Защита срещу поражения от електрически ток

DALI е разработена специално за контрол на осветителни системи, която може да бъде подсистема на BMS

Съвременните разбирания за интериор и екстериор отреждат на осветлението много по-различна роля от система, която осигурява изкуствено осветление. От него се очаква да създава комфорт и настроение, от една страна, а от друга - да бъде енергийно ефективно. Изпълнението на тези изисквания е много трудно, чрез традиционните подходи е почти невъзможно да се осигури в средни и големи сгради с множество помещения с различно предназначение. Именно по тази причина през последните години светлотехническата общност обръща все по-голямо внимание на системите за управление на осветлението DALI. Това е и темата на настоящата и следващи статии в списание Технологичен дом.

Видове технологии за управление
Днес, с развитието на системите за сградна автоматизация изискванията към осветлението се увеличиха многократно. За да отговори на изискванията на съвременния потребител, осветителната система следва да предлага удобство, икономия на енергия, функционалност, възможност за регулиране на осветеността и други. Добре познатото и широко разпространено изграждане на осветителните системи на базата на димери, електрически ключове, ПРА и осветителни тела не предлага големи възможности за настройка и контрол върху работата на осветителната система в съответствие с конкретните изисквания на потребителите.
Използването на системи за многовариантно управление на осветлението значително повишава енергийната ефективност на системата и осигурява висок зрителен комфорт за хората в помещението. Те са две основни групи - аналогови и цифрови. В интерес на обективността следва да се отбележи, че наред с безспорните им предимства те се характеризират и с редица недостатъци. Технологиите за мултивариантно управление на осветлението са трудно приложими при по-малки обекти.

Защитните устройства и импедансите на веригите се избират с характеристики, които осигуряват автоматично изключване при поява на дефект, в която и да е точка с пренебрежимо малък импеданс между фазовия проводник и защитния проводник или достъпната токопроводима част.

За автоматичното изключване на веригите
Периодът на автоматичното изключване трябва да е равен или по-малък от предписания. Описаното изискване е спазено, ако е изпълнено условието Zs x Ia Ј U0, където - Zs e импедансът на контура на дефекта, образуван от захранващия източник, тоководещия проводник до мястото на дефекта и защитния проводник между мястото на дефекта и на захранващия източник, W. Съответно Ia е токът, А, задействащ устройството за автоматично изключване за нормативно регламентиран период или за време, непревишаващо 5 s. Когато се използва прекъсвач за токове с нулева последователност, Ia е номиналният ток на задействане на този прекъсвач (IdN). Във формулата U0 е номиналното напрежение между фазата и земята, V.
Максималните стойности на времето за изключване, посочени в нормативния документ, се считат за удовлетворяващи изискванията за крайни вериги, захранващи (чрез инсталационни контакти или директно, без инсталационни контакти) подвижни или преносими електрически изделия от клас I на защита срещу поражения от електрически ток. За разпределителни вериги в сгради се допуска стойността на времето за изключване да е не по-голяма от 5 s. По отношение на крайните вериги, захранващи само стационарни съоръжения, се допуска стойността на времето за изключване да е по-голяма от посочената, но не с повече от 5 s. При това следва да е изпълнено - другите крайни вериги, за които е предписано време за изключване, да са свързани към същото разпределително табло или към същата разпределителна верига. Необходимо е също така да са спазени две основни условия. Първото е импедансът на защитния проводник между разпределителното табло и точката на свързване на защитния проводник към главната верига за изравняване на потенциалите да не превишава 50Zs /U0, W. Второто условие е връзката за изравняване на потенциалите да свързва към разпределителното табло същите видове токопроводими елементи, както при главната верига за изравняване на потенциалите.

Прекъсвачи за токове с нулева последователност
Ако цитираните изисквания не могат да бъдат спазени чрез използване на устройства за защита от свръхтокове, се прави допълнителна връзка за изравняване на потенциалите. Защитата би могла да се осигури и чрез прекъсвачи за токове с нулева последователност. В изключителни случаи, когато е възможно получаването на дефект между фазовия проводник и земята, трябва да е изпълнено условието:
RB /RE Ј 50/(U0 - 50),
където RB e общото съпротивление на всички паралелни заземявания (включително съпротивлението за захранващата мрежа), W; RЕ - минималното съпротивление на токопроводимите елементи спрямо земята, които не са свързани със защитния проводник и посредством които е възможно да се осъществи дефект между фазата, и U0 - номинално напрежение между фазата и земята, ефективна стойност при променливо напрежение, V.

Устройства за защита при схема TN
При схема TN (характеризира се с една точка, свързана директно със земя, а достъпните токопроводими части на електрическата уредба са присъединени към тази точка посредством защитни проводници) могат да се използват устройства за защита от свръхтокове или прекъсвачи за защита от свръхтокове с нулева последователност. Необходимо е да се има предвид, че при схема TN-С (функциите на защитния и неутралния проводник са обединени и се осъществяват посредством един проводник в цялата мрежа) не се използват прекъсвачи за защита от токове с нулева последователност. При схема ТN-C-S (функциите на защитния и неутралния проводник са обединени и се осъществяват посредством един проводник в част от мрежата), когато се използва прекъсвач за защита от токове с нулева последователност, след него няма проводник PEN. Връзката на защитния проводник с PEN се изпълнява преди прекъсвача за защита от токове с нулева последователност. За осигуряване на селективност, прекъсвачи за токове с нулева последователност с времезакъснение - например тип S, могат да бъдат инсталирани последователно с основния тип прекъсвачи за токове с нулева последователност.

Устройства за защита при схема ТТ
При схема ТТ (тук има една точка на захранването, свързана директно със земя, а достъпните токопроводими части на електрическата уредба са присъединени към заземители, електрически отделени от заземяването на захранването) всички достъпни токопроводими части, защитавани чрез едно защитно устройство, се свързват към защитни проводници и се присъединяват към един и същ заземител. Ако няколко защитни устройства са разположени последователно, условието се се прилага поотделно за всички достъпни токопроводими части, защитавани чрез същото защитно устройство. Неутралната точка на всеки трансформатор или генератор е заземена.
Защитата чрез индиректен допир при схема ТТ изисква спазването също и на следното условие RA x Ia Ј  50, V, където RA е сумата от съпротивленията на заземителя и защитните проводници на достъпните токопроводими части, W; Ia - токът, осигуряващ автоматично задействане на защитното устройство, А. Когато то е прекъсвач за токове с нулева последователност, Ia е номиналният ток на задействане IdN. В случай че изискването не би могло да бъде спазено, се прави допълнителна връзка за изравняване на потенциалите.
За осигуряване на селективност, последователно с основния тип прекъсвачи за токове с нулева последователност могат да се използват модели с времезакъснение - например тип S, като в разпределителните вериги се допуска време за задействане, най-много равно на 1 s.
При схема ТТ за защитни устройства се използват прекъсвачи за защита от токове с нулева последователност и устройства за защита от свръхтокове, които обаче са приложими само когато съпротивленията RA на заземителите са много малки.

Видове защити при схема IT
За разлика от вече описаните схеми, при IT всички тоководещи части са изолирани от земя или една точка е свързана със земя посредством импенданс, а достъпните токопроводими части на електрическата уредба са присъединени към заземители или поотделно, или общо, или са присъединени към заземителя на захранването. Това свързване е или в неутралната точка на уредбата, или в изкуствена неутрална точка на уредбата. Тя би могла да е свързана директно със земята, ако резултантният импенданс с нулева последователност има достатъчна стойност.
В случай само на един дефект към достъпна токопроводима част или към земята, токът на дефекта е малък и изключването не е задължително. Въпреки това се вземат мерки в случай на възникване на два дефекта по едно и също време, за избягване на риска от опасно физиологично въздействие върху човек, който е в контакт с токопроводими части.
Съгласно изискванията на нормативния документ, нито един тоководещ проводник в уредбата не трябва да е свързан директно със земята. Достъпните за допир токопроводими части се свързват със земята - или индивидуално, или групово, или общо. Във високи сгради, като многоетажни блокове, където повторните заземявания на защитните проводници са невъзможни по практически причини, заземяването може да се извърши чрез връзки между защитните проводници, достъпни токопроводими части и токопроводими елементи. Също така, следва да е изпълнено следното условие: RA x Id Ј 50, V, където RA е сумата от съпротивленията на заземителя и защитните проводници на достъпните токопроводими части, W; Id - токът, който протича при първи дефект през незначителен импенданс между фазовия проводник и достъпната токопроводима част, А. Големината на тока Id отчита токовете на утечка и общия импенданс на електрическата уредба спрямо земята.
Когато в уредбата е предвидено устройство за постоянен контрол на изолацията, за индикация на възникването на първи дефект на тоководеща част трябва да се задейства звуков и/или светлинен сигнал.
След появата на първи дефект, условията за изключване на захранването при втори дефект са:
n достъпните токопроводими части са заземени групово или поотделно, както за схема ТТ, с изключение на изискването за зеземяване на неутралната точка на всеки трансформатор или генератор, или
n достъпните токопроводими части са свързани помежду си чрез защитен проводник и са заземени групово, както за схема ТN.

Статията е продължение на материала, публикуван в брой 6 на списание Технологичен дом. Поради мащабността на темата, в статията са публикувани само част от нормативно регламентираните изисквания. Очакваме коментарите ви относно техническото ниво, сигурността и съвременността на залегналите в нормативния документ изисквания.