Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci IT

Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci IT

W układzie sieci IT części czynne powinny być izolowane od ziemi lub połączone z ziemią przez odpowiednio dużą impedancję. To połączenie może być wykonane albo w punkcie neutralnym lub w punkcie środkowym układu, albo w sztucznym punkcie neutralnym.

Przy pojedynczym zwarciu z ziemią w układzie sieci IT prąd uszkodzeniowy jest mały i samoczynne wyłączenie zasilania nie jest bezwzględnie wymagane, pod warunkiem, że spełnione jest następujące wymaganie:

gdzie:

RA

─ całkowita rezystancja uziomu i przewodu ochronnego łączącego części przewodzące dostępne z uziomem,

Id

─ prąd uszkodzeniowy pojedynczego zwarcia z ziemią o pomijalnej impedancji między przewodem liniowym i częścią przewodzącą dostępną. Przy wyznaczaniu wartości prądu Id należy uwzględnić prądy upływowe oraz całkowitą impedancję uziemienia instalacji elektrycznej,

UL

─ napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale.

W warunkach środowiskowych normalnych wartość UL wynosi 50 V dla prądu przemiennego i 120 V dla prądu stałego. W warunkach środowiskowych o zwiększonym zagrożeniu wartość UL wynosi 25 V i 12 V dla prądu przemiennego oraz 60 V i 30 V dla prądu stałego.

W przypadkach, w których układ sieci IT jest użyty z uwagi na ciągłość zasilania, należy zastosować urządzenie monitorujące stan izolacji w celu ujawnienia pojedynczego zwarcia z ziemią. Urządzenie to powinno uruchomić sygnalizację akustyczną i/lub wizualną podtrzymywaną przez cały czas trwania zwarcia. Jeżeli zastosowano obie sygnalizacje, akustyczną i wizualną, to sygnalizacja akustyczna może ulegać kasowaniu.

Zaleca się, aby pojedyncze zwarcie z ziemią było usuwane możliwie szybko. Zwarcie takie powoduje wzrost napięcia w pozostałych fazach w stosunku do ziemi o i stwarza zagrożenie porażeniem w przypadku zwarcia z ziemią drugiej fazy. Przy zwarciu z ziemią drugiej fazy, które może wystąpić w zupełnie innym miejscu układu, zwarcie przekształca się w podwójne zwarcie z ziemią, podczas którego przepływający prąd osiąga dużą wartość. 
Warunki samoczynnego wyłączenia zasilania w przypadku podwójnego zwarcia z ziemią zależą od sposobu uziemienia części przewodzących dostępnych, przedstawionego na rysunku.

Sposoby uziemień części przewodzących dostępnych

Przy uziemieniu indywidualnym lub grupowym warunki samoczynnego wyłączenia zasilania są analogiczne jak dla układu TT. Przy uziemieniu zbiorowym, warunki samoczynnego wyłączenia zasilania są analogiczne jak dla układu TN.

Przy podwójnym zwarciu z ziemią w układzie sieci IT muszą być spełnione następujące warunki samoczynnego wyłączenia zasilania:

a) jeżeli części przewodzące dostępne są połączone przewodem ochronnym i wspólnie uziemione przez ten sam układ uziemiający (uziemienie zbiorowe), warunki stają się podobne jak dla układu sieci TN i powinny być w sposób następujący spełnione:

2·Ia·Zs ≤ U

dla układu IT bez przewodu neutralnego

2·Ia·Z´s ≤ Uo

dla układu IT z przewodem neutralnym

gdzie:

Ia

─ prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w wymaganym czasie jak dla układu TN,

Zs

─ impedancja pętli zwarciowej obejmującej przewód liniowy i przewód ochronny obwodu,

s

─ impedancja pętli zwarciowej obejmującej przewód neutralny i przewód ochronny obwodu,

Uo

─ nominalne napięcie przewodu liniowego względem przewodu neutralnego,

U

─ nominalne napięcie między przewodami liniowymi,

b) jeżeli części przewodzące dostępne są uziemione grupowo lub indywidualnie, warunki stają się podobne jak dla układu sieci TT i powinny być w sposób następujący spełnione:

RA· Ia ≤ UL

gdzie:

RA

─ całkowita rezystancja uziomu i przewodu ochronnego łączącego części przewodząc dostępne z uziomem,

Ia

─ prąd powodujący samoczynne zadziałanie urządzenia zabezpieczającego w wymaganym czasie jak dla układu TT,

UL

─ napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale.

W układzie sieci IT do ochrony przed porażeniem powinny być stosowane:

- nadprądowe urządzenia zabezpieczające,

- urządzenia ochronne różnicowoprądowe,

- urządzenia stałej kontroli stanu izolacji,

- systemy lokalizacji uszkodzenia izolacji. 

Autor: mgr inż. Andrzej Boczkowski SEP