 kV

Ogólne zasady ochrony przeciwporażeniowej odnoszące się do urządzeń i instalacji zarówno niskiego, jak i wysokiego napięcia są zawarte w normie PN-EN 61140 Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym – Wspólne aspekty instalacji i urządzeń [1]. Z zapisów tej normy wynika, że:

• części czynne¹ niebezpieczne² nie powinny być dostępne;
• części przewodzące dostępne³ nie powinny być niebezpieczne ani w warunkach normalnych (w braku uszkodzenia), ani przy pojedynczym uszkodzeniu.

Aby spełnić pierwszy z wymienionych warunków, stosuje się ochronę podstawową (ochronę przed dotykiem bezpośrednim). Zakłada się przy tym, że urządzenia są sprawne i użytkowane zgodnie z przeznaczeniem. Dla spełnienia drugiego warunku (odnoszącego się do części przewodzących dostępnych) stosuje się ochronę przy uszkodzeniu (ochronę przy dotyku pośrednim, ochronę dodatkową). Generalnie obowiązuje zasada single-fault condition (kryterium n – 1), czyli ochrona przeciwporażeniowa ma być skuteczna, mimo wystąpienia jednego, dość prawdopodobnego uszkodzenia.

Fot. stock.adobe/andrew_shots

Wymagania w zakresie ochrony przeciwporażeniowej w sieciach elektroenergetycznych o napięciu wyższym niż 1 kV zależą od tego, czy rozpatruje się stacje elektroenergetyczne czy elektroenergetyczne linie napowietrzne. W przypadku stacji elektroenergetycznych wyróżnia się dwa ich rodzaje: stacje, które nie zasilają sieci rozdzielczych niskiego napięcia (np. stacje 400/110 kV lub 110/15 kV), oraz te, które takie sieci zasilają (np. stacje 15/0,4 kV). Ten drugi rodzaj podlega szczególnej trosce, ponieważ doziemienie po stronie wyższego napięcia w stacji może stworzyć poważne zagrożenie porażeniowe u licznych odbiorców niskiego napięcia.

Zasady ochrony przeciwporażeniowej stosowane w stacjach elektroenergetycznych wysokiego napięcia są zawarte w szczególności w następujących normach:

• PN-EN 61936-1 Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV – Część 1: Postanowienia ogólne [2, 3];
• PN-EN 50522 Uziemienie instalacji elektroenergetycznych prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV [4].

Pierwsza z wymienionych norm zawiera postanowienia dotyczące ochrony podstawowej (przed dotykiem bezpośrednim), natomiast druga – postanowienia dotyczące ochrony przy uszkodzeniu. W przypadku stacji transformatorowo-rozdzielczych zasilających sieci niskiego napięcia należy również uwzględnić postanowienia następujących norm:

• N SEP-E-001Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia. Ochrona przed porażeniem elektrycznym [5],
• PN-HD 60364-4-442 Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 4-442: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona instalacji niskiego napięcia przed przepięciami dorywczymi powstającymi wskutek zwarć doziemnych w układach po stronie wysokiego i niskiego napięcia [6].

W odniesieniu do ochrony przeciwporażeniowej przy słupach linii napowietrznych wysokiego napięcia należy kierować się postanowieniami norm:

• PN-EN 50341-1 Elektroenergetyczne li- nie napowietrzne prądu przemiennego po- wyżej 1 kV – Część 1: Wymagania ogólne – Specyfikacje wspólne [7],
• PN-EN 50341-2-22 Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV – Część 2-22: Krajowe Warunki Normatywne (NNA) dla Polski [8].

Co istotne, normy dotyczące linii wysokiego napięcia określają zasady ochrony tylko w przypadku uszkodzenia, nie określając środków ochrony podstawowej.

W dalszej części tekstu:

Stacje elektroenergetyczne wysokiego napięcia

• Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa
• Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu

Stacje elektroenergetyczne z transformatorami SN/nn

Linie napowietrzne wysokiego napięcia

• Ochrona przeciwporażeniowa podstawowa
• Ochrona przeciwporażeniowa przy uszkodzeniu

Cały tekst znajdziesz w numerze 11/2022 miesięcznika „Inżynier Budownictwa”

dr hab. inż. Stanisław Czapp, prof. PG Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki

¹ Część czynna (wg słownika IEV, ref 195-02-19) – część przewodząca urządzenia elektrycznego, która w normalnych warunkach pracy może przewodzić prąd lub znajdować się pod napięciem. Uwaga: w instalacjach niskiego napięcia do części czynnej, oprócz przewodów fazowych (liniowych), zalicza się też przewód neutralny N i przewód środkowy M.
² Część czynna niebezpieczna (wg słownika IEV, ref 195-06-05) – część czynna, która w pewnych warunkach może spowodować niebezpieczne porażenie elektryczne.
³ Część przewodząca dostępna (wg słownika IEV, ref 441-11-10) – część przewodząca urządzenia elektrycznego dostępna dla dotyku, niebędąca częścią czynną, która może znaleźć się pod napięciem w razie uszkodzenia tego urządzenia.

Literatura
1. PN-EN 61140:2016-07 (wersja polska) Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym – Wspólne aspekty instalacji i urządzeń.
2. PN-EN 61936-1:2011 (wersja polska) Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV – Część 1: Postanowienia ogólne.
3. PN-EN 61936-1:2011/A1:2014-10 (wersja polska) Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV – Część 1: Postanowienia ogólne.
4. PN-EN 50522:2011 (wersja polska) Uziemienie instalacji elektroenergetycznych prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kV.
5. N SEP-E-001:2013 Sieci elektroenergetyczne niskiego napięcia. Ochrona przed porażeniem elektrycznym.
6. PN-HD 60364-4-442:2012 (wersja polska) Instalacje elektryczne niskiego napięcia – Część 4-442: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa – Ochrona instalacji niskiego napięcia przed
przepięciami dorywczymi powstającymi wskutek zwarć doziemnych w układach po stronie wysokiego i niskiego napięcia.
7. PN-EN 50341-1:2013-03 (wersja polska) Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV – Część 1: Wymagania ogólne – Specyfikacje wspólne.
8. PN-EN 50341-2-22:2016-04 (wersja angielska) Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV – Część 2-22: Krajowe Warunki Normatywne (NNA) dla Polski.

>>> Szybkie zmiany napięcia w układach elektroenergetycznych

>>> Praca pod napięciem – rozwój techniki, planowanie, bezpieczeństwo

>>> Jak łatwiej naprawiać i eksploatować napowietrzne linie elektroenergetyczne

Sprawdź: Produkty budowlane