Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Dotyková napětí v distribučních sítích VN - Dotyková napětí v případě dotyku neživých částí při poruše zařízení v těchto sítích Praha, 26.11.2010.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Dotyková napětí v distribučních sítích VN - Dotyková napětí v případě dotyku neživých částí při poruše zařízení v těchto sítích Praha, 26.11.2010."— Transkript prezentace:

1 1 Dotyková napětí v distribučních sítích VN - Dotyková napětí v případě dotyku neživých částí při poruše zařízení v těchto sítích Praha,

2 2 Distribuční síť VN typu IT - kompenzovaná Ochrana při poruše je zajištěna zemněním, doba trvání poruchy (zemního spojení) t F se předpokládá >> 10 s (řádově až hodiny). Transformace U n = 22 kV Zem 110 / 22 kV L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 Kompenzační tlumivka

3 3 Dotyková napětí – pojmy a definice Skutečné dotykové napětí (U T ) – napětí mezi vodivými částmi, kterých se člověk nebo zvíře dotýká Poznámka: Velikost skutečného dotykového napětí může významně ovlivnit impedance lidského těla nebo zvířete při elektrickém dotyku s těmito vodivými částmi Předpokládané dotykové napětí (zdrojové napětí pro dotyk) U vT – napětí, které se objeví v průběhu zemního spojení mezi vodivými částmi a zemí, když se těchto částí nikdo nedotýká (zdrojové napětí)

4 4 Dotyková napětí – pojmy a definice Dovolené dotykové napětí (U Tp ) – napětí na lidském těle pro omezené trvání průtoku proudu Poznámka: Na lidském těle – pro proudovou dráhu jedna holá ruka - obě bosé nohy paralelně je dovolené dotykové napětí U Tp 75 V. Trvání poruchy t F se předpokládá >> 10 s. Předpokládané dovolené dotykové napětí (U vTp ) – rozdíl napětí, působící jako napětí zdroje v obvodu dotyku s omezenou hodnotou, která zaručuje bezpečnost osoby při užití známých přídavných odporů (např. boty, izolační materiál stanoviště – tj. odporů na kterých osoba stojí) Poznámka: Pokud se neuvažují přídavné odpory je U vTp rovno U Tp

5 5 Co je považováno za neživou část Za neživou část, kterou je nutno chránit proti nepřímému dotyku, je považována vodivá část elektrického zařízení, které se lze dotknout a která není při obvyklém užívání živá, ale může se stát živou v případě poruchy zařízení. Jsou to nechráněné vodivé části zařízení a přístrojů, které mohou po poruše izolace nebo zásahem oblouku přijít do styku se živými částmi zařízení.

6 6 Technické normy pro provedení způsobů ochrany neživých částí elektrických zařízení nad AC 1000 V Současně platné: PNE ed.4 Ochrana před úrazem elektrickým proudem v distribučních soustavách a přenosové soustavě platná od 01/2008 Je připravováno páté vydání této normy – předpokládaná účinnost od 07/2011 (zapracování požadavků EN a EN ) Poznámka: ČSN ed.2 z 08/2007 a její ZMĚNA Z1 z 04/ ochranu nad AC 1000V neobsahují a neřeší!

7 7 Technické normy pro provedení ochrany nad AC 1000 V - související ČSN ČSN EN ( ) + Změna A1 ČSN EN ( ), Změna Z2 ČSN EN ( ) ČSN IEC ( ) (zrušena k , IEC/TS :2005 zatím nezavedena) PNE ed.4 PNE ed.2 PNE PNE (platnost od ) PNE ed.2 Poznámka: V prvním pololetí 2011 budou zavedeny normy ČSN EN a ČSN EN

8 8 Prostředky ochrany před úrazem elektrickým proudem u rozvodných elektrických zařízení Nutno splnit některou z uvedených podmínek Zamezit přístup k živým i neživým částem při provozu zařízení s napětím vyšším než je mezní hodnota bezpečného napětí. Omezit proud protékající lidským tělem při dotyku s neživými částmi elektrických zařízení na úroveň, která není nebezpečná. Omezit dobu po kterou při dotyku s neživými částmi elektrických zařízení protéká proud lidským tělem.

9 9 Dotyková napětí bez uvažování přídavných odporů (rezistancí) dle EN Na lidském těle (pro proudovou dráhu – jedna holá ruka, lidské tělo, obě bosé nohy paralelně) je dovolené dotykové napětí 75 V (nejvyšší dovolená hodnota při frekvenci 50 Hz). Celková impedance lidského těla Z T v závislosti na dotykovém napětí U T = 75V (pro proudovou dráhu ruka-ruka nebo ruka-noha) je Ω. Pro proudovou dráhu holá ruka-obě bosé nohy paralelně je nutno použít korekční činitel 0,75 (2 000 x 0,75 = 1 500). Impedance lidského těla pro proudovou dráhu holá ruka-obě bosé nohy paralelně Z T = Ω.

10 10 Dotyková napětí bez uvažování přídavných odporů a proud tělem dle EN Z dotykového napětí U T = 75 V a impedance lidského těla Z T = Ω (pro proudovou dráhu jedna holá ruka – obě bosé nohy paralelně) lze určit proud protékající lidským tělem I B. I B = U T / Z T = 75 V / Ω = 0,050 A = 50 mA Podle tab. B.1 – EN může tento proud protékat lidským tělem po dobu t F >> 10 s (doba trvání poruchy t F je mnohem větší jak 10 s). Dovolené dotykové napětí na lidském těle U Tp = 75 V (jedna holá ruka-obě bosé nohy paralelně) nesmí být překročeno!

11 11 Dovolené dotykové napětí U Tp pro omezené trvání průtoku proudu (při dotyku holá ruka – bosé nohy paralelně, bez přídavných odporů a průtoku proudu více než 10 s, lze použít 75 V ) Graf udává závislost dotykového napětí U Tp na době trvání poruchy t F.

12 12 Krokové napětí - napětí mezi dvěma body zemského povrchu vzdálenými od sebe 1 m, které je považováno za délku kroku člověka Pro kroková napětí normy ČSN a ČSN EN a též ani přejímaná EN povolené hodnoty nestanovují. Dovolené hodnoty krokových napětí jsou vyšší než povolená dotyková napětí – proto pokud konkrétní uzemňovací soustava splňuje požadavky na dotyková napětí lze předpokládat, že se obecně nevyskytnou žádná nebezpečná kroková napětí

13 13 Dotyková napětí při uvažování přídavných odporů (rezistancí) dle EN Předpokládané dovolené dotykové napětí U vTp v obvodu lidské tělo + přídavné odpory R F1 a R F2 K dovolenému dotykovému napětí na lidském těle U Tp lze přičíst úbytek napětí na odpor bot a úbytek napětí na odpor přechodu mezi podrážkou bot a zemí, které vznikají průtokem proudu I B vyvolaný napětím U vTp. Pro výpočty U vTp použité hodnoty: U Tp = 75 V (napětí na lidském těle – nesmí být překročeno) Z T = Ω (impedance lidského těla – holá ruka-obě bosé nohy) R F1 =  (odpor obuvi – odpovídá průměrné hodnotě pro staré a vlhké boty) R F2 - odpor mezi podrážkou bot a zemí – viz dále

14 14 Dotyková napětí při uvažování přídavných odporů (rezistancí) dle EN Obvod dotyku - impedance lidského těla Z T, odpor bot R F1 a odpor přechodu mezi podrážkami bot a zemí R F2 jsou zapojené v sérii a připojené na napětí U vTp jehož vlivem vzniká v obvodu proud I B. IBIB U vTp ZTZT U Tp R F1 RFRF R F2

15 15 Dotyková napětí v různých místech z hlediska působení doplňkových odporů (křivky ukazují působení progresivně rostoucích doplňkových odporů)

16 16 Dotyková napětí v různých místech z hlediska působení doplňkových odporů Křivka U D1 : R F = 0  (bez doplňkových odporů R F1 = 0,  E < 100  m) Křivka U D2 : R F = , R F1 = ,  E = 500  m Křivka U D3 : R F = , R F1 = ,  E =  m Křivka U D4 : R F = , R F1 = ,  E =  m Popis typických míst, odpovídajících výše uvedeným příkladům a křivkám U D1 až U D4 se stal podkladem pro stanovení hodnot předpokládaných dovolených dotykových napětí U vTp pro zařízení vn. U vTp = U Tp x { 1 + [(R F1 + R F2 ) / Z T ]} R F = celkový doplňkový odpor R F1 = odpor obuvi (1000 Ω) R F2 = odpor přechodu mezi podrážkou a zemí - viz dále  E = rezistivita půdy v povrchové vrstvě

17 17 Zjišťování měrného odporu (rezistivity) půdy v povrchové vrstvě na základě změřeného přídavného odporu přechodu bot a zemí R F2 Měření přídavného odporu přechodu mezi podrážkou bot a zemí R F2 a výpočet rezistivity půdy (měrného odporu) v povrchové vrstvě  E. Pro měření R F2 použít vhodnou kovovou desku o ploše podrážek obou bot, deska se položí na místo kde je třeba změřit odpor R F2, podloží se mokrou látkou a zatíží se vahou člověka. Pak se změří zemní odpor desky – běžnou metodou měření zemního odporu zemniče.  E = R F2 / k k = 1,5 (m -1 ) - koeficient, kdy deska určená pro měření R F2 má plochu podrážek obou bot a je zatížena vahou člověka. R F2 =  E x k Měření rezistivity půdy metodou Wennerovou (uspořádáním elektrod a = 0,5 m)

18 18 Dotyková napětí z hlediska působení doplňkových odporů Předpokládaná dovolená dotyková napětí U vTp v obvodu „lidské tělo + přídavné odpory R F1 (1000 Ω) a R F2 “ vypočítaná dle rezistivity půdy v povrchové vrstvě pro dráhu proudu „jedna holá ruka – obě nohy paralelně (obuty)“ Křivka grafu Celkové dovolené dotykové napětí U vTp (V) Rezistivita půdy v povrchové vrstvě  E (Ωm) Celkový doplňkový odpor – (Ω) R F = R F1 + R F2 U D2 160 V500 Ωm R F2 = 750 Ω 1750 Ω 190 V1000 Ωm R F2 = 1500 Ω 2500 Ω U D3 270 V2000 Ωm R F2 = 3000 Ω 4000 Ω 340 V3000 Ωm R F2 = 4500 Ω 5500 Ω U D4 420 V4000 Ωm R F2 = 6000 Ω 7000 Ω

19 19 Zařízení distribučních sítí VN z hlediska dovolených dotykových napětí U Tp a U vTp 1. Druhy zařízení VN s dovoleným dotykovým napětím 75 V Patří sem distribuční transformovny vn/nn se společným uzemněním vn a nn. Dále pak venkovní vedení vn v místech jako jsou hřiště, plavecké bazény, kempy, rekreační plochy a podobná místa, kde se mohou pohybovat lidé s bosýma nohama. Nelze uvažovat s žádnými přídavnými odpory. 2. Druhy zařízení VN s předpokládaným dovoleným dotykovým napětím 150 V Patří sem elektrické stanice vn (mimo distribuční stanice vn/nn). Dále venkovní vedení vn ve městech a obcích, kde lze rozumně předpokládat, že lidé jsou obuti. Pro tato zařízení a oblasti kde jsou umístěny lze počítat s přídavnými odpory R F1 = 1000 Ω a R F2 (uvažovaná rezistivita půdy  E = 500  m).

20 20 Zařízení distribučních sítí VN z hlediska dovolených dotykových napětí U Tp a U vTp 3. Zařízení VN v místech odlehlých, pro která je nutno předpokládané dovolené dotykové napětí vypočítat dle rezistivity půdy v povrchové vrstvě Patří sem zejména venkovní vedení v místech odlehlých. Lze rozumně předpokládat, že v těchto oblastech jsou lidé obuti. Pro zařízení umístěná v těchto oblastech není předpokládané dovolené dotykové napětí jednoznačně stanoveno – nutno jej vypočítat. Počítá se s přídavnými odpory R F1 = 1000 Ω a R F2. Uvažuje se s rezistivitou půdy v povrchové vrstvě získanou měřením, odborným posouzením apod. Lze předpokládat rezisivitu půdy v povrchové vrstvě  E >> 500  m.

21 21 Odlehlá místa ve smyslu ČSN EN a ČSN EN Odlehlými místy - okolí podpěrných bodů kde se lidé vyskytují zřídka se rozumí: a) místa v nezastavěných prostorách (např. pole) ve vzdálenosti větší než 10 m od okraje komunikací třídy I až III; b) místa dále než 50 m od soustředěné občanské a bytové zástavby; c) místa dále než 25 m od jednotlivých osamělých budov a továrních objektů mimo soustředěnou zástavbu; d) místa dále než 50 m od okraje volných rekreačních a sportovních ploch mimo soustředěnou zástavbu (např. areálu zdraví, jednoduchých hřišť, parkových ploch ap.); e) polní a lesní cesty.

22 22 Měření dotykových napětí (měřící metody viz PNE , čl ) Měření dotykových napětí se požaduje: v elektrických stanicích s napětím 110 kV a vyšším (vvn, zvn); v průmyslových závodech, na jejichž území je vybudována elektrická stanice s napětím 110 kV a vyšším (vvn, zvn); v ostatních elektrických zařízeních vvn (zvn) pokud jsou tam předepsány hodnoty dotykových napětí a nelze je prokázat jiným způsobem – např. výpočtem; v případech doporučených PNE ( např. u venkovních vedení vn, kde nelze dodržet hodnoty uzemnění).

23 23 Opatření pro dodržení dovolených dotykových napětí Zpracovaný návrh uzemňovací soustavy vycházející ze zásad norem ČSN a ČSN EN , zásad zapracovaných v PNE ed.4, část 5 (od v PNE ed.5). Kontrola provedených uzemnění na místě realizace a dokumentace uzemňovacích soustav Pravidelná údržba uzemňovacích soustav v rámci Řádu preventivní údržby

24 24 Opatření pro dodržení dovolených dotykových napětí Společné uzemnění R B pro elektrické zařízení vn a nn v distribuční stanici U Tp (dovolené dotykové napětí) R B ≤ _______ I E (zemní proud na straně vn) Odpor uzemnění zemniče R E ve venkovních a kabelových sítích vn (dovolené dotykové napětí U Tp neb předpokládané U Tp dovolené dotykové napětí U vTp ) R E ≤ k _ ______ I E (zemní proud na straně vn) k - součinitel dle tvaru zemniče (k=1,5, k=2, k=3, k=5)

25 25 Případy, kdy lze od kontroly velikosti dotykových napětí upustit – venkovní vedení vn, vvn, zvn Předpoklad – rychlé automatické vypínání poruchy od zdroje - hlavní ochranou v čase do 1 s, záložní ochranou do 5 s a splnění opatření: místa často navštěvovaná lidmi – povrch terénu v okolí podpěrného bodu je izolován trvanlivou izolační vrstvou do vzdálenosti 1,5 m od kovové konstrukce, zemniče nesmějí přesahovat okraj této vrstvy. Nebo je-li provedeno ohrazení podpěrného bodu nevodivým plotem; místa odlehlá, která nejsou často navštěvována lidmi – nezasahují-li uložené zemniče do vzdálenosti větší jak 15 m od přístupných částí podpěrného bodu; u venkovních vedení vn – za rovnocenné opatření se považuje zřízení ekvipotenciálních kruhů, řízení potenciálu okolo stožáru

26 26 Opatření v sítích s kompenzací zemních kapacitních proudů – sítě IT V sítích, kde není zajištěno rychlé automatické vypínání poruchy a kde dotyková napětí jsou vyšší než povolené hodnoty, má být přijato některé z uvedených opatření pro zajištění, že výskyt déle trvajícího zemního spojení na podpěrném bodu je nepravděpodobný nebo že jeho trvání je omezeno na krátkou dobu: - použití tyčových izolátorů nebo izolátorů s pevným jádrem (neprůrazných); - použití izolátorů u kterých je možno stav izolace vizuálně kontrolovat; - použití zařízení pro detekci zemního spojení a odpojení vedení v případě zemního spojení.

27 27 Případy, kdy lze od kontroly velikosti dotykových napětí upustit – kdy se vznik nebezpečných dotykových napětí nepředpokládá U elektrických zařízení v oblastech se souvislou zástavbou napájených z kabelové sítě vn kabely s vodivými, oboustranně uzemněnými plášti o celkové délce nad 1 km a s maximálním proudem zemního spojení nebo jednofázového zkratu do 1500 A (celková uzemňovací soustava). Poznámka: ČSN ed.2, čl. NA.15.3: „U společné uzemňovací soustavy větší než m 2 tvořené vzájemně propojenými náhodnými i strojenými zemniči se zemní odpor neměří.

28 28 V případech, kdy lze od kontroly velikosti dotykových napětí upustit nelze však pominout - zejména u venkovních vedení vn, vvn, zvn - požadavky na uzemňování pro ochranu před účinky blesku – viz ČSN EN ( ), Změna Z2 a ČSN EN ( ), PNE , PNE

29 29 Děkuji za pozornost Václav M a c h á č e k

30 30 Adresa pro objednání norem PNE ÚJV Řež a.s. Divize ENERGOPROJEKT PRAHA, Odd Ing. Jaroslav B á r t a Vyskočilova 3/741, P.O.Box P r a h a 4 tel: fax:


Stáhnout ppt "1 Dotyková napětí v distribučních sítích VN - Dotyková napětí v případě dotyku neživých částí při poruše zařízení v těchto sítích Praha, 26.11.2010."

Podobné prezentace


Reklamy Google