A villamos berendezések biztonságtechnikája

Az előadások a következő témára: "A villamos berendezések biztonságtechnikája"— Előadás másolata:

1 A villamos berendezések biztonságtechnikája
A villamosság biztonságtechnikájának területei a következők: • villamos berendezések létesítése, kezelése. • érintésvédelem, • villamos berendezések üzemeltetése, szerelése, • villámvédelem. Villamos berendezés a különböző gyártmányok (villamos gépek, vezetékek stb.) egymással és a tápláló áramforrással áramkörileg összeszerelt együttese. Tehát egy gép, készülék, vezető önmagában még nem villamos berendezés. Erősáramú az a villamos berendezés, amely a villamos áram munkavégző képességének felhasználására alkalmas, és a villamos energiát e berendezés céljára előállítja.

2 A gyengeáramú villamos berendezés a villamos áramot nem munkavégzésre, hanem jelátvitelre használja (pl. hírközlő berendezések, számítógép). A komplex villamos berendezés az erős és a gyengeáramú feltételeket is megvalósítja, ezért a létesítéskor kell eldönteni, hogy melyik kategóriába soroljuk. Az irányítástechnikai berendezések a villamos berendezések automatikus működtetésére valók. Nagyfeszültségű a berendezés, ha vezetői között a névleges feszültség (váltóáram esetén a feszültség effektív értéke) 1000 V-nál nagyobb, vagy közvetlenül földelt berendezés esetén a névleges feszültség a földhöz képest 600 V-nál nagyobb. Kisfeszültségű a berendezés, ha vannak olyan vezetői, amelyek között a névleges feszültség 50 V-nál nagyobb és 1000 V-nál kisebb. Törpefeszültségű a berendezés, ha nincsenek olyan vezetői, amelyek névleges feszültsége egymás közt, vagy a földhöz képest 50 V-nál nagyobb . Villamos áram a vezető anyagban feszültségkülönbség hatására kialakuló elektron és ion vándorlás.

3 Túl áram azaz áram, amely vezetékek esetén a vezetékek terhelhetőségére előírt áramerősségnél, gépek és készülékek esetén a névleges áramerősségnél nagyobb. Vezető azaz anyag, amelyben az áram folyik. Elsőrendű vezetők általában a fémek (réz, alumínium), másodrendű vezetők az elektrolitok. Az áramerősség (A) a vezető anyagban időegység alatt áramló elektromos töltésmennyiség. Az áramkör a villamos szerkezetek és vezetékek közös táppontról, közös (azonos) túl áramvédelmen keresztül táplált együttese. Az áramkör magába foglalja a vezetékeket és a hozzájuk tartozó egyéb villamos szerkezeteket (kapcsolókat, csatlakozókat, védelmeiket, vezérlőket, jelzőket stb.), de a rájuk csatlakoztatott fogyasztókészülékeket nem. Az érzetküszöb az a legkisebb áramerősség, amelyet az emberi szervezet áramhatásként érzékel. Az elengedési áramerősség az a legnagyobb áramerősség, amelynek okozóját az ember még akaratlagosan el tudja engedni, ha az a kezére hat. A leválasztás biztonsági okokból a teljes berendezésnek vagy meghatározott részének a feszültségmentesítése azáltal, hogy a kapcsolatát megszüntetjük a villamos energiaforrással.

4 Villamos áramütés akkor okoz balesetet, ha az emberi test a villamos áramkörbe kapcsolódik. A leggyakrabban olyankor fordul elő, ha azonos áramkör két vezetékét vagy a földpotenciál és egy feszültség alatt álló pontot megérintünk. A villamos áram vegyi, hő, mágneses és élettani hatása révén fejti ki káros hatását. A villamos áram élettani hatásai A villamos áram vegyi hatása (a testnedvek elektrolitikus bomlása) nyomán az emberi szervezetben gázképződés jön létre, amely embóliához vezethet. A villamos áram égési sérüléseket okoz, amelyet előidézhet a testen átfolyó áram által kifejtett és az ellenállás mértékétől függő hőhatás (Joule-hő), valamint a villamos ívet kísérő hőmérséklet. A villamos áram élettani hatása a váratlan áramütés eredménye, és ez nagymértékben függ az egyén egészségétől. A villamos áramütés súlyosságát (veszélyességét) az áramerősség (az emberi testen átfolyó), a behatás időtartama, az áram útja, az áram neme, az áram frekvenciája, az emberi test ellenállása és az áthidalt feszültség nagysága befolyásolja. Az áramütéskor további tényezők is számottevőek: az egyén testi, lelki állapota, vagy az, hogy számít-e az áramütésre.

5 Villamos berendezések biztonságos létesítése
A veszélyesség szempontjából az érzékelhető áramerősség átlagosan 0, mA, amelyet érzetküszöbnek nevezünk. Veszélyes az a határ, amely a végtagizmok görcseit kiváltja. Ez az elengedési áramerősség kb mA .A80mA körüliáram-erősség már a szívkamra és a pitvar egyidejű összehúzódását okozza, aminek következtében a normális szívműködés az áram megszűnése után is szünetelhet. Klinikai, majd biológiai halált okozhat a 100 mA-es vagy nagyobb áramerősség. Villamos berendezések biztonságos létesítése Az egyes helyiségekben a villamos berendezések létesítési módját a helyiség jellege határozza meg, amelyeket a következőképpen csoportosíthatunk: száraz poros nedves marópárás meleg szabadtéri A helyiségek jellege határozza meg az alkalmazható villamos berendezéseket, vezetékeket, kapcsolókat, a szükséges világítást és lámpatesteket

6 A villamos gyártmányokban alkalmazott szigetelések a következők:
Alapszigetelés (üzemi szigetelés): az üzemszerűen vezető részeken az áramütés elleni alapvédelem része. Kiegészítő szigetelés (védőszigetelés): az alapszigetelés kiegészítése. Különálló szigetelés annak érdekében, hogy megakadályozza az áramütést az alapszigetelés meghibásodása esetén. Kettős szigetelés: együttesen tartalmazza az alap- és a kiegészítő szigetelést. Megerősített szigetelés: az üzemszerűen vezető részeken alkalmazott, egyetlen szigetelőrendszer. Több olyan réteget is magában foglalhat, amelyet nem lehet egyenként alap- vagy kiegészítő szigetelésként vizsgálni. A villamos berendezéseket és készülékeket a külső behatásokkal szemben védeni kell.

7 IP-számjel A gyártmány mechanikai behatás ellen védett víz behatolása ellen védett Nincs védettség 1 Tenyér Függőlegesen eső vízcsepp 2 Emberi ujj Legfeljebb 15 fokos szög alatt eső csepp 3 0,25 mm-es huzal Csapadék (legfeljebb 60 fokos szögben) 4 0,1 mm-es huzal Fröcskölés 5 Finom por behatolhat, de veszélyt nem okoz Nyomás nélküli vízsugár 6 Finom por sem hatolhat be Tengeri hullám 7 - Rövid idejű vízbe merülés 8 Tartós vízbe merülés

8 A védettségi fokozat az IP jelölésből és az azt követő két szám jegybőI áll.
Az első számjegy (1-től 6-ig) a mechanikai behatás elleni védelmet jelenti (pl. 0, ha nincs védettség; 6, ha finom por sem hatolhat a gyártmányba). A második számjegy (1-től 8-ig) a víz behatása elleni védelmet jelenti (pl. 0, ha nincs védettség; 8, ha víz behatolhat, de az üzemi működést nem befolyásolja). A gyártmányokon mindkét számjegyet fel kell tüntetni, azonban azt a számjegyet, amelyhez tartozó védettségre nincs szükségünk X-szel helyettesíthetjük (pl. IP2X, IPX4).

9

10 Érintésvédelem Az érintésvédelem célja, hogy intézkedésekkel megelőzze a villamos berendezések aktív részével való érintkezést (közvetlen érintésvédelem), valamint elhárítsa a villamos berendezések üzemszerűen feszültség alatt nem álló de meghibásodás folytán feszültség (testzárlat) alá kerülő részének érintéséből származó veszélyeket (közvetett érintésvédelem). Egyenpotenciálra hozás (EPH) a testek és más vezető anyagú szerkezetek vezetőinek összekötése, azok azonos vagy közel azonos potenciálra hozása. Lehetséges megoldási módjai a következők: Egyenpotenciálra hozó hálózattal, egy épület vagy más nagyobb, körülhatárolt terület általános egyenpotenciálra hozására. Helyi egyenpotenciálú összekötéssel azokban az esetekben, amikor a kikapcsolási idő megfelelő csökkentése nehézségekbe ütközik. Földeletlen egyenpotenciálra hozással, amely önálló érintésvédelmi mód. Érintésvédelem szempontjából a talajt és a talajjal érintkező minden, nem szigetelő anyagú tárgyat földnek nevezzük. Érintésvédelem szempontjából a villamos berendezés, gép, készülék fémből vagy más, villamos vezető anyagból készült részét, amely nem áll feszültség alatt, de meghibásodás folytán feszültség alá kerülhet, testnek nevezzük.

11 Érintésvédelmi osztályok
0. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az áramütés elleni védelem az üzemi szigetelésen alapul. A gyártmány testén védővezető csatlakoztatására nincs lehetőség, az üzemi szigetelés meghibásodása esetén a védelem a környezetre hárul (pl. a környezet elszigetelése). I. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az üzemi szigetelésen kívül járulékos óvintézkedéseket is alkalmaznak. A gyártmány testéhez csatlakoztatható a villamos hálózat vezetője úgy, hogy a megérinthető villamos vezető részek még az üzemi szigetelés meghibásodása esetén sem kerülhetnek veszélyes feszültség alá (pl. nullázás, védőföldelés). II. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az üzemi szigetelésen kívül járulékos óvintézkedésként a gyártmányt kettős szigeteléssel vagy megerősített szigeteléssel látják el. A védelem független a villamos hálózattól. A felhasználó az adattáblán látható kettős négyzet jelről ismeri fel. III. Érintésvédelmi osztályú gyártmány. Az áramütés elleni védelem megoldása az érintésvédelmi törpefeszültségű tápláláson alapul.

12 Érintésvédelmi módok Az érintésvédelmet védővezetővel vagy védővezető nélkül valósíthatják meg. A védővezetős érintésvédelmi módok működéséhez az érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek testét védővezetővel kell összekötni. Ilyen megoldás a nullázás és a védőföldelés. A nullázás (TN-rendszer, ahol T a latin terra = föld szóból ered) olyan érintésvédelmi mód, amelynél a tápláló rendszernek közvetlenül földelt üzemi vezetője van, és ezt kötik az érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek testére védővezető-ként. A nemzetközi szabvány (IEC) három fajtáját különbözteti meg. A TN-C rendszerben az üzemi nulla vezető közös a védővezetővel A TN-S rendszerben, az üzemi nulla vezetőt a hálózat teljes hosszában szétválasztják a védővezetőtől A TN-C-S rendszerben. a védővezető a hálózat egy részén közös, más részén el van választva az üzemi nulla vezetőtől .

13

14

15

16 A védőföldelésnek két módja van:
Védőföldelés közvetlenül földelt rendszerben (TT-rendszer). Védőföldelés földeletlen és közvetve földelt rendszerben (IT-rendszer}.

17

18 Az áram-védőkapcsolás a védővezetős érintésvédelmi módok olyan kikapcsoló szerve, amely az áramkör valamennyi üzemi vezetőjén folyó pillanatnyi váltakozó áram előjeles összegének a nagyságára működik. A védett fogyasztót rövid (0,2 s) időn belül le kell kapcsolnia a tápláló hálózatról. Az áram-védőkapcsolás alapvető követelménye, hogy a védendő test földelve legyen Az áram-védőkapcsolás alkalmazásának néhány feltétele a következő: • Az üzemi áramot vezető nullavezetőt mindig át kell vezetni a kapcsolón. • A védővezetőt soha nem szabad a kapcsolón átvezetni. • Háromfázisú áramkörben csak háromfázisú kapcsoló alkalmazható. • Lehetőleg a legérzékenyebb, 30 mA-es kapcsolót használjuk. • A kapcsoló villám esetén kikapcsol.

19

20 A védővezető nélküli érintésvédelmi módok az emberi szervezeten keresztülfolyó áramot a veszélytelen érték alá korlátozzák. Az ilyen érintésvédelemmel ellátott villamos szerkezetek testét nem kell védővezetővel összekötni. Érintésvédelmi törpefeszültség alkalmazásakor a villamos szerkezeteket törpefeszültségű rendszerrel tápláljuk. Törpefeszültségű az a berendezés, amelynek név-leges feszültsége 50 V-nái nem nagyobb (pl. biztonsági transzformátor), Egyenfeszültség esetén a feszültségérték 120 V. Ha a berendezésnek nincs biztonságos üzemi szigetelése (pl. gyermekjátékok), akkor e feszültségeknek csak a fele megengedett. A berendezések táplálását biztonsági transzformátorral oldhatjuk meg. Villamos szerkezetek elszigetelésekor a szerkezeteknek azokat a villamosan vezető részeit szigetelik el az ember által érinthető részeitől amelyek a testzárlat következtében feszültség alá kerülhetnek. Földeletlen egyenpoteciálra hozás esetén az egyidejűleg érinthető villamos szerkezetek teste villamosan vezető összekötés révén egyenpotenciálra kerül. Az érintkező személyek nem kerülhetnek földpotenciálra.

21 A környezet elszigetelésekor azokat a személyeket szigetelik el a környezetben levő földpotenciálú, nem szigetelő részektől, akik a villamos szerkezet testét érinthetik. Védőelválasztás alkalmazásakor a védendő villamos .szerkezetet nem közvetlenül a hálózathoz, hanem biztonsági transzformátorhoz csatlakoztatjuk. A villamos berendezések érintésvédelmének ellenőrzését szerelői ellenőrzéssel és szabványossági felülvizsgálattal kell végrehajtani. Az érintésvédelem szabványossági felülvizsgálat befejezésekor Érintésvédelmi minősítő iratot kell kiállítani.

22 Villamos berendezések üzemeltetése
Villamos berendezések feszültségmentesítése 1. a feszültségmentesítendő rész kikapcsolása, leválasztása 2. letiltás, a visszakapcsolás megakadályozása, 3. a feszültségmentesség ellenőrzése, 4. a fennmaradó töltések kisütése, földelés-rövidrezárás. 5. a feszültségmentesített rész körülhatárolása Feszültség alatti munkavégzés Feszültség alatti munkát legalább két személyből álló csoport végezze, amelynek egyik tagja a vezető! A feszültség alatti munkavégzés veszélyessége minimálisra csökkenthető a ruházat, a szerszámok és az eszközök megfelelő használatával. A munkavégzéshez megfelelően szigetelt szerszámot kell használni. A szabadvezetékek veszélyes közelségét, egymástól való távolságukat szabvány határozza meg. Feszültség alatti munkát csak előzetes és időszakos orvosi alkalmassági vizsgálaton megfelelő, kifogástalan egészségi állapotban lévő, pihent munkaerőnek szabad végeznie.

23 Villámvédelem A villámcsapás (villám) a felhő és a föld, vagy a felhő és egy földi tárgy között létrejövő, impulzus jellegű kisülés. A villámcsapás káros hatásai a következő formákban jelennek meg: Romboló hatás: a villámáram állal előidézett nagy nyomás vagy a nedvesség elpárolgása miatt fellépő gőzfejlődés következtében jön létre. Dinamikus hatás: a villamosan jól vezető testekben folyó villámáram impulzusszerű elektromágneses erejének mechanikai hatása. Gyújtó hatás:tüzet okoz, az éghető anyagokat közvetlenül, a nem éghető anyagokat pedig hősugárzás útján közvetve károsítja Olvasztó hatás: a fémekei a becsapódási pontban vagy abban a vezetőben, amelyen átfolyik, megolvasztja. A villámhárító feladata a villám káros hatásaitól való védelem.

24 A villámhárító részei a felfogó, levezető és a villámhárító földelés.