ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΗΑΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΧΑΜΗΑΗΣ ΤΑΣΗΣ ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ:

Transcript

1 Τμήμα Ηλεκτρολογίας ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΗΑΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΧΑΜΗΑΗΣ ΤΑΣΗΣ ΣΠΟΥΔΑΣΤΕΣ: ΜΑΑΑΚΟΠΟΥΑΟΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΑ Α.Ε.Μ ΜΠΟΥΡΑΣ ΑΘΗΝΟΔΩΡΟΣ Α.Ε.Μ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΒΑΑΑΒΑΝΗΣ Καβάλα Απρίλιος 2006

2 y 3 ^. -? ~ s r - 2 ^ co ^ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Γενικά 1.1 Οι βασικές διατάξεις διανομής XT Ο γενικός πίνακας διανομής XT Μετάβαση από IT σε ΤΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Πίνακες διανομής 2.1 Είδη πινάκων διανομής Η τεχνολογία των πινάκων διανομής, ειδικών εφαρμογών Πρότυπα Κεντρικός έλεγχος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Διατάξεις γείωσης 3.1 Συνδέσεις γείωσης Ορισμός τυποποιημένων διατάξεων γείωσης Χαρακτηριστικά διατάξεων γείωσης Κριτήρια επιλογής Σύγκριση για κάθε κριτήριο Επιλογή μεθόδου γείωσης - υλοποίηση Εγκατάσταση και μετρήσεις ηλεκτροδίων γείωσης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές 4.1 συνέχεια παροχής ηλεκτρικής ισχύος ποιότητα παροχής ηλεκτρικής ισχύος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης κ( παροχές ισχύος 5.1 Εγκαταστάσεις ασφαλείας Εφεδρικές παροχές ισχύος Επιλογή και χαρακτηριστικά των εφεδρικών παροχών ισχύος-

3 5.4 Επιλογή και χαρακτηριστικά διαφορετικών πηγών Τοπικές μονάδες γεννητριών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Τελική διανομή 6.1 Περιγραφή και επιλογή Οδηγοί, αγωγοί και καλώδια - ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Προστασία από ηλεκτροπληξία 7.1 Γενικά Αμεση και έμμεση επαφή Προστασία από άμεση επαφή 8.1 Μέτρα προστασίας από άμεση επαφή Πρόσθετο μέτρο προστασίας από άμεση επαφή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 Προστασία από έμμεση επαφή 9.1 Μέτρο προστασίας με αυτόματη διακοπή της ηλεκτρικής παροχής Αυτόματη διακοπή για μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΤ Αυτόματη διακοττή σε μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΝ αυτόματη διακοπή σε δεύτερο σφάλμα γης σε ένα σύστημα με γείωση 1Τ Μέσα προστασίας από άμεση ή έμμεση επαφή χωρίς διακοπή της ηλεκτρικής παροχής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ 10.1 Μέτρα προστασίας τύποι (RCD) ρελέ διαρροής Επιλεκτικότητα με κατάλληλη χρήση των ρελέ διαρροής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ 11.1 Προκαταρτικές συνθήκες Προστασία από έμμεση επαφή RCD υψηλής ευαισθησίας προστασία σε τοποθεσίες με μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς

4 11.5 Όταν η αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος είναι ιδιαίτερα μεγάλη ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12 Υλοποίηση του συστήματος IT 12.1 θεμελιώδεις συνθήκες Προστασία από έμμεση επαφή (RCD) ρελέ διαρροής υψηλής ευαισθησίας Προστασία σε τοποθεσίες με μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς Όταν η σύνθετη αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος είναι ιδιαιτέρως μεγάλη ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 Ρελέ διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) 13.1 Αρχή λειτουργίας εφαρμογή των (RCD) ρελέ διαρροής Επιλογή χαρακτηριστικών ενός ρελέ διαρροής/ διακόπτη (RCCB - IEC 1008) Βιβλιογραφία 1. Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις Φ. Δημοπουλου 2. Εσωτερικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις Μ. Μοσχοβιτς 3. Ειδικά κεφαλαία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων Δ.Κ. Τσανάκα 4. Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις καταναλωτών Χαμηλής τάσης Π. Ντοκοπουλος 5. Electrical installations handbook, νοί 1,2 SIEMENS 6. Cahier techniques SCHNEIDER 7. Electrical Installation Guide according to IEC international standards Schneider Training institute

5 Αφιερωμένο στους γονείς μ α ς...

6 Εισαγωγή Οι βλάβες σττις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις μπορούν να προκαλέσουν πυρκαγιές με θανατηφόρα ατυχήματα και υλικές ζημίες. Ο αριθμός των θανατηφόρων ατυχημάτων από πυρκαγιές με ηλεκτρικό αίτιο είναι περίπου ίσος με τον αριθμό των θανατηφόρων ατυχημάτων από ηλεκτροπληξία. Η χρησιμοποίηση διατάξεων προστασίας, με τις οποίες περιορίζεται η δυνατότητα πυρκαγιάς με τον περιορισμό της έκλυσης ενέργειας στα σημεία βλαβών (ταχεία διακοπή ακόμα και μικρών ρευμάτων διαρροής) συνεπάγεται συνεπώς μια αποτελεσματική αύξηση της ασφάλειας των εγκαταστάσεων. Στην παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζονται ιδιαίτερα σημαντικά θέματα όπως γειώσεις, προστασία, διακόπτες διαφυγής ρεύματος. Η συγκεκριμένη πτυχιακή παρουσιάζει ένα σαφές κείμενο με μεγάλο αριθμό σχημάτων και πινάκων με πολλά κατάλληλα παραδείγματα και με παραπομπές στους κατά περίπτωση ισχύοντες κανονισμούς με τα πρότυπα της διεθνούς ηλεκτροτεχνικής επιτροπής (IEC), της ευρωπαϊκής ηλεκτροτεχνικής επιτροπής (CENELEC) καθώς επίσης και του ΕΛΟΤ. Στα κεφαλαία 1 έως 6 εκτός της γενικής περιγραφής των εγκαταστάσεων και την παράθεση των παραγόντων που συνθέτουν την ποιότητα της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, παρουσιάζεται εκτεταμένα το θέμα της συνέχειας παροχής ενέργειας και των απαραίτητων γι αυτό διατάξεων και μέσων καθώς και γειώσεων. Στα κεφαλαία 7 έως 13 αναφέρονται συνοπτικά οι επιδράσεις του ρεύματος στον ανθρώπινο οργανισμό και αναλύονται διεξοδικά τα μέτρα προστασίας έναντι ηλεκτροπληξίας και πυρκαγιάς σε συνδυασμό με την χρήση διακοπτών διαφυγής ρεύματος.

7 I 1.γ ε ν ικ ά 1.1 οι βασικές διατάξεις διανομής XT Σε μια τυπική εγκατάσταση XT, τα κυκλώματα διανομής ξεκινούν από τον γενικό πίνακα διανομής (ΓΠΔ) από τον οποίο αναχωρούν καλώδια μέσω διάφορων τύπων οδηγών καλωδίων, υποδοχών κ.λ.π προκειμένου να τροφοδοτήσουν την τοπική διανομή και τους υποπινακες διανομής Οι διατάξεις ομάδων μονωμένων αγωγών και τα μέσα τοποθέτησης τους και προστασίας τους από μηχανική βλάβη, (λαμβάνοντας υπ όψιν την καλή αισθητική του χώρου), αποτελούν το πρακτικό μέρος κατασκευής μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης. Διατάξεις κυκλωμάτων Η δημιουργία ανεξάρτητων κυκλωμάτων σε διαφορετικά μέρη μιας εγκατάστασης επιτρέπει: την μείωση των συνεπειών, σε περίπτωση βλάβης του κυκλώματος απλοποίηση του εντοπισμού της βλάβης συντήρηση η επέκταση ενός κυκλώματος μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς να επηρεαστεί το μεγαλύτερο μέρος της εγκατάστασης. Η διαίρεση των κυκλωμάτων αναλύεται σε πέντε κατηγόριες, κάθε μια από της οποίες απαιτεί ένα ατομικό κύκλωμα η ομάδα κυκλωμάτων και σε μερικές περιπτώσεις χαρακτηριστικά είδη καλωδίων (π.χ. για κυκλώματα συναγερμού πυρκαγιάς και προστασίας). Γενικά απαιτούνται οι ακόλουθες ομάδες κυκλωμάτων: κυκλώματα φωτισμού (τα κυκλώματα στα οποία συμβαίνει η πλειοψηφία των σφαλμάτων μόνωσης) κυκλώματα πριζών-παροχών κυκλώματα ισχύος για ηλεκτρική εγκατάσταση η οποία περιλαμβάνει ηλεκτρικούς κινητήρες κυκλώματα παροχής ισχύος για βοηθητικές υπηρεσίες (ένδειξη και έλεγχος) κυκλώματα για συστήματα ασφάλειας (εφεδρικός φωτισμός, συστήματα ττυροπροστασίας και κυκλώματα αδιάλειπτης παροχής για συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών κ.λ.π) η εγκατάσταση των οποίων συνήθως υπόκειται σε αυστηρούς εθνικούς κανονισμούς και κώδικες εφαρμογής. Οι πιο συνηθισμένες διατάξεις διανομής ηλεκτρικών εγκαταστάσεων XT περιγράφονται στις ακόλουθες σελίδες.

8 Διατάξεις ακτινικά διακλαδωμένης διανομής, στις οποίες τα μεγέθη των αγωγών γίνονται σταδιακά μικρότερα σε κάθε σημείο υποδιαίρεσης του κυκλώματος, είναι οι πιο συνηθισμένες στις περισσότερες χώρες. Για κυκλώματα πριζών - παροχών σε ορισμένες χώρες είναι διαδεδομένο ένα κύκλωμα κυκλικής παροχής, στο οποίο το μέγεθος του αγωγού είναι το ίδιο σε όλο το κύκλωμα. Συναντούμε συχνά διάφορους τύπους οδηγών καλωδίων, καθώς και προκατασκευασμένα κανάλια. Τα καλώδια των κυκλωμάτων τραβιούνται σε οδηγούς η χρησιμοποιούνται προκατασκευασμένα κανάλια. Ακτινικά διακλαδωμένη διανομή Αυτή η διάταξη πρακτικά εφαρμόζεται σε μεγάλο εύρος και η υλοποίηση της ακολουθεί σχεδιάσεις παρόμοιες με αυτές τον παρακάτω απεικονίσεων: Πλεονεκτήματα Ένα επιμέρους κύκλωμα θα απομονώνεται (μέσω ασφαλειών η μέσω αυτόματων διακοπτών) στην περίπτωση σφάλματος. Ο εντοπισμός της βλάβης απλοποιείται. Η συντήρηση ή η επέκταση του κυκλώματος αφήνει την υπόλουτη εγκατάσταση σε λειτουργία. Διατομή των αγωγών μπορεί να μειωθεί ώστε να ακολουθούν τα μειωμένα επίπεδα ρεύματος προς τα τελικά υποκυκλωματα. Μειονεκτήματα Ένα σφάλμα που συμβαίνει σε ένα από τα καλώδια του γενικού πίνακα διανομής θα αποκόψει την παροχή σε όλα τα κυκλώματα και σε όλους τους πίνακες που ακολουθούν τον ΓΠΔ. Εγκατάσταση συμβατικής καλωδίωσης (Σχί. 1) Σε κτίρια συγκεκριμένου σκοπού; κατοικίες, ξενοδοχεία, γεωργικές δραστηριότητες, σχολεία, κ.λ.π πλεονεκτήματα θεωρητικά ελεύθερη διαμόρφωση τ καναλιών, των αυλακιών κ.λ.π V οδηγών καλωδίων, δηλαδή των σωλήνων, n

9 Σχ 1.1 ακτινικά διακλαδωμένη διανομή με συμβατική καλωδίωση σε 3 επίπεδα. Με προκατασκευασμένα κανάλια αγωγών στο δεύτερο επίπεδο διανομής (Σχ 1.2) για βιομηχανικές και τριτεύουσες εγκαταστάσεις. Πλεονεκτήματα Ευέλικτη εγκατάσταση σε μεγάλους μη χωρισμένους χώρους ερ>γασίας, εύκολη εκμετάλλευση Σχ 1.2 ακτινικά διακλαδωμένη διανομή με προκατασκευασμένα κανάλια αγοιγών στο δεύτερο επίπεδο διανομής

10 Με προ κατασκευασμένα κανάλια στο επίπεδο των τελικών κυκλωμάτων (σχ 1.3) για γραφεία, εργαστήρια κ.λ.π. Πλεονεκτήματα Αισθητικά αποδεκτό, ευέλικτο σε περιοχές όπου ο διαχωρισμός μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις απαιτήσεις του καταναλωτή, εύκολη αξιοποίηση όλων των δυνατοτήτων. & γι γ Σχ 1.3 ακτινική διανομή με προκατασκευασμένη ραγιά ζυγών και προκατασκευασμένα κανάλια σ επίπεδο των τελικών κυκλωμάτων. Απλή μη διακλαδωμένη ακτινική διανομή Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται για τον κεντρικό έλεγχο μιας εγκατάστασης η ηλεκτρομηχανολογικής διάταξης αποκλειστικά για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, τον έλεγχο της, συντήρηση και επιτήρηση της.(σχ. 1.4) Πλεονεκτήματα Ένα σφάλμα (εκτός του επιπέδου ζυγών) θα θέσει εκτός λειτουργίας μόνο ένα κύκλωμα.

11 Πλεόνασμα χαλκού λόγω της πολλαπλότητας των κυκλωμάτων. Τα χαρακτηριστικά των συσκευών προστασίας πρέπει να είναι υψηλοτάτων προδιαγραφών λόγο της κοντινής απόστασης από την πηγή Σχ 1.4 απλή ακτινική διανομή 1.2 Ο γενικός πίνακας διανομής XT Η αφετηρία της σχεδίασης μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης και η φυσική τοποθεσία των πινάκων διανομής και υποδιανομης είναι χωροταξική διαίρεση των φορτίων, που αναφέρονται στα σχέδια των κτιρίων που εξετάζονται Ο υποσταθμός ΜΤ/ΧΤ, η εγκατάσταση εφεδρικής παροχής και ο γενικός πίνακας διανομής XT θα πρέπει, τόσο για τεχνικούς όσο και για οικονομικούς λ^ους, να τοποθετηθούν όσο πιο κοντά γίνεται στο κέντρο της περιοχής με την υψηλότερη ηλεκτρική κατανάλωση. Πάντως, θα πρέπει να ληφθούν υπ οψην και πολλοί άλλοι παράγοντες και συγκεκριμένα η συμφωνία με την εταιρία παροχής ηλεκτρισμού (ΔΕΗ) που σχετίζεται με τον υποσταθμό και τα σχέδια εγκατάστασης πολιτικού μηχανικού. Στην πραγματικότητα, πολύ συχνά μόνο ο γενικός πίνακας διανομής XT μπορεί να τοποθετηθεί στο κέντρο του

12 φορτίου, καθώς ο υποσταθμός ΜΤ/ΧΤ βρίσκεται στη βρίσκονται πάνω στο δημόσιο δρόμο 1.3 μετάβαση από IT σε ΤΝ Σε μεγάλες εγκαταστάσεις XT συνήθως χρησιμοποιούνται δυο επίπεδα τάσης: ένα επίπεδο που είναι γενικά 380V, 400V η 415V για κυκλώματα ισχύος. Και ένα δεύτερο επίπεδο 220V, 230V η 240V για κυκλώματα φωτισμού και πριζών παροχών. Η πρώτη ομάδα τάσεων είναι οι πολικές τάσεις τριφασικών συστημάτων και αντιστοιχούν στις φασικές τάσεις που δίνονται στην δεύτερη ομάδα. Πολύ συχνά, κυρίως σε εργοστάσια και σε μερικά νοσοκομεία, το σύστημα αποτελούν μόνο τα τρία καλώδια των φάσεων και λειτουργεί σαν διάταξη IT (συζητείται στο επόμενο κεφαλαίο). Για να παρέχονται μικρότερες τάσεις ενώ την ίδια ώρα διατηρούνται για τα κυκλώματα που τα χρειάζονται τα πλεονεκτήματα της διάταξης 1Τ, χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές ΧΤ/ΧΤ τρίγωνο αστέρας, όπως φαίνεται στο σχήμα 1.5. Έτσι: Μια τριφασική παροχή τριών καλωδίων είναι διαθέσιμη προς την μεριά του δευτερεύοντος των μετασχηματιστών με πολικές τάσεις 220V, 230V η 240V. Όλα τα φορτία συνδέονται ανάμεσα σε φάσεις (Βλ. Σημείωση) Τα σφάλματα γης που συμβαίνουν στο σύστημα ΤΝ θα εξαλείφονται στιγμιαία από τον διακόπτη του συστήματος ΤΝ και τα πλεονεκτήματα της διάταξης IT θα διατηρούνται. 1χ 1.5 χρήση ενός Μ/Τ ΧΤ/ΧΤ για την τροφοδότηση ενός δικτύου ΤΝ 3 φ ένα δίκτυο IT 3 φάσεων και 3 αγωγών. σεων, 3 αγιογών από

13 2. Πίνακες διανομής Ο γενικός πίνακας γενικής διανομής είναι το σημείο στο οποίο ολόκληρη η εισερχόμενη παροχή ηλεκτρικής ισχύος χωρίζεται σε ξεχωριστά κυκλώματα, καθένα απ' τα οποία ελέγχεται και προστατεύεται από τις ασφάλειες και τους διακόπτες του πίνακα. Η παροχή ισχύος συνδέεται σε μια ομάδα ζυγών μέσω ενός γενικού διακόπτη (διακόπτη ισχύος ή αοφαλειοαποζεύκτη). Τα ηλεκτρικά κυκλώματα που συνήθως ομαδοποιούνται ανάλογα με τη λειτουργία του κυκλώματος (φωτισμός, θέρμανση, ισχύς κ.λ.π.) τροφοδοτούνται από τους ζυγούς. Μερικά από τα κυκλώματα τροφοδοτούνται απ 'ευθείας από τους ζυγούς των πινάκων τοπικής διανομής, στους οποίους γίνεται η διαίρεση των κυκλωμάτων, ενώ σε εκτεταμένα κυκλώματα, μερικές φορές είναι απαραίτητοι πίνακες υποδιανομής, δημιουργώντας έτσι τρία επίπεδα διανομής. Η σύγχρονη τεχνική είναι να περιλαμβάνονται οι πίνακες διανομής XT σε μεταλλικά κουτιά, τα οποία παρέχουν διπλή προστασία: προστασία των διακοπτών, οργάνων μετρήσεων, ηλεκτρονόμων, ασφαλειών, κ.λ.π. από μηχανικούς κραδασμούς, ταλαντωθείς και άλλες εξωτερικές επιδράσεις που είναι πιθανόν να εττηρεάσουν την ακεραιότητα της λειτουργίας (ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή, σκόνη, υγρασία, παράσιτα κ.λ.π.) προστασία του προσωπικού από ηλεκτροπληξία. 2.1 Είδη πινάκων διανομής Οι πίνακες διανομής, ή μια συλλογή διακοπτών XT, μπορούν να διαφέρουν ανάλογα με το είδος της εφαρμογής και την αρχή σχεδιασμού που υιοθετείται (κυρίως στην διάταξη των ζυγών). πίνακες διανομής σύμφωνα με συγκεκριμένες εφαρμογές Οι κύριοι τύποι τηνάκων διανομής είναι. κύριος γενικός πίνακας διανομής (Σχ.2.1) τοπικός γενικός πίνακας διανομής (Σχ.2.3) πίνακας υποδιανομής (Σχ.2.4) πίνακας διανομής ελέγχου βιομηχανικής διαδικασίας, δηλαδή λειτουργίας π.χ. ταιναόδρομος μεταφοράς λιθάνθρακα. Για παράδειγμα πίνακας ελέγχου κυκλωμάτων θέρμανσης σε ένα MCC (κέντρο ελέγχου κινητήρα) κ.λ.π. Οι τοπικοί γενικοί πίνακες και ο υποπίνακας διανομής είναι διεσπαρμένοι σε ολόκληρη την εγκατάσταση. Οι πίνακες ελέγχου διαδικασίας είναι είτε: προσκολλημένοι στον κύριο γενικό πίνακα διανομής, είτε: κοντά στην βιομηχανική διαδικασία που ελέγχεται. Οι πίνακες διανομής αναφέρονται γενικά σε γραπτά κείμενα με την συντομογραφία ΠΔ.

14 Iα i a Σχ.2.1 τυπικός υποπίνακας διανομής Σχ.2.3 παράδειγμα ενός μεγάλου βιομηχανικοί! γενικού πίνακα διανομής Γίνεται ένας διαχωρισμός Σχ.2.2 τοπικός γενικός πίνακας διανομής ανάμεσα: στους παραδοσιακούς ΠΔ στους οποίους οι διακόπτες και οι ασφάλειες είναι στερεωμένα στο εσωτερικό πίσω μέρος του περιβλήματος, και ατούς λειτουργικούς ΠΔ για ειδικές εφαρμογές. Υλοποίηση των δύο τύπων ΠΔ Πίνακας διανομής γενικών εφαρμογών Οι διακόπτες, ασφάλειες κ.λ,π. συνήθως είναι τοποθετημένοι στο πλαίσιο κοντώ στο πίσω μέρος του περιβλήματος. Οι συσκευές ενδείξεων και ελέγχου (μετρητές, λαμπτήρες, κομβία κ.λ.π.) είναι στερεωμένες στο πρόσθιο μέρος του πίνακα Η τοποθέτηση των υλικών μέσα στο περίβλημα απαιτεί πολύ προσεκτική μελέτη, λαμβάνοντας υπ' όψην τις διαστάσεις κάθε υλικού, τις συνδέσεις που γίνονται με αυτό και τους απαραίτητους ελεύθερους χώρους για την ασφαλή και απρόσκοπτη λειτουργία. Μια γρήγορη εκτίμηση του χώρου που απαιτείται, μπορεί να γίνει πολλαπλασιάζοντας το συνολικό όγκο των υλικών με 2.5. Πίνακας διανομής ειδικών εφαρμογών Για ειδικές εφαρμογές, χρησιμοποιούνται οι λειτουργικές μονάδες οι οποίες περιλαμβάνουν διακόπτες και συσκευές, μαζί με βοηθήματα για την τοποθέτηση και τις συνδέσεις. Για παράδειγμα συρταρωτές μονάδες ελέγχου κινητήρων, οι οποίες αποτελούνται από έναν επαφέα, ασφάλειες, διακόπτη απόζευξης, κομβία ελέγχου, λαμπτήρες ενδείξεων κ.λ.π. Ο σχεδιασμός του πίνακα είναι ταχύς, καθώς είναι αρκετό να προστεθεί ένας αριθμός μονάδων που είναι απαραίτητες, για την υφιστάμενη ηλεκτρική εγκατάσταση και η δέσμευση και ελέγχους με κενούς χώρους για πρόσθετες μονάδες στο μέλλον αν αυτό είναι απαραίτητο. Η χρήση αυτών των προκατασκευασμένων στοιχείων διευκολύνει κατά πολύ την συναρμολόγηση του πίνακα. Επιπλέον τα στοιχεία αυτών των

15 πινάκων έχουν περάσει δοκιμές τύπου, οι οποίες εξασφαλίζουν την ασφαλή λειτουργία. Το Σχ.2.4 αποτελεί παράδειγμα ενός βιομηχανικού λειτουργικού ΠΔ. 2.2 Η τεχνολογία των πινάκων διανομής, ειδικών εφαρμογών Υπάρχουν τρεις βασικές σχεδιαστικές πρακτικές σε γενική χρήση για την υλοποίηση των πίνακας διανομής ειδικών εφαρμογών. Πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών σταθερού τύπου, οι οποίοι δεν είναι διαμερισματοποιημένοι (Σχ.2.4) Ο πίνακας αποτελείται από σταθερές μονάδες όπως διακόπτες και σχετικούς ηλεκτρονόμους, ανάλογα με την ειδική λειτουργία. Αυτές οι μονάδες δεν είναι κατάλληλες για απομόνωση κυκλώματος (από τους ζυγούς για παράδειγμα) έτσι, ώστε η παρέμβαση για συντήρηση, μετατροπές κ.λ.π. απαιτεί το κλείσιμο ολόκληρου του πίνακα, Η χρήση αφαιρετών μονάδων με βύσματα, πάντως, μπορούν να ελαχιστοποιήσουν τους χρόνους μη λειτουργίας, οι οποίοι περιορίζονται στο διάστημα που απαιτείται για να αφαιρεθεί το κύκλωμα που εξετάζεται. Διαμερισματοποιημένοι πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών σταθερού τύπου (Σχ.2.5) Κάθε μονάδα προσαρμόζεται σε μια αφαιρετή υποδοχή και παρέχεται με τα μέσα απομόνωσης της πλευράς πριν την μονάδα (ζυγοί) και αποσύνδεσης στην πλευρά μετά την μονάδα (κύκλωμα). Ολόκληρη η μονάδα μπορεί επομένως να αφαιρεθεί για επιδιόρθωση, χωρίς να απαιτείται γενικό κλείσιμο. Πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών συρταρωτού τύπου (Σχ. 2.6) Οι διακόπτες και οι σχετικοί ηλεκτρονόμοι συνδέονται σε ένα οριζόντια αφαιρετό συρταρωτό πλαίσιο Η λειτουργία είναι γενικά περίπλοκη και συχνά σχετίζεται με τον έλεγχο κινητήρων. Η απομόνωση πραγματοποιείται και στις δυο πλευρές της μονάδας μέσω της πλήρως αφαιρετής μονάδας. Σχ.2.4 πίνακας ειδικών εφαρμογών μη διαμερισματοποιημένος σταθερού τύπου Σχ.2.5 πίνακας με αφαιρετές συρταρωτές μονάδες στερεωμένες σε πλαίσιο

16 Σχ.2.6 πίνακας με χαρακτηριστικά απομόνωσης κα αποσύνδεσης σε κάθε λειτουργική μονάδα 2.3 Πρότυπα Η συμμόρφωση με τα σχετικά πρότυπα είναι απαραίτητη προκειμένου να εξασφαλίζεται ένας επαρκής βαθμός λειτουργικής ασφάλειας. δύο στοιχεία του IEC συμβάλλουν κατά πολύ στην λειτουργική ασφάλεια: τύποι διαχωρισμού ανάμεσα σε γειτονικές λειτουργικές μονάδες σύμφωνα με τις απαιτήσεις του χρήστη σαφώς καθορισμένες ατομικός δοκιμές και δοκιμές τύπου. Ορισμένοι τύποι πινάκων διανομής (ιδιαιτέρως οι πίνακες διανομής ειδικών εφαρμογών) στους οποίους όλο το ηλεκτρολογικό υλικό πρέπει να συμφωνεί με το πρότυπο IEC 947, και τις συγκεκριμένες συστάσεις του πρότυπου IEC το πρότυπο IEC Το πρότυπο IEC καλύπτει διακόπτες XT και διατάξεις ελέγχου που κατασκευάζονται και ελέγχονται σαν ολοκληρωμένες μονάδες. Το πρότυπο 1EC439-1 καθορίζει τέσσερις τύπους συναρμολόγησης, ανάλογα με το βαθμό εσωτερικού διαχωρισμού, με μπαριέρες και χωρίσματα, σε διαφορετικά τμήματα. Οι διαχωρισμοί παρέχουν: προστασία από επαφή με μέρη που φέρουν ρεύμα γειτονικών λειτουργικών μονάδων

17 Πίνακες διανομής τιεριορισμό της πιθανότητας έναρξης σφαλμάτων τόξου προστασία από τη διέλευση ξένων σωμάτων από μια μονάδα στην διπλανή Οι ακόλουθοι είναι χαρακτηριστικοί τύποι διαχωρισμού με μπαριέρες και χωρίσματα: Τύπος 1: κανένας διαχωρισμός Τύπος 2: διαχωρισμός ζυγών από λειτουργικές μονάδες Τύπος 3: διαχωρισμός ζυγών από λειτουργικές μονάδες και διαχωρισμός όλων των λειτουργικών μονάδων μεταξύ τους, εκτός από την θέση των ακροδεκτών εξόδου τους Τύπος 4: όπως και στον τύπο 3, αλλά συμπεριλαμβανομένου του διαχωρισμού των ακροδεκτών εξόδου όλων των λειτουργικών μονάδων από τις υπόλοιπες. Ο τύπος του διαχωρισμού (π.χ. μεταλλικός ή μη) είναι θέμα συμφωνίας ανάμεσα στον κατασκευαστή και τον χρήστη. Γενικά χρησιμοποιούνται οι τύποι 2, 3, 4, καθώς σε κάθε περίπτωση οι ζυγοί είναι κλεισμένοι σε περίβλημα, και έτσι επιτρέπεται ασφαλέστερη παρέμβαση στις μονάδες τα στοιχεία των κυκλωμάτων εξόδου τους από εκείνη του τύπου 1. Οι τύποι 3 και 4 υιοθετούνται όπου ο χώρος που είναι διαθέσιμος για κάθε μονάδα είναι ικανός έτσι, ώστε χωρίς πλήρη διαχωρισμό ανάμεσα σε γειτονικές μονάδες, η ασφαλή παρέμβαση για συντήρηση, κ.λ.π. να μην είναι δυνατή, εκτός και αν ολόκληρος ο πίνακας διανομής αποσυνδεθεί. τέλος, δοκιμές και έλεγχοι επιμέρους τμημάτων, έλεγχοι και λειτουργικές δοκιμές γίνονται κατά την κατασκευή για να εξασφαλιστεί η συμμόρφωση με την προδιαγραφή ολόκληρης της κατασκευής. Σχ.2.7 αναπαράσταση των διαφορετικών τύπων πινάκων διανομής XT, ειδικών εφαρμογών 2.4 Κεντρικός έλεγχος Η προσθήκη ειδικών πινάκων διανομής σε ένα σύστημα κεντρικής διαχείρισης της διανομής ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να λαμβάνεται υπ' όψιν από το πρώτο στάδιο σχεδίασης. Η οργάνωση της συλλογής δεδομένων από τον εξοπλισμό και την αποστολής εντολών προς αυτόν, σε συστήματα ελέγχου από απόσταση, αποκτά μεγαλύτερη σημασία καθώς οι τεχνικές κεντρικής διαχείρισης της διανομής ηλεκτρικής ενέργειας εξαπλώνονται όλο και περισσότερο. Για οικονομικούς λόγους (λί^ω εξόδων καλωδίων επικοινωνιών) ο εν

18 Πίνακες διανομής λόγω εξοπλισμός (π.χ. ΠΔ ειδικών εφαρμογών) πρέπει να επεξεργάζεται όλα τα δεδομένα και σήματα ελέγχου για αποστολή και λήψη από την κεντρική διοίκηση. Τέτοιες μετατροπές σημάτων (π.χ. αναλογικό σε ψηφιακό, ηλεκτρικό σε οπτικό, κ.λ.π. να ταιριάζουν στις συνδέσεις μεταδοθεί δεδομένων πρέπει να στεγάζονται και τροφοδοτούνται από παροχή ισχύος,απαλλαγμένη παρεμβολών στους πίνακες διανομής ή πολύ κοντά σε αυτούς ή τον εξοπλισμό που εξετάζεται.

19 3. Διατάξεις γείωσης 3.1 Συνδέσεις γείωσης Σε ένα κτίριο, η σύνδεση με ένα ηλεκτρόδιο γης και η διασύνδεση όλων των μεταλλικών μερών του κτιρίου και όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών ηλεκτρικού εξοπλισμού αποτρέπει την εμφάνιση επικίνδυνα υψηλών τάσεων ανάμεσα σε δύο ταυτόχρονα προσβάσιμα μεταλλικά μέρη. Ορισμοί Οι ακόλουθοι όροι χρησιμοποιούνται συχνά στην βιομηχανία και την ειδική βιβλιογραφία. Οι αριθμοί σε παρένθεση αναφέρονται στο σχήμα 3.1. ηλεκτρόδιο γης (1); ένας αγωγός ή ομάδα αγωγών σε στενή επαφή με και σε ηλεκτρική σύνδεση με τη γη. γη: η αγώγιμη μάζα της γης, της οποίας το δυναμικό σε οποιοδήποτε σημείο θεωρείται συμβατικά ίσο με μηδέν. ηλεκτρικά ανεξάρτητα ηλεκτρόδια γης: ηλεκτρόδια γης που βρίσκονται σε τέτοια απόσταση μεταξύ τους που το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να διαρρεύσει το ένα δεν μπορεί να επηρεάσει το δυναμικό του άλλου. αντίσταση ηλεκτροδίου γης: η αντίσταση επαφής του ηλεκτροδίου γης με τη γη. αγωγός γείωσης (2): ένας αγωγός προστασίας που συνδέει τον κύριο ακροδέκτη γείωσης (6) μιας εγκατάστασης με ένα ηλεκτρόδιο γης (1) ή με άλλα μέσα γείωσης (π.χ. συστήματα ΤΝ) εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη (Βλ. πίνακα 3.2): ένα αγώγιμο μέρος ενός εξοπλισμού το οποίο μπορεί να αγγιχτεί και το οποίο δεν φέρει ρεύμα, αλλίά μπορεί να φέρει ρεύμα υπό συνθήκες σφάλματος. αγωγός προστασίας (3): ένας αγωγός που χρησιμοποιείται για κάποια μέτρα προστασίας ενάντια σε ηλεκτροσόκ και αποσκοπεί στο να συνδέει οποιαδήποτε απ' τα ακόλουθα μέρη: εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη ξένα αγώγιμα μέρη τον κύριο ακροδέκτη γείωσης ηλεκτρόδια γείωσης το γειωμένο σημείο μιας πηγής ή ένα τεχνητό ουδέτερο ξένα αγώγιμα μέρη (Βλ. πίνακα 3.2): ένα αγώγιμο μέρος ικανό να εισάγει ένα δυναμικό, γενικά δυναμικό γης, και δεν αποτελεί μέρος της ηλεκτρικής εγκατάστασης (4). Για παράδειγμα μη μονωμένα πατώματα ή τοίχοι, μεταλλικά πλέγματα σε κτίρια μεταλλικοί οδηγοί και σωλήνες (όχι μέρη της ηλεκτρικής εγκατάστασης) για νερό, υγραέριο, θέρμανση, συμπιεσμένο αέρα κ.λ.π. και μεταλλικά υλικά που σχετίζονται μαζί τους.

20 Διατάξεις γείωσης αγωγός σύνδεσης (5): ένας αγωγός προστασίας που παρέχει ισοδυναμική σύνδεση. κύριος ακροδέκτης γείωσης (6): ο ακροδέκτης ή η ράβδος που παρέχεται για σύνδεση των αγωγών προστασίας και περιλαμβάνουν αγωγούς ισοδυναμικής σύνδεσης και αγωγούς για συμπληρωματική γείωση, αν υπάρχει, η οποία να λειτουργεί ως γείωση (π.χ. αγωγοί νερού). Συνδέσεις Το κύριο σύστημα ισοδυναμικής σύνδεσης Η σύνδεση πραγματοποιείται μέσω αγωγών προστασίας και ο σκοπός είναι να εξαλειφθεί η περίπτωση κατά την οποία ένας εισερχόμενος στο κτίριο μεταλλικός αγωγός (όπως ένας σωλήνας αερίου κ.λ.π.) αναπτύσσει μια επικίνδυνη άνοδο της διαφοράς δυναμικού ως προς γη λόγω ενός σφάλματος που συνέβη εκτός κτιρίου. Η σύνδεση πρέπει να γίνεται όσο πιο κοντά γίνεται στο σημείο εισόδου μέσα στο κτίριο και να συνδέεται με τον κύριο ακροδέκτη γείωσης (6). Πάντως, οι συνδέσεις με γη μεταλλικών μερών καλωδίων τηλεπικοινωνιών απαιτεί την έγκριση των ιδιοκτητών των καλωδίων. Συμπληρωματικές ισοδυναμικές συνδέσεις Αυτές οι συνδέσεις αποσκοπούν στη σύνδεση όλων των εκτεθειμένων και προεξεχόντων αγώγιμων μερών που είναι ταυτόχρονα προσβάσιμα, όταν οι σωστές συνθήκες για προστασία δεν πληρούνται, δηλαδή οι αρχικοί αγωγοί σύνδεσης παρουσιάζουν απαράδεκτα μεγάλη αντίσταση. Σύνδεση εκτεθειμένων αγώγιμων μερών στα ηλεκτρόδια γης Η σύνδεση γίνεται με αγωγούς προστασίας με σκοπό την παροχή μιας διαδρομής χαμηλής αντίστασης για ρεύματα σφάλματος που ρέουν προς γη. Σχ.3.1 ένα παράδειγμα μιας πολυκατοικίας στην οποία ένας κύριος ακροδέκτης γείωσης (6) παρέχει την κύρια ισοδυναμική σύνδεση. Η αφαιρούμενη σύνδεση (7) επιτρέπει τον έλεγχο της αντίστασης του ηλεκτροδίου γης.

21 Διατάξεις γείωσης Η ορθή σύνδεση με τη γη όλων των προσβάσιμων μεταλλικών προσδέσεων και όλων των εκτεθειμένων μεταλλικών μερών των ηλεκτρικών συσκευών είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική προστασία ενάντια σε ηλεκτροπληξία. Συστατικά στοιχεία εξαρτήματα που μπορούν να θεωρηθούν ως εξωτερικά αγώγιμα μέρη 1. οδηγοί καλωδίων σωλήνες εμποτισμένο χαρτί μόνωσης, καλώδιο καλυμμένο με μολύβι με θωράκιση π χωρίς θωράκιση μονωμένα καλώδια σε μεταλλική θήκη 2. πεδίο διακοπτών κινητό τμήμα 3. οικιακές συσκευές εκτεθειμένα μεταλλικά μέρη οικιακών συσκευών με μόνωση τύπου 1 4. όχι ηλεκτρικά τμήματα μεταλλικοί προσαρμογείς των οδηγών καλωδίων (σχάρες καλωδίων κ.λπ.) μεταλλικά αντικείμενα: κοντά σε εναέριους αγωγούς ή ζυγούς σε επαφή με ηλεκτρικό εξοπλισμό 2. πεδίο διακοπτών κιβώτια φτιαγμένα από μονωτικό υλικό 3. οικιακές συσκευές εξαρτήματα που μπορούν να θεωρηθούν ως εξωτερικά αγώγιμα μέρη υλικά που χρησιμοποιούνται σε οικοδομικές κατασκευές μέταλλο ή ενισχυμένο τσιμέντο (RC) κατασκευή με μεταλλικά πλαίσιο. ενισχυμένες ράβδοι. προκατασκευασμένα RC πλαίσια τελείωμα επιφανειών δάττεδα και τοίχοι με ενισχυμένο τσιμέντο χωρίς περαιτέρω επιφανειακή επεξεργασία, κεραμική εττιφάνεια, μεταλλική επικάλυψη, μεταλλική επικάλυψη τοίχου. 2. άλλα κτιριακά υλικά εκτός από μεταλλικά μεταλλικοί σωλήνες. Οδηγοί, προσαρμογές για αέριο νερό και συστήματα θέρμανσης σχετιζόμενα μεταλλικά εξαρτήματα (φούρνο, δεξαμενές ντεπόζιτα, εναλλάκτες) μεταλλικές προσαρμογές με μπάνια, τουαλέτες, λουτρό κ.λ.π. μεταλλοποιημένα χαρτιά. εξαρτήματα τα οποία δεν θεωρούνται εξαρτήματα τα οποία δεν θεωρούνται εξωτερικά αγώγιμα μέρη (είναι μονωτικά) μονωτικά; εξωτερικά αγώγιμα μέρη (είναι μονωτικά) διαφορά εξαρτήματα καναλιών, ξύλινα πατώματα. σωληνών κ.λπ. πατώματα με λαστιχένια επικάλυψη η σωλήνες από μονωτικό υλικό μουσαμά επικάλυψης πατωμάτων. καλώδια ξύλου ή άλλου μονωτικού τοίχοι τούβλων, υλικού μοκέτες πατωμάτων η τοίχων αγωγοί και καλώδια χωρίς μεταλλικές σοβάς και λάσπη συγκόλλησης θήκες τούβλων

22 Διατάξεις γείωσης όλες οι συσκευές που έχουν μόνωση κλάσης II, άσχετα με τον τύπο εξωτερικού περιβλήματος Πίνακας 3.2 λίστα εκτεθειμένων και προεξέχοντων αγώγιμων μερών 3.2 Ορισμός τυποποιημένων διατάξεων γείωσης Οι διαφορετικές διατάξεις γείωσης που περιγράφονται χαρακτηρίζουν τη μέθοδο γείωσης του ουδετέρου κόμβου XT ενός μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ και τη μέθοδο γείωσης όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών της εγκατάστασης XT που τροφοδοτείται από αυτόν. Η επιλογή αυτών των μεθόδων καθορίζει τα μέτρα που είναι απαραίτητα για την προστασία από κίνδυνο έμμεσης επαφής. Οι διατάξεις γείωσης που περιγράφονται χαρακτηρίζουν τη μέθοδο γείωσης του ουδετέρου κόμβου ενός μετασχηματιστή ΜΤ/ XT (ή οποιασδήποτε άλλης πηγής) και τα μέσα γείωσης των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών της σχετικής εγκατάστασης XT. Η επιλογή αυτών των μεθόδων καθορίζει τα μέτρα που είναι απαραίτητα για την προστασία από κίνδυνο έμμεσης επαφής. Αν αυτό είναι απαραίτητο, μπορούν να υπάρξουν διαφορετικές διατάξεις γείωσης στην ίδια εγκατάσταση. διάταξη ΤΤ (γειωμένος ουδέτερος) Ένα σημείο της πηγής τροφοδοσίας συνδέεται απ ευθείας με τη γη. Όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη συνδέονται σε ξεχωριστό ηλεκτρόδιο γης στην εγκατάσταση. Αυτό το ηλεκτρόδιο μπορεί να είναι ηλεκτρικά ανεξάρτητο από το ηλεκτρόδιο της πηγής ή όχι, οι δύο ζώνες επιρροής μπορούν να αλληλοκαλύπτονται, χωρίς να επηρεάζουν τη λειτουργία συσκευών προστασίας. ουδέτερος εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη Σχ. 3.3 διάταξη ΤΤ διάταξη ΤΝ Η πηγή γειώνεται όπως στην διάταξη ΤΤ (παραπάνω). Στην εγκατάσταση, όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται με τον ουδέτερο αγωγό. Οι διάφορες εκδόσεις της διάταξης ΤΝ φαίνονται παρακάτω:

23 Διατάξεις γείακτης Διάταξη TN-C Ο ουδέτερος αγωγός χρησιμοποιείται επίσης σαν αγωγός προστασίας και αναφέρεται σαν αγωγός PEN (αγωγός προστασίας γης και ουδέτερος). Αυτή η διάταξη δεν επιτρέπεται για αγωγούς μικρότερης διατομής από 1Omm^ Cu ή 1Omm^ ΑΙ και για φορητό εξοπλισμό. Η διάταξη TN-C απαιτεί την δημιουργία ενός αποδοτικού ισοδυναμικού περιβάλλοντος μέσα στην εγκατάσταση με διασκορπισμένα ηλεκτρόδια γης όσο γίνεται ισαπέχοντα μεταξύ τους. C53 Σχ. 3.4 διάταξη TN-C Διάταξη TN-S Ο αγωγός προστασίας και ο ουδέτερος αγωγός είναι χωριστοί. Σε συστήματα υπογείων καλωδίων όπου υπάρχουν καλώδια σε προστατευτικό μολυβένιο κάλυμμα, ο προστατευ Q S τικός αγωγός είναι γενικά το μολυβένιο κάλυμμα. Η χρήση διαφορετικού αγιογού ΡΕ και Ν (5 αγωγοί) είναι υποχρεωτική για κυκλώματα με 2 Σχ διάταξη TN-S διατομή μικρότερη από ΙΟπυη^για χαλκό και 16mm' για αλουμίνιο σε φορητό εξοπλισμό. Διάταξη TN-C-S Οι διατάξεις TN-C και TN-S μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ίδια εγκατάσταση. Στη διάταξη TN-C-S η διάταξη TN-C (4 καλώδια) δεν πρέπει να χρησιμοποιείται μετά τη διάτα^ TN-S (5 καλώδια). Η θέση που ο αγωγός ΡΕ χωρίζεται από τον αγιογό PEN (δηλαδή τον ουδέτερο) αγωγό, είναι γενικά στην αρχή της εγκατάστασης. διάταξη TN-S (5 καλώδια).

24 Διατάξεις γείωσης Σημαντικό: στην διάταξη TN-C η λειτουργία αγωγού προστασίας, του αγωγού PEN έχει την μεγάλη βαρύτητα. Συγκεκριμένα, ο αγιογός PEN πρέπει να συνδέεται απ'ευθείας με τον ακροδέκτη γης της συσκευής και η σύνδεση γέφυρας γίνεται μετά με τον ακροδέκτη ουδετέρου. 4 X 95 mrr? α. ί _ ι _ Ί εσφαλμένο S < 10 mm2 TNC απαγορεύεται Σχ.3.7 σύνδεση του αγωγού PEN στη διάταξη TN-C διάταξη IT (απομονωμένος ουδέτερος) Δεν γίνεται σκόπιμη σύνδεση ανάμεσα στο ουδέτερο σημείο της πηγής τροφοδοσίας και την γη (Σχ.3.8). Τα εκτεθειμένα και αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης συνδέονται με το ηλεκτρόδιο γης. GSSg Σχ.3.8. διάταξη IT (απομονωμένος ουδέτερος) Στην πράξη όλα τα κυκλώματα έχουν σύνθετη αντίσταση ωμικής διαρροής προς γη, καθώς καμιά μόνωση δεν είναι τέλεια. Παράλληλα με αυτή την (κατανεμημένη) διαδρομή διαρροής υπάρχει η διαδρομή χωρητικής διαρροής, με τις δύο διαδρομές να αποτελούν την φυσιολογική σύνθετη αντίσταση διαρροής προς γη (Σχ.3.9).

25 Διατάξεις γείωσης d O S E f φ4 ό"ύ"ιτ i i i Σχ.3.9. αντίσταση διαρροής στη διάταξη IT Παράδειγμα: Σε ένα 3φασικό σύστημα χαμηλής τάσης 3 αγωγών, καλώδιο μήκους ΙΚμ θα έχει αντίσταση διαρροής λόγω των C1, C2. C3 και R1, R2, R3 ισοδύναμη με την σύνθετη αντίσταση διαρροής Zct της τάξης των 3000 ως 4000 Ω. 3 3 ^ Σχ ισοδύναμη σύνθετη αντίσταση στις αντιστάσεις διαρροής της διάταξης IT διάταξη IT (γειωμένη μέσω αντίστασης) Μια σύνθετη αντίσταση Ζ5 (της τάξης των 1000 με 2000 Ω) συνδέεται μόνιμα ανάμεσα στο ουδέτερο σημείο του τυλίγματος χαμηλής τάσης του μετασχηματιστή και τη γη (Σχ.3.11). Όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται με το ηλεκτρόδιο γης. Οι λόγοι για αυτή τη μορφή γείωσης της πηγής είναι να σταθεροποιηθεί το δυναμικό ενός μικρού δικτύου σε σχέση με τη γη (η Zs είναι μικρή σε σχέση με την αντίσταση διαρροής) και να μειωθεί το επίπεδο υπερτάσεων, όπως οι μεταδιδόμενες υπερτάσεις από τα τυλίγματα ΜΤ, στατικές φορτίσεις κ.λ.π. σε σχέση με τη γη. Πάντως, έχει σαν αποτέλεσμα την ελαφριά αύξηση του επίπεδου ρεύματος του πρώτου σφάλματος. ουδέτερος εκτεθειμένο αγώγιμα μέρη i 1 απομονωμένο ή γειωμένο γη μέσω αντίστασης

26 Διατάξεις γείιοσης 3.3 Χαρακτηριστικά διατάξεων γείωσης Κάθε διάταξη γείωσης (συχνά αναφέρεται σαν τύπος συστήματος ισχύος ή διάταξη γείωσης συστήματος) αντικατοπτρίζει τρεις τεχνικές επιλογές: μέθοδος γείωσης διάταξη των αγωγών προστασίας ΡΕ διάταξη προστασίας ενάντια σε έμμεση επαφή. Αυτές οι επιλογές και οι συνέπειες τους θα περιγραφούν για κάθε διάταξη. Οι συνέπειες σχετίζονται με τα ακόλουθα σημεία: ηλεκτροπληξία φωτιά συνέχεια παροχής ισχύος υπερτάσεις ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές σχεδιασμός και λειτουργία. ( Μ f Rm Σχ.3.12 με μια διάταξη TN-S. τα ρεύματα σφάλματος μπορούν να είναι πολύ μεγάλα, ενώ περιορίζονται μόνο από την σύνθετη αντίσταση των αγωγών που φέρουν ρεύμα (φάσεις και PEN).

27 Διατάξεις γείωσης διάταξη TN-C Χαρακτηριστικά μέθοδος γείωσης: ο ουδέτερος του μετασχηματιστή συνδέεται απ'ευθείας στη γη και ο ουδέτερος αγωγός PEN γειώνεται οε όσο το δυνατόν περισσότερα σημεία, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στον ουδέτερο αγωγό διάταξη των αγωγών προστασίας ΡΕ. Οι αγωγοί ΡΕ και ο ουδέτερος αγωγός συνδυάζονται σε έναν αγωγό PEN διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. Δεδομένων των υψηλών ρευμάτων σφάλματος και τάσεων επαφής: η αυτόματη αποσύνδεση είναι υποχρεωτική σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης. αυτή η αποσύνδεση πρέπει να γίνεται μέσω διακοπτών ή ασφαλειών. Σε εγκαταστάσεις με συνδυασμένο ουδέτερο και προστατευτικό αγωγό, διαφορικά ρελέ διαρροής δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτό το σκοπό καθώς το σφάλμα μόνωσης προς γη αποτελεί επίσης βραχυκύκλωμα ράσης-ουδέτερου. α 11 Σχ οποιοδήποτε σφάλμα μόνωσης συμβαίνει εκτός ενός κτιρίου δημιουργεί ραγδαία αύξηση στη διαφορά δυναμικού μεταξύ της ηλεκτρικής γραμμής κα της γης. Το αποτέλεσμα ενός σφάλματος μόνωσης απεικονίζεται εδώ για ένα σύστημα ΤΝ, όλα τα διασκορπισμένα ηλεκτρόδια γης, απεικονίζονται σαν ένα μόνο ηλεκτρόδιο. I μέθοδος γείωσης: ο ουδέτερος του μετασχηματιστή συνδέεται απ'ευθείας στη γη και ο ουδέτερος αγωγός γειώνεται σε όσο το δυνατόν περισσότερα σημεία, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στον ουδέτερο αγωγό υπερτάσεις υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο ουδέτερος, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και η γη βρίσκονται εικονικά στο ίδιο δυναμικό δεδομένης της τοπικής επίδρασης των ηλεκτροδίων γης, το δυναμικό μπορεί να μεταβάλλεται ανάλογα με την απόσταση από το ηλεκτρόδιο γης. Γι' αυτό, κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος μόνωσης ΜΤ, ένα ρεύμα 9α ρεύσει διαμέσου του ηλεκτροδίου γης του ουδετέρου XT και μια τάση μεταβατικής συχνότητας ενός

28 Διατάξεις γείοοσης ισχυρού βραχυιαικλώματος θα εμφανιστεί ανάμεσα στα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού XT και τη γη. συνέχεια παροχής ισχύος, ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και φωτιά: το ρεύμα σφαλμάτων μόνωσης δεν περιορίζεται από την αντίσταση ηλεκτροδίου γης και είναι επομένως μεγάλο (αρκετά ΚΑ). Κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος μόνωσης XT, η πτώση τάσεως της τροφοδοσίας, οι ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές και ο κίνδυνος βλάβης (φωτιά, τυλίγματα κινητήρων και μαγνητικά πλαίσια) είναι μεγάλες. υπερτάσεις: κατά τη διάρκεια σφάλματος μόνωσης XT, το ουδέτερο σημείο του τριγώνου που αντιπροσωπεύει το 3φασικο σύστημα τάσεως μετατοπίζεται και η τάση ανάμεσα σε φάσεις και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης υπερβαίνουν την τάση μόνιμης κατάστασης φάσης προς ουδέτερο. Στην πράξη μια τιμή της τάξης του 1.45 Un παρέχει μια γενική προσέγγιση αγωγοί προστασίας: οι αγωγοί ΡΕ και ο ουδέτερος συνδυάζονται σε έναν αγωγό PEN. Ο αγωγός PEN πρέπει να ικανοποιεί τις απαιτήσεις και των δύο λειτουργιών του. Όταν λόγω κάποιου προβλήματος θα πρέπει να επιλέξουμε ανάμεσα στις δύο λειτουργίες, η λειτουργία ΡΕ έχει προτεραιότητα. Η διάταξη ΤΝ-0 απαγορεύεται για όλα τα κυκλώματα με διατομή μικρότερη από lomm^ για αγωγούς χαλκού και 16mm^ για αγωγούς αλουμινίου. Απαγορεύεται επίσης για ευλύγιστους αγιογούς. Πυροπροστασία. Η διάταξη TN-C απαγορεύεται σε χώρους όπου υπάρχει μεγάλος κίνδυνος φωτιάς ή έκρηξης, για παράδειγμα σε χώρους κλάσης ΒΕ2 και ΒΕ3 αντίστοιχα για προδιαγραφή NEC 15*1(Χ). Ο λόγος είναι ότι η σύνδεση των προεξεχόντων αγώγιμων μερών του κτιρίου στον αγωγό PEN δημιουργεί ροή ρεύματος στις κατασκευές, δημιουργώντας κίνδυνο φωτιάς και ηλεκτρομαγνητικών ταραχών. Κατά τη διάρκεια σφαλμάτων μόνωσης, αυτά τα κυκλοφορούντα ρεύματα είναι πιθανόν να αυξηθούν. Αυτά τα φαινόμενα είναι ο λόγος που απαγορεύεται η χρήση της διάταξης TN-C σε χώρους όπου ο κίνδυνος φωτιάς είναι μεγάλος. Σχ.3.14 η παρουσία αγοιγού FEIN οποιουδήποτε μήκους σε ένα κτίριο οδηγεί σε ροή ρευμάτων στα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και την θωράκιση των συσκευών που εμπερικλείεται σε μια διάταξη ΤΝ- ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα όταν ο αγωγός PEN εγκαθίσταται σε ένα κτίριο, χωρίς να περιορίσουμε το μεγάλο μήκος του, τότε παρουσιάζεται πτώση τάσεως ακόμα και υπό φυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας. Δημιουργώντας διαφορές δυναμικού και επομένως τη ροή ρευμάτων σε

29 Διατάξεις γείωσης οποιοδήποτε κύκλωμα δημιουργείται μεταξύ των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών της εγκατάστασης, των προεξεχόντων αγώγιμων μερών του κτιρίου, των ομοαξονικών καλωδίων και θωρακίσεων ηλεκτρονικών υπολογιστών ή τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Αυτές οι πτώσεις τάσεως ενισχύονται σε σύγχρονες εγκαταστάσεις από την διάδοση των συσκευών που παράγουν αρμονικές 3ης τάξεως. Το μέτρο αυτής της αρμονικής τριπλασιάζεται στον ουδέτερο αγιογό, αντί να ακυρωθεί όπως συμβαίνει με την πρώτη αρμονική. κατά ένα λιγότερο προφανή τρόπο, αυτά τα κυκλοφορούντα ρεύματα αντιστοιχούν σε μια έλλειψη ισορροπίας των ρευμάτων στο κύκλωμα διανομής και επομένως στη δημιουργία μαγνητικού πεδίου που μπορεί να επηρεάσει σωλήνες καθοδικών ακτινών, οθόνες, ορισμένους ιατρικούς εξοπλισμούς κ.λ.π. σε επίπεδα της τάξεως των 0.7 A/m (δηλαδή 5Α που περνούν από Im ευαίσθητης συσκευής). Διάβρωση: η διάβρωση έχει δύο πηγές, πρώτον την dc συνιστώσα που μπορεί να φέρει ο αγωγός PEN και δεύτερον, τα τελλουρικά ρεύματα που διαβρώνουν τα ηλεκτρόδια γης και τις μεταλλικές κατασκευές στην περίπτωση πολλαπλής γείωσης διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. Δεδομένων των μεγάλων ρευμάτων σφάλματος και των μεγάλων τάσεων επαφής: η αυτόματη αποσύνδεση είναι υποχρεωτική σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης. αυτή η αποσύνδεση πρέπει να γίνεται μέσω διακοπτών ή ασφαλειών. Σε εγκαταστάσεις με κοινό ουδέτερο και αγιογό προστασίας, συσκευές παραμένοντος ρεύματος δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αυτό το λόγο καθώς ένα σφάλμα μόνωσης προς γη αποτελεί επίσης και βραχυκύκλωμα ανάμεσα σε φάση και ουδέτερο. Φωτιά: προστασία δεν παρέχεται για τους τύπους σφαλμάτων (σφάλματα σύνθετης αντίστασης) που δεν μετασχηματίζονται στιγμιαία σε βραχυκυκλώματα. Μόνο συσκευές παραμένοντος ρεύματος προσφέρουν αυτήν την προστασία. Αυτή η περίπτωση επομένως παρουσιάζει κίνδυνο φωτιάς, αν δεν χρησιμοποιηθούν RCD s. σχεδιασμός και λειτουργία όταν χρησιμοποιούνται διακόπτες ή ασφάλειες για προστασία από έμμεση επαφή, η σύνθετη αντίσταση της πηγής, των κυκλωμάτων πριν την προστασία και των κυκλωμάτων και μετά από αυτήν (εκείνων δηλαδή που προστατεύονται) πρέπει να είναι γνωστές κατά τη φάση σχεδιασμού και στη συνέχεια να μην αλλάξουν εκτός και αν αλλάξει επίσης ο σχεδιασμός της προστασίας. Αυτή η σύνθετη αντίσταση πρέπει να μετράται μετά την εγκατάσταση ανά τακτά χρονικά διαστήματα (που εξαρτώνται από τον χώρο που εξετάζεται). Τα χαρακτηριστικά των συσκευών προστασίας καθορίζονται από αυτά τα στοιχεία. όταν η εγκατάσταση μπορεί να τροφοδοτηθεί από δύο πηγές (UPS, μονάδα γεννήτριας, κ.λ.π.), τα χαρακτηριστικά που καθορίζουν το άνοιγμα του διακότττη ή το κάψιμο της ασφάλειας πρέπει να προσδιοριστούν για κάθε διάταξη και πηγή που χρησιμοποιείται. κάθε κύκλωμα είναι σχεδιασμένο μια και μοναδική φορά και δεν μπορεί να υπερβεί ένα μέγιστο μήκος που καθορίζεται σε πίνακες σχεδιασμού σαν συνάρτηση της συσκευής προστασίας που χρησιμοποιείται. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι απαραίτητη η χρήση καλωδίων μεγαλύτερου μεγέθους.

30 οποιαδήποτε μεταβολή στην εγκατάσταση απαιτεί επανεκτίμηση και επανέλεγχο των συνθηκών προστασίας. Σχ με τη διάταξη TN-S τα ρεύματα σφάλματος μπορούν να είναι πολύ μεγάλα, καθώς περιορίζονται μόνο οπό την σύνθετη αντίσταση των αγωγών σύνδεσης (φάση και αγωγός προστασίας). διάταξη TN-S Χαρακτηριστικά Μέθοδος γείωσης: το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή (ή του συστήματος παροχής ισχύος αν η διανομή χρησιμοποιεί διάταξη TN-C και η εγκατάσταση διάταξη TN-S) γειώνεται μόνο μια φορά στον υποσταθμό Μ.Τ./Χ.Τ. ο οποίος τροφοδοτεί την ηλεκτρική εγκατάσταση Χ.Τ. εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στους αγωγούς προστασίας, οι οποίοι με τη σειρά τους συνδέονται στον ουδέτερο του μετασχηματιστή. Διάταξη αγωγών προστασίας. Οι αγωγοί προστασίας είναι ξεχωριστοί από τους ουδέτερους αγωγούς και έχουν κατάλληλο μέγεθος για το μέγιστο δυνατό ρεύμα σφάλματος.

31 Διατάξεις γείωσης διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. Λαμβάνοναας υπ'όψη την υψηλή τιμή του ρεύματος σφάλματος και την τάση επαφής που αναπτύσσεται: η αυτόματη διακοττή είναι υποχρεωτική σε περίπτωση σφάλματος της μόνωσης η διακοπή πρέπει να γίνεται μέσω διακοπτών, ασφαλειών ή ρελέ διαρροής καθώς η προστασία από έμμεση επαφή μπορεί να διαχωριστεί από την προστασία ένανη Βραχυκυκλωμάτων ανάμεσα σε φάσεις ή φάση και ουδέτερο. Συνέπειες Μέθοδος γείωσης: το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή (ή του συστήματος παροχής ισχύος αν η διανομή χρησιμοποιεί διάταξη TN-C και η ηλεκτρική εγκατάσταση διάταξη ΤΝ- S) γειώνεται μόνο μια φορά στον υποσταθμό ΜΤ/ΧΤ ο οποίος τροφοδοτεί την ηλεκτρική εγκατάσταση XT. εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στους αγωγούς προστασίας οι οποίοι με τη σειρά τους συνδέονται στον ουδέτερο του μετασχηματιστή. Υπερτάσεις: υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο ουδέτερος του μετασχηματιστή, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και το ηλεκτρόδιο γης έχουν το ίδιο δυναμικό. Αν στο δίκτυο ηλεκτρικής διανομής εμφανίζονται μεταβατικές υπερτάσεις ατμοσφαιρικού αιτίου, τότε περιοριστές κεραυνού θα πρέπει να τοποθετηθούν μεταξύ των φάσεων, μεταξύ φάσεως και ουδετέρου και μεταξύ εκτεθειμένων, αγώγιμων μερών και γης. συνέχεια παροχής ισχύος, ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και φωτιά: οι επιπτώσεις των σφαλμάτων στη μέση και στην χαμηλή τάση, δηλαδή της μόνωσης ΜΤ και της μόνωσης XT είναι παρόμοια με εκείνες που ήδη έχουν περιγραφεί για την διάταξη TN-C. Το προξενούμενο ρεύμα σφάλματος μόνωσης, δεν περιορίζεται από την αντίσταση κάποιου ηλεκτροδίου γης και επομένιος είναι μεγάλο (μερικά ka ). ο ουδέτερος αγωγός δεν μπορεί να γειωθεί. Έτσι αποφεύγεται η δημιουργία διάταξης TN-C με τα εγγενή της μειονεκτήματα, δηλαδή υψηλή πτώση τάσης και μεγάλα ρεύματα φορτίου στον αγωγό προστασίας υπό φυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας. διάταξη αγωγών προστασίας. Οι αγωγοί προστασίας είναι ξεχωριστοί από τους αγωγούς ουδετέρου και έχουν κατάλληλο μέγεθος για το μέγιστο ρεύμα σφάλματος που μπορεί να εμφανιστεί. ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο αγωγός ΡΕ, αντίθετα από τον αγωγό PEN, δεν υπόκειται σε πτώση τάσης και όλα τα σχετικά μειονεκτήματα της διάταξης TN-C εξαλείφονται. Η διάταξη TN-S είναι παρόμοια από αυτήν την άποψη με τη διάταξη ΤΤ. στην περίπτωση σφάλματος μόνωσης, εμφανίζεται μια μεγάλη τάση παλμού στον αγωγό ΡΕ, η οποία δημιουργεί τα ίδια μεταβατικά προβλήματα όπως στην διάταξη TN-C. διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. Ααμβάνοντας υπ'όψη την υψηλή τιμή του ρεύματος σφάλματος και την τάση επαφής που αναπτύσσεται: η αυτόματη διακοπή είναι υποχρεωτική σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης αυτή η διακοπή πρέπει να γίνεται μέσω διακοπτών, ασφαλειών ή ρελέ διαρροής καθώς η προστασία από έμμεση επαφή μπορεί να διαχωριστεί από την προστασία έναντι βραχυκυκλωμάτων ανάμεσα σε φάσεις ή φάση και ουδέτερο.

32 Διατάξεις γείωσης Αν η προστασία από έμμεση επαφή παρέχεται από συσκευές προστασίας υπερεντάσεως ισχύουν τα ίδια χαρακτηριστικά όπως και στη διάταξη TN-C. φωτιά: δεν παρέχεται προστασία από σφάλματα μονώσεων που μπορούν να δημιουργηθούν κίνδυνο φωτιάς. σχεδιασμός και λειτουργία. υπολογισμός των σύνθετων αντιστάσεων των πηγών και του κυκλώματος που εξετάζεται, με έλεγχο μέσω μετρήσεων μετά την εγκατάσταση ανά τακτά χρονικά διαστήματα. διπλός προσδιορισμός των συνθηκών διακοπής όταν η εγκατάσταση μπορεί να τροφοδοτηθεί από δύο πηγές UPS, μονάδα γεννήτριας, κ.λ.π.) τα κυκλώματα έχουν ένα μέγιστο μήκος που δεν μπορεί να υπερβαίνεται πια οποιαδήποτε μετατροπή της εγκατάστασης απαιτεί επανεκτίμηση και έλεγχο των συνθηκών προστασίας. Αν η προστασία από έμμεση επαφή γίνεται μέσω ρελέ διαρροής, γιο να αποφεύγεται η λανθασμένη εντολή αφόπλισης, είναι συχνά δυνατό να χρησιμοποιούνται μεγάλα παραμένοντα ρεύματα λειτουργίας της τάξεως του ΙΑ ή και μεγαλύτερα φωτιά, σχεδιασμός και λειτουργία τα μειονεκτήματα που έχουν ήδη συζητηθεί εξαλείφονται και έχουμε τα πλεονεκτήματα της διάταξης ΤΤ η χρήση ρελέ διαρροής ρεύματος με ρεύματα λειτουργίας 500 ma βοηθά στην αποφυγή ττυρκαγιάς ηλεκτρικής αιτίας. Το σφάλμα αυτό, μπορεί να συμβεί στην περίπτωση βλάβης (μείωσης) της ηλεκτρικής αντίστασης κάποιου ηλεκτρικού φορτίου ή λόγω σφαλμάτων μόνωσης υψηλού επιπέδου. c m Σχ με τη διάταξη ΤΤ ρεύματα σφάλματος περιορίζονται από τις αντιστάσεις των ηλεκτροδίω γης και οι πτώσεις τάσης που τα συνοδεύουν είναι πολύ μικρές διάταξη ΤΤ Χαρακτηριστικά μέθοδος γείωσης: το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή συνδέεται απ'ευθείας με τη γη εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη εξοπλισμού και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται μέσω αγωγών προστασίας στο ηλεκτρόδιο γης της ηλεκτρικής εγκατάστασης το οποίο γενικά είναι ανεξάρτητο του ηλεκτροδίου γης του ουδετέρου του μετασχηματιστή,

33 Διατάξεις γείωσης διάταξη αγοιγών προστασίας. Οι αγοιγοί προστασίας είναι ξεχωριστοί από τους ουδέτερους αγωγούς και έχουν κατάλληλο μέγεθος για το μέγιστο δυνατό ρεύμα σφάλματος. διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. Λαμβάνοντας υπ όψην την υψηλή τιμή του ρεύματος σφάλματος και την τάση επαφής που αναπτύσσεται: η αυτόματη διακοπή είναι υποχρεωτική σε περίπτωση σφάλματος μόνωσης. Στην πράξη αυτή η διακοπή γίνεται μέσω ρελέ διαρροής. Τα ρεύματα λειτουργίας τους πρέπει να είναι αρκετά μικρά ώστε οι συσκευές να ανιχνεύουν το ρεύματα σφάλματος, τα οποία περιορίζονται από τις αντιστάσεις των ηλεκτροδίων γης, οι οποίες προστίθονται. Συνέπειες μέθοδος γείωσης: το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή συνδέεται απ' ευθείας με τη γη. εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη εξοπλισμού και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται μεσώ αγωγών προστασίας στο ηλεκτρόδια γης της εγκατάστασης το οποίο γενικά είναι ανεξάρτητο του ηλεκτροδίου γης του ουδετέρου του μετασχη ματιστή. υπερτάσεις: παρόλο που, όπως στην διάταξη ΤΝ, το δυναμικό των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών και του ηλεκτροδίου γης είναι τα ίδια, αυτό μπορεί να μην ισχύει για τον ουδέτερο αγωγό, ο οποίος συνδέεται γαλβανικά με το ηλεκτρόδιο γης και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, σε διαφορετικά και σε μερικές φορές απομακρυσμένα σημεία (συχνά στην περίπτωση κεραυνών σε επαρχιακές περιοχές). Στις βιομηχανικές ή αστικές περιοχές αυτή δεν είναι η συνηθισμένη περίπτωση. Η σύζευξη των δύο ηλεκτροδίων γης, αποτελεί μία αποδεκτή λύση σε αυτό το πρόβλημα. Η εγκατάσταση περιοριστών κεραυνού παρέχει το απαραίτητο επίπεδο προστασίας. ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα: στην περίπτωση σφάλματος μόνωσης, το ρεύμα σφάλματος είναι σχετικά μικρό. Για παράδειγμα με αντίσταση ηλεκτροδίου γης 230V/ 100Α = 2.3Ω, το ρεύμα σφάλματος είναι μόνο 100 Α. Σαν αποτέλεσμα, η πτώση τάσης που δημιουργείται από το σφάλμα, οι παρεπόμενες ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές και η μεταβατική διαφορά δυναμικού, ανάμεσα σε δύο συσκευές (π. χ. δύο συνδεδεμένους ΗΑ"} συνδεδεμένες μέσω θωρακισμένου καλωδίου είναι πολύ πιο εύκολο να γίνουν ανεκτές απ ότι στη διάταξη TN-S. διάταξη αγωγών προστασίας. Οι αγωγοί προστασίας είναι ξεχωριστοί από τους ουδέτερους αγωγούς και έχουν κατάλληλο μέγεθος για το μέγιστο ρεύμα σφάλματος που μπορεί να εμφανιστεί. ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα: Υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο αγιογός ΡΕ, αντίθετα από τον αγωγό PEN, δεν υπόκειται σε πτώση τάσης και όλα τα συνεπαγόμενα μειονεκτήματα της διάταξης TN-C εξαλείφονται. Στην περίπτωση σφάλματος μόνωσης, εμφανίζεται μια μικρή τάση παλμού στον αγωγό ΡΕ, η οποία δημιουργεί αμελητέες διαταραχές. διατομή καλωδίου ΡΕ: Η διατομή καλωδίου των αγιυγών προστασίας ΡΕ μπορεί να είναι μικρότερη αυτής που χρησιμοποιούμε για μία διάταξη TN-S. διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή. η αυτόματη διακοπή είναι υποχρεωτική περίπτωση σφάλματος μόνωσης. Στην πράξη αυτή ή διακοπή γίνεται μέσω ρελέ διαρροής. Τα ρεύματα λειτουργίας τους

34 Διατάξεις γείωσης πρέπει να είναι αρκετά μικρά ώστε οι συσκευές να ανιχνεύουν τα ρεύματα σφάλματος, τα οποίο περιορίζονται από τις αντιστάσεις των ηλεκτροδίων γης. οι οποίες προστίθονται. τα ρελέ διαρροής τοποθετούνται με τη μορφή ήλεκτρονόμων ενεργοποίησης κύριων διακοπτών και με τη μορφή των RCCB s. Μπορούν να προστατέψουν ένα ή περισσότερα κυκλώματα και τα ρεύματα λειτουργίας τους επιλέγονται ανάλογα με τη μέγιστη τιμή της αντίστασης R του ηλεκτροδίου γείωσης που παρουσιάζεται ως προς τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη. η παρουσία ρελέ διαρροής ελαχιστοποιεί τους τιεριορισμούς στο σχεδίασμά και την λειτουργία. Δεν είναι απαραίτητο να είναι γνωστή η αντίσταση της πηγής πριν την συσκευή και δεν υπάρχει όριο στο μήκος του κυκλώματος (εκτός από την αποφυγή εκτεταμένης πτώσης τάσεως). Μια εγκατάσταση μπορεί να επεκταθεί και να μετατραπεί χωρίς υπολογισμούς και επί τόπου ηλεκτρικές μετρήσεις. η χρήση εφεδρικής ηλεκτροπαραγωγού γεννήτριας από την υπηρεσία διανομής ή τον χειριστή είναι άμεση. φωτιά: η χρήση συσκευών παραμένοντος ρεύματος με ρεύματα λειτουργίας <500 ΓπΑ βοηθά στην αποφυγή φωτιάς ηλεκτρικής αιτίας. ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα: ρεύματα σφάλματος μόνωσης διαρκούν μόνο ένα μικρό διάστημα, μικρότερο από 100ms (ή μικρότερο από 400ms σε κυκλώματα διανομής) και είναι ηλεκτρικά ρεύματα μικρής έντασης. ' ί 1 1 1,R1 ^ 2 ^ 3 Q Ο Ο I I I > > I i l l 111. Σχ με τη διάταξη IT, ρεύματα σφάλματος περιορίζονται από τη γείωση τι τον περιοριστή υπέρτασης >ουδετέρου και από διάταξη IT Χαρακτηριστικά μέθοδος γείωσης: Το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή είναι μονωμένο από τη γη ή γειωμένο μέσω μιας σύνθετης αντίστασης και έναν περιοριστή υπερτάσεων. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, το δυναμικό του διατηρείται κοντά σε εκείνο των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών, από τις χωρητικότητες διαρροής προς γη του περιβλήματος και του εξοπλισμού. Εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη του κτιρίου συνδέονται στο ηλεκτρόδιο γείωσης του κτιρίου.

35 Διατάξεις γείωσης διάταξη των αγωγών προστασίας ΡΕ: Οι αγωγοί προστασίας ΡΕ είναι ξεχωριστοί από τους ουδέτερους αγωγούς και έχουν κατάλληλο μέγεθος για το μέγιστο δυνατό ρεύμα σφάλματος. διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή: Το ρεύμα σφάλματος στην περίπτωση ενός σφάλματος μόνωσης είναι χαμηλό και δεν αποτελεί κίνδυνο. Η εμφάνιση ενός δεύτερου σφάλματος θα πρέπει να αντιμετωπίζεται με την εγκατάσταση μιας συσκευής επίβλεψης της μόνωσης, η οποία θα ανιχνεύει την εμφάνιση ενός πρώτου σφάλματος το οποίο μπορεί στη συνέχεια να προσδιοριστεί και να εξαλειφθεί. Συνέπειες μέθοδος γείωσης; Το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή είναι μονωμένο από τη γη ή γειωμένο μέσω μιας σύνθετης αντίστασης και έναν περιοριστή υπερτάσεων. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, το δυναμικό του διατηρείται κοντά σε εκείνο των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών από τις χωρητικότητες διαρροής προς γη του περιβλήματος και του εξοπλισμού. Εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη του κτιρίου συνδέονται στο ηλεκτρόδιο γείωσης του κτιρίου. υπερτάσεις: υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο ουδέτερος αγωγός, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και το ηλεκτρόδιο γης βρίσκονται στο ίδιο δυναμικό. θα πρέπει να εγκαθίσταται ένας περιοριστής υπερτάσεων για να εμποδίζεται η αύξηση του δυναμικού ανάμεσα στα μέρη που φέρουν ρεύμα και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη. Το δυναμικό αυτό θα μπορούσε να υπερβεί την τάση αντοχής του εξοπλισμού XT στην περίπτωση σφάλματος που ξεκινάει από την εγκατάσταση ΜΤ. Η προστασία από υπερτάσεις θα πρέπει να πραγματοποιείται ανάλογα με τα κριτήρια που είναι κοινά και στις δύο διατάξεις. συνέχεια ηλεκτρικής παροχής και ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα: ο το ρεύμα του πρώτου σφάλματος μόνωσης είναι χαμηλό, αποτέλεσμα των χωρητικοτήτων ανάμεσα στους αγωγούς που φέρουν ρεύμα και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, όπως εκείνα των κυκλωμάτων φορτίου και των φίλτρων υψηλών συχνοτήτων. ο το πρώτο σφάλμα μόνωσης XT δεν παράγει πτώση τάσης στο κύκλωμα ή ηλεκτρομαγνητική διαταραχή, σε ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων όπως αυτό που αντιστοιχεί στην εμφάνιση ενός κλασσικού ρεύματος σφάλματος μόνωσης. υπερτάσεις: μετά το πρώτο σφάλμα, ο εξοπλισμός συνεχίζει να τροφοδοτείται με ισχύ και η πολική τάση σταδιακά εμφανίζεται ανάμεσα στις υγιείς φάσεις και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη. Ο εξοπλισμός πρέπει να επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψην αυτόν τον περιορισμό. Σημειώσεις; το διεθνές πρότυπο IEC950 (ή ΕΝ 60950) καθορίζει μια κατηγορία εξοπλισμού επεξεργασίας πληροφοριών που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση διάταξης IT αν χρησιμοποιούνται περιοριστές κεραυνού, οι προδιαγραφές απαιτούν ότι οι ονομαστικές τους τάσεις θα επιλεγούν σύμφωνα με την τάση ανάμεσα στις φάσεις (πολική τάση). συνέχεια ηλεκτρικής παροχής ισχύος και ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα: ένα δεύτερο σφάλμα μόνωσης μπορεί να συμβεί σε μια διαφορετική φάση, δημιουργώντας

36 Διατάξεις γείωσης βραχυκύκλωμα και τους σχετικούς κινδύνους. Ο χρήστης μιας διάταξης IT θα πρέπει να είναι προσεκτικός έτσι ώστε αυτή η κατάσταση να μην συμβεί ποτέ, ακόμη και αν οι προδιαγραφές επιτρέπουν μία τέτοια περίπτωση. διάταξη των αγωγών προστασίας ΡΕ: Οι αγωγοί προστασίας ΡΕ είναι ξεχωριστοί από τους ουδέτερους αγωγούς και έχουν μέγεθος κατάλληλο για μέγιστο δυνατό ρεύμα σφάλματος. ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα: υπό φυσιολογικές συνθήκες, και ακόμη όταν συμβεί το πρώτο σφάλμα μόνωσης, οι αγωγοί ΡΕ παρουσιάζουν μια πτώση τάσειος. Ένα υψηλό επίπεδο ισοδυναμικότητας διατηρείται ανάμεσα στους αγωγούς προστασίας, τους αγωγούς γείωσης, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη του κτιρίου. διάταξη προστασίας από έμμεση επαφή: Το ρεύμα σφάλματος στην περίπτωση ενός σφάλματος μόνωσης είναι χαμηλό και δεν αποτελεί κίνδυνο. Η εμφάνιση ενός δεύτερου σφάλματος μπορεί να περιορισθεί σε μεγάλο βαθμό με την εγκατάσταση συσκευής επίβλεψης της μόνωσης, η οποία θα ανιχνεύει και θα ειδοποιεί για την εμφάνιση του πρώτου σφάλματος, το οποίο κατόπιν μπορεί να προσδιοριστεί και να εξαλειφθεί από τα συνεργεία συντήρησης. Οι συσκευές προστασίας είναι σχεδιασμένες ώστε να λειτουργούν στην περίπτωση διπλού σφάλματος. Αν χρησιμοποιούνται διακόπτες η ασφάλειες, οι προδιαγραφές είναι παρόμοιες αυτών της διάταξης ΤΝ. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν και ρελέ διαρροής. Αν τα δύο σφάλματα εμφανιστούν μετά το ρελέ διαρροής, η συσκευή θεωρεί το ρεύμα σφάλματος σαν ρεύμα φορτίου και μπορεί να μην οδηγηθεί σε αφόπλιση. Επομένως απαιτείται ένα ξεχωριστό ρελέ διαρροής για κάθε κύκλωμα. Αν δύο τοποθεσίες έχουν την ίδια ηλεκτρική εγκατάσταση χρησιμοποιώντας διάταξη IT, και τα ηλεκτρόδια γείωσης τους δεν συνδέονται, πρέπει να τοποθετηθεί στην αρχή κάθε εγκατάστασης ένα ρελέ διαρροής. Αυτό το μέτρο εμποδίζει ένα σφάλμα μόνωσης στην φάση I της πρώτης τοποθεσίας και ένα άλλο στη φάση 2 της δεύτερης τοποθεσίας αν δημιουργήσουν μία ηλεκτρική εγκατάσταση η οποία δεν προστατεύεται επαρκώς από ένα ρελέ διαρροής. φωτιά: η χρήση συσκευής επίβλεψης της μόνωσης και πιθανόν ενός ρελέ διαρροής με ρεύμα λειτουργίας <500 ma εμποδίζει την ανάπτυξη φωτιάς ηλεκτρικού αιτίου. σχεδιασμός και λειτουργία: εκπαιδευμένο προσωπικό συντήρησης πρέπει να είναι διαθέσιμο για τον εντοπισμό και την εξάλειψη του πρώτου σφάλματος μόνωσης. η εγκατάσταση πρέπει να σχεδιαστεί με μεγάλη προσοχή: δηλαδή, χρήση της διάταξης γείωσης IT όπου αυτή είναι δικαιολογημένη από τις απαιτήσεις σχετικά με τη συνέχεια παροχής, απομόνωση φορτίων με μεγάλα ρεύματα διαρροής (ορισμένοι φούρνοι και ορισμένοι τύποι υλικού πληροφορικής), εξέταση της επίδρασης των ρευμάτων διαρροής, ιδιαιτέρως σε σχέση με τη χρήση ρελέ διαρροής, διαίρεση της εγκατάστασης κ.λπ. αν χρησιμοποιούνται ρελε διαρροής 30 ma για την προστασία κυκλωμάτων πριζών: -Το συνολικό χωρητικό ρεύμα διαρροής προς γη μετά από το ρελέ διαρροής δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 ma. Η τιμή εκτιμάται με χρήση της πολικής τάσης για τα καλώδια των φάσεων και της φασικής τάσης για το καλώδιο του ουδετέρου. -Αν τα φορτία που τροφοδοτούνται μέσω ενός τέτοιου κυκλώματος δεν είναι κρίσιμα, το ρελέ διαρροής μπορεί να οδηγηθεί σε αφόπλιση με το πρώτο σφάλμα

37 μόνωσης, εξαλείφοντας το έτσι αμέσως. Ειδάλλως, θα πρέπει να αποφεύγεται η τοποθέτηση ρελέ διαρροής στις πρίζες ή να λαμβάνονται άλλα μέτρα. σχόλιο: ο αγιογός γείωσης, αν είναι κατανεμημένος, πρέπει να προστατεύεται από διακόπτες 4 πόλων που περιλαμβάνουν προστασία ουδετέρου. Σε κουτιά τελικής διανομής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο διακόπτης ενός πόλου με προστασία ουδετέρου, αρκεί τα ονομαστικά μεγέθη για φάση και ουδέτερο να είναι τα ίδια ή περίπου τα ίδια και να υπάρχει ένα ρελέ διαρροής σε κάποιο σημείο μεταξύ πηγής και συσκευής Κριτήρια επιλογής Ιο κριτήριο Καμιά διάταξη γείωσης δεν είναι τέλεια Όταν είναι δυνατή η επιλογή διάταξης γείωσης, αναλύστε κάθε περίπτωση ξεχωριστά, βασίζοντας την τελική επιλογή στους ειδικούς περιορισμούς της ηλεκτρικής εγκατάστασης, τις ανάγκες του χρήστη και τους κανόνες που θεσπίζονται από την σχετική νομοθεσία ή την εταιρία διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Η καλύτερη εττιλογή συχνά περιλαμβάνει περισσότερες της μιας διατάξεις γείωσης για διαφορετικά μέρη της ηλεκτρικής εγκατάστασης. 2ο κριτήριο Αυτές οι λύσεις πρέπει να ικανοποιούν τα ακόλουθα βασικά κριτήρια: προστασία από ηλεκτροπληξία, προστασία από φωτιά ηλεκτρικής αιτίας, συνέχεια παροχής ηλεκτρικής ισχύος (περιόρισε την πιθανότητα διακοττής της τροφοδοσίας προς τον καταναλωτή), προστασία από ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές. 3ο κριτήριο: σύγκριση διατάξεων γείωσης Μια σύγκριση των διαφόρων διατάξεων γείωσης οδηγεί στις ακόλουθες συστάσεις για χρήση: Η διάταξη ΤΤ συστείνεται για εγκαταστάσεις που έχουν μόνο περιορισμένη επίβλεψη ή ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που υπόκεινται σε επεκτάσεις και μετατροπές. Ο λόγος είναι, ότι είναι η απλούστερη διάταξη που μπορεί να υλοποιηθεί σε ιδιωτική ή δημόσια ηλεκτρική διανομή. Από την άλλη μεριά, δεδομένης της ανάγκης για δύο διαφορετικά ηλεκτρόδια γης, πρέπει συχνά να παρέχεται προστασία από υπερτάσεις. Οι συνέπειες του σφάλματος υπέρτασης σχετικά με τις διαφορετικές διατάξεις γείωσης. Ιδιωτικός υποσταθμός με διάταξη γείωσης ΤΝ το εσωτερικό του εξοπλισμού δεν εκτίθεται (U2 = 230V) τα εισερχόμενα συστήματα εκτίθενται στην (Uf) υπέρταση του σφάλματος Καταναλωτής XT με διάταξη ΤΤ το εσωτερικό του εξοπλισμού εκτίθεται στην περίπτωση κοντινών πληγμάτων κεραυνού.

38 όταν υλοποιείται σωστά, οι επιπτώσεις των σφαλμάτων μόνωσης μέσης τάσης εξαλείφονται. Η διάταξη IT συστήνεται αν η συνέχεια παροχής ισχύος είναι επιβεβλημένη. Η διάταξη IT προσφέρει την καλύτερη εγγύηση σχετικά με την διαθεσιμότητα ισχύος. Παρ'όλα αυτά απαιτεί: μελέτη σε λεπτομέρεια: οργάνωση αντοχής σε υπερτάσεις και ρεύματα διαρροής. εκπαιδευμένο προσωπικό συντήρησης διαθέσιμο όλες τις ώρες: για να εξαλείψει γρήγορα το πρώτο σφάλμα, για να επιβλέψει επεκτάσεις της ηλεκτρικής εγκατάστασης. Η διάταξη TN-S συστήνεται για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που έχουν υψηλό επίπεδο ηλεκτρικής επίβλεψης ή ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που δεν υπόκεινται σε επεκτάσεις και μετατροπές. Αυτή η διάταξη γενικά υλοποιείται χωρίς ρελέ διαρροής μέτριας ευαισθησίας. Παρ'όλα αυτά, τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν: ρεύματα σφαλμάτων μόνωσης είναι μεγάλα και μπορούν να οδηγήσουν σε: μεταβατικές διαταραχές, υψηλό κίνδυνο βλάβης, ακόμη και φωτιά! απαιτείται μελέτη σε λεπτομέρεια. Αν ρελέ διαρροής μέτριας ευαισθησίας είναι εγκατεστημένα, τότε αυτά παρέχουν, βελτιωμένη προστασία από φωτιά και μεγαλύτερη ευελιξία στον σχεδίασμά και τη χρήση. Οι διατάξεις TN-C και TN-S δεν συστήνονται για χρήση, δεδομένου του κινδύνου φωτιάς και των ηλεκτρομαγνητικών διαταραχών λόγω: των πτώσεων τάσεως κατά μήκος των αγωγών PEN, των υψηλών ρευμάτων του σφάλματος μόνωσης, των ρευμάτων που ρέουν στα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη, τη θωράκιση και τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, σφάλματα αντιστάσεων που παραμένουν μη αντιληπτά. Απαιτείται μελέτη σε λεπτομέρεια. Η παρουσία αγωγών PEN οποιουδήποτε μήκους σε ένα κτίριο οδηγεί στην ροή ρευμάτων στα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη και την θωράκιση του εξοπλισμού που τροφοδοτείται από μια διάταξη TN-S. 4ο κριτήριο Όσον αφορά στην αντοχή υπερτάσεων και τις ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές, οι διατάξεις IT, ΤΤ και TN-S είναι το ίδιο ικανοποιητικές, αν υλοποιηθούν σωστά. 5ο κριτήριο Όταν γίνεται οικονομική σύγκριση, όλα τα κόστη πρέπει να λαμβάνονται υπ'όψην, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με:

39 Διατάξεις γείωσης σχεδίασμά, συντήρηση, μετατροτιή και επεκτάσεις, απώλειες παραγωγής Σύγκριση για κάθε κριτήριο 1. προστασία από ηλεκτροπληξία Όλες οι διατάξεις γείωσης παρέχουν την ίδια προστασία από ηλεκτροπληξία, αρκεί να υλοποιούνται και να χρησιμοποιούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές που ισχύουν στην EU. 2. προστασία από φωτιά ηλεκτρικής αιτίας Για τις διατάξεις ΤΤ και IT, στην περίπτωση ενός σφάλματος, το ρεύμα σφάλματος μόνωσης είναι αντίστοιχα μικρό ή πολύ μικρό. Το ίδιο ισχύει και για τον κίνδυνο φωτιάς. Για διατάξεις ΤΝ, η προστασία από σφάλματα αντιστάσεων είναι ανεπαρκής εκτός αν περιλαμβάνονται ρελέ διαρροής: σε αυτήν την περίπτωση, συστύνεται τι γούση της διάταξης TN-S σε συνδυασαό αε τη τοποθέτηση οελέ διαοοούς, σε αντιδιαστολή αε τη γρήση της διάταξης ΤΝ. Για διατάξεις ΤΝ. στην περίπτωση ενός συιιπανούς σιοάλαατος. το οεύιια σωάλαατος αόνωσης είναι ιιεγάλο και ιιποοεί να δηαιουονηθεί σοβαρή ξηαιά. Η διάταξη TN-C παοουσιάξει ιιεναλύτερο κίνδυνο ωωτιάς υπό ωυσιολογικές συνθήκες λειτουργίας σε σνέση με άλλες διατάξεις. ΓΓ αυτό το λόγο απαγορεύεται η χρήση της σε χώρους όπου υπάρχει μεγάλος κίνδυνος φωτιάς ή έκρηξης. Ένα ρεύμα που προκαλείται από την ασυμμετρία του ηλεκτρικού φορτίου κυκλοφορεί συνεχώς στον αγωγό PEN και τα συνδεδεμένα μέρη (δηλχιδή μεταλλικά πλέγματα, εκτεθειμένα αγιυγιμα μέρη, θωράκιση κ.λ.π.) 3. προστασία από υπερτάσεις Για όλεε τκ διατάξεις ουδετέρων είναι απαραίτητα τα ακόλουθα βήαατα: 1) Υπολογίστε τις διαταραχές που θα πρέπει να ληφθούν υπ όψιν σαν συνάρτηση: της έκθεσης της τοποθεσίας, των κεραύνιων υπερτάσεων, οι οποίες προκαλούνται έμμεσα από πτώση κεραυνού, των κοντινών άμεσων πληγμάτων κεραυνού, του τύπου του συστήματος ηλεκτρικής τροφοδοσίας, των σφαλμάτων μόνωσης ΜΤ, του τύπου των κτιριακών εγκαταστάσεων επιλέξτε το κατάλληλο επίπεδο ασφαλείας. Αυτός ο υπολογισμός θα πρέπει να γίνει στη συχνότητα ισχύος και στη συνέχεια σε μεγαλύτερες συχνότητες μέχρι και μερικά ΜΗζ. 2) Αποφασίστε για το πλήθος και την ποιότητα των ισοδυναμικών ζωνών (δωμάτιο, κτίριο, τοποθεσία) έτσι, ώστε να οργανώσετε την προστασία της καθεμίας. Στην πράξη, για τοποθεσίες με έναν αριθμό κτιρίων που τροφοδοτούνται από την ίδια

40 Διατάξεις γείωσης ττηγή και διασυνδέονται με τηλεπικοινωνιακά μέσα, θα πρέτιει να χρησιμοποιείται μια από τις ακόλουθες λύσεις: ισοδυναμικότητα με διασύνδεση των κτιρίων με ένα από τους ακόλουθους τρόπους με τουλάχιστον ένα συνοδευτικό αγωγό με διατομή τουλάχιστον 35 mm^ και μέγιστη διατομή ικανή να αντέξει δυνατά ρεύματα σφάλματος. με ένα πυκνό πλέγμα. πλήρης απομόνωση, για παράδειγμα με χρήση μιας τηλεπικοινωνιακής σύνδεσης οπτικών ινών χωρίς αγώγιμη εξωτερική θωράκιση. 3) Υλοποιήστε την απαραίτητη προστασία (περιοριστές κεραυνού κ.λ.π.) στις γραμμές των διαφορετικών εισερχόμενων και εξερχόμενων ηλεκτρικών συστημάτων. Σχόλιο: η χρήση της διάταξης TN-S δεν εξαλείψει την ανάγκη για τα παραπάνω μέτρα εγκαταστάσεις τύπου ΤΤ απαιτούν περιοριστές κεραυνών (αγροτικές τοποθεσίες). Επιπλέον για εγκαταστάσεις τύπου IT η προστασία από υπερτάσεις λόγω σφαλμάτων ΜΤ πρέπει να παρέχεται από περιοριστές υπερτάσεων. 4. προστασία από ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές 1) Για διαταραχές διαφορικού τύπου, η διάταξη γείωσης που χρησιμοποιείται δεν έχει σημασία. Για όλες τις κοινές ή διαφορικού τύπου διαταραχές με συχνότητες μεγαλύτερες από 1 ΜΗζ, η διάταξη γείωσης που χρησιμοποιείται δεν παίζει ρόλο. 2) Αν υλοποιηθούν σωστά, οι διατάξεις ΤΤ, TN-S και 1Τ ικανοποιούν όλα τα κριτήρια ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας.σημειώστε πάντως ότι για την διάταξη TN-S, προκαλούνται σοβαρές διαταραχές κατά τη διάρκεια σφαλμάτων μόνωσης. 3) Για διατάξεις γείωσης TN-C ή TN-S, κυκλοφορεί ένα ρεύμα ασυμμετρίας φορτίου στον αγωγό PEN, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη του εξοπλισμού και την θωράκιση των καλωδίων. Η παρουσία της αρμονικής ενισχύει σημαντικά αυτό το ρεύμα στις σύγχρονες εγκαταστάσεις. Αυτό το διαρκές ρεύμα δημιουργεί πτώσεις τάσης ανάμεσα στα εκτεθειμένα μέρη του ευαίσθητου εξοπλισμού που συνδέεται στον αγωγό PEN. ΓΓαυτό το λόγο αυτές οι διατάξεις δεν συστήνονται προς χρήση, εάν απαιτείται υψηλή προστασία από ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές. 3.5 Επιλογή μεθόδου γείωσης - υλοποίηση Διαίρεση ττηγής Αυτή η τεχνική αφορά στη χρήση πολλών μετασχηματιστών, αντί να χρησιμοποιηθεί μόνο μια μεγάλη μονάδα. Αυτή η μέθοδος έχει ήδη αναφερθεί σαν ένα μέσο απόζευξης φορτίων, που θα μπορούσαν ειδάλλως να προκαλέσουν απαράδεκτες διαταραχές σε άλλα φορτία, π.χ. βύθιση τάσης κατά την περίοδο εκκίνησης ενός μεγάλου κινητήρα κ.λ,π. Η ποιότητα και η συνέχεια παροχής σε ολόκληρη την ηλεκτρική εγκατάσταση επομένως βελτιώνονται. Το κόστος διακοπτών μειώνεται (το επίπεδο ρεύματος βραχυκυκλώματος είναι μικρότερο). Η τεχνική/οικονομική εκτίμηση πρέπει να γίνεται σε κάθε περίπτωση. Νησίδες δικτύων Η δημιουργία γαλβανικά-απομονωμένων νησίδων μέσω μετασχηματιστών ΧΤ/ΧΤ επιτρέπει την ανοικτή επιλογή του συστήματος γείωσης που θα χρησιμοποιηθεί στην

41 Διατάξεις γείωσης πλευρά του δευτερεύοντος, το οποίο είναι ανεξάρτητο από οποιαδήποτε διάταξη γείωσης που επιβάλλεται στο δίκτυο του πρωτεύοντος. Με αυτόν τον τρόπο, το δίκτυο της ηλεκτρικής εγκατάστασης μπορεί να οργανωθεί κατάλληλα, προκειμένου να έχουμε βέλτιστη απόδοση με διαφορετικούς τύπους φορτίων. Παράδειγμα Φούρνος τόξου Σχ.3.19 ένα εργοστάσιο με φορτίο που οποτελείται κυρίως από συγκολλητικές μηχανές που απαιτούν σύστημα γείωσης ΤΝ, και ένα εργαστήριο βαφής για το οποίο η συνέχεια παροχής έχει προτεραιότητα. Η τελευταία τροφοδοσία γίνεται μέσω ενός συστήματος νησίδας IT, μέσω ενός μετασχηματιστή ΧΤ/ΧΤ. Σχ.3.20 ένα εργοστάσιο με φορτίο που αποτελείται κυρίως από συγκολλητικές μηχανές που απαιτούν σύστημα γείωσης ΤΝ, και ένα εργαστήριο βαφής για το οποίο η συνέχεια παροχής έχει προτεραιότητα. Η τελευταία τροφοδοσία γίνεται μέσω ενός συστήματος νησίδας 1Τ, μέσω ενός μετασχηματιστή ΧΤ/ΧΤ. Συμπέρασμα Η βελτιστοποίηση της απόδοσης ολόκληρης της εγκατάστασης καθορίζει την επιλογή του συστήματος γείωσης. Περιλαμβάνονται: αρχικές επενδύσεις μελλοντικά έξοδα λειτουργίας που μπορούν να προκύψουν από ανεπαρκή αξιοπιστία, ποιότητα υλικών, ασφάλεια, συνέχεια υπηρεσιών κ.λ.π. οι οποίες είναι δύσκολο να προβλεφθούν. Μια ιδανική δομή θα περιλαμβάνει: φυσιολογική πηγή παροχής τοπική εφεδρική πηγή παροχής

42 3.6 Εγκατάσταση και μετρήσεις ηλεκτροδίων γείωσης Ένα ηλεκτρόδιο γης χαμηλής αντίστασης βελτιώνει την προστασία της ηλεκτρικής εγκατάστασης από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις, και ιδιαίτερα στην περίπτωση υπερτάσεων που προκαλούνται από κεραυνό. Η προστασία του κτιρίου από πλήγματα κεραυνού, πάντως, απαιτεί ειδικές μελέτες, και δεν είναι το αντικείμενο αυτού του οδηγού. Η ποιότητα ενός ηλεκτροδίου γης (με αντίσταση όσο γίνεται πιο μικρή) εξαρτάται απαραιτήτως από μέθοδο εγκατάστασης φύση του εδάφους Μέθοδοι εγκατάστασης δύο παράγοντες: Θα ασχοληθούμε με τρεις συνηθισμένους τύπους εγκατάστασης. Ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος απόκτησης σύνδεσης με γη χαμηλής αντίστασης είναι να θαφτεί ένας αγωγός σε σχήμα κλειστού βρόγχου στο έδαφος στη βάση της ανασκαφής για τα θεμέλια του κτιρίου. Η αντίσταση R ενός τέτοιου ηλεκτροδίου (σε ομοιογενές έδαφος) δίνεται σε Ω από τον τύπo:r=2ρ/l όπου L = το μήκος του θαμμένου αγωγού σε μέτρα ρ = η ειδική αντίσταση του εδάφους σε Ω-meters προσοχή πρέπει να δίνεται για να αποφύγουμε την ύπαρξη διάβρωσης, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου μέταλλα διαφορετικής ηλεκτρασθενικότητας είναι θαμμένα σε μικρή απόσταση το ένα από το άλλο, για η ράβδους: R=p/nL Πρέπει να αποφευχθεί η εμφάνιση διάβρωσης, ιδιαίτερα όταν άμορφα μέταλλα είναι θαμμένα σε κοντινή απόσταση. Ένα ηλεκτρόδιο τύπου αγωγού που σχηματίζει ένα δακτύλιο κάτω από την περίμετρο του κτιρίου που φιλοξενεί την εγκατάσταση που εξετάζεται (Σχ.3.21). Αυτή η λύση συστήνεται ιδιαίτερα, ειδικά στην περίπτωση νέου κτιρίου. Το ηλεκτρόδιο θα πρέπει να θάβεται γύρω από την περίμετρο ανασκαφής για τα θεμέλια. Είναι σημαντικό ο γυμνός αγιογός να βρίσκεται σε στενή επαφή με το έδαφος (και να μην τοποθετείται στα χαλίκια ή το μείγμα που συχνά αποτελεί τη βάση για τσιμέντο). Τουλάχιστον τέσσερις (σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους) κατακόρυφα διατεταγμένοι αγωγοί ερχόμενοι από τα ηλεκτρόδιο γης θα πρέπει να παρέχονται για τις συνδέσεις με την ηλεκτρική εγκατάσταση, και όπου αυτό είναι δυνατόν, οι ενισχυτικές χαλύβδινες ράβδοι που βρίσκονται μέσα στο τσιμέντο θα πρέπει να συνδέονται με το ηλεκτρόδιο. Ο αγιογός που σχηματίζει το ηλεκτρόδιο γης, ιδιαίτερα όταν τοποθετείται στην ανασκαφή για τα θεμέλια, πρέπει να βρίσκεται μέσα στο έδαφος, τουλάχιστον 50cm κάτω από τον σκληρό πυρήνα η βάση μείγματος για τα θεμέλια τσιμέντου. Για υπάρχοντα κτίρια, ο αγωγός του ηλεκτροδίου θα πρέπει να θάβεται γύρω από τον εξωτερικό τοίχο του χώρου σε βάθος τουλάχιστον 1μέτρου. Σαν γενικός κανόνας όλες οι

43 Διατάξεις γείωσης κατακόρυφες συνδέσεις από το ηλεκτρόδιο γης προς τα πάνω από το επίπεδο του εδάφους θα πρέπει να μονώνονται για την ονομαστική τάση XT ( V). Οι αγωγοί μπορούν να είναι: γυμνό καλώδιο ή πολλαπλή ταινία χαλκού >25 mm^ καλώδιο ή πολλαπλή ταινία ανοξείδωτου χάλυβα >35 mm^ καλώδιο γαλβανισμένου χάλυβα Ο χαλκός είναι το πιο ακριβό υλικό, αλλά και το πιο κατάλληλο από την άποψη διάβρωσης. Η χρήση περισσοτέρων του ενός υλικών στο ίδιο έδαφος αντενδείκνυται, καθώς το στοιχειώδες πρωτογενές ηλεκτροχημικό στοιχείο (π.χ. ψευδάργυρος/ χαλκός) που σχηματίζεται στον ηλεκτρολύτη του υγρού εδάφους θα προκαλέσει προβλήματα διάβρωσης. Στην περίπτωση που αναφέρθηκε, ο ψευδάργυρος θα μεταφερθεί με ηλεκτροαπόθεση στον χαλκό, αφήνοντας τελικά έναν ακάλυπτο (διαβρωμένο αγωγό χάλυβα υψηλής αντίστασης ανάμεσα στην εξωτερική του επιφάνεια και τη γη. Ενισχυτικοί ράβδοι χάλυβα σε μπετόν, πάντως, έχουν περίπου το ίδιο γαλβανικό δυναμικό, στις ηλεκτροχημικές σειρές, όπως ο χαλκός στο έδαφος, έτσι ώστε τα ηλεκτρόδια γης από χαλκό να μπορούν να συνδέονται με ενισχυτικές ράβδους από χάλυβα, χωρίς προβλήματα διάβρωσης***. Οι ράβδοι χάλυβα στο έδαφος, από την άλλη πλευρά, θα διαβρωθούν αν συνδεθούν με ενισχυτικές ράβδους χάλυβα σε μπετόν. Το αλουμίνιο και το μολύβι δεν είναι κατάλληλα για χρήση σαν ηλεκτρόδια γείωσης. Η αντίσταση R του ηλεκτροδίου σε Ω είναι περίπου ίση με 2p/L όπου L είναι το μήκος του αγωγού σε μέτρα και ρ είναι η ειδική αντίσταση του εδάφους σε Ω-meters. Σχ. 3.21: αγωγός θαμμένος κάτω από το επίπεδο των θεμελίων, δηλαδή όχι στο μπετόν (*) Πρακτική εμπειρία έδειξε ότι σε διαφορές δυναμικού μικτότερες των 0.3 vvolts δεν εμφανίζεται πρόβλημα διάβρωσης Ράβδοι γείωσης (Σχ. 3.22) Ράβδοι γείωσης σε κατακόρυφη θέση χρησιμοποιούνται συχνά για ήδη υπάρχοντα κτίρια και για βελτίωση (δηλαδή για μείωση της αντίστασης) του ηλεκτροδίου γης σε περιπτώσεις όπου η ύπαρξη στεγνών ανώτερων στρωμάτων του εδάφους μπορεί να αντιμετωπιστεί μόνο με περαιτέρω διείσδυση στη γη. Οι ράβδοι μπορούν να είναι:

44 Διατάξεις γείωσης χαλκός ή (πιο συνηθισμένα) χάλυβας μέσα σε χαλκό. Οι ράβδοι δεύτερου τύπου είναι γενικά μήκους 1 ή 2 μέτρων και έχουν βιδωτές άκρες και υποδοχές έτσι ώστε να φτάνουν σε σημαντικά βάθη, αν αυτό είναι απαραίτητο (για παράδειγμα στο επίπεδο του υδροφόρου ορίζοντα σε περιοχές υψηλής ειδικής αντίστασης εδάφους). γαλβανισμένοι (Βλ. σημείωση παρακάτω) σωλήνες χάλυβα >25mm διάμετρος, ή ράβδος 15 mm διάμετρος, >2 mm μήκους σε κάθε περίπτωση. Συχνά είναι απαραίτητη η χρήση περισσοτέρων της μιας ράβδου, οπότε η απόσταση ανάμεσα τους θα πρέπει να υπερβαίνει το βάθος στο οποίο οδηγούνται, κατά ένα παράγοντα 2 ή 3. Η συνολική αντίσταση (σε ομογενές) έδαφος είναι τότε ίση με την αντίσταση μιας ράβδου, διαιρεμένη με τον αριθμό των ράβδων. Προσεγγιστικά η αντίσταση σε Ω θα είναι p/nl αν η αντίσταση ανάμεσα στις ράβδους είναι > 4L, όπου: L το μήκος της ράβδου σε μέτρα, ρ η ειδική αντίσταση του εδάφους σε Ω-m και η ο αριθμός των ράβδων. Ράβδοι συνδεδεμένοι παράλληλο Σχ.3.22 ράβδοι γείωσης Κατακόρυφες πλάκες (Σχ ) Ορθογώνιες πλάκες, κάθε πλευρά των οποίων είναι > 0.5 m, χρησιμοποιούνται συχνά σαν ηλεκτρόδια γης, θαμμένες σε ένα κατακόρυφο επίπεδο τέτοιο ώστε το κέντρο της πλάκας να βρίσκεται τουλάχιστον 1μέτρο κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Οι πλάκες μπορούν να είναι: χαλκός πάχους 2mm γαλβανισμένος χάλυβας πάχους 3 mm Η αντίσταση σε Ω δίνεται κατά προσέγγιση από την σχέση R=(0.8p/L) Ω, όπου L το μήκος της ράβδου σε μέτρα, ρ η ειδική αντίσταση του εδάφους σε Ωm. * * Σημείωση: Όπου χρησιμοποιούνται γαλβανισμένα αγώγιμα υλικά σαν ηλεκτρόδια γείωσης, θυσιαζόμενες άνοδοι καθοδικής προστασίας μπορεί να είναι απαραίτητες για να αποφευχθεί η ταχεία διάβρωση των ηλεκτροδίων όπου το έδαφος είναι επιθετικό. Ειδικά κατασκευασμένες άνοδοι μαγνησίου (σε ένα πορώδη σάκο γεμάτο με κατάλληλο

45 έδαφος) είναι διαθέσιμες για άμεση σύνδεση με τα ηλεκτρόδια. Σε τέτοιες περιπτώσεις συστήνεται η συμβουλή ειδικευμένου επαγγελματία σε τέτοια θέματα. 1πάχος (χαλκός) Επίδραση της φύσης του εδάφους Σχ κατακόρυφες πλάκες Δεδομένα σχετικά με ειδικές αντιστάσεις εδάφους σε ανάλογες τοποθεσίες παρέχουν μια χρήσιμη 6άση για το σχεδίασμά ενός συστήματος ηλεκτροδίου γης. φύση του εδάφους επίπεδο αντίστασης του εδάφους (σε Ω- m) βαλτώδες έδαφος, ορυχείο 1-30 υλικό πρόσχωσης λάσττη φύλλων ωυλάθοαζ. τύοωυ μαλακός άργιλος, 50 λασπώδης και συμπιεσμένος άργιλος λάσπη φυτικής ύλης αμμώδης άργιλος συλικονούχος άμμος πετρώδες έδαφος πετρώδες υπόστρωμα καλυμμένο με χόρτο έδαφος με κιμωλία ασβεστόλιθος ρηγματώδης ασβεστόλιθος σχιστόλιθος μίκα 800 γρανίτης και αμμόπετρα αποσυνθετιμένος γρανίτης και αμμόπετρα Πίνακας 3.24 ειδική αντίσταση (Ω- ΓΠ) για διαφορετικούς τύπους εδάφους.

46 Διατάξεις γείωσης φύση του εδάφους μέση τιμή της αντίστασης του εδάφους (σε Ω- m) εντατικά καλιεργούμενο έδαφος, συμπαγής υγρά προσχώματα 50 καλιεργήσιμή γη ελαφρού εδάφους, χαλίκι, πρόχειρα 500 κατασκευασμένο ανάχωμα πετρώδες έδαφος, αποκολλημένη ξερή άμμος, ρηγμώδεις 3000 βράχοι ^ Πίνακας 3.25 μέση τιμή ειδικής αντίστασης (Ω- m) για προσεγγιστική εκτίμηση της αντίστασης ηλεκτροδίου γης σε σχέση με τη γη μηδενικού δυναμικού. Μετρήσεις και σταθερότητα της αντίστασης ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο γης και τη γη Η αντίσταση της επαφής ηλεκτροδίου/ γης σπανία μένει σταθερή. Ανάμεσα στους κύριους παράγοντες που την εττηρεάζουν είναι και οι ακόλουθοι: η υγρασία του εδάφους: οι εποχιακές αλλαγές στο επίπεδο υγρασίας του εδάφους μπορούν να είναι σημαντικές σε βάθη μέχρι 2 mm. Σε βάθος 1 m η τιμή της ειδικής αντίστασης (ρ) μπορεί να μεταβάλλεται με αναλογία 1 προς 3 ανάμεσα σε έναν υγρό χειμώνα και ένα ξηρό καλοκαίρι σε εύκρατες περιοχές. παγωνιά: το παγωμένο έδαφος μπορεί να αυξήσει την ειδική αντίσταση του Εδάφους κατά διάφορες τάξεις μεγέθους. Αυτός είναι ένας από τους λόγους, μαζί με τον προηγούμενο, για τη σύσταση εγκατάστασης ηλεκτροδίων μεγάλου βάθους. γήρανση: τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τα ηλεκτρόδια γενικά φθείρονται σε κάποιο βαθμό για διάφορους λόγους, όπως: χημικές αντιδράσεις (σε όξινα ή βασικά εδάφη) γαλβανικά: λόγω ρευμάτων dc (συνεχή ρεύματα) που διαφεύγουν στη γη από συστήματα μεταφοράς φορτίων κ.λ.π., ή λόγω υψηλών συγκεντρώσεων άμορφων μετάλλων που σχηματίζουν πρωτογενή ηλεκτροχημικά στοιχεία. Διαφορετικά εδάφη που επιδρούν σε τμήματα του ίδιου αγωγού μπορούν επίσης να σχηματίσουν καθοδικές και ανοδικές περιοχές με συνεπαγόμενη απώλεια επιφανειακού μετάλλου. Δυστυχώς, οι καλύτερες συνθήκες για χαμηλή αντίσταση ηλεκτρόδιου/ γης (δηλαδή χαμηλή ειδική αντίσταση εδάφους) είναι εκείνες για τις οποίες τα γαλβανικά ρεύματα ρέουν πιο εύκολα οξείδωση: συγκολλημένα μέρη και ενώσεις είναι οι τοποθεσίες στις οποίες η οξείδωση είναι πιο πιθανό να εμφανιστεί. Ο επιμελής καθαρισμός μιας νέας ένωσης και το τύλιγμα με κατάλληλη ταινία με λιπανηκό είναι το μέσο πρόληψης που υιοθετείται συχνά.

47 Μέτρηση της αντίστασης ηλεκτροδίου/ γης Αντίσταση Πρέπει πάντα να υπάρχουν αφαιρετοί σύνδεσμοι, οι οποίοι να επιτρέπουν την απομόνωση του ηλεκτροδίου από την εγκατάσταση έτσι, ώστε να γίνονται περιοδικοί έλεγχο: της αντίστασης γείωσης. Για να γίνουν τέτοιοι έλεγχοι, απαιτούνται δύο Βοηθητικά ηλεκτρόδια, καθένα από τα οποία αποτελείται από μια ράβδο κατακόρυφο τοποθετημένη. μέθοδος αμπερομέτρου (Σχ. 3.26) υτ, A = RT + R t, = ^ A + C -B = 2RT Όταν η τάση της πηγής υ είναι σταθερή και ρυθμίζεται στην ίδια τιμή για κάθε έλεγχο), τότε: Για να αποφεύγονται σφάλματα λόγω ρευμάτων διαρροής προς γη (γαλβανικά ή ρεύματα διαρροής από δίκτυα ισχύος και επικοινωνιών κ.λ.π.) το ρεύμα ελέγχου θα πρέτιει να είναι εναλλασσόμενο αλλά σε διαφορετική συχνότητα από εκείνη του συστήματος ηλεκτρικής ισχύος η κάποιας από τις αρμονικές της όργανα που χρησιμοποιούν χειροκίνητες γεννήτριες για να κάνουν αυτές τις μετρήσεις, συνήθως παράγουν μια τάση ac σε συχνότητα μεταξύ 85Ηζ και 135Ηζ. Οι αποστάσεις ανάμεσα στα ηλεκτρόδια δεν είναι σημαντικές και μπορούν να είναι σε διαφορετικές διευθύνσεις από το ηλεκτρόδιο που ελέγχεται, ανάλογα με τις κατάλληλες θέσεις της τοποθεσίας. Συνήθως πραγματοποιείται μια σειρά από ελέγχους σε διαφορετικές αποστάσεις και διευθύνσεις, ώστε να ελέγχονται τα αποτελέσματα

48 Σχ.3.26 μέτρηση της αντίστασης προς γη ενός ηλεκτροδίου γείωσης μιας εγκατάστασης με χρήση ενός αμπερομέτρου ωμομετρου αντίστασης γείωσης απ ευθείας ανάγνωσης (Σχ.3.27) Αυτά τα όργανα έχουν μια χειροκίνητη ή ηλεκτρονικού τύπου γεννήτρια εναλλασσόμενου, μαζί με δύο Βοηθητικά ηλεκτρόδια, η απόσταση των οποίων πρέπει να είναι τέτοια ώστε η ζώνη επιρροής του ηλεκτροδίου που ελέγχεται να μην υπερκαλύπτει εκείνη του ηλεκτροδίου ελέγχου (C). Μέσα από το ηλεκτρόδιο μέτρησης (C) που βρίσκεται μακρύτερα από το ηλεκτρόδιο υπό έλεγχο (X), περνά ένα ρεύμα μέσω της γης περνά μέσα από το ηλεκτρόδιο μέτρησης το οποίο ελέγχεται. Το δεύτερο ηλεκτρόδιο μέτρησης (Ρ) αναπτύσσει τάση. Αυτή η τάση που μετράται ανάμεσα στα X και Ρ, οφείλεται στο ρεύμα ελέγχου, και είναι ένα μέτρο της αντίστασης επαφής (του ηλεκτροδίου υπό δοκιμή) με τη γη. Είναι φανερό ότι η απόσταση ανάμεσα στα X και Ρ πρέπει να επιλεγεί κατάλληλα ώστε τα αποτελέσματα να είναι ακριβή. Αν, πάντως, η απόσταση X προς C αυξηθεί οι ζώνες αντίστασης των ηλεκτροδίων X και C γίνονται πιο απομακρυσμένες, μεταξύ τους, και η καμπύλη δυναμικού γίνεται περισσότερο οριζόντια κοντά στο σημείο C. Σε πρακτικές δοκιμές, γι' αυτό το λόγο, η απόσταση ανάμεσα σε X και C αυξάνεται μέχρις ότου οι ενδείξεις που λαμβάνονται από το ηλεκτρόδιο Ρ σε τρία διαφορετικά σημεία, στο Ρ, και σε απόσταση 5 μέτρων σε κάθε πλευρά του Ρ να δίνουν παρόμοιες τιμές. Η απόσταση ανάμεσα σε X και Ρ είναι περίπου 0.68 της απόστασης ανάμεσα σε X και C.

49 V-G Πτώση τάσης εξαιτίας της αντίστασης του ηλειαροδίου(χ) Πτώση τάσης εξαιτίας της αντίστασης του ηλεκτροδίου(ο) Α) Η αρχή μέτρησης βασίζεται στις υποτιθέμενες συνθήκες ομοιογενούς εδάφους όπου οι ζώνες επίδρασης των ηλεκτροδίων C και X αλληλοκαλύπτονται. Η θέση του ηλεκτροδίου δοκιμών (μετρήσεων) Ρ είναι δύσκολο να καθοριστεί προκειμένου να έχουμε ικανοποιητικά αποτελέσματα.

50 Β) δείχνοντας το αποτέλεσμα της βάθμωσης του δυναμικού όταν (X) και (C) είναι σε μεγάλη απόσταση τοποθετημένα. Η θέση του ηλεκτροδίου δοκιμών Ρ δεν είναι κρίσιμη και μπορεί εύκολα να καθοριστεί. Σχ μέτρηση της αντίστασης στη μάζα του ηλεκτροδίου γης X με χρήση ενός δοκιμαστικού ωμομέτρου ηλεκτροδίου γης. Απλοποιημένη μέτρηση (διάταξη ΤΤ). Σε ένα σύστημα γειωμένο κατά ΤΤ, είναι δυνατή μια απλοποιημένη μέθοδος μέτρησης της αντίστασης του ηλεκτροδίου γης. Αποτελείται από τη μέτρηση της σύνθετης αντίστασης ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο γης και τον ουδέτερο αγωγό. Ισούται με το άθροισμα της αντίστασης του ηλεκτροδίου γης καταναλωτή και της αντίστασης του ηλεκτροδίου γης του διανομέα. Αυτή η τιμή είναι πάντοτε μεγάλη, αλλώ η αντίσταση του ηλεκτροδίου γης του διανομέα είναι γενικά μικρότερη από 5. Σε περίπτωση αμφιβολίας, χρησιμοποιείστε τη γενική μ '

51 Βασικές υττηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές 4. βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές 4.1 συνέχεια παροχής ηλεκτρικής ισχύος Η συνέχεια της παροχής ισχύος εξασφαλίζεται με: Κατάλληλη διαίρεση της εγκατάστασης και την παροχή εναλλακτικών πηγών Την παροχή τοπικής εφεδρικής ηλεκτροπαραγωγής Υποδιαίρεση και διπλασιασμό σημαντικών κυκλωμάτων Τον τύπο της διάταξης γείωσης (π.χ IT) Διατάξεις επιλεκτικής προστασίας Ένας μεγάλος βαθμός συνέχειας παροχής ισχύος μπορεί να επιτευχθεί: με διαμερισματοποιηση της εγκατάστασης, παρέχοντας περισσότερες από μια τιήγες π.χ μια σύνδεση κυκλικής παροχής, με αυτόματη τοπική εφεδρική παραγωγή για απαραίτητες υπηρεσίες, την υποδιαίρεση των κυκλωμάτων, την επιλογή του συστήματος γείωσης (IT, ΤΤ, ΤΝ, κ.λ,π) και την χρήση συσκευών επιλεκτικής προστασίας (ασφάλειες, αυτόματοι διακόπτες). Η διαίρεση των εγκαταστάσεων δακτυλίου και η πρόβλεψη περισσότερων της μιας πηγών Ο πιο συνηθισμένος τρόπος εξασφάλισης ενός υψηλού επιπέδου συνέχειας παροχής από το δίκτυο ισχύος είναι οι παροχές ΜΤ τύπου δακτυλίου και (όπου το εγκατεστημένο φορτίο δικαιολογεί το κόστος) δυο ή περισσότεροι μετασχηματιστές ΜΤ/ΧΤ, με παροχή για διασύνδεση των γενικών πινάκων διανομής XT. Η χρήση διαφορετικών μετασχηματιστών επιτρέπει ένα μέτρο διαχωρισμού των φορτίων που διαφορετικά θα προκαλούσε μια απαράδεκτη διαταραχή σε αλλά κυκλώματα, για παράδειγμα: Δίκτυα υπολογιστών που είναι ευαίσθητα στην ρύθμιση τάσης Κυκλώματα που δημιουργούν αρμονικές όπως οι λαμπτήρες φθορισμού, ηλεκτρονικοί μετατροπείς διάφορων ειδών (ανορθωτές ελεγχόμενοι από θυριστορ, αντιστροφεις, ελεγκτές ταχύτητας κινητήρα.) Κυκλώματα που δημιουργούν υπερβολικές μεταβολές τάσης, όπως οι μεγάλοι κινητήρες φούρνοι τόξου κ.λ,π. Αυτά τα φορτία και άλλα παρόμοιων χαρακτηριστικών, δηλαδή φορτία ευαίσθητα σε παραμορφώσεις και φορτία που τις προκαλούν, θα πρέπει να τροφοδοτούνται από διαφορετικούς μετασχηματιστές ΜΤ/ΧΤ, με αυτό τον τρόπο το ΣΚΣ (σημείο κοινής σύνδεσης) μετατοπίζεται από τους ζυγούς XT στους ζυγούς ΜΤ όπου οι επιπτώσεις είναι πολύ μικρότερες από την μια ομάδα φορτίων προς την άλλη και σε μερικές

52 Βασικές υτιηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές περιπτώσεις εξαλείφονται τελείως. Μια ξεχωριστή περίπτωση αφορά τις τρίτες αρμονικές και όλα τα πολλαπλάσια των τρίτων αρμονικών. Αν χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές ΜΤ/ΧΤ τριγωνο/αστερας, τότε οι τρίτες αρμονικές στην μεριά XT του ενός μετασχηματιστή δεν εμφανίζονται στους αγωγούς ΜΤ που τον τροφοδοτούν και έτσι δεν επηρεάζει γειτονικούς μετασχηματιστές. Επιπλέον, οποιεσδήποτε τρίτης αρμονικής τάσεις μπορεί να εμφανίζονται στους ζυγούς ΜΤ (από απ ευθειας συνδεδεμένο φορτίο ΜΤ για παράδειγμα το διανυσματικό άθροισμα των τάσεων αρμονικών 3 τάξης στον αστέρα μηδενίζεται), δεν θα μετασχηματιστούν στην μεριά XT μετά από ένα μετασχηματιστή τριγωνο/αστερας. Ο διαχωρισμός των φορτίων μέσω μετασχηματιστών με αυτό τον τρόπο μερικές φορές αναφέρεται σαν γαλβανική απόζευξη. Η εξασφάλιση εφεδρικών πηγών ισχύος Παραδείγματα εφεδρικών πηγών ισχύος περιλαμβάνουν: δυο χωριστούς υποσταθμούς ΜΤ/ΧΤ, ένα ιδιωτικό σταθμό παραγωγής ενέργειας, γεννήτριες diesel, στατό τροφοδοτικό αδιάλειπτης παροχής. Η υποδιαίρεση των κυκλωμάτων Τα κυκλώματα διαιρούνται σε ομάδες ανάλογα με την σχετική σπουδαιότητα. Γενικά τα φορτία χωρίζονται σε δυο ομάδες που αναφέρονται σαν κύρια και δευτερεύοντα φορτία και τροφοδοτούνται από διαφορετικούς ζυγούς. Το Σχ. 4.1 δείχνει μια τυπική διάταξη ενός σχήματος αυτόματης μετάβασης που παρέχει εφεδρική ισχύ χαμηλής τάσης σε ένα πίνακα διανομής κυρίων φορτίων. Σχ 4.1 κύρια και δευτερεύοντα φορτία χωρίζονται, με αυτόματη εφεδρική ισχύ για τα κύρια

53 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Μια υπό-ομάδα των ιαιρίων φορτίων, κύριως εξοπλισμός ηλεκτρονικών υπολογιστών και τεχνολογίας πληροφορικής, απαιτεί το μέγιστο βαθμό συνέχειας, σταθερό επίπεδο τάσης και ποιότητα κυματομορφης της τάσης και του ρεύματος τροφοδοσίας. Αυτές οι απαιτήσεις πληρούνται από ένα σύστημα στατου αντιστροφεα UPS. Σχ 4.2 ένα παράδειγμα εφεδρικής παροχής ισχύος (ΜΤ) μέσης τάσης Επιλογή συστήματος γείωσης Όταν η απαίτηση συνεχούς παροχής είναι η πρώτη προτεραιότητα, π.χ. σε συνεχείς διαδικασίες παραγωγής, χειρουργεία κ.λ.π. υιοθετείται γενικά το σχήμα γείωσης IT. Αυτό το σχήμα επιτρέπει φυσιολογική (και ασφαλή) συνεχεία της λειτουργίας ηλεκτρικής εγκατάστασης σε περίπτωση που συμβεί ένα σφάλμα γης (η πιο συνηθισμένη βλάβη μόνωσης). Η διακοπή λειτουργίας για τον εντοπισμό του σφάλματος χειροκίνητα ή αυτόματα και την διόρθωση του είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί αργότερα, σε βολικότερη στιγμή (π.χ στο τέλος της διαδικασίας παραγωγής κ.λ.π.). Ένα δεύτερο σφάλμα γης (αν αυτό συμβεί σε διαφορετική φάση ή στον ουδέτερο) θα προκαλέσει ένα σφάλμα βραχυκυκλώματος το οποίο θα προκαλέσει το άνοιγμα του αυτόματου διακόπτη. Επιλεκτική προστασία με αυτόματους διακόπτες και/ή με ασφάλειες Ο πρωταρχικός στόχος οποιαδήποτε διάταξη προστασίας από σφάλμα μόνωσης, υπερφόρτωση κ.λπ. είναι να ανοίξει ο αυτόματος διακόπτης ή να λιώσουν οι ασφάλειες που ελέγχουν το ελαττωματικό κύκλωμα μόνο, αφήνοντας όλους τους υπόλοιπους διακόπτες και ασφάλειες ανεπηρέαστα. Σε εγκαταστάσεις ακτινικής διακλάδωσης αυτός είναι ο πλησιέστερος διακόπτης ή ασφάλεια πριν το σφάλμα. Όλα τα φορτία που ακολουθούν τη θέση του σφάλματος αποκόπτονται επομένως από την τροφοδοσία. Το ρεύμα βραχυκυκλώματος (ή υπερφόρτισης) θα περάσει γενικά από ένα ή περισσότερους διακόταες ή ασφάλειες πριν τη θέση του σφάλματος που ελέγχουν το ελαττωματικό καλώδιο ή συσκευή.

54 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Με τον όρο "επιλειαική προστασία" εννοούμε ότι καμία από τις συσκευές προστασίας πριν το σφάλμα μέσα από τις οποίες ρέει το ρεύμα σφάλματος δεν θα λειτουργήσει πριν λειτουργήσει η συσκευή προστασίας που επιτηρεί το ελαττωματικό κύκλωμα. Γενικά η επιλεκτικότητα επιτυγχάνεται αυξάνοντας τον χρόνο λειτουργίας των αυτόματων διακοπτών καθώς η απόσταση τους από την πηγή μειώνεται. Με αυτόν τον τρόπο, η αδυναμία λειτουργίας του αυτόματου διακόπτη κοντότερα στο σφάλμα σημαίνει ότι ο προηγούμενος αυτόματος διακόπτης θα λειτουργήσει σε ελαφρώς μεγαλύτερο χρόνο. Σχ 4.3 η αρχή της επιλεκτικής προστασίας 4.2 ποιότητα παροχής ηλεκτρικής ισχύος Τα δημόσια και ιδιωτικά δίκτυα παροχής ισχύος υπόκεινται σε διαταράξεις, των οποίων το επίπεδο και η συχνότητα πρέπει να ελέγχεται και να διατηρείται σε ορισμένα όρια. Τα πιο σημαντικά είναι: Πτώσεις τάσεως ή ξαφνικές ανυψώσεις και βυθίσεις τάσεως, Τρεμόπαιγμα Υπερτάσεις Αρμονικές τάσεως και ρεύματος, ιδιαιτέρως οι αρμονικές περιττής τάξεως, Φαινόμενα υψηλής συχνότητας Βυθίσεις τάσεως μικρής διάρκειας Τα ανεπιθύμητα αποτελέσματα των βυθίσεων τάσεως αντιμετωπίζονται με διάφορους τρόπους, ανάλογα με την συσκευή που εξετάζεται. Μερικά συνηθισμένα μέτρα περιλαμβάνουν: Αυτόματη μείωση φορτίου και επανασύνδεση, Η χρήση μονάδων αδιάλειπτης παροχής ισχύος, Κινητήρες υψηλής ροπής.

55 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Χρήση λαμπτήρων που δεν σβήνουν κατά τις βυθίσεις τάσεως και άλλες λύσεις. Τύποι βυθίσεως τάσεως Ανάλογα με την διάρκεια της βύθισης της τάσεως, η αιτία αυτής της διαταραχής μπορεί να οφείλεται σε μια από τις ακόλουθες καταστάσεις: Λιγότερο από 0,1s: σφάλματα βραχυκύκλωσες που συμβαίνουν οπουδήποτε στα τοπικά δίκτυα XT και εξαλείφονται από συσκευές προστασίας (αυτόματοι διακόπτες, ασφάλειες κ.λπ.) Αυτός ο τύπος βύθισης είναι ο πιο συνηθισμένος στις τυπικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις σε αντίθεση με τα δίκτυα που βρίσκονται κοντά σε βαριά βιομηχανία, όπου οι μεγάλου χρόνου διαταραχές είναι συνηθισμένες Από 0,1 ως 0,5s: τα περισσότερα σφάλματα που γίνονται στην ΜΤ εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγόρια. Πάνω από 0,5s: σε επαρχιακά δίκτυα όπου διακόπτες με αυτόματη επανάκληση είναι συνηθισμένοι και πολλές βυθίσεις μπορούν να εμφανιστούν διαδοχικά πριν το σφάλμα εξαλειφθεί. Άλλοι λόγοι για βυθίσεις τάσεως πάνω από 0,5s περιλαμβάνουν την εκκίνηση τοπικών ηλεκτρικών κινητήρων (οι σειρήνες συναγερμού πυρκαγιάς ενός κεντρικού σταθμού προκαλούν κυκλικές βυθίσεις στο γειτονικό δίκτυο διανομής) οι κινητήρες ανελκυστήρων θα επηρεάσουν τους τοπικούς καταναλωτές, κ.λπ. Μερικές συνέπειες και λύσεις Ανάμεσα στο μεγάλο αριθμό ανεπιθύμητων επιπτώσεων των βυθίσεων τάσεως, μπορούν να αναφερθούν οι ακόλουθες: Ανάλογα με τη σοβαρότητα της βύθισης και τον τύπο των φορτίων στην εν λόγω εγκατάσταση, υπάρχει ο κίνδυνος ανάπτυξης υψηλού ρεύματος που εμφανίζεται στην αποκατάσταση της φυσιολογικής τάσης, με το επακόλουθο άνοιγμα των κυρίων διακοπτών λόγω υπερέντασης. Μια πιθανή λύση είναι μια διάταξη αυτόματης μείωσης φορτίου και σταδιακής επανασύνδεσης των συσκευών που απαιτούν υψηλό ρεύμα εκκίνησης π.χ. κρύοι λαμπτήρες πυρακτώσεως και φορτία θέρμανσης ωμικού χαρακτήρα. Σε όλες τις εφαρμογές που βασίζονται σε η/υ όπως η επεξεργασία κειμένου, πληροφορική, έλεγχος εργαλείων-μηχανών κ.λπ. οι βυθίσεις τάσεως είναι μη αποδεκτές, καθώς οι απώλεια πληροφορίας ή η καταστροφή ενός προγράμματος μπορεί να συμβεί, με καταστροφικές συνέπειες. Κάποιος βαθμός διακύμανσης τάσεως μπορεί να γίνει ανεκτός και κυκλώματα σταθεροποίησης τάσεως έχουν εγκατασταθεί για αυτό το σκοπό, αλλά η γενική λύση για κρίσιμα φορτία η χρήση μονάδων αδιάλειπτης παροχής ισχύος (UPS). Οι μονάδες αυτές χρησιμοποιούν συσσωρευτές και αντίστροφης, που σχετίζονται με μονάδες ντηζελογεννητριων αυτόματου έλεγχου. Για ένα ηλεκτρικό κινητήρα, η επιβράδυνση κατά τη βύθιση τάσεως (η ροπή είναι ανάλογη της τάσης) σημαίνει ότι η αντί-ηλεκτρική δύναμη του θα είναι σε μετατόπιση φάσεως ως προς την αποκατεστημένη τάση. Αυτό αποτελεί συνθήκη βραχυκυκλώματος, με αντίστοιχη εμφάνιση υψηλού ρεύματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, εκτεταμένες μεταβατικές ροττές μπορούν να εμφανιστούν, με κίνδυνο βλάβης στους άξονες, τα τυλίγματα κ.λ]π. Μια συνηθισμένη θεραπεία του

56 Βασικές υτυηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές προβλήματος είναι η εγκατάσταση κινητήρων υψηλής αδρανείας και υψηλής ροπής όπου το φορτίο το επιτρέπει. Μερικοί τόποι λαμπτήρων εκκενώσεως (κυρίως λαμπτήρες αεριού υδράργυρου) που χρησιμοποιούνται για δημόσιο φωτισμό, σβήνουν κάτω από ορισμένη τάση και απαιτούν μερικά λεπτά για να κρυώσουν πριν να ξανανάψουν. Η λύση είναι η χρήση λαμπτήρων τύπου ή η ανάμειξη λαμπτήρων που δεν σβήνουν για να διατηρηθεί ένα επαρκές επίπεδο φωτισμού. Υπερτάσεις Οι ζημιογόνες επιπτώσεις των υπερτάσεων μπορούν να αποφευχθούν: Για υπερτάσεις σε συχνότητα του συστήματος, εξασφαλίζοντας κατάλληλη ικανότητα αντοχής σε υπερτάσεις για τον εξοπλισμό που εξετάζεται. Χρησιμοποιώντας συσκευές περιορισμού τάσεως σε κατάλληλα συντονισμένη διάταξη μόνωσης. Αυτές οι συσκευές είναι πάντα σε διατάξεις IT. Για μεταβατικές (γενικά τύπου παλμού) υπερτάσεις, εφαρμόζοντας περιοριστές, συντονίζοντας κατάλληλα την διάταξη που αναφέρθηκε παραπάνω. Τύποι υπερτάσεων Οι υπερτάσεις χωρίζονται με γενικό τρόπο ανάλογα με το αίτιο τους: Υπερτάσεις που οφείλονται σε κεραυνούς αναφέρονται ως υπερτάσεις ατμοσφαιρικού αίτιου. Αυτές οι υπερτάσεις γενικά επηρεάζουν τις γραμμές εναέριας μεταφοράς και τις γραμμές διανομής, υπαίθριο εξοπλισμό υποσταθμών και διακόπτες και μετασχηματιστές κ.λπ που συνδέονται απευθείας σε μια τέτοια εκτεθειμένη ηλεκτρική εγκατάσταση. Η συχνότητα εμφάνισης αυτού του φαινομένου σχετίζεται με το ονομαζόμενο κεραύνιο επίπεδο της περιοχής και με το είδος του δικτύου που εξετάζεται, δηλαδή υπόγεια καλώδια ή υπέργειες γραμμές. Το κεραύνικο επίπεδο ορίζεται ο αριθμός των ημερών ανά χρόνο στις οποίες ο ήχος του κεραυνού ακούγεται στην εν λόγω περιοχή. Αειτουργικές υπερτάσεις. Η λειτουργία των διακοπτών σε ΜΤ μπορεί να προκαλέσει εμφάνιση υπερτάσεων παρόμοιες με εκείνες ατμοσφαιρικού αίτιου. Ενώ στα δίκτυα XT το λιώσιμο ασφαλειών για την εξάλειψη ενός σφάλματος μπορεί επίσης να προκαλέσει σημαντικές υπερτάσεις. Στη διανομή μέσης τάσης οι υπερτάσεις λόγω διακοπτών αντιμετωπίζεται επαρκώς μέσω των περιοριστών. Υπερτάσεις σε μια εγκατάσταση XT λόγω σφαλμάτων σε ένα σύστημα ΜΤ, για παράδειγμα: 1. ένα άμεσο σφάλμα ΜΤ/ΧΤ που συμβαίνει ανάμεσα στο πρωτείων και δευτερεύον τύλιγμα ενός μετασχηματιστή, ή μια γραμμή ΜΤ που έρχεται σε επαφή με το καλώδιο εναέριας γραμμής XT κ.λπ. 2. λόγω της ροής του ρεύματος σφάλματος προς γη από ένα σφάλμα ΜΤ ή έναν κεραυνό, το οποίο περνά μέσα από το σύστημα γείωσης ενός υποσταθμού, κοινό για τα δίκτυα ΜΤ και XT. Συνέπειες και λύσεις Όλες οι συσκευές, εγκαταστάσεις και εξοπλισμός πρέπει να έχουν μια βασική ικανότητα αντοχής σε υπερτάσεις. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες, είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς σε σφάλμα

57 Βασικές υτιηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές μόνωσης του τυλίγματος τους λόγω επίδρασης υπερτάσεων μεγάλης συχνότητας. Εγκαταστάσεις που περιλαμβάνουν ηλεκτρονικούς υπολογιστές και σχετικό εξοπλισμό ηλεκτρονικής επεξεργασίας, συχνά τροφοδοτούνται με αυτόνομες εφεδρικές παροχές, οι οποίες όχι μόνο εξασφαλίζουν ένα υψηλό επίπεδο σταθερής τάσης απαλλαγμένης από αρμονικές, αλλά απομονώνουν αποτελεσματικά τα ευαίσθητα κυκλώματα από τις εν λόγω υπερτάσεις. Σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, η προστασία από υπερτάσεις θεωρείται ότι επιτυγχάνεται αν όλα τα στοιχεία της εγκατάστασης έχουν ελεγχθεί επιτυχώς για ικανότητα αντοχής ισχύος-συχνότητας και τα μέτρα που περιγράφονται παρακάτω έχουν ληφθεί για την προστασία από φαινόμενα υψηλής συχνότητας, υψηλής τάσης και ισχυρού παλμικού ρεύματος (ρεύμα εκκίνησης κινητήρα). Δόκιμες με ονομαστική συχνότητα ισχύος. Η τάση έλεγχου διηλεκτρικής αντοχής στην ονομαστική συχνότητα ισχύος για τα περισσότερα υλικά XT είναι 2U V για 1 λεπτό (κοντά σε αυτές τις τιμές -συζητήσεις γίνονται ακόμα στον IEC). Σε συστήματα με γείωση IT μια συσκευή περιορισμού τάσης στον μετασχηματιστή τροφοδοσίας ανάμεσα στο ουδέτερο του σημείο και τη γη είναι υποχρεωτική για την προστασία από ισχύ-συχνότητα και πιθανές επιβαλλόμενες υπερτάσεις. Μέτρα ενάντια σε μεταβατικές παλμικές υπερτάσεις. Αυτά τα μέτρα εξαρτώνται, εκτός από την βασική ικανότητα αντοχής των μονωτικών υλικών σε παλμικές υπερτάσεις, από την εφαρμογή των περιοριστών στην αρχή της εγκατάστασης (π.χ στους ακροδέκτες μεγάλων κινητήρων). Τέτοιες διατάξεις απαιτούν προσεκτική μελέτη και υλοποιούνται καλύτερα με την συνεργασία των σχετικών κατασκευαστών. Για εγκαταστάσεις XT, η μετάδοση των υπερτάσεων διάμεσου των χωρητικοτήτων ανάμεσα στα τυλίγματα του μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ μειώνει σημαντικά την σοβαρότητα της υπέρτασης στην μεριά της XT, σε σύγκριση με εκείνη στην ΜΤ. Μετασχηματιστές με γειωμένα χωρίσματα ανάμεσα στα τυλίγματα ΜΤ και XT μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν μια ακριβότερη αλλά αποτελεσματική μέθοδο εξάλειψης του προβλήματος. Ικανότητα αντοχής των μονωτικών υλικών σε παλμική τάση. Η βασική δόκιμη εφαρμόζει μια τυποποιημένη παλμική τάση κεραυνού της μορφής που απεικονίζεται στο σχήμα 2.4 που χαρακτηρίζεται από τιμές 1,2/50μ8. Αυτές οι δυο τιμές (σε μικροδευτερόλεπτα) δείχνουν το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να απόκτηση η κυματομορφη τάσης την μέγιστη τιμής της από την (ορισμένη) στιγμή έναρξης του παλμού (δηλαδή 1,2με μέτωπο της κρουστικής υπέρτασης) και το χρονικό διάστημα για να πέσει ο παλμός στο 50% της μέγιστης τιμής του (ουρά της κρουστικής υπέρτασης) (50με). Αυτές οι τιμές καλούνται χρόνος μετώπου και χρόνος υπερδιπλασιασμού, αντίστοιχα. Η μέγιστη τιμή συμβολίζεται με Uimp. Αλλες κυματομορφές δόκιμης παλμού, κυρίως για την αναπαράσταση υπερτάσεων από λειτουργία διακοπτών, χρησιμοποιούνται για τους σκοπούς δοκίμων, αλλά αυτές οι δόκιμες είναι σχετικές μόνο για πολύ υψηλές τάσεις συστήματος, πέρα από τα ευρύ που χρησιμοποιούνται για διανομή. Ο πίνακας 4.4 δείχνει τις μέγιστες τιμές των μέγιστων τιμών υπερτάσεις που υποτίθεται να είναι δυνατές σε διάφορα σημεία μιας τυπικής εγκατάστασης XT. Σημείωση: τα υλικά που ελέγχονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές IEC έχουν ικανότητα αντοχής παλμού 123% των τιμών που ενδείκνυνται στον πίνακα 4.4 για υψόμετρο 0-20(Χ) μέτρα.

58 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές σνουοσηκά τάση τικ ιγκατάσταοης επίπεδα διανομής! I γενικός πίνακας Ιτοπικός πίνακας τελικό επίπεδο διανομής! διανομής διανομής 230/400 V 6 kv I 2.5 kv 400/690 V 8 kv 6 kv 4 kv πίνακας 4.4: θεωρούμενα επίπεδα μεταβατικής υπέρτασης, σε διαφορετικά σημεία μιας τυπικής εγκατάστασης Σχ.4.5: τυποποιημένη κυματομορφη παλμικής τάσεως 1.2/50με. Βιομηχανική διακόπτες. Τα επίπεδα που αναφέρονται στον πίνακα 4.6 έχουν παρθεί από την έκδοση 947 του IEC. Κατά τη διάρκεια των διάφορων δοκίμων παλμικής υπέρτασης, πρέπει να μην συμβεί καμία κατάρρευση μόνωσης μεταξύ φάσεων ή ανάμεσα σε ανοικτές επαφές ή οποιαδήποτε φάση και την γη. Ο πίνακας 4.6 περιλαμβάνει επίσης μια δόκιμη για διακόπτες, η πρόσθια όψη των οποίων έχει μόνωση κλάσης II, αλλά συγχρόνως περιλαμβάνει ένα προσβάσιμο χειροκίνητο χειριστήριο. Αυτό το χαρακτηριστικό παρέχει προσθετή ασφάλεια. Εφαρμογή Τιμές παλμικής τάσηι παλμικής τάσης Διακόπτες κυκλώματος Διακόπτες κυκλώματος / Διακόπτες κυκλώματος / μονωτές μονωτές + class Π front face Μεταξύ φάσεων 9.8 kv 9.8 kv 9.8 kv Κατά μήκος του 9.8 kv 12.3kV l2.3kv διακένου Μεταξύ φάσης 9.8 kv 9.8 kv 14.7kV Χρήση περιοριστών υπερτάσεων Οι περιοριστές είναι απαραίτητοι (σε μερικές χώρες υποχρεωτικοί) όπου μια εγκατάσταση τροφοδοτείται από εναέρια γραμμή XT και το κεραυνικό επίπεδο είναι

59 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές μεγαλύτερο ή ισο του 25. Η χρήίτη τους ιδιαίτερα συνιστάται, άσχετα από το κεραυνικό επίπεδο, όπου ο εξοπλισμός είναι επιρρεπής σε βλάβες από υπερτάσεις. Οι περιοριστές υπερτάσεων εγκαθίστανται συνήθως στα δυο άκρα της γραμμής XT, στον πρώτο ζυγό μακριά από τον μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ και στον ζυγό στον οποίο είναι συνδεδεμένο το καλώδιο παροχής προς τους καταναλωτές. Σε αυτή τη διάταξη η τάση δεν θα υπερβαίνει τα 3-4,5 kv, ενώ το μέτωπο περιορίζεται σε αυτό το επίπεδο. Η τυποποιείται στα 6 kv για παλμική τάση 1,2/50 και ο εξοπλισμός που συμμορφώνεται με αυτές τις απαιτήσεις προστατεύεται επαρκώς. Θεωρώντας ότι ο ουδέτερος αγιογός και οι περιοριστές υπερτάσεων είναι συνδεδεμένοι στο ίδιο ηλεκτρόδιο γης, τότε το ρεύμα αποφόρτισης διάμεσου των περιοριστών υπερτάσεων θα αυξήσει το δυναμικό του ουδέτερου αγωγού, λιγότερο ή περισσότερο, ανάλογα με την αντίσταση των διαφορετικών ηλεκτρόδιων γης στα οποία είναι συνδεδεμένος. Αυτό το δυναμικό θα μεταφερθεί στους αγωγούς φάσεων της εγκατάστασης. Αν το ηλεκτρόδιο γης της εγκατάστασης είναι εκτός της επιρροής των περιοριστών υπερτάσεων, τότε συνήθως χρησιμοποιείται η διάταξη γείωσης ΤΤ. Αν όχι, τότε χρησιμοποιείται η ακριβότερη διάταξη TN-C-S και μια διάταξη γείωσης ισοδυναμικου πλέγματος θα είναι απαραίτητη. Αρμονικές στην τάση και το ρεύμα Οι ανεπιθύμητες επιπτώσεις των αρμονικών ρεύματος και τάσης ελαχιστοποιούνται; Χρησιμοποιώντας εξοπλισμό μεγαλύτερων ονομαστικών μεγεθών (π.χ. πυκνωτές), * Αυξάνοντας τα επίπεδα μόνωσης, Αυξάνοντας το ονομαστικό ρεύμα λειτουργίας μιας εγκατάστασης, Απομόνωση της πηγής των αρμονικών τροφοδοτώντας την μέσω ενός μετασχηματιστή ΜΤ/ΧΤ, Χρησιμοποιώντας φίλτρα αρμονικών. Πήγες και είδη αρμονικών Οι κύριες πήγες αρμονικών είναι: Ηλεκτρομαγνητικές μηχανές και συσκευές, όπως επαγωγές με σιδηροπυρήνα, μετασχηματιστές (ρεύματα μαγνητίσεως), κινητήρες και γεννήτριες κ.λ.π. και προκύπτει από την μη γραμμική σχέση που συνδέει το ρεύμα και την μαγνητική ροή που παράγεται από το ρεύμα σε φερομαγνητικά υλικά. Αυτή η μη γραμμικότητα παράγει αρμονικές περιττής τάξειος (κυρίως 3' ' ) με κάποιες προσθετές αρμονικές από στρεφόμενες μηχανές, που σχετίζονται με τα αυλακιά τυλιγμάτων στα μαγνητικά κυκλώματα (κυμάτωση αυλακιών) Εγκαταστάσεις ηλεκτρονικών υπολογιστών Ααμπτήρες εκκενώσεως και οι υποδοχές τους (και τα δυο είναι έντονα μη γραμμικά) Στατικοί τριφασική μετατροπείς διάφορων ειδών (αντιστροφείς, ελεγκτές ταχύτητας για κινητήρες ε.ρ. ανορθωτές κ.λπ.) οι οποίοι εξαρτώνται από τον έ λ ^ ο κάποιων θυρίστορ και τεχνικές ψαλιδισμού ρεύματος. Η παραγωγή

60 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές αρμονικών είναι μεταβλητή ανάλογα με την λειτουργία των συσκευών. Πιο συχνά συναντούμε την S'* και 7'' αρμονική ενώ (αντίθετα με τις φερομαγνητικές τιήγες) μπορεί να εμφανιστεί και η 2'' αρμονική. Φούρνοι τόξων δημιουργούν ένα συνεχές φάσμα τυχαίων διαταραχών. Αν το τόξο είναι συνεχούς ρεύματος, που τροφοδοτείται από στατούς ανορθωτές ελεγχόμενους από θυρίστορ, τότε οι τυχαίες κατανομές παρουσιάζουν χαμηλό μέσο όρο του πλάτους τους και οι αρμονικές που παράγονται είναι σχετικά σημαντικές. Συνέπειες Οι αρμονικές έχουν τις ακόλουθες συνέπειες: Η ανάγκη χρήσης μεγαλύτερων ονομαστικών μεγεθών λειτουργίας, εξοπλισμού σε ορισμένο μέρος του δικτύου και σε σημεία της ηλεκτρικής εγκατάστασης, Μεγαλύτεροι αγωγοί Μεγαλύτεροι ουδέτεροι (σε 3φασικο σύστημα 4 αγωγών), ιδίιος για κυκλώματα φωτισμού με λαμπτήρες εκκένωσης ή φθορισμού. Μεγαλύτεροι εναλλάκτες (π.χ. σε ντηζελογεννήτριες). Η τιμή της υπομεταβατικής αντίδρασης του εναλλάκτη και ο τύπος των φορτίων είναι σημαντικοί παράγοντες. Μεγαλύτεροι μετασχηματιστές Μεγαλύτερες συστοιχίες πυκνωτών Τοπική υπερθέρμανση μαγνητικών κυκλωμάτων σε κινητήρες. Πιθανός συντονισμός ανάμεσα στις χωρητικότητες και τις επαγωγές του δικτύου ή ανάμεσα στις συστοιχίες πυκνωτών και την επαγωγή της πηγής του συστήματος. Για την τελευταία περίπτωση ο κατασκευαστής των συστοιχιών πυκνωτών θα πρέπει να είναι σε θέση να προτείνει κατάλληλες διατάξεις φίλτρων. Λύσεις Γενικά μια ηλεκτρική εγκατάσταση δεν μπορεί να ανεχθεί ένα μεγάλο ποσοστό αρμονικών: συχνά προτείνεται το όριο των 5%. Η μείωση των αρμονικών ενός συστήματος σε αποδεκτά επίπεδα, γίνεται: 1. με χρήση μετασχηματιστή ΧΤ/ΧΤ τρίγωνο/ αστέρας για να απομονωθεί η 3 αρμονική και τα περιττά πολλαπλάσια της). 2. με εγκατάσταση φίλτρων. Υπάρχουν δυο ειδών φίλτρα: 2.α παράλληλης σύνδεσης με κύκλωμα συντονισμού σειράς. Είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά για μια συγκεκριμένη αρμονική και χρησιμοποιείται σε συσχετισμό με αλλά για επιλεκτικό φιλτράρισμα αρμονικών τάσεως, στις οποίες εμφανίζεται ως ένα εικονικό βραχυκύκλωμα. 2. β φίλτρο αποσβεσμένο. Λιγότερο αποτελεσματικό, αλλά καλύπτει μεγάλο εύρος συχνοτήτων. 3. επαγωγική αντίδραση καταπίεσης αρμονικών, εν σειρά με την συστοιχία πυκνωτών.

61 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα Οι ανεπιθύμητες επιπτώσεις επαγιογικής (ηλεκτρικής ή μαγνητικής) ή γαλβανικής σύζευξης ανάμεσα σε γειτονικά κυκλώματα στη συχνότητα του ηλεκτρικού δικτύου (με τις αρμονικές του και υπερτιθεμενες διαταραχές υψηλής συχνότητας) μαζί με ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας που εκπέμπονται ελαχιστοποιούνται: με ετηλογή κατάλληλων υλικών, ειδικές μελέτες. Αυτό το θέμα αναφέρεται σε όλες τις περιπτώσεις σύζευξης, γαλβανικής ή επαγωγικής (ηλεκτρικής ή μαγνητικής) στη θεμελιώδη συχνότητα και στις αρμονικές, μαζί με υπερυψώσεις παλμικών ρευμάτων υψηλής συχνότητας και ακτινοβολούμενα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, που προκαλούνται από φυσιολογικές (λειτουργία διακοπτών) και μη φυσιολογικές (σφάλματα κεραυνός) συνθήκες λειτουργίας. Το κοινό χαρακτηριστικό όλων των επαγωγικών φαινομένων είναι ότι ηλεκτρικά, μαγνητικά ή εκπεμπόμενα ηλεκτρομαγνητικά πεδία ή οποιοσδήποτε συνδυασμός αυτών προκαλούν ηλεκτρεργετικές δυνάμεις σε οποιοδήποτε αγώγιμο μέσο στην διαδρομή τους. Ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία σε συχνότητα του ηλεκτρικού συστήματος παραγωγής και οι αρμονικές τους δεν εγκαταλείπουν το χώρο γύρω από το σημείο παραγωγής τους (για διαφόρους πρακτικούς λόγους), που είναι συνήθως, ένας φορτισμένος αγωγός ή ένας αγωγός που διαρρέετε από ρεύμα (μαγνητικό πεδίο). Επιπλέον η δύναμη του πεδίου και στις δυο περιπτώσεις, μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα με το τετράγωνο της απόστασης από τον αγωγό, δηλαδή η ζώνη επιρροής τους φθηνή γρήγορα με την απόσταση από τον αγωγό. Το πόσο ενέργειας που εγκαταλείπει τον αγωγό με την μορφή ηλεκτρομαγνητικού κύματος εξαρτάται από την επιτάχυνση των ηλεκτρόνιων. Γι αυτό το λόγο, για παράδειγμα, τη στιγμή που ένας λαμπτήρας ανάβει, η ακτινοβολία λόγω της αρχικής επιτάχυνσης μπορεί να ακουστεί σε δεκτή ραδιόφωνου (δηλαδή το διακοπτικό μεταβατικό ρεύμα). Όλες οι διαταραχές σε συστήματα ισχύος θα προκαλέσουν την επιτάχυνση ηλεκτρόνιων είτε σε μια κατεύθυνση είτε σε ταλάντωση, και θα προκαλέσουν την εκπομπή και διάδοση ενός κύματος στον χώρο. Όσο μεγαλύτερη η συχνότητα τόσο μεγαλύτερη η επιτάχυνση των ηλεκτρόνιων και τόσο μεγαλύτερο το πόσο ενέργειας που εγκαταλείπει τον αγωγό σαν ακτινοβολία. Η ισχύς του πεδίου ενός διαδιδόμενου κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης από τον αγωγό, δηλαδή η ζώνη επιρροής του είναι πολύ μεγαλύτερη από εκείνη των ηλεκτρικών ή μαγνητικών πεδίων. Μια ακόμη διαφορά ανάμεσα στις παραπάνω περιπτώσεις είναι ότι ένα μηακτινοβολούμενο ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερο από το αντίστοιχο του μαγνητικό πεδίο, για παράδειγμα σε ένα κύκλωμα ΜΤ με μεγάλη σύνθετη αντίσταση (χαμηλό ρεύμα) και αντίστροφα, σε ένα κύκλωμα XT με μικρή σύνθετη αντίσταση (υψηλό ρεύμα). Όπου στο ακτινοβολούμενο κύμα η ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου είναι ακριβώς ίση με εκείνη του μαγνητικού πεδίου, το κύκλωμα που εκπέμπει το κύμα είναι γενικά συνδυασμός χωρητικότητας και επαγωγής, όπου στην φυσική συχνότητα

62 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές συντονισμού. Μπορεί να σημειωθεί ότι για την παρούσα συζήτηση οι επιπτώσεις των ακτινοβολούμενων κυμάτων δεν ήταν, μέχρι πρόσφατα, σημαντικές. Με την αυξανόμενη χρήση ασύρματων, φορητών πομπών και κινητών τηλεφώνων κ.λ.π. Όμως το θέμα της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας απαιτεί μεγαλύτερη προσοχή. Οι ηλεκτρεργετικες δυνάμεις που προκαλούνιαι από έναν ή περισσότερους από τους τρεις αυτούς τρόπους είναι γενικά της τάξης των milli ή microvolts. Πάντως ορισμένα σύγχρονα ηλεκτρονικά κυκλώματα έχουν πολύ μεγάλη ισχύς ενίσχυσης, ενώ την ίδια στιγμή σε αλλά κυκλώματα τα ρεύματα, και οι τάσεις λειτουργίας είναι της ίδιας τάξης και τα στοιχεία του κυκλώματος είναι ευάλωτα. Εξοπλισμός Για τους παραπάνω λόγους ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός απαιτεί ειδική φροντίδα και πλήρης προστασία ενάντια σε παρεμβολή από οποιαδήποτε αναπαραγόμενη μέσω επαγωγικής ή απ ευθείας συνεζευγμένης πηγής. Αλλες ττήγες, που προκαλούν συχνά προβλήματα είναι: Λευκός θόρυβος από λαμπτήρες φθορισμού και άλλους λαμπτήρες εκκενώσειυς Ακτινοβολίες συστημάτων ανάφλεξης μηχανών εσωτερικής καύσεως Εμπορική και ερασιτεχνική πομποί ραδιόφωνου, ταξί με ραδιοπομποδεκτες ασύρματοι κ.λ.π. Παρεμβολή δη μιουργούμενη στο δίκτυο διάμεσου των αγωγών της εγκατάστασης. Για παράδειγμα το άνοιγμα μιας επαφής ή των πηνίων ενεργοποίησης-απενεργοποίησης ενός αυτόματου διακόπτη. Η ευρωπαϊκοί οδηγία της 3''' Μαρτίου 1989 σχετικά με την ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα επιβάλλει ένα μέγιστο επίπεδο επιτρεπόμενης ακτινοβολίας από ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και τα επιμέρους υλικά τους (η πρακτική εφαρμογή μεθόδων που πρέπει να υιοθετηθούν βρίσκεται ακόμα υπό μελέτη). Διατάξεις γείωσης και οδηγία ισοδυναμικών συνδέσεων προς ηλεκτρολόγους εγκαταστάτες/ εργολάβους Οι ακόλουθες σημειώσεις προέρχονται α ί έγγραφα προτάσεων του IEC του Νοεμβρίου Προστασία από ηλεκτρομαγνητική επίδραση Τα ρεύματα κεραυνού σε ένα σύστημα προστασίας από κεραυνό (ΣΠΚ) ή στην περιοχή ενός κτιρίου μπορεί να προκαλέσει υπερτάσεις σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις κτιρίων από επαγιογή. Αυτή είναι η περίπτωση, αν υπάρχουν μεταλλικοί βρόγχοι, όπου υπάρχουν διαφορετικά ηλεκτρικά συστήματα καλωδίωσης για την τροφοδοσία διαφορετικού εξοπλισμού, π.χ. καλωδιώσεις για παροχή ισχύος και καλωδιώσεις για συστήματα πληροφορικής, εγκατεστημένα σε διαφορετικές διαδρομές. Στην πράξη ένα συνηθισμένο παράδειγμα είναι η σύνδεση γειωμένων αγωγών καλωδίων παροχής ισχύος και καλωδίων για συστήματα πληροφορικής σε ένα μεγάλο δίκτυο.

63 Βασικές υπηρεσίες που πρέπη να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Επιπλέον, ισοδυναμικά συστήματα σύνδεσης, μεταλλοκατασκευές κτιρίων ή συστήματα σωληνώσεων για μη ηλεκτρικές παροχές, π.χ. για νερό, υγραέριο, θέρμανση ή air conditioning, μπορούν να εμφανίσουν τέτοιους βρόγχους επαγωγής. Όταν μη ηλεκτρικά δίκτυα σωληνώσεων ή μεταλλικά μέρη συνδέονται με το ισοδυναμικό σύστημα σύνδεσης του κτιρίου, αυτά τα μεταλλικά μέρη μπορούν να συμβάλουν στην μείωση της επαγοϊγής και αυτό συμβάλει στην προστασία από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Η τιμή της επαγώμενης τάσης εξαρτάται από τον ρυθμό αύξησης του ρεύματος κεραυνού και από το μέγεθος του βρόγχου. Τα καλώδια ισχύος που φέρουν μεγάλα ρεύματα με μεγάλο ρυθμό αύξησης (π.χ. το ρεύμα εκκίνησης ανελκυστήρων ή ρεύματα που ελέγχονται από ανορθωτές) μπορούν να επάγουν υπερτάσεις σε καλώδια συστημάτων πληροφορικής, που μπορούν να επηρεάσουν ή να καταστρέψουν τον σχετικό ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Μέσα ή κοντά στα δωμάτια για ιατρική χρήση, τα ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων μπορούν να επιδράσουν πάνω στα ιατρικά μηχανήματα (μια νέα παράγραφος για το τμήμα 710 του IEC364, σχετικά με αυτές τις περιπτώσεις βρίσκεται υπό εξέλιξη). Τα προτεινόμενα μέτρα για την ελάττωση του φαινομένου των επαγόμενων υπερτάσεων εξαρτώνται από την επαρκή ισοδυναμική σύνδεση, διαχωρισμό, φυσικό διαχωρισμό, χρήση φίλτρων και περιοριστών. Ο σχεδιαστής της εγκατάστασης πρέπει να λάβει υπ'όψην του τα ακόλουθα: 1. η θέση των πιθανών πηγών παρεμβολών σε σχέση με ευαίσθητο εξοπλισμό. 2. η θέση ευαίσθητου εξοπλισμού με κέντρα, ζυγούς, εξοπλισμό μεγάλου φορτίου. 3. η θέση για χρήση φίλτρων υπερευμάτων στα κυκλώματα που τροφοδοτούν ευαίσθητο εξοπλισμό 4. πάκτωση στο ηλεκτρόδιο γείωσης θωρακίσεων και μεταλλικών περιβλημάτων των καλωδίων και ηλεκτρονικών συσκευών. 5. επαρκής διαχωρισμός καλωδίων ισχύος και σημάτων και διασταυρώσεις ορθής γωνίας. 6. αποφυγή επαγωγικών βρόγχων με επιλογή κοινής διαδρομής για τα συστήματα καλωδίωσης. 7. χρήση θωρακισμένων καλωδίων σημάτων σε συνεστραμμένα ζευγάρια. 8. οι συνδέσεις των πακτώσεων πρέπει να γίνονται όσο πιο βραχείς γίνεται. 9. τα συστήματα καλωδίωσης με μονόκλωνους αγωγούς θα πρέπει να κλείνονται σε μεταλλικό περίβλημα. 10. αποφυγή του συστήματος TN-C σε εγκαταστάσεις με ευαίσθητο εξοπλισμό. Βλ. Σχ Για κτίρια που έχουν, ή είναι πιθανό να έχουν στο μέλλον σημαντικό εξοπλισμό πληροφορικής εγκατεστημένο, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν ξεχωριστοί αγιυγοί προστασίας (ΡΕ) και ουδέτεροι αγωγοί (Ν), ώστε να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα προβλημάτων υπερέντασης ή ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας, λόγω της διέλευσης ουδετέρου ρεύματος διαμέσου των καλωδίων σημάτων (Βλ, Σχ. 4.7 και 4.8), 11. για συστήματα TN-C-S, υπάρχουν δύο δυνατότητες, ανάλογα με την διάταξη για διασύνδεση του εξοπλισμού και προεξεχόντων αγώγιμων μερών μέσα στο κτίριο. αποφυγή του μέρους TN-C του συστήματος TN-C-S για διανομή μέσα στο κτίριο, δηλαδή κάνετε το διαχωρισμό (του αγιογού προστασίας από τον κοινό αγωγό ουδετέρου και προστασίας) στην αρχή της εγκατάστασης (με το που μπαίνεις στο κτίριο). αποφυγή των βρόγχων ανάμεσα σε διαφορετικά μέρη TN-S του συστήματος TN-C-S μέσα στο κτίριο (Βλ. Σχ. 4.8)

64 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Σχ.4.7 ρεύματα ουδέτερου στο TN-S σύστημα Σχ.4.8 ρεύματα ουδέτερου στο TN-C σύστημα 12. καλώδια και σωλήνες (π.χ. για νερό, υγραέριο ή θέρμανση) για τροφοδοσία του κτιρίου πρέπει να εισέρχονται από το ίδιο σημείο. Σύνδεση των μεταλλικών μερών αυτών των σωλήνων με το ισοδυναμικό σύστημα μεταλλικών υλικών του κτιρίου (Βλ. Σχ.4.9) 13. αποφυγή διαφορών δυναμικού ανάμεσα σε διαφορετικές περιοχές ισοδυναμικής σύνδεσης θα πρέπει να γίνεται με χρήση μη μεταλλικού καλωδίου οπτικών ινών η άλλου μη αγώγιμου διασυνδετικού συστήματος όπως μικροκύματα και συνδέσεις laser (γαλβανική απόζευξη). Σημείωση: το πρόβλημα διαφορών δυναμικού γης σε μεγάλα δίκτυα δημόσιας τηλεπικοινωνίας είναι ευθύνη του διαχειριστή του δικτύου, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιήσει άλλες μεθόδους.

65 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Γ iikoivdmu^v ^ υ*ο n o ^ c p c o _ Ί Σχ.4.9 εισαγωγή θωρακισμένων καλωδίων και μεταλλικών σωλήνων σε κτίρια (παραδείγματα) Προφυλάξεις-έναντι ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC) Συνδέσεις σημάτων Σε κτίρια που περιλαμβάνουν έναν αγωγό PEN ή όπου υπάρχουν προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας σε καλώδια σημάτων λόγω μη επαρκών προφυλάξεων έναντι ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας στην ηλεκτρική εγκατάσταση, μπορούν να υιοθετηθούν οι ακόλουθες μέθοδοι για την αποφυγή ή την ελαχιστοποίηση του προβλήματος. 14. χρήση οπτικών ινών για συνδέσεις σημάτων 15. χρήση εξοπλισμού κλάσης II 16. χρήση τοπικών μετασχημάτιστων με ξεχωριστά τυλίγματα (μετασχηματιστές διπλού τυλίγματος) για την παροχή του εξοπλισμού πληροφορικής, λαμβάνοντας υπ'όψην τις απαιτήσεις του IEC364-3 υποπαράγραφος και IEC 364-4, υποπαράγραφος για συστήματα IT (τοπικά συστήματα IT) ή της παραγράφου για προστασία με ηλεκτρικό διαχωρισμό (π.χ. μετασχηματιστές σύμφωνα με τον 1EC 742) Π.χρήση κατάλληλης διαδρομής καλωδίωσης ώστε να ελαχιστοποιηθεί η εγκλεισμένη περιοχή των κοινών βρόγχων που δημιουργούνται από τα καλώδια ισχύος και ηλεκτρονικών σημάτων. Ο εξοπλισμός πληροφορικής μπορεί να μην λειτουργεί σωστά λόγω ρευμάτων και τάσεων που επάγονται στον εξοπλισμό η ανάμεσα σε διασυνδεδεμένο εξοπλισμό. Περαιτέρω παραδείγματα βασικών τεχνικών που χρησιμοποιούνται για να επιτευχθεί προστασία απέναντι σε εισερχόμενες ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις είναι: ο εξοπλισμός πληροφορικής να είναι κατασκευασμένος ώστε να μην υφίσταται επιδράσεις EMC, είτε με αποτελεσματική ηλεκτρική προστασία, είτε με τη χρήση προγραμμάτων διόρθωσης σφάλματος από EMC να διαχωρίζεται ο εξοπλισμός πληροφορικής από τις πηγές παρεμβολών, να παρέχεται ισοδυναμική σύνδεση σε όλο τον εξοπλισμό για το σχετικό εύρος συχνοτήτων. να παρέχεται επίπεδο αναφοράς γης χαμηλής σύνθετης αντίστασης ώστε να

66 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές ελαχιστοποιούνται οι διαφορές δυναμικού και να παρέχεται προστασία. Υπάρχει ένα συνεχές εύρος μεθόδων γείωσης και ισοδυναμικής σύνδεσης για να επιτευχθεί ισοδυναμική συμβατότητα. Οι ακόλουθες μέθοδοι παρέχουν παραδείγματα αυτού του εύρους. Μέθοδος 1: κυκλικά συνδεδεμένοι αγωγοί προστασίας (Βλ. Σχ.4.10) Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τους φυσιολογικούς αγωγούς προστασίας που συνδέονται με τους αγωγούς ισχύος. Ο αγωγός προστασίας σε κάθε εξοπλισμό παρέχει μια διαδρομή σχετικά υψηλής σύνθετης αντίστασης απέναντι σε ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές (εκτός από μεταβατικά φαινόμενα του δικτύου) τέτοια, ώστε το διασυνδετικά καλώδια ανάμεσα σε διαφορετικές μονάδες του εξοπλισμού να υπόκεινται της μεγάλης αναλογίας του προσπίπτοντος θορύβου. Ο εξοπλισμός πρέπει επομένως να έχει υψηλό δείκτη προστασίας για να λειτουργεί ικανοποιητικά. Παρέχοντας ένα ξεχωριστό κύκλωμα ισχύος και σύστημα γείωσης για τον εξοπλισμό πληροφορικής, οι διαταραχές μπορούν να μειωθούν σημαντικά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το σημείο γείωσης του αστέρα (π.χ η ράβδος του αγωγού προστασίας στον σχετικό πίνακα διανομής) των κυκλικά συνδεδεμένων αγιογών προστασίας και γείωσης για τον εξοπλισμό πληροφορικής μπορεί να γειωθεί μέσω ενός ξεχωριστού αγωγού συνδεδεμένου με τον κύριο ακροδέκτη γείωσης.,γ ^ ΙΤΕ I I ΙΤΕ I ^ πίνακας διανομής ' εξοπλισμός Συοτημότων Πληροφορικής Σχ.4.10 κυκλικά συνδεδεμένοι αγωγοί προστασίας Μέθοδος 2: χρήση τοπικού οριζόντιου ισοδυναμικού συστήματος γείωσης (Σχ πλέγμα) Οι συνηθισμένοι αγωγοί προστασίας συμπληρώνονται με ισοδυναμική σύνδεση των στοιχείων του συστήματος πληροφορικής σε ένα τοπικό πλέγμα. Ανάλογα με την συχνότητα και το μέγεθος του πλέγματος, αυτό μπορεί να παρέχει ένα επίπεδο αναφοράς γης χαμηλής σύνθετης αντίστασης για διασυνδέσεις σημάτων ανάμεσα σε εκείνα τα

67 Βασικές υττηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές στοιχεία του συστήματος που βρίσκονται κοντά στο πλέγμα. Όπως με τη μέθοδο 1, προσθετή προστασία μπορεί να παρέχεται μέσω ενός ξεχωριστού κυκλώματος τροφοδοσίας και συστήματος γείωσης για το σύστημα πληροφορικής, (που περιλαμβάνει το πλέγμα σύνδεσης) από τα αλλά κυκλώματα παροχής και συστήματα γείωσης και προεξέχοντα μεταλλικά μέρη του κτιρίου. Η μέθοδος 2 μπορεί να επεκταθεί όπου είναι απαραίτητο με την εγκατάσταση πλεγμάτων σύνδεσης σε άλλους ορόφους. Όλα αυτά τα πλέγματα είναι διασυνδεδεμένα με (πολλούς) κατακόρυφους αγωγούς σύνδεσης για να ελαχιστοποιηθούν οι διαφορές δυναμικού στα πλέγματα. Η μέθοδος 1υλοποιείται πολύ εύκολα, ιδιαίτερα σε υπάρχοντα κτίρια. Η δυσκολία και το κόστος αυξάνονται στην μέθοδο 2 και τις πιθανές επεκτάσεις της. Πάντως, αυτές είναι πιο πιθανό να παρέχουν αποδεκτή προστασία σε πιθανές μελλοντικές επεκτάσεις των συστημάτων πληροφορικής. τ j πίνακας διανομής 1- - I J Σχ τοπικό οριζόντιο πλέγμα σύνδεσης Όι παραπάνω πληροφορίες σχετικά με τις μεθόδους 1 και 2 έχουν παρθεί από μια πρόταση του Νοεμβρίου 1993 για ένα νέο τμήμα του IEC364, μέρος 5, κεφάλαιο 54. Στην περίπτωση ιδιαίτερων δυσκολιών, μπορεί να είναι απαραίτητο να συμβουλευτείτε ειδικούς. Για τρέχοντα προγράμματα, και στη περίπτωση απουσίας πιο συγκεκριμένης

68 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές πληροφορίας, συστήνεται η επιλογή υλικών που ικανοποιούν τις απαιτήσεις που ενδείκνυνται στον πίνακα διαταραχή αναφορά ελάχιστο συνιστόμενη επίπεδο ηλεκτροστατική φόρτιση 1EC επίπεδο 3 επίπεδο 4 (8 kv) (15 kv) δύναμη πεδίου 1EC επίπεδο 2 επίπεδο 3 (3 V/m) (10 V/m) υψηλής ταχύτητας επαναλαμ IEC επίπεδο 2 επίπεδο 4 βανόμενα μεταβατικά κύματα μεταβατικές υπερτάσεις 1EC kv Στα θεμέλια της 7.5 kv 690V εγκατάστασης 400V 7.5 kv άλλες 690V 5 kv περιπτώσεις 400V IEC 801 8/20μβ κύματα ρεύματος (φωτισμός, κλείσιμο. (σε φάση προετοιμασίας) 80 A 200 A διακόιττη) Πίνακας 4.12 επίπεδα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας για υλικά εγκατάστασης Είναι δυνατόν, μέσα σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση XT να παρέχεται μια ηλεκτρική τροφοδοσία υψηλής ποιότητας (απαλλαγμένη από παρεμβολές και θόρυβο) για επιλεκτικά και μόνον κυκλώματα που αποσκοπούν να τροφοδοτούν εξοπλισμό υψηλής ευαισθησίας, όπως συσκευές ηλεκτρονικών υπολογιστών κ.λ.π. Ηλεκτρική τροφοδοσία υψηλής ποιότητας Ο στόχος είναι η ηλεκτρική τροφοδότηση ευαίσθητου εξοπλισμού (συσκευές πληροφορικής, ταμεία, μικροεπεξεργαστές κ.λ.π.) από μια πηγή που είναι απαλλαγμένη από τις διαταραχές που συζητήθηκαν παραπάνω, σε ένα λογικό κόστος. Το διάγραμμα του Σχ.4.13 απεικονίζει μια διάταξη στο επίπεδο του κύριου πίνακα διανομής. Η τροφοδοσία υψηλής ποιότητας επιτυγχάνεται μέσω ενός αντιστροφέα και την σχετική βιομηχανικού τύπου συσσωρευτή ενεργειακής αποθήκευσης και ανορθωτή (φορτιστή), η οποία τροφοδοτείται σε φυσιολογικές συνθήκες από μια έξοδο του κύριου πίνακα διανομής. Η συνέχεια της τροφοδοσίας εξασφαλίζεται από μια ντηζελογεννήτρια και αυτόματο διακόπτη μετάβασης, έτσι ώστε η αδιάλειπτη παροχή ισχύος να μπορεί να διατηρηθεί έπ αόριστον (αν υπάρχει διαθέσιμο προσωπικό το οποίο να γεμίζει το δοχείο καυσίμου) ή για αρκετές ώρες αν ο σταθμός λειτουργεί χωρίς προσωπικό.

69 Βασικές υπηρεσίες που πρέπει να προσφέρουν οι εφεδρικές παροχές Σχ.4.13 παράδειγμα παραγωγής τροφοδοσίας υψηλής ποιότητας

70 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος 5. Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος 5.1 Εγκαταστάσεις ασφαλείας Η παροχή εγκαταστάσεων ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης είναι νομική υποχρέωση. Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ασφαλείας, και εκτάκτου ανάγκης διέπονται από θεσπισμένους κανονισμούς, σχετικά με: κοινόχρηστους χώρους πολυκατοικίες μεγάλου ύψους, χώρους που φιλοξενούν εργαζόμενους (γραφεία, καταστήματα, εργοστάσια κ.λ.π.). Πρέπει να παρέχονται τα μέσα που εξασφαλίζουν την ασφαλή εγκατάληψη του χώρου από το προσωπικό, δηλαδή: σύστημα ασφαλείας και φωτισμό ασφαλείας, συναγερμούς και συστήματα προειδοποίησης αυτόματη ανίχνευση φωτιάς, συστήματα πυρόσβεσης, απορρόφηση και απομάκρυνση του καττνού, συμπιεστές αέρα για συστήματα πυρόσβεσης τα οποία λειτουργούν με πεπιεσμένο αέρα, αντλίες νερού για να ξαναγεμίζεται το σύστημα πυρόσβεσης. Εκτός από τους γενικούς κανόνες που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχουν ορισμένα προγράμματα για τα οποία οι κανονισμοί ασφαλείας συνδέονται με μια συγκεκριμένη βιομηχανική επεξεργασία (πετροχημική, έργα μπετόν,...) ή υπηρεσία (φωτισμός τούνελ, φωτισμός διαδρόμου αεροδρομίου...). 5.2 Εφεδρικές παροχές ισχύος Εγκαταστάσεις εφεδρικής παροχής εκτάκτου ανάγκης, είναι απαραίτητες σε ένα αριθμό περιπτώσεων όπου η απώλεια ηλεκτρικής παροχής θα έχει ανεπιθύμητες συνέπειες σε πολλά επίπεδα του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού. Ανάμεσα στις πολλές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις στις οποίες μια διακοπή παροχής ισχύος δεν μπορεί να γίνει αποδεκτή, μπορούν να αναφερθούν οι ακόλουθες: εγκαταστάσεις πληροφορικής (προστασία δεδομένων σχετικών με ασφάλειες, τραπεζικές εργασίες, επαγγελματικές πράξεις, διοικήσεις,...) βιομηχανικές διαδικασίες (συνέχεια τροφοδοσίας υλικών για συνεχείς διαδικασίες, αντλίες νερού στον καυστήρα ενός σταθμού παραγωγής, παραγωγή χαρτιού,...)

71 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων (εγκαταστάσεις ψύξης, επώαση αυγών,..) τηλεπικοινωνίες επιστημονική έρευνα χειρουργεία γραφεία εισιτηρίων, κρατήσεις θέσεων, ταμεία,... στρατός. Μπορεί να σημειωθεί ότι όπου υπάρχουν πολλές πηγές εφεδρικής παροχής ισχύος, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης και σαν ττηγές αποθέματος ισχύος, υπό την προϋπόθεση ότι κάποια από όλες είναι διαθέσιμη και ικανή να ξεκινήσει και να τροφοδοτήσει όλα τα κυκλώματα ασφαλείας και εκτάκτου ανάγκης, και τέλος, ότι η βλάβη της μιας δεν θα επηρεάσει την φυσιολογική λειτουργία των άλλων. Σχ.5.4 παραδείγματα εφεδρικών παροχών ισχύος : κεντρική μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας (αριστερά) ντηζελογεννήτρια (δεξιά)

72 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υττηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος 5.3 Επιλογή και χαρακτηριστικά των εφεδρικών παροχών ισχύος Ειοτός από τις αντιληπτές (πολύ μικρές) διακοπές στην παροχή ισχύος, μη αντιληπτές διακοπές των μερικών milliseconds είναι ικανές να επηρεάσουν κάποιες ευαίσθητες συσκευές. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, τα συστήματα αδιάλειπτης παροχής είναι σημαντικά σε αυτές τις περιπτώσεις και χρησιμοποιούνται μαζί με την εφεδρική παροχή ισχύος για να εξασφαλιστεί η μέγιστη ασφάλεια. Βασικές προδιαγραφές Γ ια τεχνοοικονομικούς λόγους: η διακοπή της ηλεκτρικής παροχής δεν γίνεται αποδεκτή: σε συστήματα πληροφορικής σε λειτουργίες συνεχούς εττεξεργασίας. εκτός από φορτία με υψηλή αδράνεια που μπορούν να ανεχθούν μια διακοπή της τάξης του 1δευτερολέπτου περίοδος για να διατηρηθούν τα δεδομένα σε συστήματα πληροφορικής: 10 λεπτά η αυτονομία είναι επιθυμητή για εγκαταστάσεις εφεδρικής παροχής ισχύος. Προδιαγραφές ιδιαίτερα για εγκαταστάσεις ασφαλείας Οι κανονισμοί που καλύπτουν τις εγκαταστάσεις ασφαλείας περιέχουν έναν αριθμό συνθηκών που πρέπει να τηρούνται σχετικά με τις πηγές ηλεκτρικής ισχύος: διάρκεια μιας διακοπής: ανάλογα με την 1 περίπτωση, επιβάλλονται οι ακόλουθες επιλογές: μη διακοπή διακοπή για λιγότερο από Is διακοττή για λιγότερο από 15s αυτονομία απαιτείται για την εφεδρική ττηγή ισχύος. Η αυτονομία αντιστοιχεί στον χρόνο που είναι απαραίτητος για να συμπληρωθούν όλες οι λειτουργίες ασφαλείας. Για παράδειγμα για να εκκενωθεί ένας χώρος: απαιτείται ο ελάχιστος χρόνος μιας ώρας. Σε μεγάλες πολυκατοικίες, η αυτονομία της πηγής πρέπει να είναι 36 ώρες ή και περισσότερο.

73 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος Προγραμματιζόμενοι ελεγκτές IT εξοπλισμός τηλεπικοινωνιών Διακοπτόμενη ακολουθιακή διεργασία Συνεχής διεργασία Παραδείγματα ηλεκτρικών εγκαταστάσεων - τράπεζες δεδομένων - έλεγχος διεργασιών και επιτήρηση - IT υπηρεσίες πληροφορικής για τραπεζικό και ασφαλιστικό περιβάλλον - σύστημα διοίκησης και για παραγωγικές διαδικασίες - ακολουθία ψυχρής εκκίνησης / λειτουργίας - φωτισμός μηχανουργείου - μηχανή πακεταρίσματος μιας γραμμής παραγωγής - ενδείξεις και έλεγχος των παραμέτρων της διαδικασίες πυρηνικά - χημικά - βιολογικά - θερμικά μεταλλουργικά Επιτρεπόμενη εκπομπής Αυτονομία πηγής ελάχιστη και προτεινόμενη Μόνιμο ή οικονομικό Εφαρμοσμένη τεχνική Αντιστροφές με ή χωρίς γεννήτριαί για να αναλάβει το φορτίο του αντιστροφέα μετά την εξάντληση των ενεργειακών αποθεμάτων του συσσορευτή) Γεννήτρια αδιάλειπτης παροχής ή γεννήτρια εκκίνησης και ελάφρωσης φορτίου του αντιστροφέα Μόνιμη εγκατάσταση γεννήτριας Πίνακας 3.5 πίνακας που δείχνει την επιλογή του τύπου εφεδρικής πηγής ισχύος ανάλογα με τις απαιτήσεις εφαρμογής και τους χρόνους διακοπής και παροχής 5.4 Επιλογή και χαρακτηριστικά διαφορετικών πηγών Οι διάφορες δυνατές λύσεις χαρακτηρίζονται από την διαθεσιμότητα τους, δηλαδή την δυνατότητα τους για άμεση ή καθυστερημένη ανάληψη του φορτίου, και την αυτονομία τους, δηλαδή την ικανότητα να τροφοδοτούν το φορτίο για μια δεδομένη περίοδο χωρίς παρέμβαση (γέμισμα των δοχείων καυσίμου, η χωρητικότητα (Ah) συσσωρευτών για παράδειγμα). Είναι επίσης απαραίτητο να ληφθούν υπ'όψην; οι περιορισμοί που επιβάλλονται από την εγκατάσταση: ιδίως για ειδικούς καταναλωτές και ανάλογα με τις πηγές που χρησιμοποιούνται: συμπληρωματικός εξοπλισμός

74 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος λειτουργικοί εξοπλισμοί, π.χ. ανάλογα με τις οδηγίες του κατασκευαστή ή τοπικούς θεσπισμένους κανονισμούς, κ.λ.π απαιτήσεις σε συντήρηση ρουτίνας, η οποία θα μπορούσε να επιβάλλει όχι και τόσο ιδανικούς περιορισμούς κατά την περίοδο που είναι αφιερωμένη σε τέτοια δουλειά. Μια γενική εξέταση των πολλών δυνατοτήτων και των σχετικών περιορισμών συχνά οδηγεί σε μια βέλτιστη λύση βασισμένη σε σύστημα αδιάλειπτου παροχής (UPS) συνδεδεμένου με εφεδρική ντηζελογεννήτρια. Μια μπαταρία στοιχείων αποθήκευσης διατηρεί αδιάλειπτη την παροχή κατά την διάρκεια εκκίνησης και ανάληψης φορτίου από την εφεδρική μονάδα. εκτάκτου ανάγκης και/ή ι _,μ_ εφι^κή παροχή " ~ συσσωρευτής I αύστημα αδιαλείπτου πα- :Ρ Χή^ενόργειας (UPS) αιτοομενος χρόνος εκκίνηοης πριν va pnoptf νο τροφο»οτήοίΐ το φορτίο μηδενικός χρόνος (χωρίς διακοπή) ^ ι φορτίο diesel γεννήτρια ' γεννήτρια οε μόνιμη ψυχρής εκκίνησης picinjp" υπηρεσία i Ειδική τοπηρι οκ; ι:υ j του WWOUpCutnj. I ουααωρευιες είναι Iζεχωρκπό δίκτυο 1 ν«χ»>; ρωμοτος επιπρόοβετος εξοπλιομάς (εκτός οπό τις ουοκευές μεταγωγής Φορτιστής. ΣταθεροποιήτΥις ενδείξεις και μετρητικά τρόπος λειτουργίας καιi περιοριομοί 1Ειδικό δίκτυο. {Απώλειες του ουοτήμο* ματος Συχνός όλεγχος άλλες παράμετροι αυντήρηοη [Περιοδικές παύσεις λειτουργίας, για έλεγχο και αυντήρηοη IΜόνα αν απαιτούνται : επιπρόσθετοι I ουοοωρευτές. Αυτόματος. [Κανένα Εκτός αν έχουμε συσσωρευτές προβλεπόμενος χράνος ζωής 4 με 5 χρόνια ι 4 με 5 χρόνια (για cxjoσωρ^ές κλειστού τύπου) αποραΐτητη IX2 εάν η εγκατάσταση τυπικά 2 για 1 εφεδρεία ι*' iείναι μόνιμη. και 3 για 2.'«αξιοπιστία ι* I0 σταθερός έλεγχος (Ολοκληρωμένοι είναι σπουμος (υπάρχει έλεγχοι κάποιος αριθμός ανθρώπινων λαθών). ' )ΐ Ειδική (ξεχωριοτή) τοποθεαιο (ενόχληοη από θόρ απαραίτητα πρόσβαση για συντήρηση ηροστοοίος από πυρκαγιά) Δεξαμενή καυσίμσυ Εκκινητής ή με συσσωρευτές ή με πεπιεσμένο αέρα αυτόματος. Περιοδικές εκκινήσεις. Περιοδικοί έλεγχα, αλλά ελάχιστη φθορά Απαιτείται ελαχιοτη επιηίρηοη (.000 με ώρες και 5 με 10 χρόνια αβοωρευτές χ 2, ' Μηχανολογικά και α ουοοωρευτές του εκκινητή. Σφόνδιλος αποθήκευσης ενεργειος :Αυτόματος εξοπλισμός συγχρονισμού. Αυτόματος. Καθορισμός του μέγιστου φορτίου. Ελάχιστες μηχανκές απαι τήοεις εκτός τα προσωπικού πέδηοης κα ζεύξης. Μόνιμο προσωπικό λειτουργίας >Περιοδικαί έλεγχα ολλα ελάχιστη φθορά Απαιτείται ελάχιστη επιτήρηση. 5 με 10 χρόνια ώρες με 1χρόνο. X 2 όπου η ασφάλεια X 2 αν η εγκατάσταση είναι σημαντική.' ' :είναι μόνιμη.'" Μηχανολογικά ειδικότερο η ακ/αρμολόγηση Μηχανολογικά και το του φρένου και του α/γχρονισμού. [ ^ 9. εκτρικής παροχής

75 Εγκαταστάσεις ασφαλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος 5.5 Τοπικές μονάδες γεννητριών Ο ταυτόχρονος συνδυασμός ενός αντιστροφέα και ενός Η/Ζ είναι βέλτιστη λύση για την εξασφάλιση μεγάλης αυτονομίας. Σε ορισμένες ηλεκτρικές εγκαταστάσεις είναι απαραίτητη μια παροχή ισχύος, ανεξάρτητη από την δημόσια/ ιδιωτική (μετά το 2001) εταιρεία ηλεκτρισμού. Έτσι, μια γεννήτρια (συνήθως στρεφόμενη από μια ντηζελογεννήτρια) εγκαθίστανται συμπληρωματικά του συστήματος αδιάλειπτου παροχής (UPS). Σε αυτήν την περίπτωση η αυτονομία του UPS, δηλαδή της μπαταρίας του, πρέπει να είναι αρκετή για να καλύψει την περίοδο εκκίνησης της ντηζελογεννήτριας και την σύνδεση της με το φορτίο. Ο χρόνος που απαιτείται για να πραγματοποιήσει την μετάβαση από τη μια πηγή στην άλλη εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της συγκεκριμένης εγκατάστασης όπως: ακολουθία έναρξης της μηχανής, πιθανή απόρριψη των μη απαραίτητων φορτίων, κ.λ,π.. Η σύζευξη πραγματοποιείται στον πίνακα διανομής XT, μέσω ενός αυτόματου πίνακα μετάβασης, ένα παράδειγμα του οποίου απεικονίζεται στο Σχ. 5.7.

76 Εγκαταστάσεις ασιραλείας και υπηρεσιών εκτάκτου ανάγκης και εφεδρικές παροχές ισχύος Ένα σύστημα αδιάλειπτου παροχής ενέργειας αποτελείται από τρία κύρια μέρη. Τον ανορθωτή, τον συσσωρευτή και τον αντιστροφέα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα περνά στο τμήμα του ανορθωτή και ανορθώνεται σε συνεχές ρεύμα. Ένα μικρό μέρος αυτού του ρεύματος φορτίζει τον συσσωρευτή. Το υπόλοιπο της dc ισχύος η οποία παρέχεται από τον ανορθωτή μετατρέπεται σε εναλλασσόμενη (ac) ισχύ απαλλαγμένη από επιβλαβείς διαταραχές και τροφοδοτεί το φορτίο. Σε περίπτωση μετάβασης από φυσιολογική σε εφεδρική τροφοδοσία, είναι σημαντικό (ιδίως αν το φορτίο που τροφοδοτείται από τη γεννήτρια είναι μεγάλο, σχετικά με την ονομαστική της ισχύ) οι επιβλαβείς μεταβατικές δημοτικές ροπές στον άξονα και στον σύνδεσμο της γεννήτριας με τον κινητήρα ντίζελ να αποφεύγονται. Τέτοιες ροπές εμφανίζονται για φορτία που συνδέονται ξαφνικά και οφείλονται στην μεταβατική ταλαντούμενη ροπή και την ροπή σταθερού φορτίου που προστίθενται και αφαιρούνται στη φυσική συχνότητα των ταλαντώσεων του άξονα. Για να αποφευχθεί αυτό το φαινόμενο, ο ανορθωτής ελέγχεται ηλεκτρονικά ώστε αρχικά να περάσει μόνο ένα μικρό ρεύμα. Ενώ σταδιακά αυξάνεται μέχρι το φορτίο να αποδοθεί ολόκληρο στη γεννήτρια και η μπαταρία δέχεται την επαναφόρτισή της. Αυτή η λειτουργία διαρκεί δευτερόλεταα. Η παύση λειτουργίας του αντιστροφέα εκτελείται επίσης σταδιακά με παρόμοιους ελέγχους στα κυκλώματα του ανορθωτή. Μια σταδιακή ανάληψη του φορτίου επίσης αποφεύγει την πιθανότητα μεγάλων μεταβατικών ρευμάτων και διακυμάνσεων στη συχνότητα, το τελευταίο λόγω της αδράνειας των στρεφόμενων και κινούμενων μερών. Ο ανορθωτής στο σύστημα μετασχηματισμού δημιουργεί αρμονικές στο ρεύμα που γενικά σημαίνει ότι η εφεδρική γεννήτρια πρέπει να είναι μικρής ισχύος (δηλαδή, ίσως απαιτείται η εγκατάσταση μιας μεγαλύτερης γεννήτριας). Αυτό το ερώτημα θα πρέπει να συζητηθεί με τον κατασκευαστή του εξοπλισμού UPS. Στο παράδειγμα του σχήματος 5.7, η έξοδος από τον αντιστροφέα είναι σε συγχρονισμό με την είσοδο στον ανορθωτή (και φορτιστή του συσσωρευτή) έτσι, ώστε σε περίπτωση υπερφόρτισης ή βλάβης του αντιστροφέα, το στιγμιαίο κλείσιμο του διακόπτη μετάβασης θα διατηρήσει την τροφοδοσία.

77 6. Τελική διανομή 6.1 Περιγραφή και επιλογή Δύο είδη διανομής είναι δυνατά: μέσω μονωμένων καλωδίων και αγιογών, μέσω προκατασκευασμένων καναλιών. Το δεύτερο είδος ξεχωρίζει λόγω της ευκολίας εγκατάστασης του, της ευελιξίας του και από τον αριθμό των δυνατών σημείων σύνδεσης. Είδη τελικής διανομής Δύο είδη διανομής είναι δυνατά: Διανομή μέσω μονωμένων αγωγών και καλωδίων Περιλαμβάνει την μηχανική προστασία και τοποθέτηση των οδηγών κ.λ,π. Η μέθοδος εγκατάστασης θα επηρεάσει το μέγιστο ρεύμα που επιτρέπεται, όπως σημειώνεται στο διεθνές πρότυπο IEC 439 μέρη 1 και 2. Διανομή μέσω προκατασκευασμένων καναλιών Αυτά τα κανάλια ξεχωρίζουν λόγω της ευκολίας εγκατάστασης του, της ευελιξίας του και από τον αριθμό των δυνατών σημείων σύνδεσης. Παραδείγματα d ΕΓ''Β ΕΓ'Β Τ Ι 1l ή ώ Σχ.6.1 παράδειγμα 1: ακτινική διάταξη διανομής για ένα ξενοδοχείο, με χρήση αγωγών, οδηγών κι

78 Σχ.6.2 παράδειγμα 2; ακηνική διανομή με προκατασκευασμένες υποδοχές ζυγών και καναλιών για μια εγκατάσταση αποθήκης Επιλογή μεθόδου - κριτήρια Οι κύριες σκέψεις που καθορίζουν την επιλογή της μιας ή της άλλης μεθόδου, είναι το αρχικό κόστος και η πιθανότητα εκτεταμένων και συχνών μετατροπών. Στην περίπτωση σταθερής εγκατάστασης που είναι απίθανο να μετατραπεί, είτε σε σύντομο χρονικό διάστημα είτε σε μεγάλη έκταση, το σύστημα μονωμένων καλωδίων και οδηγών είναι η πιο οικονομική λύση. Οπου η ευελιξία και ευκολία μετατροπής του κυκλώματος είναι σημαντικές, το σύστημα προκατασκευασμένων καναλιών θα πρέπει να είναι η πρώτη επιλογή. 6.2 Οδηγοί, αγωγοί και καλώδια Το διεθνές πρότυπο EC παρέχει πληροφορίες για την επιλογή και ανάπτυξη των συστημάτων καλωδίωσης. Το πρότυπο αυτό συμφωνεί με τις αρχές που περιγράφονται

79 στο EC364-1, σχετικά με καλώδια και αγωγούς, τον τερματισμό τους και/ ή την ένωσή τους, τις σχετικές στηρίξεις τους και αναρτήσεις τους και τα καλύμματα ή τις μεθόδους προστασίας από εξωτερικές επιδράσεις. Επιλογή συστημάτων καλωδίων και μέθοδοι εγκατάστασης, σύμφωνα με την IEC (1993) Η επιλογή του συστήματος καλωδίων μπορεί να γίνει από τον ακόλουθο πίνακα: αγωγοί και καλώδια γυμνοί αγωγοί μονωμένοι αγωγοί καλυμμένα καλώδια (περιλαμβάνοντας μέθοδος εγκατάστασης χωρίς πιασμένο σωλήνας σταθερό απευθείας ποίηση με στηρίγ- διακλάδωση καλωδίων (περιλαμβάνοντας διακλάδωση πλεξούδας κατά μήκος των γωνιών (περιμετρικά) ή διακλάδωση πλεξούδας ριγμένη στο δάπεδο ομός καλωδίου σχάρα οδηγός στηρίγματα καλωδίων μονωτές υποστήριξης μηχανικών φορτίων κισμένα μηχανικών ταπονήσεων και υδατοστεγώς μονωμένα) πολύκλωνα + θ μονόκλωνα θ θ + επιτρέπονται / - δεν επιτρέπονται / 0 δεν εφαρμόζεται ή δεν χρησιμοποιείται στην πράξη Πίνακας 6.3: επιλογή συστημάτων καλωδίων

80 Προτεινόμενες μέθοδοι ανάπτυξης παρέχονται στον ακόλουθο πίνακα: κατηγορίες μέθοδος εγκατάστασης χωρίς με σωλήνας διακλάδωση σχάρα σταθερό σταθερό καλωδίων ομός οδηγός ποίηση ποίηση (περιλαμβάνοντας καλωδίου στηρίγματα καλωδίων διακλάδωση δέντρου ή διακλάδοκτη άτακτης βεντάλιας δαπέδου εκτός κτηρίου 21, , , 13, 73, , 15, ,42 31,32 4, 23 12, 13, καλωδίων 14, 15,16 θαμμένο στο 32, μονωτές σύρμα υποστήριξης μηχανικών φορτίων ενσωματωμένο στην κτιριακή υποδομή ετηφανειακά περασμένο περασμένο σε ψευδοροφή ή εναέριο στην οροφή / ταβάνι εμβαπτισμένο σε 52, ,2, ,32 12, 13, 71,72 14, 15, , 13, 14, 15, / 0 δεν εφαρμόζεται ή δεν χρησιμοποιείται στην πράξη Πίνακας 6.4 ανάπτυξη συστημάτων καλωδίων Το νούμερο σε κάθε κουτί δείχνει το νούμερο αναφοράς στον πίνακα Η52 (IEC ). Σημείιοση: για δυνατότητα μεταφοράς ρεύματος ΒΛ. IEC

81 παράδειγμα 1 ρ S ^ : [ φ Ρ S θ '. Q ' περιγραφή 2 μονωμένοι αγωγοί σε οδηγούς περιεχόμενοι σε τοίχο μονωμένους θερμικά καλώδια πολλαπλού ττυρήνα σε οδηγούς εγκλεισμένοι σε τοίχους που μονώνουν θερμικά μονωμένοι αγωγοί σε οδηγούς στερεωμένους σε επιφάνεια 3 καλώδια μονού η πολλαπλού πυρήνα σε οδηγούς στερεωμένους σε επιφάνεια μονωμένοι αγωγοί σε σωλήνα καλωδίου πάνω σε τοίχο καλώδια μονού ή πολλαπλού πυρήνα σε σωλήνα καλωδίου πάνω σε τοίχο 4* μονωμένοι αγιογοί σε οδηγούς εγκλεισμένοι σε πέτρα 5 καλώδια μονού ή πολλαπλού πυρήνα σε οδηγούς εγκλεισμένος σε πέτρα καλυμμένα και/ η θωρακισμένα καλώδια ή καλυμμένα θωρακισμένα καλώδια μονού ή πολλαπλού τιυρήνα σε τοίχο σε ταβάνι κρεβατίνα φτιαγμένη με μη διάτρητη λαμαρίνα κρεβατίνα φτιαγμένη με διάτρητη λαμαρίνα σε οριζόντια η κατακόρυφα εκτεινόμενες ράγες σε περίβλημα και σε απόσταση από τον αναφορά '' 4 5^ 11 Ιΐ'^

82 τοίχο ή το ταβάνι σε επίτοιχη σχάρα/ σκάλσ 16 Ρ π_0λίΐ_α ίππππΐ Γΐ ηιιιι ιι καλυμμένα καλώδια μονού ή πολλαπλού πυρήνα αναρτημένα από ή περιέχοντα καλώδιο ανάρτησης 17 γυμνοί ή μονωμένοι αγωγοί σε μονωτήρες 18 Πίνακας 6.5 μερικά παραδείγματα μεθόδων εγκατάστασης. Σημείωση: οι εικόνες δεν προτίθενται να απεικονίσουν το πραγμαηκό προϊόν ή τεχνικές εγκατάστασης αλλά είναι ενδεικτικές της περιγραφόμενης μεθόδου.

83 Προστασία από ηλειαροπληξία 7. Προστασία από ηλεκτροπληξία Όταν ένα ρεύμα πάνω από 30mA διαπεράσει μέρος του σώματος ενός ανθρώπου, ο εν λόγω άνθρωπος διατρέχει σοβαρό κίνδυνο αν το ρεύμα δεν διακοπεί σε μικρό χρονικό διάστημα. Ηλεκτροπληξία Η ηλεκτροπληξία είναι το παθοφυσιολογικό φαινόμενο ροής ηλεκτρικού ρεύματος διαμέσου του ανθρωπίνου σώματος. Η διέλευση επηρεάζει βασικά τις λειτουργίες του αναπνευστικού και κυκλοφορικού συστήματος και μερικές φορές προκαλεί σημαντικά εγκαύματα. Ο βαθμός του κινδύνου για το %μα είναι συνάρτηση του μεγέθους του ρεύματος και των μερών του σώματος που διαρρέει το ρεύμα. Το πρότυπο IEC καθορίζει 4 ζώνες ρεύματος / διάρκειας, σε καθεμία από τις οποίες οι παθοφυσιολογικές επιδράσεις αναλύονται (Σχ.7.1). Κάθε πρόσωπο που έρχεται σε επαφή με ζωντανό γυμνό αγωγό κινδυνεύει από ηλεκτροπληξία. Η καμπύλη 01 (του Σχ.7.1) δείχνει ότι όταν το ρεύμα είναι μεγαλύτερο από 30 ma και διατρέχει μέρος του ανθρωπίνου σώματος, ο άνθρωπος είναι πιθανόν να σκοτωθεί, εκτός κι αν το ρεύμα διακοπεί σε σύντομο χρονικό διάστημα. Το σημείο 500 ms /100 ma κοντά στην καμπύλη 01 αντιστοιχεί σε μια πιθανότητα, να συμβεί θάνατος από καρδιακή μαρμαρυγή, ίση με 0.14%. Η προστασία των προσώπων από ηλεκτροπληξία σε εγκαταστάσεις XT πρέπει να παρέχεται σε συμφωνία με τα κατάλληλα εθνικά πρότυπα και θεσπισμένους κανονισμούς, κώδικες εφαρμογής, επίσημους οδηγούς κ.λ.π. Διήριιεια ροής ρεύμοιος I 1.ανεπαίσθητη Ζ.αισθητή 3. ανατάξιμες επιδράσεις: μυϊκές συσπάσεις 4. πιθανότητα μη ανατάξιμων επιδράσεων C1: όχι καρδιακή μαρμαρυγή C2: 5% πιθανότητα καρδιακής μαρμαρυγής C3: 50% πιθανότητα καρδιακής μαρμαρυγής Σχ.7.6 καμπύλη C1 (IEC 479-1) ορίζει τα όρια ρεύματος/ χρονική διάρκεια, π( υπερβαίνονται ) δεν πρέπει ν

84 Προστασία από ηλεκτροπληξία 7.2 Αμεση και έμμεση επαφή Οι κανονισμοί και πρότυπα διαχωρίζουν δύο είδη επικίνδυνης επαφής: άμεση επαφή, έμμεση επαφή και αντίστοιχα μέτρα προστασίας. Αμεση επαφή Μια άμεση επαφή αναφέρεται σε έναν άνθρωπο (ή ζώο) που έρχεται σε επαφή με έναν αγωγό που είναι γυμνός υπό φυσιολογικές συνθήκες. Έμμεση επαφή Μια έμμεση επαφή αναφέρεται σε έναν άνθρωπο (ή ζώο) που έρχεται σε επαφή με το αγώγιμο μέρος που κανονικά δεν είναι γυμνό, αλλά έχει γυμνωθεί λόγω ατυχήματος (βλάβη στη μόνωση ή άλλη αιτία). Σχ.7.7 άμεση επαφή Σχ.7.7 άμεση επαφή

85 προστασία από άμεση επαφή 8. Προστασία από άμεση επαφή Δύο μέτρα προστασίας ενάντια σε κινδύνους άμεσης επαφής εφαρμόζονται συχνά, καθώς στην πράξη το πρώτο μέτρο μπορεί να μην αποδειχθεί αλάνθαστο. Συνήθως εφαρμόζονται δύο συμπληρωματικά μέτρα προστασίας ενάντια στους κινδύνους άμεσης επαφής. η φυσική αποφυγή της επαφής με γυμνά χέρια μέσω κατάλληλων εμποδίων, μόνωσης, μη προσβασιμότητας κ.λ.π. πρόσθετη προστασία στην περίπτωση που μια άμεση επαφή συμβεί, παρά τα παραπάνω μέτρα. Αυτή η προστασία βασίζεται σε υπερευαίσθητους ηλεκτρονόμους ρεύματος διαρροής γρήγορης λειτουργίας, που είναι πολύ αποτελεσματικοί στην πλειονότητα των περιπτώσεων άμεσης επαφής. 8.1 Μέτρα προστασίας από άμεση επαφή Τα πρότυπα IEC εθνικοί κανονισμοί συχνά διαχωρίζουν διάφορους βαθμούς προστασίας: πλήρης (μόνωση, περιβλήματα), μερική ή ιδιαίτερη. Μέτρα πλήρους προστασίας Προστασία μέσω της γείωσης των γυμνών μερών Η προστασία αποτελείται από μια μόνωση που είναι σύμφωνη με τα σχετικά πρότυπα Βαφές και βερνίκια δεν παρέχουν επαρκή προστασία. Προστασία μέσω μπαριέρων ή κιβωτίων Αυτό το μέτρο είναι διαδεδομένο, καθώς πολλά στοιχεία και υλικά είναι εγκατεστημένα σε ντουλάπια, κολώνες, πίνακες ελέγχου και κιβώτια πινάκων διανομής κ.λ.π. Για να θεωρηθεί ότι παρέχεται επαρκής προστασία ενάντια σε κινδύνους άμεσης επαφής, αυτός ο εξοπλισμός πρέπει να έχει βαθμό προστασίας ίσο με ή τουλάχιστον ΙΡ2Χ ή ΙΡΧΧΒ. Επιπλέον, ένα άνοιγμα στο κιβώτιο (πόρτα, πλαίσιο, συρτάρι) πρέ^ι να είναι αφαιρετό, ανοικτό ή συρόμενο: μέσω ενός κλειδιού ή εργαλείου που παρέχεται για αυτό το λόγο, ή μετά από πλήρη απομόνωση των γυμνών ηλεκτρικά ενεργών μερών στο κιβώτιο, ή με αυτόματη λειτουργία ενός ενδιάμεσου μεταλλικού καπακιού, αφαιρετού μόνο με κλειδί ή με εργαλεία. Το μεταλλικό κιβώτιο και όλα τα μεταλλικά καπάκια πρέπει να συνδέονται με τον αγωγό γείωσης της εγκατάστασης. Μερικά μέτρα προστασίας Προστασία μέσω εμποδίων ή τοποθετώντας τα μακριά από επαφή

86 προστασία από άμεση επαφή Αυτή η εφαρμογή αφορά μόνο σε τοποθεσίες όπου μόνο συγκεκριμένο ή εγκεκριμένο προσωπικό έχει πρόσβαση. Ιδιαίτερα μέτρα προστασίας Προστασία με χρήση διατάξεων πολύ χαμηλής τάσης, SELV (Safety Extra Low Voltage) Αυτό το μέτρο χρησιμοποιείται μόνο σε κυκλώματα χαμηλής ισχύος και σε ειδικές περιπτώσεις Σχ.8.1 ενσωματωμένη προστασία από άμεση επαφή με τη μόνωση ενός τριφασικού καλωδίου με εξωτερικό μονωτικό κάλυμμα Σχ.8.2 παράδειγμα αποφυγής άμεσης επαφής μέσω μεταλλικού κιβωτίου, το οποίο είναι συνδεδεμένο με τον αγωγό, γείωσης της ηλεκτρικής εγκατάστασης 8.2 Πρόσθετο μέτρο προστασίας από άμεση επαφή Όλα τα παραπάνω μέσα προστασίας είναι προληπτικά, αλλά η εμπειρία μας έχει δείξει ότι για διάφορους λόγους δεν μπορούν να θεωρούνται αλάνθαστα. Μερικοί από αυτούς τους λόγους είναι: έλλειψη κατάλληλης συντήρησης απροσεξία, αμέλεια φυσιολογική (ή μη) φθορά της εγκατάστασης. Για παράδειγμα στρέβλωση και απώλεια επαφής των συνδέσεων επαφή από ατύχημα εισροή νερού κ.λ.π. - μια κατάσταση στην οποία η μόνωση δεν είναι πια αποτελεσματική. Για να προστατευθούν οι χρήστες σε τέτοιες περιπτώσεις, συσκευές γρήγορης αντίδρασης και υψηλής ευαισθησίας. Βασισμένες στην ανίχνευση παραμένοντος ρεύματος προς τη γη (που μπορεί να είναι λόγω ενός ανθρώπου ή ζώου ή όχι) χρησιμοποιούνται για να διακόπτουν την παροχή ισχύος αυτόματα και με επαρκή

87 προστασία από άμεση επαφή ταχύτητα, για να αποφευχθεί μόνιμος τραυματισμός ή θάνατος από ηλειαροπληξία ενός υγιούς ανθρώπου. Αυτές οι συσκευές λειτουργούν με την αρχή της διαφορικής μέτρησης ρεύματος, στην οποία κάθε διαφορά ανάμεσα στο ρεύμα που εισέρχεται σε ένα κύκλωμα και σε εκείνο που εξέρχεται, πρέπει (σε ένα σύστημα που τροφοδοτείται από γειωμένη πηγή) να διαφεύγει προς γη, είτε μέσω ελαττωματικής μόνωσης είτε μέσω επαφής ενός γειωμένου αντικειμένου, όπως π.χ. ένας άνθρωπος με ένα γυμνό αγωγό. Βασικές συσκευές παραμένοντος ρεύματος, που αναφέρονται ως RCD (ή ρελέ διαρροής), επαρκώς ευαίσθητες για προστασία άμεσης επαφής έχουν ονομαστικό διαφορικό ρεύμα 30 ηια. Άλλα βασικά ονομαστικά μεγέθη για RCD υψηλής ευαισθησίας είναι 10 ma και 6 ma (γενικά χρησιμοποιούνται για προστασία ατομικών συσκευών). Αυτή η πρόσθετη προστασία επιβάλλεται σε ορισμένες χώρες για κυκλώματα που τροφοδοτούν πρίζες-παροχές με ονομαστικό ρεύμα μέχρι 32Α και ακόμη μεγαλύτερο, αν η τοποθεσία είναι υγρή και/ ή προσωρινή (σαν τα εργοτάξια για παράδειγμα).

88 προστασία από έμμεση επαφή 9. Προστασία από έμμεση επαφή Οι εθνικοί κανονισμοί που καλύπτουν εγκαταστάσεις XT επιβάλλουν ή συστήνουν με έμφαση την προμήθεια τέτοιων διακοπτών για προστασία από έμμεση επαφή, τα μέτρα προστασίας είναι: αυτόματη διακοττή παροχής (στην πρώτη ή δεύτερη ανίχνευση σφάλματος ανάλογα με το σύστημα γείωσης), ιδιαίτερα μέτρα ανάλογα με τις περιστάσεις. Αγώγιμο υλικό''^ που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ηλεκτρικών υλικών, αλλά το οποίο δεν είναι μέρος του κυκλώματος για τη συσκευή, χωρίζεται από τα γυμνά μέρη με τη βασική μόνωση. Σφάλμα στη Βασική μόνωση θα έχει σαν αποτέλεσμα τα αγώγιμα μέρη να γίνουν γυμνά μέρη φέροντα ρεύμα. Η επαφή με ένα τμήμα, το οποίο φέρει ρεύμα λόγω σφάλματος στη μόνωση του, αναφέρεται σαν έμμεση επαφή. Διάφορα μέτρα υιοθετούνται για προστασία ενάντια σε αυτόν τον κίνδυνο και περιλαμβάνουν: αυτόματη διακοπή της παροχής ισχύος στην εν λόγω συσκευή, ειδικές διατάξεις, όπως: 1. τη χρήση υλικών μόνωσης κλάσης II ή ισοδύναμου βαθμού μόνωση, 2. μη αγώγιμη τοποθέτηση*' -εκτός-επαφής ή προσθήκη μπαριέρων, 3. ισοδυναμική επιφάνεια / πλέγμα, 4. ηλεκτρική απομόνωση μέσω ηλεκτρομαγνητικής ζεύξης (γαλβανική απόζευξη) μετασχηματιστών. *'*Το αγώγιμο υλικό (συνήθαις μέταλλο), που μπορεί να αγγιχτεί χωρίς την αποσυναρμολόγηση της συσκευής, αναφέρεται σαν εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη. ορισμός των αντιστάσεων των τοίχων, του πατώματος και της οροφής μιας μη αγώγιμης τοποθεσίας δίνεται στην υποπαράγραφο Μέτρο προστασίας με αυτόματη διακοπή της ηλεκτρικής παροχής Αρχή Αυτό το μέσο προστασίας εξαρτάται από δύο δασικές απαιτήσεις: την γείωση όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών του εξοπλισμού της εγκατάστασης και την κατάστρωση ενός ισοδυναμικού δικτύου διασύνδεσης (Βλ. υποπαράγραφο 4.1) και την αυτόματη διακοπή του τμήματος της εγκατάστασης που μας ενδιαφέρει με τέτοιο τρόπο που οι απαιτήσεις τάσης επαφής και χρόνου ασφαλείας να τηρούνται για κάθε επίπεδο τάσης επαφής*^. ^ Τάση επαφής είναι η τάση που αναπτύσσεται (λόγω σφάλματος στην μόνωση) ανάμεσα σε ένα εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος και οποιοδήποτε άλλο αγώγιμο στοιχείο που βρίσκεται σε διαφορετικό δυναμικό (γενικά γης). Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της τάσης επαφής τόσο μεγαλύτερη είναι και η απαιτούμενη ταχύτητα διακοττής της

89 προστασία από έμμεση επαφή ηλεκτρικής παροχής, προκειμένου να παρέχεται επαρκής προστασία (Βλ. πίνακες 9.1 και 9.2). Η μεγίστη τιμή της τάσης επαφής, που μπορεί να γίνει ανεκτή έπ αόριστον χωρίς κίνδυνο των προσώπων, ονομάζεται συμβατικό όριο τάσης επαφής. Υπενθΰμιση των θεωρητικών ορίων χρόνου διακοπής^** εκτιμώμενη μέγιστος χρόνος διακοπής του διακόπτη προστασίας επαφής (δευτερόλεπτα) (V) Ε ναλλασ σόμ ενο συνεχές ρεύμα ρεύμα < , , , , ,17 0, ,12 0, ,08 0^ ,04 0,10 Πίνακας 9.1 μεγίστη ασφαλής διάρκεια των υποτιθέμενων τιμών τάσης επαφής σε συνθήκες όπου Ul = S0V" εκτιμώμενη μέγιστος χρόνος διακοπής του διακόπτη προστασίας (δευτερόλεπτα) επαφής (V) Εναλλασσόμενο ρεύμα συνεχές ρεύμα < , , , , ,17 0, , , ,04 0,10 Πίνακας 9.2 μέγιστη ασφαλής διάρκεια των υποτιθέμενων τιμών τάσης επαφής σε συνθήκες όπου UL = 2SV" (1) Η αντίσταση του πατώματος και των παπουτστών λαμβάνονται υπ' όψην σε αυτές τις τιμές ( ) Για τις περισσότερες τοποθεσίες η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση επαφής είναι 50V, Για ειδικές τοποθεσίες το όριο μειώνεται σε 25V.

90 προστασία από έμμεση επαφή Σχ.9.3 σε αυτό το σχήμα η επικίνδυνη τάση επαφής είναι ανάμεσα στα χέρια 9.2 Αυτόματη διακοπή για μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΤ Αρχή Σε αυτή τη διάταξη όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης πρέπει να συνδέονται σε ένα κοινό ηλεκτρόδιο γείωσης. Ο ουδέτερος του συστήματος τροφοδοσίας γειώνεται σε ένα σημείο εκτός της περιοχής επιρροής του ηλεκτροδίου της ηλεκτρικής εγκατάστασης (συνιστάται αλλά δεν είναι απαραίτητο). Η σύνθετη αντίσταση του βρόγχου σφάλματος προς γη αποτελείται επομένως από τα δύο ηλεκτρόδια (δηλαδή τα ηλεκτρόδια γείωσης του συστήματος τροφοδοσίας και ηλεκτρικής εγκατάστασης) εν σειρά έτσι ώστε, το μέγεθος του ρεύματος σφάλματος προς γη να είναι γενικά πολύ μικρό για να θέσει σε λειτουργία ηλεκτρονόμους υπερεντάσεως ή ασφάλειες. Αυτή η αρχή προστασίας ισχύει επίσης αν ένα κοινό ηλεκτρόδιο γείωσης είναι σε λειτουργία, ιδίως στην περίπτωση ενός τυπικού υποσταθμού διανομής μέσα στην περιοχή της ηλεκτρικής εγκατάστασης, όπου οι περιορισμοί σε χώρο μπορούν να επιβάλλουν τη χρήση γείωσης τύπου ΤΝ, (ενώ όλες οι υπόλοιπες συνθήκες που απαιτούνται για το ΤΝ δεν πληρούνται). Η αυτόματη προστασία μιας εγκατάστασης με γείωση ΤΤ εξασφαλίζεται με χρήση (RCD) ρελέ διαρροής ευαισθησίας

91 προστασία από έμμεση επαφή Ra = αντίσταση του ηλεκτροδίου γείωσης της ηλεκτρικής εγκατάστασης, ΙΔη = ονομαστικό επίπεδο λειτουργίας του παραμένοντος ρεύματος (διαρροή προς γη). Για προσωρινές παροχές (σε εργοτάξια κ.λ,π.) και γεωργικές εγκαταστάσεις η τιμή της Ul, στην παραπάνω σχέση πρέπει να αντικατασταθεί από 25V. Παράδειγμα Η αντίσταση του ηλεκτροδίου γείωσης ουδετέρου μιας εγκατάστασης R είναι 1ΟΩ. Η αντίσταση του ηλεκτροδίου γείωσης της εγκατάστασης Ra είναι 20Ω. Το ρεύμα σφάλματος γης είναι Id = 7.7Α. Η τάση επαφής θα είναι Uc = I0Ra = 154V και επομένως επικίνδυνη. ΙΔη = 50/20 = 2.5Α έτσι ώστε ένα RCD για 300 ma θα λειτουργεί στα 30 ms για να εξαλείψει μια επικίνδυνη κατάσταση, στην οποία μια τάση επαφής 50V ή μεγαλύτερη εμφανίζεται σε ένα εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος. Σχ.9.4 αυτόματη διακοπή σε εγκατάσταση γειωμένη με ΤΤ Οι χρόνοι μετάβασης των (RCD) ρελέ διαρροής είναι γενικά μικρότεροι από εκείνους που συστήνονται στην πλειοψηφία των εθνικών κανονισμών. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει τη χρήση τους και επιτρέπει την υιοθέτηση μιας αποτελεσματικής διάταξης επιλεκτικής προστασίας. Καθορισμένος χρόνος διακοπής Ο όρος RCD (Residual Current Device) είναι ένας γενικός όρος για όλες τις συσκευές που λειτουργούν με την αρχή παραμένοντος ρεύματος. Ο διακόπτης/ ρελέ διαρροής, όπως ορίζεται στον 1EC 1008 είναι μια ειδική περίπτωση RCD. Ο τύπος G* (γενικός) και ο τύπος S* (επιλεκτικός) έχουν χαρακτηριστικά χρόνου αφόπλισης/ ρεύματος, όπως φαίνεται στον πίνακα 9.5. Αυτά τα χαρακτηριστικά

92 προστασία από έμμεση επαφή επιτρέπουν ένα βαθμό επιλεκτικής αφόπλισης ανάμεσα στους διάφορους συνδυασμούς ονομαστικών μεγεθών και τύπων, όπως φαίνεται αργότερα στην υποπαράγραφο βιομηχανικής 150 χρήσης I** (ms) Πίνακας 9.5 μέγιστοι χρόνοι λειτουργίας για ρελέ διαρροής *Merlin Gerin ** Σημείωση ' η χρήση του όρου "διακόπτης κυκλώματος" δεν προεξοφλεί ότι το RCCB μπορεί ν διακόψει ρεύματα βραχυκυκλώσειος. Για τέτοια λειτουργία RCDs γνωστό ως RCBOs ("Ο" για ove cumnt = υπερένταση) όπως ορίστηκε από το IEC 1009 πρέπει να χρησιμοποιηθεί 9.3 Αυτόματη διακοπή σε μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΝ Βασική αρχή Σε αυτή τη διάταξη όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης συνδέονται απευθείας πάνω στο γειωμένο σημείο της τροφοδοσίας μέσω αγιογών προστασίας. Όπως σημειώνεται στο κεφάλαιο, υποπαράγραφος 3.2, ο τρόπος με τον οποίο αυτή η άμεση σύνδεση εκτελείται εξαρτάται από το αν η μέθοδος υλοποίησης του ΤΝ είναι ΤΝ- C, TN-S ή TN-C-S. Στο Σχ.9.6 απεικονίζεται η μέθοδος TN-C, στην οποία ο ουδέτερος αγωγός λειτουργεί σαν αγωγός γείωσης-προστασίας και σαν ουδέτερος αγωγός. Σε όλες τις διατάξεις ΤΝ, κάθε σφάλμα μόνωσης προς γη αποτελεί βραχυκύκλωμα φάσηςουδετέρου. Τα υψηλά επίπεδα ρεύματος σφάλματος απλοποιούν τις απαιτήσεις σε προστασία, αλλά μπορούν να αυξήσουν τις τάσεις επαφής πάνω από 50% της φασικής τάσης στη θέση σφάλματος κατά τη διάρκεια του χρόνου διακοπής. Γι αυτό στην πράξη τα ηλεκτρόδια γείωσης εγκαθίστανται συνήθως σε διαστήματα κατά μήκος του ουδετέρου του δικτύου τροφοδοσίας, ενώ ο καταναλωτής είναι γενικά απαραίτητο να εγκαταστήσει ένα ηλεκτρόδιο γείωσης στη θέση παροχής. Σε μεγάλες εγκατασταθείς πρόσθετα ηλεκτρόδια γείωσης διασπαρμένα μέσα στην εγκατάσταση παρέχονται επίσης, έτσι ώστε να μειωθεί η τάση επαφής όσο γίνεται περισσότερο. Σε ψηλές πολυκατοικίες όλα τα προεξέχοντα αγώγιμα μέρη συνδέονται στον αγωγό προστασίας κάθε επίπεδου. Για να εξασφαλιστεί επαρκής προστασία το ρεύμα σφάλματος γης; Id = Uo/Zs ή O.SUo/ Zc > la όπου Uo = ονομαστική φασική τάση, Zs = σύνθετη αντίσταση βρόγχου ρεύματος σφάλματος προς γη, ίση με το άθροισμα των σύνθετων αντιστάσεων της πηγής, των αγωγών φάσης ιος το σημείο του σφάλματος, τους αγιογούς προστασίας από τη θέση σφάλματος ως την πηγή, Zc = η σύνθετη αντίσταση του ελαττωματικού κυκλώματος.

93 προστασία από έμμεση επαφή Σημείωση: η διαδρομή διαμέσου ηλεκτροδίων πίσω στην πηγή θα έχει γενικά πολύ μεγαλύτερες τιμές σύνθετης αντίστασης από εκείνες αναφέρονται παραπάνω και δεν είναι ανάγκη να ληφθεί υπ' όψην. Id = το ρεύμα σφάλματος, la = ρεύμα ίσο με την τιμή που απαιτείται για να λειτουργήσει η συσκευή προστασίας στον χρόνο που προσδιορίζεται. Παράδειγμα Στο σχήμα 9.6 η τάση επαφής είναι Uc =230/2 = 115V και επομένως είναι επικίνδυνη. Η σύνθετη αντίσταση Zs ταυ βρόγχου είναι ίση με: Ζαβ + Zbc + Zde + Zen + Z na Αν οι Zbc και Zde είναι μεγαλύτερες, τότε: Zs =2pxL/S = 64.3 πιω, έτσι ώστε Id = 230/64.3 = 3,576Α (=22Ιη με βάση ένα διακόπτη 160Α) Η ρύθμιση του μαγνητικού στοιχείου του διακόπτη για στιγμιαία αφόπλιση είναι πολλές φορές μικρότερη από αυτήν την τιμή, έτσι ώστε εξασφαλίζεται η βέβαιη αφόπλιση στο μικρότερο δυνατό διάστημα. Σημείωση: σε μερικά κράτη οι εισηγητές των αντίστοιχων εθνικών κανονισμών βασίζουν τέτοιους υπολογισμούς στην υπόθεση ότι μια πτώση τάσης της τάξης του 20% συμβαίνει στο μέρος του βρόγχου BANE. Καθορισμένοι μέγιστοι χρόνοι διακοπής Οι χρόνοι που καθορίζονται, είναι συνάρτηση της διαφοράς δυναμικού μεταξύ του ακροδέκτη φάσης και του ακροδέκτη γης η οποία για όλες τις τυπικές εφαρμογές σε συστήματα ΤΝ είναι ίση με τη φασική τάση.

94 προστασία από έμμεση επαφή ϋο (volts) φάση/ ουδέτερος > χρόνος διακοττής (δευτερόλετγτα) U L =50V (Βλ. σημείωση 2) Πίνακας 9.7 μέγιστοι χρόνοι διακοπής καθορισμένοι για διατάξεις γείωσης ΤΝ (IEC ) Σημείωση 1: ένα μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από εκείνα, που καθορίζονται στον πίνακα (αλλά σε κάθε περίπτωση μικρότερο από 5 δευτερόλεπτα), επιτρέπεται κάτω από ορισμένες συνθήκες για κυκλώματα διανομής, καθώς και για τελικά κυκλώματα, που τροφοδοτούν μια σταθερή συσκευή, υπό την προϋπόθεση ότι μια επικίνδυνη τάση επαφής δεν προκαλείται σε μια άλλη συσκευή. Τα πρότυπα της IEC συστήνουν και ορισμένοι εθνικοί κανονισμοί επιβάλλουν την ισοδυναμική σύνδεση όλων των προεξεχόντων και εκτεθειμένων αγώγιμων μερών που είναι ταυτόχρονα προσπελάσιμα, σε κάθε περιοχή όπου εγκαθίστανται πρίζες-παροχές, από τις οποίες μπορούν να τροφοδοτηθούν φορητός η κινητός εξοπλισμός. Ο κοινός ισοδυναμικός ζυγός εγκαθίσταται στο ντουλάπι του πίνακα διανομής για την εν λόγω περιοχή. Σημείωση 2: όταν το συμβατικό όριο τάσης είναι 25V, οι καθορισμένοι χρόνοι διακοπής είναι: 0.35s 127V 0.20s 230V 0.05s 400V Αν τα κυκλώματα που εξετάζονται είναι τελικά κυκλώματα, τότε αυτοί οι χρόνοι μπορούν να επιτευχθούν εύκολα με χρήση (RCD) ρελέ διαρροής. Σημείωση 3: η χρήση (RCD) ρελέ διαρροής μπορεί, όπως αναφέρθηκε στη σημείωση 2, να είναι απαραίτητη σε συστήματα γειωμένα κατά ΤΝ. Η χρήση των RCD σε συστήματα TN-C-S σημαίνει ότι ο αγωγός προστασίας και ο ουδέτερος αγωγός πρέπει (προφανώς) να χωρίζονται πριν το RCD. Αυτός ο χωρισμός γίνεται συνήθως στη θέση παροχής. Προστασία με διακότττη Η στιγμιαία αφόπλιση ενός διακόπτη θα εξαλείψει ένα σφάλμα βραχυκυκλώματος προς γη σε λιγότερο από 0,lS. Κατά συνέττεια η αυτόματη διακοττή μέσα στο μέγιστο επιτρεπόμενο χρόνο θα εξασφαλίζεται πάντα, καθώς όλες οι μονάδες αφόπλισης, μαγνητικές ή ηλεκτρονικές, στιγμιαίες η με ελαφριά καθυστέρηση, είναι κατάλληλες. Ia = Im Πάντως η μεγίστη ανοχή που εγκρίνεται από το σχετικό πρότυπο, πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπ' όψην. Γι αυτό είναι επαρκές ότι το ρεύμα σφάλματος Uo/Zs ή 0.8 Uo/Zc που καθαρίζεται από υπολογισμό (ή προκύπτει επιτόπου) θα είναι μεγαλύτερο από το στιγμιαίο ρεύμα αφόπλισης ή από το κατώφλι αφόπλισης πολύ μικρού χρόνου, για να είμαστε σίγουροι ότι η αφόπλιση θα συμβεί μέσα στο καθορισμένο όριο.

95 προστασία από έμμεση επαφή Σχ.9.8 διακοπή με διακόπτη για μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΝ Προστασία με ασφάλειες Η τιμή του ρεύματος που εξασφαλίζει την σωστή λειτουργία μιας ασφάλειας μπορεί να επιβεβαιωθεί από το γράφημα ρεύμα/ χρόνος για την χρησιμοποιούμενη ασφάλεια Το ρεύμα σφάλματος Uo/Zs ή 0.8 Uo/Zc, όπως καθορίστηκε παραπάνω, πρέπει να υπερβαίνει κατά πολύ αυτό που είναι απαραίτητο για να εξασφαλίσει τη σίγουρη λειτουργία της ασφάλειας. Η συνθήκη που πρέπει να παρατηρηθεί επομένως είναι: < Uo/Zs ή 0.8 Uo/Zc, όπως φαίνεται στο Σχ.9.9. Παράδειγμα Η ονομαστική φασική τάση του δικτύου είναι 230V και ο μέγιστος χρόνος διακοπής που δίνεται από το γράφημα του Σχ.9.9 είναι 0,4s. Η αντίστοιχη τιμή του la μπορεί να διαβαστεί από το γράφημα Χρησιμοποιώντας την τάση (230V) και το ρεύμα la, μπορεί να υπολογιστεί η σύνθετη αντίδραση πλήρους βρόγχου ή η σύνθετη αντίδραση βρόγχου του κυκλώματος από τη σχέση Zs = 230/ la ή την Zc = 0.8x230/ la. Αυτή η τιμή δεν πρέπει ποτέ να υπερβαίνεται και θα πρέπει να είναι σημαντικά μικρότερη για να εξασφαλίζεται ικανοποιητική λειτουργία των ασφαλειών. Σχ.9.9: διακοπή με ασφάλειες για 1 εγκατάσταση με γείωση ΤΝ

96 προστασία από έμμεση επαφή 9.4 αυτόματη διακοττή σε δεύτερο σφάλμα γης σε ένα σύστημα με γείωση IT Σε αυτόν τον τύπο συστήματος: η εγκατάσταση είναι απομονωμένη από τη γη ή το ουδέτερο σημείο της πηγής είναι συνδεδεμένο με τη γη μέσω μεγάλης σύνθετης αντίστασης, όλα τα εκτεθειμένα και προεξέχοντα αγώγιμα μέρη γειώνονται μέσω ενός ηλεκτροδίου γης Πρώτο σφάλμα Αν συμβεί ένα σφάλμα βραχυκυκλώματος προς γη, που αναφέρεται σαν πρώτο σφάλμα, το ρεύμα σφάλματος είναι πολύ μικρό, έτσι ώστε ο κανόνας I(1*Ra < 50V να τηρείται. Συνεπώς, δεν εμφανίζονται επικίνδυνες τάσεις επαφής. Στην πράξη, το ρεύμα Id είναι μικρό, μια συνθήκη που δεν είναι επικίνδυνη για το προσωπικό, ούτε βλαβερή για την εγκατάσταση. Παρ' όλα αυτά, εε αυτή τη διάταξη: μια μόνιμη επίβλεψη της μόνωσης προς γη πρέπει να παρέχεται μαζί με ένα σήμα συναγερμού (ηχητικό καά ή λαμπτήρας κ.λ.π.) σε περίπτωση που συμβεί σφάλμα προς γη. ο ταχύς εντοπισμός και η επισκευή του πρώτου σφάλματος είναι επιβεβλημένη προκειμένου να έχουμε όλο τα οφέλη του συστήματος IT. Η συνέχεια παροχής είναι το μεγάλο προσόν αυτής της διάταξης. Σχ.9.10 ηλεκτρονόμος επιτήρησης της μόνωσης των φάσεων προς τη γη (αναγκαστικά σε μια IT διάταξη γείωσης)

97 προστασία από έμμεση επαφή Σχ.9.11 διαδρομές του ρεύματος σφάλματος για πρώτο σφάλμα (προς γη) σε μια εγκατάσταση με διάταξη IT Παράδειγμα Σε ένα δίκτυο που αποτελείται από ΙΚΜ αγωγών, η σύνθετη αντίσταση (χωρητική) διαρροής προς γη ZF Είναι της τάξης των 3500Ω/φάση. Σε φυσιολογική (χωρίς σφάλμα) λειτουργία, το χωρητικό ρεύμα προς τη γη θα είναι επομένως: Uo/ZF = 230/3500 = 66mA/ φάση Κατά τη διάρκεια ενός σφάλματος φάσης προς γη, όπιος φαίνεται στο Σχ.9.11 το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση του ηλεκτροδίου RnA είναι το διανυσματικό άθροισμα των χωρητικών ρευμάτων στις δύο φάσεις που δεν έχουν υποστεί σφάλμα. Οι τάσεις των δύο υγειών φάσεων έχουν (λόγω του σφάλματος) αυξηθεί σε ρίζα 3 της κανονικής φασικής τάσης, έτσι ώστε τα χωρητικά ρεύματα αυξάνουν κατά την ίδια ποσότητα Αυτά τα ρεύματα είναι μετατοπισμένα, το ένα από το άλλο κατά 60, έτσι ώστε όταν προστίθενται διανυσματικά, να προκύπτει 3x66mA = 196mA, δηλαδή Id2 στο παράδειγμα αυτό. Η τάση επαφής επομένως θα είναι 198χ5χ 10" = 0.99V η οποία είναι ακίνδυνη. Το ρεύμα μέσω του βραχυκυκλώματος δίνεται από το διανυσματικό άθροισμα του ρεύματος του ουδετέρου (Idl) και του χωρητικού ρεύματος (Id2). Καθώς τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη της εγκατάστασης συνδέονται κατ' ευθείαν στη γη, η σύνθετη αντίσταση ουδετέρου Zct δεν παίζει πρακτικά κάποιο ρόλο στην ανάπτυξη ετηκίνδυνων τάσεων επαφής προς γη. Το ωμικό ρεύμα διαρροής προς γη διαμέσου της μόνωσης θεωρείται ότι είναι ασήμαντα μικρό σε παράδειγμα.

98 προστασία από έμμεση επαφή Κατάσταση δεύτερου σφάλματος Αν εμφανιστεί δεύτερο σφάλμα σε διαφορετική φάση ή αγωγό, η ταχεία διακοπή είναι επιβεβλημένη. Η εξάλειψη του σφάλματος γίνεται διαφορετικά σε καθεμιά από τις ακόλουθες περιπτώσεις: Πρώτη περίπτωση: μια εγκατάσταση στην οποία τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη συνδέονται με ένα κοινό αγωγό ΡΕ, όπως φαίνεται στο Σχ9.13. Σ' αυτήν την περίπτωση δεν περιλαμβάνονται ηλεκτρόδια γείωσης στην διαδρομή του ρεύματος σφάλματος, έτσι το ρεύμα σφάλματος είναι υψηλό. Για την εξάλειψη του χρησιμοποιούνται συμβατικές συσκευές προστασίας υπερέντασης, δηλαδή διακόπτες και ασφάλειες. Το πρώτο σφάλμα θα μπορούσε να συμβεί στο τέλος του κυκλώματος σε ένα απομακρυσμένο σημείο της εγκατάστασης, ενώ το δεύτερο σφάλμα θα μπορούσε εύκολα να εμφανιστεί στο άλλο άκρο της εγκατάστασης. ΓΓ αυτό το λόγο συνηθίζεται να διπλασιάζεται η σύνθετη αντίδραση του βρόγχου του κυκλώματος όταν υπολογίζεται το αναμενόμενο επίπεδο του σφάλματος για τους αυτόματους διακόπτες (ή ασφάλειες) με προστασία υπερέντασης. Ι** πεοίπτωσυ: όπου όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη συνδέονται σε ένα κοινό αγωγό ΡΕ, τα συμβατικά μέσα προστασίας υπερέντασης μπορούν να εφαρμοστούν (όπως εκείνα στα συστήματα ΤΝ). Υπολογίζουμε το αναμενόμενο ρεύμα σφάλματος και προσαρμόζουμε κατάλληλα είτε το χρόνο αφόπλισης (αυτόματος διακόπτης) είτε το χρόνο τήξης της ασφάλειας. όπου το σύστημα περιλαμβάνει ουδέτερο αγωγό, εκτός από τους αγωγούς των 3 φάσεων, τα μικρότερα ρεύματα βραχυκυκλώματος θα εμφανιστούν, αν ένα από τα (δύο) σφάλματα είναι ανάμεσα στον ουδέτερο και τη γη (και οι τέσσερις αγωγοί είναι μονωμένοι από τη γη σε διάταξη IT). Σε εγκαταστάσεις IT 4 αγιυγών, επομένως, η τάση ανάμεσα σε φάση και ουδέτερο πρέπει να χρησιμοποιείται, για να υπολογίζονται τα επίπεδα προστασίας βραχυκυκλώματος, δηλαδή 0.8UO/ 2Zc > la όπου, Uo είναι η τάση φάσης ουδετέρου, Zc η σύνθετη αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος και la το επίπεδο ρεύματος αφόπλισης, αν δεν υπάρχει ουδέτερος αγωγός, τότε η τάση που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του ρεύματος σφάλματος είναι εκείνη ανάμεσα στις φάσεις, δηλαδή* * 0.8\'3Uo/2Zc > la Π ρ οδια γεγρ α μ μ έν οι χ ρόνοι α φ ό π λ ισ η ς α υ το μ ά τ ο υ δ ια κ ό π τ η / α σ φ α λ ε ιώ ν Οι χρόνοι διακοτιής για τριφασικές διατάξεις IT 3 αγωγών διαφέρουν από εκείνους που υιοθετήθηκαν για τριφασικές διατάξεις IT 4 αγωγών και δίνονται και για τις δύο περιπτώσεις στον πίνακα (*) Βασίζεται στη συμβατική μέθοδο που σημειώθηκε στο πρώτο παράδειγμα του υποάρθρου 9.3.

99 προστασία από έμμεση επαφή Uo/U (Volts) Uo = φάση-ουδέτερος Volts U - φάση-ουδέτερος Volts χρόνος διακοττής (δευτερόλεπτα) UL = 50V 3-φάσεις 3-γραμμές 127/ / / / φάοεις 4-γραμμές Πίνακας 9.12 μέγιστοι χρόνοι διακοπής καθορισμένοι γιο μια εγκατάσταση με γείωση IT (IEC ) (1) Όταν το συμβατικό όριο τάσης είναι 25 V, οι χρόνοι διακοπής γίνονται: στην περίπτωση τριφασικής διάταξης 3 αγωγών, 0,4s V, 0,2s V, 0,06s V, στην περίπτωση τριφασικής διάταξης 4 αγιογών, 1,0s V, 0,5s V, 0,2s V. Παράδειγμα j F---- Fl-r If e 1 50 " h! 1 1 J g 0 Rn R i - l. J Σχ.9.13 διακόπτης οδηγείται σε αφόπλιση κατά το δεύτερο σφάλμα (γης) όταν τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη συνδέονται σε ένα κοινό αγωγό προστασίας Τα επίπεδα ρεύματος και τα μέτρα προστασίας εξαρτώνται από τους διακόπτες και τις ασφάλειες που εξετάζονται. ΔιακότΓτες Στην περίπτωση που απεικονίζεται στο Σχ.9.13 θα πρέπει να καθορισθούν τα επίπεδα των ρυθμίσεων για τη στιγμιαία η μικρής καθυστέρησης αφόπλιση υπερέντασης. Οι χρόνοι που προτείνονται στον πίνακα Π 9.12 μπορούν να χρησιμοποιηθούν απ'ευθείας. Παράδειγμα: στην περίπτωση του Σχ.9.13, προσδιορίστε ποια προστασία βραχυκυκλώματος, που παρέχεται από ένα διακόπτη 160 Α, είναι κατάλληλη για να εξαλείψει ένα βραχυκύκλωμα ανάμεσα σε φάσεις το οποίο εμφανίζεται στα άκρα των φορτίων των κυκλωμάτων που εξετάζονται.

100 προστασία από έμμεση επαφή Υπενθύμιση: Σε ένα σύστημα IT, τα δύο ιτυκλώματα που εμπλέκονται σε ένα βραχυκύκλωμα ανάμεσα σε φάσεις θεωρούνται ίσου μήκους, με αγωγούς ίσων μεγεθών, ενώ οι αγωγοί ΡΕ είναι του ίδιου μεγέθους με τους αγωγούς φάσης. Σ' αυτήν την περίπτωση, η σύνθετη αντίσταση του κυκλώματος όταν χρησιμοποιείται η συμβατική μέθοδος, θα είναι διπλάσια εκείνης που υπολογίστηκε για ένα από τα κυκλώματα στην περίπτωση ΤΝ, που φαίνεται στην υποπαράγραφο 9.3. Έτσι, η αντίσταση του κυκλώματος 1 βρόγχος FGHJ = 2RHJ = 2pl/a mh, όπου ρ είναι η αντίσταση σε milii-ω μιας ράβδου χαλκού μήκους 1 μέτρου με εμβαδόν διατομής mm^, 1είναι το μήκος του κυκλώματος σε μέτρα, a το εμβαδόν της διατομής του αγωγού σε mm^ = 2χ22.5χ(50/35) = 64.3πιΩ και η αντίσταση του βρόγχου BCDEFGHJ θα είναι 2x64.3 = 129ηιΩ. Άρα το ρεύμα σφάλματος θα είναι: (0.8 χγ3χ 230 X 103) 7129 = A Ασφάλειες Το ρεύμα la για το οποίο πρέπει να εξασφαλιστεί η λειτουργία των ασφαλειών σε ένα χρόνο καθορισμένο σύμφωνα με τον πίνακα Π 9.12 μπορεί να βρεθεί από καμπύλες λειτουργίας ασφαλειών, όπως περιγράφεται στο Σχ.9.9. Το ρεύμα που προκύπτει θα πρέπει να είναι σημαντικά χαμηλότερο από τα ρεύματα σφάλματος του κυκλώματος που εξετάζεται. RCCB Σε ειδικές περιπτώσεις είναι απαραίτητα τα (RCCB) ρελέ διαρροής. Σε αυτήν την περίπτωση η προστασία ενάντια σε κινδύνους έμμεσης επαφής μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ένα RCCB για κάθε κύκλωμα. 2*^ περίπτωση: αναφέρεται στην ηλεκτρική εγκατάσταση όπου τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη γειώνονται είτε το καθένα ξεχωριστά (με το κάθε μέρος να έχει το δικό του ηλεκτρόδιο γης) είτε σε ξεχωριστές ομάδες (ένα ηλεκτρόδιο για κάθε ομάδα). Αν όλα τα εκτεθειμένα αγιάγιμα μέρη δεν συνδέονται σε ένα κοινό σύστημα ηλεκτροδίων, τότε είναι δυνατόν το δεύτερο σφάλμα γης να συμβεί σε μια διαφορετική ομάδα ή σε μια ξεχωριστά γειωμένη συσκευή. Πρόσθετη προστασία σε αυτήν που περιγράφεται στην 1η περίπτωση απαιτείται και αποτελείται από έναν RCD που τοποθετείται στον διακόπτη που ελέγχει την κάθε ομάδα και την κάθε ατομικά γειωμένη συσκευή. Ο λόγος αυτής της απαίτησης είναι ότι τα ηλεκτρόδια των ξεχωριστών ομάδων συνδέονται μέσω της γης έτσι, ώστε το ρεύμα βραχυκυκλώματος ανάμεσα σε φάσεις γενικά να ττεριορίζεται καθώς περνά μέσα από τις αντιστάσεις επαφής με την γη των ηλεκτροδίων, κάνοντας έτσι την προστασία από συσκευές υπερεντάσεως αναξιόπιστες. Πιο ευαίσθητοι RCD επομένως είναι απαραίτητοι, αλλά το ρεύμα λειτουργίας τους πρέπει, προφανώς, να υπερβαίνει εκείνο, που εμφανίζεται για το πρώτο σφάλμα. Όταν ένα δεύτερο σφάλμα εμφανίζεται σε μια ομάδα που μοιράζεται ένα κοινό σύστημα ηλεκτροδίου γης, η προστασία υπερέντασης λειτουργεί, όπως περιγράφηκε παραπάνω, στην Γ περίπτωση.

101 προστασία από έμμεση επαφή Σημείωσή: σε 3φασικές εγκαταστάσεις 4 αγωγών η προστασία από υπερένταση στον ουδέτερο αγωγό μερικές φορές επιτυγχάνεται πιο εύκολα με τη χρήση ενός μετασχηματιστή ρεύματος τύπου-δακτυλίου πάνω σε έναν ουδέτερο αγωγό μονού ττυρήνα, όπως φαίνεται στο Σχ Σχ.9.14 η εφαρμογή των (RCD) ρελέ διαρροής όταν τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη γειώνονται ατομικά ή κατά ομάδες σε συστήματα γειωμένα κατά IT Πολύ χαμηλή τάση χρησιμοποιείται όπου οι κίνδυνοι είναι μεγάλοι: πισίνες, ηλεκτρικές λάμπες χειρός (μπαλαντέζα με λάμπα), και άλλες φορητές συσκευές για εξωτερική χρήση, κ.λ.π. 9.5 Μέσα προστασίας από άμεση ή έμμεση επαφή χωρίς διακοπή της ηλεκτρικής παροχής Η χρήση της SELV (Safety Extra Low Voltage) = Ασφαλείας Πολύ Χαμηλής Τάσης) Η ασφάλεια μέσω πολύ χαμηλής τάσης χρησιμοποιείται σε καταστάσεις όπου η λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού παρουσιάζει σοβαρό κίνδυνο (πισίνες, πάρκα διασκέδασης κ.λ.π.). Αυτό το μέτρο εξαρτάται από την παροχή ισχύος σε πολύ χαμηλή τάση από το δευτερεύον τύλιγμα των μετασχηματιστών γαλβανικής απόζευξης ειδικά σχεδιασμένων σύμφωνα με εθνικές ή διεθνείς προδιαγραφές (IEC 742). Το επίπεδο αντοχής παλμού της μόνωσης μεταξύ πρωτεύοντος και δευτερεύοντος είναι πολύ υψηλό και/ ή ένα γειωμένο μεταλλικό χώρισμα μερικές φορές χρησιμοποιείται ανάμεσα στα τυλίγματα. Η τάση δευτερεύοντος ποτέ δεν υπερβαίνει τα 50V rms. Τρεις συνθήκες λειτουργίας πρέπει να τηρούνται ώστε να παρέχεται ικανοποιητική προστασία από έμμεση επαφή: κανείς αγωγός που φέρει ρεύμα στην SELV δεν πρέπει να συνδέεται με τη γη, τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη των εξοπλισμών που τροφοδοτούνται με SELV δεν πρέπει να συνδέονται με τη γη, με άλλα εκτεθειμένα μέρη ή με προεξέχοντα αγώγιμα μέρη και όλα τα μέρη των κυκλωμάτων SELV που φέρουν ρεύμα και άλλων κυκλωμάτων μεγαλύτερης τάσης πρέπει να χωρίζονται από απόσταση τουλάχιστον ίση με εκείνη ανάμεσα στο πρωτεύον και το δευτερεύον του μετασχηματιστή απόζευξης.

102 προστασία από έμμεση επαφή Αυτά τα μέτρα απαιτούν ότι: τα κυκλώματα SELV πρέπει να χρησιμοποιούν οδηγούς/κανάλια που παρέχονται αποκλειστικά για αυτά, εκτός και αν τα καλώδια που είναι μονωμένα για την μέγιστη τάση των άλλων κυκλωμάτων χρησιμοποιούνται για κυκλώματα SELV. οι πρίζες των συστημάτων SELV δεν πρέπει να έχουν επαφή ελάσματος γης. Οι πρίζες του κυκλώματος SELV πρέπει να είναι ειδικές, έτσι ώστε κατά λάθος σύνδεση με διαφορετικό επίπεδο τάσης να μην είναι δυνατή. Σημείωση: Σε φυσιολογικές περιπτώσεις, όταν η τάση SELV είναι μικρότερη από 25V, δεν υπάρχει ανάγκη να παρέχεται προστασία από κινδύνους άμεσης επαφής. Η χρήση της PELV (Protection by Extra Low Voltage) = Προστασία μέσω Πολύ Χαμηλής Τάσης) Αυτό το σύστημα είναι για γενική χρήση όπου απαιτείται χαμηλή τάση. Για λόγους ασφαλείας προτιμάται σε περιοχές μη υψηλού κινδύνου, όπου θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε SELV. Η λογική είναι παρόμοια με εκείνη του συστήματος SELV, αλλά το δευτερεύον κύκλωμα γειώνεται σε ένα σημείο. Η IEC ορίζει ακριβώς την σημασία της PELV αναφοράς γης. Η προστασία από κινδύνους άμεσης επαφής είναι γενικά απαραίτητη, εκτός όταν ο εξοπλισμός είναι μέρος της ισοδυναμικής επιφάνειας, η ονομαστική τάση δεν υπερβαίνει τα 25V rms και ο εξοπλισμός χρησιμοποιείται μόνο σε συνήθως στεγνές τοποθεσίες, και επαφή μεγάλης επιφάνειας με το ανθρώπινο σώμα δεν αναμένεται. Σε όλες τις υπόλοιπες περιπτώσεις, τα 6V rms είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση, όπου δεν παρέχεται προστασία άμεσης επαφής. =GO= Σχ.9.15 παροχές χαμηλής τάσης α στην 1EC 742. α μετασχηματιστή γαλβανικής απόζευξης, όπως ορίζονται Σύστημα FELV (Πολύ Χαμηλή Τάση Λειτουργίας) Όπου, για λειτουργικούς λόγους, μια τάση 50ν ή μικρότερη χρησιμοποιείται, αλλά δεν ικανοποιούνται όλες οι απαιτήσεις σχετικά με SELV ή PELV, πρέπει να ληφθούν κατάλληλα μέτρα που περιγράφονται στην IEC προκειμένου να εξασφαλιστεί η προστασία από τον κίνδυνο άμεσης και έμμεσης επαφής, ανάλογα με την τοποθεσία και τη χρήση αυτών των κυκλωμάτων. Σημείωση: Τέτοιες συνθήκες συναντούμε, όταν το κύκλωμα για παράδειγμα, περιέχει εξοπλισμό (όπως μετασχηματιστές, ηλεκτρονόμους, διακόπτες τηλεχειρισμού, επαφείς) ανεπαρκώς μονωμένο σε σχέση με κυκλώματα σε μεγαλύτερες τάσεις. Ο διαχωρισμός ηλεκτρικών κυκλωμάτων Η αρχή του διαχωρισμού των κυκλωμάτων (γενικής χρήσης μονοφασικά κυκλώματα) για λόγους ασφαλείας, βασίζεται στον ακόλουθο συλλογισμό.

103 προστασία από έμμεση επαφή Οι δύο αγωγοί από το αγείωτο μονοφασικό δευτερεύον τύλιγμα ενός μετασχηματιστή απόζευξης μονώνονται ως προς τη γη. Αν γίνει άμεση επαφή με τον ένα αγωγό, ένα πολύ μικρό ρεύμα μόνο θα ρεύσει στον άνθρωπο που κάνει την επαφή, διαμέσου της γης και πίσω στον άλλο αγωγό, μέσω της χωρητικής αντίστασης του αγωγού ως προς γη. Καθώς η χωρητικότητα του αγωγού προς γη είναι πολύ μικρή, το ρεύμα είναι κάτω από το επίπεδο ενόχλησης. Καθώς το μήκος του καλωδίου του κυκλώματος αυξάνεται, το ρεύμα άμεσης επαφής θα αυξάνεται σταδιακά μέχρι το σημείο που βιώνεται μια επικίνδυνη ηλεκτροπληξία. Ακόμη και αν το μικρό μήκος του καλωδίου αποκλείει τον κίνδυνο από το χωρητικό ρεύμα, μια μικρή τιμή αντίστασης μόνωσης σε σχέση με τη γη μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο, καθώς η διαδρομή του ρεύματος είναι τότε μέσω του ανθρώπου που πραγματοποιεί την επαφή, μέσω της γης και πίσω στον άλλο αγωγό μέσω της μικρής αντίστασης μόνωσης αγωγού προς γη. Για αυτούς τους λόγους, σχετικά μικρά μήκη καλά μονωμένου καλωδίου είναι απαραίτητα για το διαχωρισμό συστημάτων. Οι μετασχηματιστές σχεδιάζονται ειδικά για αυτή τη λειτουργία, με μεγάλο επίπεδο μόνωσης ανάμεσα στο πρωτεύον και το δευτερεύον τύλιγμα ή με ισοδύναμη προστασία, όπως ένα γειωμένο μεταλλικό χώρισμα ανάμεσα στα τυλίγματα. Η κατασκευή του μετασχηματιστή είναι με προδιαγραφές μόνιοσης κλάσης II. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, επιτυχημένη εφαρμογή της αρχής του διαχωρισμού των ηλεκτρικών κυκλωμάτων απαιτεί ότι: κανείς αγωγός ή εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος του δευτερεύοντος τυλίγματος δεν συνδέεται με τη γη, το μήκος της καλωδίωσης του δευτερεύοντος πρέπει να περιορίζεται για να αποφεύγονται μεγάλες τιμές χωρητικότητας*, πρέπει να διατηρείται μια μεγάλη τιμή αντίστασης μόνωσης για την καλωδίωση και τις συσκευές. Αυτές οι συνθήκες γενικά περιορίζουν την εφαρμογή αυτού του μέτρου ασφαλείας σε μια ατομική συσκευή. Στην περίπτωση όπου πολλές συσκευές τροφοδοτούνται από ένα μετασχηματιστή γαλβανικής απόζευξης, είναι απαραίτητο να παρατηρούνται οι ακόλουθες απαιτήσεις: τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη όλων των συσκευών πρέπει να συνδέονται μαζί με ένα μονωμένο αγωγό προστασίας, αλλά να μην συνδέονται με τη γη. οι έξοδοι πριζών πρέπει να συνοδεύονται από μια σύνδεση ελάσματος γης (πρίζα σούκο). Η σύνδεση ελάσματος γης χρησιμεύει σε αυτήν την περίπτωση μόνο για την εξασφάλιση της διασύνδεσης όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών, σε μια ισοδυναμική επιφάνεια. Στην περίπτωση δεύτερου σφάλματος, η προστασία υπερέντασης πρέπει να παρέχει αυτόματη διακοπή στις ίδιες συνθήκες με εκείνες που απαιτούνται για ένα σύστημα γείωσης IT. *Στο IEC σονιστάτοι ότι το γινόμενο της ονομαστικής τάσης του κυκλώματος σε volts με τι μήκος του δικτύου καλωδίων σε μέτρα δεν θα πρέπει να ξεπεράσει το Επιπρόσθετα, το μήκος τοι συνόλου των καλωδίων δεν θα πρέπει να ξεπεράσει τα 500 μέτρα.

104 προστασία από έμμεση επαφή = Φ μετασχηματιστής γαλβανικής απόζευξης 230 ν/230 V [jj] [jj] [ ίΐί Σχ.9.16 παροχές ασφαλείας από ένα μετασχηματιστή διαχωρισμού Συσκευές κλάσης II Σύμβολο: j ^ j Αυτές οι συσκευές αναφερόνια επίσης και σαν έχουσες διπλή μόνωση, καθώς στις συσκευές κλάσης II μια συμπληρωματική μόνωση προστίθεται στη βασική μόνωση. Κανένα αγώγιμο μέρος συσκευής κλάσης II δεν πρέπει να συνδέεται σε αγωγό προστασίας: φορητές ή ημισταθερές συσκευές, ορισμένοι λαμπτήρες και μερικοί τύποι μετασχηματιστών σχεδιάζονται με διπλή μόνωση. Είναι σημαντικό, να λαμβάνεται ιδιαίτερη φροντίδα στην εκμετάλλευση εξοπλισμού κλάσης II και να πιστοποιείται τακτικά, ότι η προδιαγραφή κλάσης II διατηρείται (δεν υπάρχουν ρήγματα στο εξωτερικό κάλυμμα κ.λ.π.). Ηλεκτρονικές συσκευές, ραδιόφωνο και τηλεόραση έχουν επίπεδα ασφάλειας ισοδύναμα με αυτά της κλάσης II, αλλά δεν είναι επίσημα συσκευές κλάσης II. συμπληρωματική μόνωση σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση (IEC , υποπαράγραφος 413-2). Μερικές εθνικές προδιαγραφές, όπως η NF C (Γαλλία) (συμπλήρωμα στο κεφάλαιο 41) περιγράφουν με μεγαλύτερη λεπτομέρεια τα απαραίτητα μέτρα για να επιτευχθεί η συμπληρωματική μόνωση κατά την εργασία της εγκατάστασης. Ένα απλό παράδειγμα είναι εκείνο της έλξης ενός καλωδίου μέσα σε ένα οδηγό PVC. Οι μέθοδοι περιγράφονται επίσης για πίνακες διανομής. για πίνακες διανομής και παρόμοιο εξοπλισμό, το πρότυπο IEC περιγράφει μια ομάδα από απαιτήσεις, για αυτό που αναφέρεται σαν συνολική μόνωση, ισοδύναμη με την κλάση Π. μερικά καλώδια αναγνωρίζονται σαν ισοδύναμα με την κλάση II από πολλά εθνικά πρότυπα.

105 _ ενεργό μέρος _ βοοική μόνωοη _ συμπληρωματική Σχ.9.17: κατασκευαστική αρχή της μόνωσης κλάσης II Θεωρητικά, μπορούμε να παρέχουμε προστασία από ηλεκτροπληξία με την τοποθέτηση αγώγιμων επιφανειών σε μεγάλη απόσταση, ή μία από την άλλη, ούτως ώστε να μην είναι δυνατόν να ακουμπήσει κάποιος άνθρωπος ταυτόχρονα σε δύο επιφάνειες που παρουσιάζουν επικίνδυνη διαφορά δυναμικού μεταξύ τους. Επίσης μπορούμε να παρεμβάλουμε εμπόδια που να εμποδίζουν την ελεύθερη επαφή με ηλεκτρικά ενεργές επιφάνειες. Αυτές οι λύσεις απαιτούν επίσης, ένα πλήρες μονωμένο δάπεδο. Αυτό όμως δεν εφαρμόζεται εύκολα στη πράξη. Εκτός επαφής ή παρεμβολή εμποδίων Με αυτά τα μέσα, η πιθανότητα επαφής με ένα εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος που φέρει ρεύμα, ταυτόχρονα με τη στιγμή όπου υπάρχει επαφή με ένα προεξέχον αγώγιμο μέρος, το οποίο βρίσκεται σε δυναμικό γης. είναι εξαιρετικά χαμηλή. Στην πράξη, αυτό το μετρό μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε μια στεγνή τοποθεσία και υλοποιείται σύμφωνα με τις ακόλουθες συνθήκες: το πάτωμα και οι τοίχοι του δωματίου πρέπει να είναι καλά μονωμένοι, δηλαδή η αντίσταση προς γη σε οποιοδήποτε σημείο πρέπει να είναι; > 50 ΚΩ (τάσεις εγκατάστασης < 500V) > 100 ΚΩ (500V < τάσεις εγκατάστασης < 1000V) Η αντίσταση μετριέται μέσω ενός MEGGER (χειροκίνητη γεννήτρια ή ηλεκτρονικό μοντέλο με μπαταρίες) ανάμεσα σε ένα ηλεκτρόδιο που τοποθετείται στο πάτωμα ή στον τοίχο και τη γη (δηλαδή τον πλησιέστερο αγωγό προστασίας). Η επιφάνεια επαφής ηλεκτροδίου και η πίεση του θα πρέπει, επομένως, να είναι οι ίδιες σε όλες τις δοκιμές. Διαφορετικοί τροφοδότες οργάνων παρέχουν ειδικά ηλεκτρόδια για το δικό τους προϊόν, έτσι ώστε να λαμβάνεται φροντίδα και να εξασφαλίζεται, ότι τα ηλεκτρόδια που χρησιμοποιούνται να είναι εκείνα που παρέχονται με το όργανο. Δεν υπάρχουν ευρέως αναγνωρισμένα πρότυπα καθιερωμένα για τέτοιου είδους δοκιμές τη στιγμή σύνταξης αυτού του κειμένου. η τοποθέτηση του εξοπλισμού και των εμποδίων πρέπει να είναι τέτοια, ώστε η ταυτόχρονη επαφή με δύο εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη ή με ένα εκτεθειμένο και ένα προεξέχον αγώγιμο μέρος, από ένα πρόσωπο να μην είναι δυνατή. δεν πρέπει να υπάρχει εκτεθειμένος αγωγός προστασίας στο δωμάτιο που εξετάζεται. οι είσοδοι στο δωμάτιο πρέπει να επιλέγονται κατάλληλα έτσι ώστε τα εισερχόμενα πρόσωπα να μην κινδυνεύουν, π.χ. ένα πρόσωπο που στέκεται σε αγώγιμο πάτωμα εκτός του δωματίου πρέπει να μην είναι δυνατόν να φτάσει από το άνοιγμα της πόρτας και να

106 προστασία από έμμεση επαφή ακουμττήσει ένα εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος, όπως π.χ. ένα διακόπτη φωτισμού 7 βρίσκεται σε ένα βιομηχανικού τύπου από χυτοσίδηρο πλαίσιο. Σχ.9.18 προστασία μέσω διατάξεων εκτός-επαφής και παρεμβολής μη-αγώγιμων εμποδίων Ισοδυναμικά δωμάτια χωρίς γείωση Με αυτήν τη διάταξη, όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη, συμπεριλαμβανομένου του δαπέδου (Βλ. Σημείωση) συνδέονται μέσω μεγάλων αγοτγών, έτσι ώστε να μην υπάρχει σημαντική διαφορά δυναμικού ανάμεσα σε δυο σημεία Ένα σφάλμα στη μόνωση ανάμεσα σε έναν αγωγό που φέρει ρεύμα και το μεταλλικό κάλυμμα μιας συσκευής, θα έχει σαν αποτέλεσμα το να εκτεθεί ολόκληρο το πλαίσιο σε τάση φάσης-προς-γη, αλλά δεν θα ρεύσει ρεύμα σφάλματος. Υπό τέτοιες συνθήκες ένας άνθρωπος που εισέρχεται στο δωμάτιο θα βρίσκεται σε κίνδυνο (καθώς θα μπορούσε να πατήσει στο δάπεδο που φέρει ρεύμα). Κατάλληλα μέτρα πρέπει να ληφθούν για την προστασία του προσωπικού από αυτόν τον κίνδυνο (π.χ. μη αγώγιμο δάπεδο στις εισόδους κ.λ,π.). Ειδικές συσκευές προστασίας είναι εττίσης απαραίτητες για την ανίχνευση του σφάλματος της μόνωσης, καθώς δεν εμφανίζεται σημαντικό ρεύμα σφάλματος. Σημείωση: Τα εξωτερικό αγώγιμα μέρη που μπαίνουν (ή βγαίνουν) τον ισοδύναμικο χώρο (όπως οι σωλήνες νερού κ.λ.π.) θα πρέπει να εσωκλείονται σε κατάλληλο μονωτικό περίβλημα και να εξαιρούνται από το ισοδυναμικό δίκτυο αφού αυτά τα μέρη συνήθως πακτώνονται με τους προστατευτικούς αγιαγούς (γείωσης) κάπου αλλού στην ηλεκτρική εγκατάσταση.

107 προστασία από έμμεση επαφή Σχ.9.19 ισοδυναμική σύνδεση όλων των εκτεθειμένων αγώγιμων μερών που είναι ταυτόχρονα προσβάσιμα

108 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ 10. Υλοποίηση του συστήματος Ί 10.1 Μέτρα προστασίας Προστασία από έμμεση επαφή Γενική περίπτωση Η προστασία από έμμεση επαφή εξασφαλίζεται από ρελέ διαρροής (RCD), η ευαισθησία ΙΔη των οποίων ικανοποιεί την συνθήκη: ΙΔη < 50V/R ^ (1) 25 V για εργοτάξια αγροικίες κ.λ,π. Η ετπλογή ευαισθησίας της διαφορικής συσκευής είναι συνάρτηση της αντίστασης R ^ του ηλεκτροδίου γης για την εγκατάσταση και δίνεται στον πίνακα μεγίστη αντίσταση του ΙΔη ηλεκτροδίου γης (50V) (25V) 3 A 16Ω 8Ω 1A 50 Ω 25 Ω 500 ma 100 Ω 50 Ω 300 ma 166 Ω 83 Ω 30 ma 1666 Ω 833 Ω Πίνακας 10.1 το άνω όριο της αντίστασης, για το ηλεκτρόδιο γείωσης της εγκατάστάσης που δεν πρέπει να υπερβαίνεται για δεδομένα επίπεδα ευαισθησίας του ρελέ διαρροής (RCD) σε όρια τάσης UL ανάμεσα σε 25 και 50 V Περίπτωση κυκλωμάτων διανομής Η IEC και μια σειρά από εθνικές προδιαγραφές αναγνωρίζουν το μέγιστο χρόνο αφόπλισης του Is σε κυκλώματα διανομής εγκατάστασης (σε αντίθεση με τα τελικά κυκλώματα). Αυτό επιτρέπει ένα βαθμό επιλεκτικού διαχωρισμού να επιτευχθεί: στο επίπεδο Α: ρελέ διαρροής με χρονική καθυστέρηση, στο επίπεδο Β: ρελέ διαρροής στιγμιαίας αφόπλισης.

109 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ Σχ.10.2 κυκλώματα διανομής m Περίτττωση, στην οποία τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη μιας συσκευής ή ομάδας συσκευών, συνδέονται σε ένα ξεχωριστό ηλεκτρόδιο γης Η προστασία από έμμεση επαφή μέσω ενός ρελέ διαρροής που ελέγχει κάθε ομάδα ή ξεχωριστά μονωμένη ατομική συσκευή. Σε κάθε περίπτωση η ευαισθησία πρέπει να είναι συμβατή με την αντίσταση του εν λόγω ηλεκτροδίου. Σχ.10.3 ξεχωριστό ηλεκτρόδιο γης Ρελέ διαρροής (RCD) υψηλής ευαισθησίας Η IEC συνιστά με έμφαση τη χρήση των ρελέ διαρροής (RCD) με μεγάλη ευαισθησία (<30 πτα) στις ακόλουθες περιπτώσεις: κυκλώματα πριζών για ονομαστικά ρεύματα <32Α σε οποιαδήποτε τοποθεσία. κυκλώματα πριζών σε υγρές τοποθεσίες με οποιοδήποτε ονομαστικό ρεύμα, κυκλώματα πριζών σε προσωρινές εγκαταστάσεις, κυκλώματα που τροφοδοτούν δωμάτια πλυντηρίων και πισίνες.

110 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ κυκλώματα παροχής σε εργοτάξια, τροχόσπιτα, σκάφη αναψυχής, και πανηγύρια. Αυτή η προστασία μπορεί να είναι για ατομικά κυκλώματα ή για ομάδες κυκλωμάτων. συνίσταται ιδιαιτέρως για κυκλώματα πριζών >20Α (υποχρεωτική αν αναμένεται να τροφοδοτήσουν φορητό εξοπλισμό για εξωτερική χρήση), σε ορισμένες χώρες, αυτή η προδιαγραφή είναι υποχρεωτική για όλα τα κυκλώματα πριζών με ονομαστικό ρεύμα <32Α. Σχ.10.4 κύκλωμα που τροφοδοτεί πρίζες Σε περιοχές υψηλού κινδύνου πυρκαγιάς Η προστασία με ρελέ διαρροής (RCD) στο διακόπτη που ελέγχει όλες τις παροχές στην περιοχή, όπου υπάρχει κίνδυνος πυρκαγιάς είναι απαραίτητη σε ορισμένες τοποθεσίες και υποχρεωτική σε ορισμένες χώρες. Η ευαισθησία των ρελέ διαρροής (RCD) πρέπει να είναι <500 ma. κινδύνου πυρκαγιάς Σχ.10.5 τοποθεσία όπου παρουσιάζει υψηλό κίνδυνο πυρκαγιάς Προστασία όταν εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη δεν συνδέονται με τη γη (στην περίπτωση υπάρχουσας εγκατάστασης όπου η τοποθεσία είναι στεγνή και η προμήθεια σύνδεσης γείωσης δεν είναι δυνατή, ή στην περίπτωση που το προστατευτικό καλώδιο γείωσης σπάει). Ρελέ διαρροής (RCD) υψηλής ευαισθησίας (<30 ma) θα παρέχουν προστασία από έμμεση επαφή και την πρόσθετη προστασία από τους κινδύνους της άμεσης επαφής.

111 Υλοποίηση του συστήματος ΊΤ Σχ.10.6 αγείωτα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη (Α) 10.2 τύποι (RCD) ρελέ διαρροής Τα ρελέ διαρροής (RCD) συνήθως εμφανίζονται στα ακόλουθα στοιχεία; διαφορικοί διακόπτες βιομηχανικού τύπου σε περίβλημα σύμφωνοι με το πρότυπο IEC και το παράρτημα του Β, διαφορικοί διακόπτες οικιακού τύπου (RCCB) σύμφωνοι με τα πρότυπα IEC 755, 1008 και 1009 (RCBO), διαφορικοί διακόπτες σύμφωνοι με συγκεκριμένα εθνικά πρότυπα, ηλεκτρονόμοι με χωριστούς τοροειδείς (τύπου δακτυλίου) μετασχηματιστές ρεύματος, σύμφωνους με το πρότυπο IEC 755. Τα ρελέ διαρροής (RCD) χρησιμοποιούνται υποχρεωτικά στην είσοδο των εγκαταστάσεων γειωμένων με διάταξη ΤΤ, όπου η ικανότητα τους να διαχωρίσουν με άλλες RCD επιτρέπει την επιλεκτική αφόπλιση, εξασφαλίζοντας έτσι το επίπεδο συνέχειας ηλεκτρικής τροφοδοσίας που απαιτείται. '* '= * ^ VigiCompact NC Vigi Σχ.10.7 αυτόματοι διακόπτες βιομηχανικού τύπου, οι οποίοι μπορούν να μετρήσουν το διαφορικό ρεύμα διαρροής και να διακόψουν το κύκλωμα, εάν αναγνώσουν υπέρβαση του ανωτέρου ορίου ρεύματος διαρροής.

112 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ Το διεθνές πρότυπο για βιομηχανικούς διαφορικούς διακόπτες είναι το πρότυπο IEC και το παράρτημα Β. Στην αγορά υπάρχουν διαφορικοί διακόπτες, περιλαμβανόμενων των μανάδων που στερεώνονται σε ράγα τύπου DFN, στους οποίους μπορεί να συνδεθεί μια βοηθητική μονάδα. Το σύνολο προσφέρει ένα μεγάλο εύρος λειτουργιών προστασίας (απομόνωση, βραχυκύκλωμα, υπερφόρτιση και ευαίσθητη προστασία σφάλματος γης). Τα διεθνή πρότυπα για τα οικιακά ρελέ διαρροής/ διακόπτες ή διαφορικοί διακόπτες (RCBO) είναι οι 1EC1009. Σχ.10.8 RCCB ρελέ διαρροής οικιακού τύπου, τα οποία προστατεύουν από σφάλματα διαρροής προς τη γη. Κατασκευάζονται σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα 755, 1008 και 1009 της IEC Σχ.10.9 DPN Viei ρελέ διαρροής/ διακόπτης (RCBO) οικιακού τύπου, τα οποία προστατεύουν από σφάλματα διαρροής αλλά και από υπερεντάσεις Οι διαφορικοί διακόπτες καλύπτονται από εθνικά πρότυπα και κανονισμούς. Τα ρελέ διαρροής (RCD) με ξεχωριστό τοροειδή μετασχηματιστή ρεύματος περιγράφονται στο πρότυπο 1EC 755. i > 4 ύ 7 η. Σχ Vigirex ρελέ ελέγγου διαρροής, τα οποία χρησιμοποιούν ξεχωριστούς μετασχηματιστές ρεύματος σύμφωνα με το IEC

113 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ RCCB, RCBO, CBR (Διαφορικοί Διακόπτες ή Ρελέ διαρροής/ διακότττες) Αυτές οι συσκευές περιγράφονται με μεγαλύτερη ακρίβεια στη γαλλική έκδοση του πρότυπου IEC 1008 σαν intemipteurs, το οποίο μεταφράζεται σαν διακόπτες φορτίου. Ο όρος διακόπτης παραμένοντος ρεύματος ρελέ διαρροής/ διακόπτης θα ήταν μια πιο ακριβής περιγραφή του RCCB, ο οποίος, παρόλο που έχει μια ονομαστική ικανότητα διακοπής, δεν είναι σχεδιασμένος για να διακόπτει ρεύματα βραχυκυκλώματος (το μοναδικό χαρακτηριστικό ενός διακόπτη) έτσι, ώστε ο όρος RCCB μπορεί να είναι παραπλανητικός. Μια SCPD (συσκευή προστασίας από βραχυκύκλωμα) πρέπει να συνδέεται πάντα εν σειρά με έναν RCCB. RCBO To Ο σημαίνει υπερένταση (over current), το οποίο αναφέρεται στο γεγονός ότι, εκτός από την ευαίσθητη διαφορική προστασία σφάλματος γης, παρέχεται προστασία υπερέντασης. Ο RCBO έχει μια ονομαστική ικανότητα διακοπής βραχυκυκλώματος και αναφέρεται ορθά σαν διακόπτης. Το πρότυπο IEC 1009 είναι το διεθνές πρότυπο αναφοράς. Σημείωση: Τόσο οι RCCB όσο και RCBO ακολουθούν τα πρότυπα IEC 1008 και 1009 αντίστοιχα, και παρέχουν πλήρη απομόνωση όταν ανοίγονται. Αυτές οι μονάδες είναι σχεδιασμένες για οικιακές και παρόμοιες εγκαταστάσεις. CBR Το άρθρο 1 του πρότυπου IEC 947 μέρος 2: "Διακόπτες" περιλαμβάνει το παράρτημα Β, το οποίο καλύπτει την εισαγιογή προστασίας παραμένοντος ρεύματος σε βιομηχανικού τύπου διακόπτες XT. Το παράρτημα βασίζεται σε σχετικές απαιτήσεις των πρότυπων 1EC 755, 1008 και Διακόπτες αυτού του τύπου αναφέρονται σαν CBR Επιλεκτικότητα με κατάλληλη χρήση των ρελέ διαρροής Ο συντονισμός επιλεκτικής αφόπλισης επιτυγχάνεται είτε με καθυστέρηση χρόνου είτε με διαχωρισμό των κυκλωμάτων, τα οποία τότε προστατεύονται ατομικά ή κατά ομάδες, ή με συνδυασμό των δύο μεθόδων. Με τέτοιο διαχωρισμό αποφεύγεται η αφόπλιση όλων των διακοπτών, εκτός από εκείνο που βρίσκεται ακριβώς πριν από τη θέση σφάλματος. με τον ήδη υπάρχοντα εξοπλισμό, ο διαχωρισμός μπορεί να γίνει σε τρία ή τέσσερα διαφορετικά επίπεδα διανομής, στον κύριο γενικό πίνακα διανομής, σε τοπικούς γενικούς πίνακες διανομής, σε πίνακες υπό-διανομής.

114 σε πρίζες για ατομική προστασία συσκευών, γενικά, σε πίνακες διανομής (και πίνακες υπό-διανομής, αν υπάρχουν) ή και απευθείας σε κάθε μία πρίζα τοποθετούνται τα ρελέ διαρροής/διακόπτες. Με αυτό τον τρόπο, προστατεύουμε τον καταναλωτή από έμμεση επαφή και παρέχουμε πρόσθετη προστασία ενάντια σε μία άμεση επαφή. Η τεχνική της επιλεκτικότητας μεταξύ των συσκευών προστασίας από σφάλματα διαρροής Η επιλεκτικότητα επιτυγχάνεται με την εκμετάλλευση των διαφόρων επιπέδων τυποποιημένης ευαισθησίας: 3θΓπΑ, ΙΟΟγπΑ, 300γπΑ, ΙΑ και των αντίστοιχων χρόνων καθυστέρησης της αφόπλισης, όπως φαίνεται παρακάτω στο Σχ. Η [ Σχ επιλεκτικότητα χρησιμοποιώντας ρελέ διαρροής (RCD) Ε π ιλ εκ τικ ό τη τα σε δύο επ ίπ εδ α Π ροστα σία: επίπεδο Α: ρύθμιση 1καθυστέρησης χρόνου RCD (για βιομηχανική συσκευή) τύπου S (για οικιακή συσκευή) για προστασία από έμμεση επαφή, επίπεδο Β: στιγμιαίο RCD, με υψηλή ευαισθησία σε κυκλώματα που τροφοδοτούν πρίζες ή συσκευές με μεγάλο κίνδυνο (πλυντήρια, κ.λ,π.).

115 Υλοποίηση του συστήματος ΤΤ 4 ' Σχ επιλεκτικότητα σε 2 επίπεδα Επιλεκτικότητα σε 3 ή 4 επίπεδα Προστασία: επίπεδο Α: ρελέ διαρροής (RCD) με χρονική καθυστέρηση (ρύθμιση III), επίπεδο Β: ρελέ διαρροής (RCD) με χρονική καθυστέρηση (ρύθμιση II), επίπεδο C: ρελέ διαρροής (RCD) με χρονική καθυστέρηση (ρύθμιση I) ή τύπου S, επίπεδο D: στιγμιαίο ρελέ διαρροής (RCD).. i A ρελέ ελέγχου με ξεχωριστό Μ \ τοροειδή μετοσχημοτιστή 3Α χρονική καθυστέρηση 500 m * Β Ρελέ διαρροής... Λ χρονική καθυστέρηση 250 ms i C ρελέ διαρροής 300 ma 50 ms ή τι i D ρελέ διαρροής 4 Σχ επιλεκτικότητα σε 3 ή 4

116

117 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ 11. Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ 11.1 Προκαταρτικές συνθήκες Στο στάδιο σχεδίασης πρέπει να υπολογίζονται τα μέγιστα επιτρεπτά μήιοη καλωδίων μετά από ένα διακόπτη (ή ομάδα ασφαλειών) ελέγχου, ενώ κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης ορισμένοι κανόνες πρέπει να γίνονται πλήρως σεβαστοί. Επιβαλλόμενες συνθήκες Πρέπει να αναφερθούμε σε ορισμένες ειδικές συνθήκες, όπως καταχωρούνται παρακάτω και απεικονίζονται στο Σχ τα ηλεκτρόδια γης πρέπει να τοποθετούνται σε ισαπέχοντα σημεία (όσο οι πρακτικές συνθήκες το επιτρέπουν) κατά μήκος του αγιυγού ΡΕ. Σημείωση: Αυτό συνήθιος δεν γίνεται για μια μόνο οικιακή εγκατάσταση. Ένα ηλεκτρόδιο γης απαιτείται μόνο στη θέση παροχής υττηρεσίας. 2. ο αγωγός ΡΕ πρέπει να μην περνά μέσα από φερομαγνητικούς αγωγούς, σωλήνες κ.λ.π. ή να είναι προσαρμοσμένος σε χαλύβδινες κατασκευές, καθώς επαγωγικά φαινόμενα καύή επιδερμικά φαινόμενα (proximity effects) μπορούν να αυξήσουν την ενεργή αντίσταση του αγωγού. 3. στην περίπτωση του αγωγού PEN (ένας ουδέτερος αγιογός, ο οποίος χρησιμοποιείται επίσης σαν αγωγός προστασίας), η σύνδεση πρέπει να γίνεται απευθείας στο ηλεκτρόδιο γείωσης μιας συσκευής (Βλ. 3 στο Σχ. 11.1) πριν συνδέσουμε τον PEN στον ακροδέκτη ουδετέρου της συσκευής. 4. όπου ο αγωγός είναι <6mm ^ όταν είναι κατασκευασμένος από χαλκό ή <Ι 0mm ^ όταν είναι κατασκευασμένος από αλουμίνιο. Όπου ένα καλώδιο είναι φορητό, ο ουδέτερος και ο αγιυγός προστασίας θα πρέπει να είναι χωριστοί (δηλαδή, θα πρέπει να υιοθετηθεί μια διάταξη TN-S μέσα στην εγκατάσταση). 5. σφάλματα γης θα πρέπει να εξαλείφονται από συσκευές που προστατεύουν την ηλεκτρική εγκατάσταση από υπερένταση, δηλαδή από διακόπτες και ασφάλειες. Η παραπάνω λίστα παρέχει τις συνθήκες που πρέπει να γίνονται σεβαστές στην υλοποίηση μιας διάταξης ΤΝ για την προστασία από έμμεσες επαφές. Σχ.11.9 υλοποίηση της διάταξης ΤΝ γείωσης

118 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Σημείωση (1) Το ΤΝ σύστημα απαιτεί ότι ο ουδέτερος Χ.Τ. ενός Μ.Τ./ Χ.Τ. μετασχηματιστή και τα εκτιθέμενα αγώγιμα μέρη του υποσταθμού και της εγκατάστασης, όλα θα πρέπει να γειώνονται με ένα κοινό σύστημα γείωσης. (2) Για έναν υποσταθμό όπου οι μετρητικές διατάξεις βρίσκονται στη χαμηλή τάση, ένα μέσο μόνωσης απαιτείται στο ξεκίνημα της εγκατάστασης χαμηλής τάσης. Αυτή η μόνωση θα πρέπει ευκρινώς να είναι ορατή. (3) Ο αγωγός PEN δεν πρέπει να διακόπτεται ποτέ. Το πεδίο διακοπτών και ελέγχου για διάφορες ΤΝ διατάξεις θα πρέπει να είναι; τριών πόλων όταν το κύκλωμα περιλαμβάνα τον PEN αγιογό. προτιμότερο είναι να έχουμε 4 πόλους (τρεις φάσεις και ουδέτερο) όταν το κύκλωμα περιλαμβάνει ουδέτερο με ξεχωριστό αγωγό Προστασία από έμμεση επαφή Συνήθως χρησιμοποιούνται τρεις μέθοδοι υπολογισμών: η μέθοδος σύνθετων αντιστάσεων, βασισμένη στην τριγωνομετρική πρόσθεση των αντιστάσεων και επαγωγικών αντιδράσεων του συστήματος, η μέθοδος της σύνθεσης, η συμβατική μέθοδος, βασισμένη σε μια θεωρούμενη πτώση τάσης και τη χρήση προκατασκευασμένων πινάκων. Μέθοδοι για τον υπολογισμό επιπέδων του ρεύματος βραχυκυκλώματος Σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις γειωμένες κατά ΤΝ, ένα βραχυκύκλωμα προς γη θα παρέχει πάντα, θεωρητικά, επαρκές ρεύμα για να αφοπλίσει ένα διακόπτη με προστασία υπερέντασης. Η σύνθετη αντίσταση πηγής και κυκλώματος παροχής είναι πολύ μικρότερες από εκείνες των κυκλωμάτων της εγκατάστασης έτσι, ώστε οποιοσδήποτε περιορισμός του μέτρου των ρευμάτων σφαλμάτων γης θα προκαλείται κυρίως από τους αγωγούς της εγκατάστασης (μεγάλου μήκους συνδέσεις με τις συσκευές αυξάνουν σημαντικά την σύνθετη αντίσταση βρόγχου σφάλματος με αντίστοιχη μείωση του ρεύματος βραχυκυκλώσεως). Οι πιο πρόσφατες συστάσεις της IEC για προστασία από έμμεση επαφή σε διατάξεις γείωσης ΤΝ μόνο συσχετίζει τους μέγιστους επιτρεπτούς χρόνους αφόπλισης με την ονομαστική τάση συστήματος. Ο συλλογισμός πίσω από αυτές τις συστάσεις είναι ότι για συστήματα ΤΝ το ρεύμα, που πρέπει να περάσει για να αυξηθεί το δυναμικό ενός εκτεθειμένου αγώγιμου μέρους στα 50V ή και περισσότερο, θα να είναι τόσο μεγάλο ώστε μπορούν να συμβούν: είτε η διαδρομή του σφάλματος θα λιώσει από μόνη της, πρακτικά στιγμιαία, είτε ο αγωγός θα κολλήσει σε ένα συμπαγές σφάλμα και θα παρέχει επαρκές ρεύμα για να λειτουργήσουν οι διακόππες υπερέντασης. Γ ια να εξασφαλιστεί η σωστή λειτουργία των συσκευών υπερέντασης στη δεύτερη περίπτωση, μια λογικά ακριβής εκτίμηση των επιπέδων ρεύματος σφάλματος προς γη πρέπει να καθοριστεί κατά τη διάρκεια σχεδίασης του έργου. Μια λεπτομερής ανάλυση απαιτεί να εφαρμοστεί η τεχνητή ακολουθίας φάσεων σε κάθε κύκλωμα με τη σειρά. Η αρχή είναι εύκολη, αλλά ο τελικός υπολογισμός είναι δύσκολος, ειδικά καθώς οι αντιστάσεις μηδενικής ακολουθίας φάσεως είναι εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστούν με ένα λογικό βαθμό ακρίβειας σε μια μέση εγκατάσταση XT.

119 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Αλλ ς απλούστερες μέθοδοι με καλή ακρίβεια προτιμούνται. Τρεις πρακτικές μέθοδοι είναι οι ακόλουθες: η μέθοδος σύνθετων αντιστάσεων, βασισμένη στην άθροιση όλων των σύνθετων αντιστάσεων (μόνο θετική ακολουθία φάσεως) γύρω από το βρόγχο σφάλματος κάθε κυκλώματος, η μέθοδος σύνθεσης, η οποία είναι μια εκτίμηση του ρεύματος βραχυκυκλώσεως στην μακρινή άκρη του βρόγχου, όταν το επίπεδο ρεύματος βραχυκυκλώσεως στην κοντινή άκρη του βρόγχου είναι γνωστή, και η συμβατική μέθοδος υπολογισμού των ελάχιστων επιπέδων των ρευμάτων σφάλματος γης, μαζί με τη χρήση πινάκων τιμών για την απόκτηση γρήγορων αποτελεσμάτων. Αυτές οι μέθοδοι είναι αξιόπιστες μόνο για την περίπτωση στην οποία τα καλώδια που αποτελούν το βρόγχο σφάλματος γης βρίσκονται κοντά (ο ένας στον άλλον) και δεν χωρίζονται από φερομαγνητικά υλικά. Για υπολογισμούς, η σύγχρονη εφαρμογή είναι η χρήση λογισμικού εγκεκριμένου από τις εθνικές αρχές (τον ΕΛ.Ο.Τ και της αντίστοιχης διεύθυνσης του υπουργείου Ανάπτυξης-Βιομηχανίας) και βασισμένου στη μέθοδο συνθέτων αντιστάσεων, όπιος το ECODIAL 2 (Merlin gerin). Οι εθνικές αρχές γενικά εκδίδουν επίσης οδηγούς, οι οποίοι περιλαμβάνουν τυπικές τιμές, μήκη αγωγών κ.λ,π. Μέθοδος σύνθετων αντιστάσεων Αυτή η μέθοδος προσθέτει τις σύνθετες αντιστάσεις θετικής ακολουθίας του κάθε στοιχείου (καλώδιο, αγωγός ΡΕ, μετασχηματιστής κ.λ.π.) που περιλαμβάνεται στο βρόγχο σφάλματος γης, από τον οποίο υπολογίζεται το ρεύμα σφάλματος βραχυκυκλώσεως προς γη, με χρήση του τύπου: I = υ/^ι(σηγ+{σχγ όπου IR είναι το άθροισμα όλων των αντιστάσεων του βρόγχου, ΣΧ είναι το άθροισμα των επαγωγικών αντιδράσεων του βρόγχου και υ είναι η ονομαστική τάση φάσης-προς-ουδέτερο του δικτύου. Η εφαρμτιγή της μεθόδου δεν είναι πάντα εύκολη, γιατί προϋποθέτει τη γνώση όλων των τιμών παραμέτρων και χαρακτηριστικών των στοιχείων του βρόγχου. Σε πολλές περιπτώσεις, ένας εθνικός οδηγός μπορεί να παρέχει τυπικές τιμές για λόγους προσεγγιστικής εκτίμησης. Μέθοδος σύνθεσης Αυτή η μέθοδος επιτρέπει τον καθορισμό του ρεύματος βραχυκυκλώσεως στην άκρη του βρόγχου από τη γνωστή τιμή του βραχυκυκλώματος στην άκρη εισόδου, με χρήση του ακόλουθου τύπου: ι _ vise IscEivai το ρεύμα βραχυκυκλώσεως πριν το βρόγχο, I είναι το ρεύμα βραχυκυκλώσεως του πέρατος του βρόγχου, υ είναι η ονομαστική φασική τάση του δικτύου και Zsc είναι η σύνθετη αντίσταση του βρόγχου.

120 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Σημείωση: σε αυτήν τη μέθοδο οι ατομικές σύνθετες αντιστάσεις προστίθενται αριθμητικά, σε αντίθεση με την προηγούμενη διαδικασία της μεθόδου των σύνθετων αντιστάσεων*. (*)Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον υπολογισμό ενός μικρότερου ρεύματος, από εκείνο που θα έρεε κανονικά. Αν οι ρυθμίσεις υπερέντασης είναι βασισμένες σε αυτήν την υπολογισμένη τιμή, τότε η λειτουργία του ηλεκτρονόμου ή τής ασφάλειας είναι εξασφαλισμένη. Συμβατική μέθοδος Αυτή η μέθοδος γενικά θεωρείται επαρκώς ακριβής, για να υπολογιστούν τα άνω όρια του μήκους των καλωδίων. Αρχή: Η αρχή βασίζει τον υπολογισμό του ρεύματος βραχυκυκλώσεως στην υπόθεση, ότι η τάση στην αρχή του κυκλώματος που εξετάζεται (δηλαδή στο σημείο στο οποίο βρίσκεται η συσκευή προστασίας του κυκλώματος) παραμένει 80% (ή και περισσότερο) της ονομαστικής τάσης φάσης προς ουδέτερο του συστήματος. Η τιμή 80% χρησιμοποιείται, μαζί με την σύνθετη αντίσταση του βρόγχου, για να υπολογιστεί το ρεύμα βραχυκυκλώσεως. Το ποσοστό του 80% της ονομαστικής φασικής τάσης λαμβάνει υπ' όψην όλες τις πτώσεις τάσης στο κύκλωμα πριν από το σημείο που εξετάζεται. Σε καλώδια XT, όταν όλοι οι αγωγοί ενός 3φασικού κυκλώματος (4 αγιογοί) είναι κοντά (η φυσιολογική περίπτωση) η επαγωγική αντίδραση στο εσωτερικό* και ανάμεσα στους αγωγούς είναι αμελητέα μικρή, σε σύγκριση με την αντίσταση του καλωδίου. Αυτή η προσέγγιση θεωρείται ότι ισχύει για μεγέθη καλωδίων μέχρι 120mm^. Μετά από αυτό το μέγεθος η τιμή της αντίστασης R αυξάνεται ως εξής: Μέγεθος πυρήνα 150 mm^ 185 mm^ 240 mm^ Τιμή αντίστασης R-I- 15% R + 20% R + 25% (*) Προκαλεί φαινόμενα επιδερμικά και προσέγγισης, τα οποία δημιουργούν μια εμφανή αύξηση της αντίστασης. Παράδειγμα Σχ.11.2 υπολογισμός μεθόδου υ Lmax για ένα σύστημα γειωμένο κατά ΤΝ, με χρήση της συμβατικής

121 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Το μέγιστο μήκος οποιουδήποτε κυκλώματος σε μια εγκατάσταση γειωμένη με ΤΝ δίνεται από την σχέση:, OW^Sph p{l + m)i^ Lmax είναι το μέγιστο μήκος σε μέτρα, Uo η φασική τάση = 230V για ένα σύστημα 230/400V, ρ η ειδική αντίσταση σε φυσιολογική θερμοκρασία λειτουργίας σε Ωπυη Vm = 22.5χ 10'^ για το χαλκό και 36χ 10 για το αλουμίνιο, la το ρεύμα αλλαγής κατάστασης για τη στιγμιαία λειτουργία του διακόπτη ή το ρεύμα που εξασφαλίζει την λειτουργία της ασφάλειας που εξετάζεται, στον καθορισμένο χρόνο, m = Sph/SPE, Sph είναι η επιφάνεια διατομής των αγωγών φάσης του κυκλώματος που εξετάζεται σε mm^ και SPE η επιφάνεια διατομής του προστατευτικού αγωγού που εξετάζεται σε mm^. Πίνακες Οι ακόλουθοι πίνακες, που εφαρμόζονται σε συστήματα ΤΝ, έχουν δημιουργηθεί σύμφωνα με την συμβατική μέθοδο που περιγράφεται παραπάνω. Οι πίνακες δίνουν τα μέγιστα μήκη των κυκλωμάτων, πέρα από τα οποία η ωμική αντίσταση των αγωγών θα περιορίζει το ρεύμα βραχυκυκλώσεως σε ένα επίπεδο κάτω από εκείνο που απαιτείται για να οδηγήσει σε αφόπλιση το διακόπτη (ή να κάψει την ασφάλεια) που προστατεύει το κύκλωμα, με επαρκή ταχύτητα να βεβαιώνει την ασφάλεια των ανθρώπων από έμμεση επαφή. Συντελεστής διόρθωσης m Ο πίνακας Π 11.3 παρέχει τους συντελεστές διόρθωσης που πρέπει να εφαρμοστεί στις τιμές των πινάκων Π 11.4 και Π 11.7 ανάλογα με την αναλογία Sph/SPE, τον τύπο του κυκλώματος και τα υλικά των αγωγών. Οι πίνακες λαμβάνουν υπ' όψην; τον τύπο της προστασίας: διακόπτες ή ασφάλειες, ρυθμίσεις ρεύματος λειτουργίας, επιφάνεια διατομής αγωγών φάσεως και αγωγοί προστασίας, διάταξη γείωσης (Βλ. Σχ. 11.8), είδος διακόπτη (π.χ. Β, C, ή D). Οι πίνακες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τάσεις δικτύου 230/400V. Ισοδύναμοι πίνακες για προστασία από διακόπτες Compact και Multi (Merlin Gerin) περιέχονται στους σχετικούς καταλόγους. ( ) ( ) Βασίζεται σε πίνακες που δόθηκαν στον οδηγό UTE C

122 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ κύκλωμα 3Ρ+Ν+ or Ρ +Ν υλικό m = SPH /SPE (ή PEN) αγιογού m =l m=2 m=3 ΓΠ 4 χαλκός αλουμίνιο Π 11.3 συντελεστής διόρθωσης που πρέπει να εφαρμοστεί σ Π 11.4 και Π 11.6 για συστήματα ΤΝ ι μήκη που δίνονται από τους πίνακες Κυκλώματα που προστατεύονται από διακότττες χρήσης γρια(α (ή μ«χρονική καΰυστέρηοη) οφόπλιοη ρεύματος Ιιτ Sph π 11.4 μέγιστο μήκος κυκλώματος για διαφορετικά μεγέθη αγωγών και ρυθμίσεις στιγμιαίας αφόπλισης για διακόπτες γενικής χρήσης Κυκλώματα που προστατεύονται από διακότιτες Compact * ή Multi 9* για βιομηχανική ή οικιακή χρήση ( ) προϊόντα Merlin Gerin Ονοματικό ρεύμα (A) IJ ' ljp Π 11.5 μέγιστο μήκος κυκλώματος για διαφορετικά μήκη αγωγών κ διακόπτες τύπου Β 1 ονομαστικά ρεύματα για

123 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Sph mm^ Ονοματικό ρεύμα (Α) Π 11.6 μέγιστο μήκος κυκλώματος για διαφορετικά μήκη αγοιγών κ διακόπτες τύπου C 1 ονομαστικά ρεύματα για Π 11.7 μέγιστο μήκος κυκλώματος για διαφορετικά μήκη αγιαγών κ διακόπτες τύπου D ή ΜΑ Merlin Gerin 1 ονομαστικά ρεύματα για Π α ρά δειγμ α: Μια τριφασική εγκατάσταση 4 αγιογών (230/ 400V) είναι γειωμένη κατά TN-C. Ένα κύκλωμα προστατεύεται από ένα διακόπτη με ονομαστικό ρεύμα 63Α και αποτελείται από ένα καλώδιο πυρήνα αλουμινίου με αγωγούς φάσης 50mm^ και ουδέτερο αγωγό (PEN) 25mml Ποιο είναι το μέγιστο μήκος κυκλώματος, κάτω από το οποίο η προστασία των προσώπων από κίνδυνο έμμεσης επαφής εξασφαλίζεται από τον ηλεκτρονόμο στιγμιαίας μαγνητικής αφόπλισης του διακόπτη: Ο πίνακας 11.5 δίνει 617 μέτρα, στα οποία πρέπει να εφαρμοστεί ένας συντελεστής 0,42 (πίνακας 11.3 για m = Sph/SPE = 2). Άρα το μέγιστο μήκος κυκλώματος θα είναι 617x0,42 = 259 μέτρα. Ε ιδική περ ίπ τω σ η όπου ένα ή περ ισ σ ό τερ ο ε κ τε θ ε ιμ έ να α γ ώ γ ιμ α μ έρ η είνα ι γειωμένα σε ξεχωριστό ηλεκτρόδιο

124 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Πρέπει να παρέχεται προστασία από έμμεση επαφή μέσω μιας RCD στην αρχή κάθε κυκλώματος που τροφοδοτεί μια συσκευή ή μια ομάδα συσκευών, τα εκτεθειμένα μέρη των οποίων συνδέονται σε ξεχωριστό ηλεκτρόδιο γης. Η ευαισθησία της RCD πρέπει να προσαρμόζεται στην αντίσταση ηλεκτροδίου γης (RA2 στο σχήμα 11.8). Μετά την RCD, η διάταξη γείωσης πρέπει να είναι TN-S. Σχ.11.8 ξεχωριστό ηλεκτρόδιο γης 11.3 RCD υψηλής ευαισθησίας Η IEC συνιστά με έμφαση την χρήση ενός (RCD) ρελέ διαρροής υψηλής ευαισθησίας (<30 rtia) στις ακόλουθες περιπτώσεις: κυκλώματα πριζών για ονομαστικά ρεύματα <32Α σε οποιαδήποτε τοποθεσία, κυκλώματα πριζών σε υγρές τοποθεσίες με οποιοδήποτε ονομαστικό ρεύμα κυκλώματα πριζών σε προσωρινές εγκαταστάσεις, κυκλώματα που τροφοδοτούν δωμάτια πλυντηρίων και πισίνες κυκλώματα παροχής σε εργοτάξια, τροχόσπιτα, σκάφη αναψυχής και πανηγύρια Αυτή η προστασία μπορεί να είναι για ατομικά κυκλώματα ή για ομάδες κυκλωμάτων. ιδιαίτερα συνιστάται για κυκλώματα πριζών >20Α (υποχρεωτική αν αναμένεται να τροφοδοτήσουν φορητό εξοπλισμό για εξωτερική χρήση), σε ορισμένες χώρες, αυτή η προδιαγραφή είναι υποχρεωτική για όλα τα κυκλώματα πριζών με ονομαστικό ρεύμα <32A. Σ;χ.11.9 κύκλωμα που τροφοδοτεί πρίζες

125 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ 11.4 προστασία σε τοποθεσίες με μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς Σε τοποθεσίες όπου ο κίνδυνος ττυρκαγιάς είναι μεγάλος, συχνά απαγορεύεται η χρήση της διάταξης TN-C γείωσης, και πρέπει να υιοθετείται η διάταξη TN-S. Η προστασία μέσω ενός (RCD) ρελέ διαρροής με ευαισθησία 500 ma στην αρχή του κυκλώματος που τροφοδοτεί την τοποθεσία με κίνδυνο φωτιάς σε μερικές χώρες είναι υποχρεωτική....h - t Σχ τοποθεσία με κίνδυνο πυρκαγιάς 11.5 Όταν η αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος είναι ιδιαίτερα μεγάλη Όταν το ρεύμα σφάλματος γης περιορίζεται λόγω μιας αναπόφευκτα μεγάλης αντίστασης του βρόγχου σφάλματος (έτσι ώστε η προστασία υπερέντασης να μην οδηγήσει το διακόπτη του κυκλώματος σε αφόπλιση μέσα στον προκαθορισμένο χρόνο), ο μελ^ετητής θα πρέπει να εξετάσει τις ακόλουθες προτάσεις: Πρόταση 1 Εγκαταστήστε ένα διακόπτη που να έχει στοιχείο στιγμιαίας μαγνητικής αφόπλισης (επαγωγική ανίχνευση dl/dt ενός βραχυκυκλώματος) με επίπεδο λειτουργίας που είναι μικρότερο από τη συνηθισμένη ρύθμιση, για παράδειγμα 21η < Ιπη < 41η. Έτσι, παρέχουμε προστασία προς τους ανθρώπους σε κυκλώματα που είναι ασυνήθιστα μεγάλου μήκους. Πρέπει όμως να είμαστε σίγουροι, ότι υψηλά μεταβατικά ρεύματα, όπως τα ρεύματα εκκίνησης κινητήρων δεν θα προκαλέσουν ενοχλητικά εσφαλμένεςμεταβάσεις (open-close). ώ Σχ ένας διακόπτης με χαμηλή ρύθμιση της στιγμιαίας μαγνητικής αφόπλισης

126 Υλοποίηση του συστήματος ΤΝ Πρόταση 2 Εγκαταστήστε ένα (RCD) ρελέ διαρροής στο κύκλωμα. Η συσκευή δεν είναι απαραίτητο να είναι υψηλής ευαισθησίας (μερικά A ως μερικά δέκατα του Α). Όπου περιλαμβάνονται πρίζες, τα ειδικά κυκλώματα θα πρέπει σε κάθε περίπτωση να προστατεύονται από RCD υψηλής ευαισθησίας (<30 ητα). Γενικά μια RCD για έναν αριθμό πριζών σε κοινό κύκλωμα. Σχ.Π.12 προστασία με (RCD) ρελέ διαρροής σε συστήματα ΤΝ με μεγάλη αντίσταση βρόγχου σφάλματος γης Πρόταση 3 Αυξήστε το μέγεθος των αγωγών ΡΕ ή PEN και/ ή τ / φασικών αγωγών, προκειμένου να μειωθεί η αντίσταση του βρόγχου. Ποότασυ 4 Προσθέστε συμπληρωματικούς ισοδυναμικούς αγωγούς. Αυτό θα έχει παρόμοια επίδραση με εκείνη της πρότασης 3, δηλαδή μείωση της αντίστασης του βρόγχου σφάλματος, ενώ την ίδια στιγμή βελτιώνει τα υπάρχοντα μέσα προστασίας από την τάση επαφής. Η αποτελεσματικότητα αυτής της βελτίωσης μπορεί να ελεγχθεί μέσω της μέτρησης της αντίστασης ανάμεσα σε κάθε εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος και τον τοπικό αγιογό προστασίας. Για εγκαταστάσεις TN-C, η σύνδεση όπως φαίνεται στο Σχ δεν επιτρέπεται και θα πρέπει να υιοθετηθεί η πρόταση 3. Σχ.11.13: βελτιοιμένη ισοδυναμική σύνδεση

127 Υλοποίηση του συστήματος IT 12, Υλοποίηση του συστήματος IT Το βασικό χαρακτηριστικό της διάταξης IT είναι, ότι στην περίπτωση σφάλματος βραχυκυκλώματος προς γη, τα σύστημα μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί χωρίς διακοτιή. Ένα τέτοιο σφάλμα αναφέρεται σαν πρώτο σφάλμα. Σε αυτήν την διάταξη, όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη μιας εγκατάστασης συνδέονται μέσω αγωγών ΡΕ σε ένα ηλεκτρόδιο γης στην εγκατάσταση, ενώ το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή τροφοδοσίας είναι απομονωμένο από τη γη ή συνδέεται με τη γη μέσω μεγάλης αντίστασης (συνήθως 1000Ω ή μεγαλύτερη). Αυτό σημαίνει ότι το ρεύμα ενός σφάλματος προς γη θα μετριέται σε ma, τα οποία δεν θα προκαλούν σοβαρές βλάβες στην θέση του σφάλματος ή δεν θα εγείρουν σημαντικές τάσεις επαφής ή δεν θα παρουσιάζουν κίνδυνο ττυρκαγιάς. Το σύστημα μπορεί, επομένως, να λειτουργεί κανονικά μέχρις ότου είναι δυνατόν να απομονωθεί το ελαττωματικό τμήμα και να επιδιορθωθεί. Στην πράξη, η διάταξη IT απαιτεί συγκεκριμένα μέτρα για ασφαλή εκμετάλλευση: μόνιμη επίβλεψη της μόνωσης σε σχέση με τη γη, η οποία θα πρέπει να σηματοδοτεί (ακουστικά ή οπτικά) την εμφάνιση του πρώτου σφάλματος, συσκευή για τον περιορισμό της τάσης που μπορεί να αποκτήσει το ουδέτερο σημείο του μετασχηματιστή σε σχέση με τη γη. μια διαδικασία εντοπισμού του πρώτου σφάλματος μέσω σωστά εκπαιδευμένου προσωπικού συντήρησης. Ο εντοπισμός του σφάλματος διευκολύνεται σημαντικά από ειδικές μετρητικές συσκευές, αυτόματη στιγμιαία αφόπλιση των διακοπτών πρέπει να συμβεί στην περίπτωση που συμβεί δεύτερο σφάλμα πριν εξαλειφθεί το πρώτο. Το δεύτερο σφάλμα (εξ ορισμού} είναι ένα σφάλμα βραχυκυκλώματος προς τη γη που επηρεάζει μια διαφορετική φάση από εκείνη του πρώτου σφάλματος ή του ουδέτερου αγωγού. Το δεύτερο σφάλμα έχει σαν αποτέλεσμα ένα Βραχυκύκλωμα προς τη γη και/ ή μέσω των αγωγών σύνδεσης ΡΕ. (*) Σε συστήματα οπού ο ουδέτερος διανέμεται όπως φαίνεται στην εικόνα θεμελιώδεις συνθήκες Οι θεμελιώδεις συνθήκες συνοψίζονται στον πίνακα 12.1 και το Σχ

128 Υλοποίηση του συστήματος Π απαιτούμενες λειτουργίες ελάχιστες συσκευές και επιμέρους τμήματα παραδείγματα (προϊόντα της Merlin Gerin) προστασία έναντι (1) περιοριστής τάσης Cardew C υπερτάσεων στη συχνότητα του διιαύου αντίσταση γείωσης ουδέτερου (για μεταβολή (2) αντιστάτης αντίσταση Zx της αντίστασης γείωσης) συνολική επιτήρηση (3) μόνιμος επιτηρητής Vigilohm TR 22A σφάλματος γης με μόνωσης (ΡΙΜ) με or XM 2(X) συναγερμό στη συνθήκη συναγερμό πρώτου σφάλματος αυτόματη εκκαθάριση σφάλματος του δεύτερου σφάλματος και προστασία του ουδέτερου αγωγού έναντι υπερέντασης (4) διακόπτης κυκλώματος τεσσάρων πόλων (εάν ο ουδέτερος διανέμεται) 4 επαφές + συσκευή προστασίας για αυτόματη αφόπλιση διακόπτης κυκλώματος Compact ή RCD-MS θέση πρώτου σφάλματος (5) με συσκευή Vigilohm σύστημα ανίχνευσης της θέσης του σφάλματος σε ζωντανή εγκατάσταση, ή με ακολουθιακό άνοιγμα των κυκλωμάτων Πίνακας 12.1 απαραίτητες λειτουργίες σε διατάξεις ΙΊ

129 Υλοποίηση του συστήματος IT 12.2 Προστασία από έμμεση επαφή Συνθήκη πρώτου σφάλματος Το ρεύμα σφάλματος γης που ρέει υπό μια συνθήκη πρώτου σφάλματος μετράται σε πια. Η τάση επαφής σε σχέση με τη γη είναι το γινόμενο του ρεύματος διαρροής επί την αντίσταση του ηλεκτροδίου γης της εγκατάστασης και του αγωγού ΡΕ (από το ελαττωματικό στοιχείο προς το ηλεκτρόδιο γης). Αυτή η τιμή της τάσης είναι φανερά αβλαβής και στην χειρότερη περίπτωση μπορεί να φτάσει τα μερικά V (για παράδειγμα ένα ρεύμα 230mA που θα διαρρεύσει αντίσταση γείωσης 1ΟΟΟΩ και μια σχετικά μεγάλη αντίσταση ηλεκτροδίου γης των 50Ω θα δώσει 12.5V). Από την μόνιμη επίβλεψη σφάλματος γης δίνεται συναγερμός. Αρχή επίβλεψης σφάλματος γης Μια γεννήτρια ρεύματος ac πολύ χαμηλής συχνότητας ή ρεύματος dc (για να μειωθούν οι επιδράσεις χωρητικοτήτων των καλωδίων σε αμελητέα επίπεδα) εφαρμόζει μια τάση ανάμεσα στον ουδέτερο του μετασχηματιστή τροφοδοσίας και την γη. Αυτή η τάση προκαλεί ένα μικρό ρεύμα ανάλογα με την αντίσταση μόνωσης προς γη ολόκληρης της εγκατάστασης, συν εκείνη της συνδεδεμένης συσκευής. Όργανα χαμηλής συχνότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα 30 που παράγουν μεταβατικές συνιστώσες dc υπό συνθήκες σφάλματος. Ορισμένες εκδόσεις μπορούν να διαχωρίσουν τις συνιστώσες αντίστασης και χωρητικότητας του ρεύματος διαρροής. Σύγχρονες εξελίξεις επιτρέπουν τη μέτρηση της πρώτης εμφάνισης του ρεύματος διαρροής έτσι, ώστε να επιτυγχάνεται η πρόληψη του πρώτου σφάλματος. Παραδείγματα εξοπλισμού και συσκευών** Χειροκίνητος εντοπισμός σφάλματος (Σχ.12.3). Η γεννήτρια μπορεί να είναι σταθερή (παράδειγμα ΧΜ200) ή φορητή (παράδειγμα XGR που επιτρέπει τον έλεγχο κυκλωμάτων που βρίσκονται εκτός δικτύου) και ο δέκτης, μαζί με τον αισθητήρα ανίχνευσης, είναι φορητοί. (*) Σε ένα τριφασικό σύστημα των 230/400 V. (**) Ο περιγραφόμενος εξοπλισμός και συσκευές που χρησιμοποιούμε για να δείξουμε τις αρχές της ανίχνευσης σφάλματος κατασκευάζονται από τον Merlin Gerin.

130 Υλοποίηση του συστήματος IT Σταθερός αυτόματος εντοπισμός σφάλματος Ο ηλεκτρονόμος επίβλεψης ΧΜ200, μαζί με τους σταθερούς ανιχνευτές XD301 (ο καθένας τροφοδοτείται από έναν τοροειδή μετασχηματιστή ρεύματος που περιβάλλει τους αγωγούς του κυκλώματος που εξετάζεται) παρέχουν ένα σύστημα αυτόματου εντοπισμού σφάλματος σε μια εγκατάσταση που διαρρέεται από ρεύμα. Επιπλέον, το επίπεδο της μόνωσης ενδείκνυται για κάθε ελεγχόμενο κύκλωμα. Ελέγχονται δύο επίπεδα; το πρώτο επίπεδο προειδοποιεί όταν εντοπίσει ασυνήθιστα χαμηλή αντίσταση μόνωσης ώστε να ληφθούν προληπτικά μέτρα, ενώ το δεύτερο επίπεδο υποδεικνύει μια συνθήκη σφάλματος και δίνει σήμα συναγερμού. Σχ σταθερός αυτόματος εντοπισμός σφάλματος Αυτόματη επίβλεψη, καταγραφή και εντοπισμός σφάλματος. Το σύστημα Vigilohm επιτρέπει επίσης πρόσβαση σε έναν εκτυπωτή καύ ή ΗΑ' που παρέχει μια συνολική εικόνα του επιπέδου μόνωσης μιας ολόκληρης εγκατάστασης και καταγράφει τη χρονολογική εξέλιξη του επιπέδου μόνωσης του κάθε κυκλώματος. Η κεντρική μονάδα XM300C, μαζί με τους ανιχνευτές εντοπισμού XL308 και XL316, οι οποίοι συνεργάζονται με τους τυροειδείς μετασχηματιστές ρεύματος από διάφορα κυκλώματα, όπως φαίνεται παρακάτω στο Σχ.12.5, παρέχουν τα μέσα για αυτήν την αυτόματη επίβλεψη. Σχ.12.5 αυτόματος εντοπισμός σφάλματος αντίστασης μόνωσης καταγραφή δεδομένων της

131 ^ Υλοποίηση του συστήματος IT Εγκατάσταση μόνιμων συσκευών επίβλεψης μόνωσης ΡΙΜ σύνδεση Η συσκευή ΡΙΜ συνήθως συνδέεται ανάμεσα στο ουδέτερο (ή τεχνητό ουδέτερο) σημείο του μετασχηματιστή τροφοδοσίας και το ηλεκτρόδιο γης του τροφοδοσία Η τροφοδοσία της συσκευής ΡΙΜ θα πρέπει να λαμβάνεται από πολύ αξιόπιστη πηγή. Στην πράξη, αυτή δίνεται απευθείας από την εγκατάσταση που παρακολουθείται, μέσω συσκευών προστασίας από υπερένταση με το κατάλληλο ονομαστικό ρεύμα βραχυκύκλωσης. σύνθετη αντίσταση της συσκευής ΡΙΜ Για να διατηρηθεί το επίπεδο του σφάλματος γης μέσα σε ασφαλή όρια, το ρεύμα που περνάει μέσα από μια συσκευή ΡΙΜ κατά την διάρκεια ενός βραχυκυκλώματος προς γη συνήθως περιορίζεται σε μια τιμή <30mA. Όταν το ουδέτερο σημείο γειώνεται μέσω σύνθετης αντίστασης, το συνολικό ρεύμα που διαπερνά την συσκευή ΡΙΜ και την σύνθετη αντίσταση (εν παραλλήλω) πρέπει να είναι <500mA. Αυτό σημαίνει ότι μια τάση επαφής μικρότερη από 50V θα εμφανιστεί στην εγκατάσταση εφόσον η αντίσταση ηλεκτροδίου γης της εγκατάστασης είναι μικρότερη από 100Ω και ο κίνδυνος φωτιάς ηλεκτρικής αιτίας αποφεύγεται. ρυθμίσεις επιπέδων Ορισμένες εθνικές προδιαγραφές συστήνουν μια πρώτη ρύθμιση στο 20% κάτω από το τυπικό επίπεδο μόνωσης μιας νέας εγκατάστασης. Αυτή η τιμή επιτρέπει την ανίχνευση μιας μείωσης της ποιότητας μόνωσης, που παρουσιάζει ανάγκη μέτρων προληπτικής συντήρησης. Το επίπεδο ανίχνευσης για συναγερμό σφάλματος γης θα πρέπει να τεθεί σε πολύ χαμηλότερο επίπεδο. Για παράδειγμα τα δύο επίπεδα μπορούν να είναι: επίπεδο μόνωσης νέας εγκατάστασης: lookd, ρεύμα διαρροής χωρίς κίνδυνο: 500mA (κίνδυνος φωτιάς σε >500mA). Επίπεδα ενδείξεων ρυθμισμένα από τον καταναλωτή: κατώφλι για προληπτική συντήρηση: 0.8x100 = 80λΩ, κατώφλι για συναγερμό βραχυκυκλώματος: 300mA. Σημειώσεις: μετά από μια μεγάλη περίοδο, κατά τη διάρκεια της οποίας ολόκληρη ή μέρος της εγκατάστασης παραμένει απενεργοποιημένη, η υγρασία μπορεί να μειώσει το γενικό επίπεδο αντίστασης μόνιοσης. Αυτή η κατάσταση, η οποία οφείλεται κυρίως σε ρεύματα διαρροής πάνω στην νωπή επιφάνεια της άθικτης μόνωσης, δεν αποτελεί συνθήκη σφάλματος και θα βελτιώνεται γρήγορα καθώς η φυσιολογική άνοδος θερμοκρασίας των αγωγών που φέρουν ρεύμα θα ελαττώνει την υγρασία της επιφάνειας. η συσκευή ΡΙΜ (ΧΜ) μπορεί να μετρήσει τα ρεύματα αντίστασης και χωρητικότητας του ρεύματος διαρροής προς γη, ξεχωριστά, υπολογίζοντας έτσι την πραγματική αντίσταση μόνωσης από το συνολικό μόνιμο ρεύμα διαρροής. Η περίπτωση δεύτερου σφάλματος Ένα δεύτερο σφάλμα γης σε ένα σύστημα 1Τ (εκτός και αν συμβεί στον ίδιο αγωγό με το πρώτο σφάλμα) αποτελεί σφάλμα ανάμεσα σε φάσεις ή σε φάση και ουδέτερο, και είτε συμβαίνει στο ίδιο κύκλωμα με το πρώτο σφάλμα, είτε σε διαφορετικό κύκλωμα. Οι

132 Υλοποίηση του συστήματος IT συσκευές προστασίας υπερέντασης (ασφάλειες ή διακόπτες) θα πρέπει κανονικά να λειτουργήσουν για να εξαλείψουν αυτόματα το σφάλμα. Οι ρυθμίσεις των ηλεκτρονόμων αφόπλισης υπερέντασης και τα ονομαστικά μεγέθη των ασφαλειών είναι οι βασικές παράμετροι, που καθορίζουν το μέγιστο πρακτικό μήκος του κυκλώματος, που μπορεί να προστατευτεί ικανοποιητικά, όπως συζητήθηκε στην υποπαράγραφο Σημείωση: Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η διαδρομή του ρεύματος σφάλματος είναι μέσω των κοινών αγωγών ΡΕ, που συνδέουν όλα τα εκτεθειμένα αγώγιμα μέρη μιας εγκατάστασης, και έτσι η αντίσταση του βρόγχου σφάλματος είναι επαρκώς χαμηλή για να εξασφαλίζει ένα αρκετά υψηλό επίπεδο ρεύματος σφάλματος. Όπου τα μήκη ηλ. κυκλώματος είναι αναπόφευκτα μεγάλα και ιδιαίτερα αν οι συσκευές ενός κυκλώματος είναι γειωμένες ξεχωριστά (έτσι ώστε το ρεύμα σφάλματος περνά μέσα από δύο ηλεκτρόδια γης), βέβαιη στιγμιαία αφόπλιση σε υπερένταση δεν είναι δυνατή. Σε αυτήν την περίπτωση, συστήνεται ένα ρελέ διαρροής (RCD) σε κάθε κύκλωμα της εγκατάστασης. Όπου ένα σύστημα IT γειώνεταμ πάντως, πρέπει να δοθεί προσοχή και να εξασφαλιστεί ότι το RCD δεν είναι υπερευαίσθητο, ειδάλλως ένα πρώτο σφάλμα μπορεί να προκαλέσει μια ανεπιθύμητη αφόπλιση. Αφόπλιση των ρελέ διαρροής που ικανοποιούν τις προδιαγραφές IEC μπορούν να συμβούν σε τιμές 0.5 ΙΔη ως ΙΔη, όπου ΙΔη είναι το ονομαστικό επίπεδο παραμένοντος ρεύματος. Μια λογικά ακριβής εκτίμηση των επιπέδων ρεύματος βραχυκυκλώσεως πρέπει να γίνεται στο στάδιο σχεδιασμού του έργου. Μια εκτεταμένη ανάλυση δεν είναι απαραίτητη, καθώς τα μέτρα των ρευμάτων είναι σημαντικά μόνο για τις συσκευές προστασίας που εξετάζονται (δηλαδή οι γωνίες των φάσεων δεν χρειάζεται να προσδιοριστούν) έτσι, ώστε να χρησιμοποιούνται μόνο προσεγγιστικές μέθοδοι. Τρεις είναι οι πρακτικές μέθοδοι: η μέθοδος σύνθετων αντιστάσεων, βασισμένη στην άθροιση όλων των σύνθετων αντιστάσεων (μόνο θετική ακολουθία φάσεως) γύρω από το βρόγχο σφάλματος κάθε κυκλώματος, η μέθοδος σύνθεσης, η οποία είναι μια εκτίμηση του ρεύματος βραχυκυκλώσεως στην αρχή του βρόγχου, όταν το επίπεδο ρεύματος βραχυκυκλώσεως στην αρχή του βρόγχου είναι γνωστή. η συμβατική μέθοδος υπολογισμού των ελάχιστων επιπέδων των ρευμάτων σφάλματος γης, μαζί με τη χρήση πινάκων τιμών για την απόκτηση γρήγορων αποτελεσμάτων. Αυτές οι μέθοδοι είναι αξιόπιστες μόνο για την περύαωση στην οποία τα καλώδια που αποτελούν το βρόγχο σφάλματος γης βρίσκονται κοντά (ο ένας στον άλλον) και δεν χωρίζονται από φερο-μαγνητικά υλικά. Μέθοδος συνθέτων αντιστάσεων Αυτή η μέθοδος περιγράφεται στην υποπαράγραφο 11.2 και είναι ίδια για τα συστήματα γείωσης IT και ΤΝ. Μέθοδος σύνθεσης Αυτή η μέθοδος περιγράφεται στην υποπαράγραφο 11.2 και είναι ίδια για τα συστήματα γείωσης 1Τ και ΤΝ.

133 ^ 127 Υλοποίηση του συστήματος IT Συμβατική μέθοδος Η αρχή είναι η ίδια με εκείνη που περιγράφηκε στην υποπαράγραφο 11.2 για μια διάταξη ΤΝ, δηλαδή: ο υπολογισμός του μεγίστου μήκους του κυκλώματος δεν πρέπει να υπερβαίνεται μετά από ένα διακόπτη (ή ασφάλειες), για να εξασφαλίζεται η προστασία από συσκευές υπερέντασης. Είναι δυνατό να ελεγχθούν τα μήκη κυκλώματος για κάθε δυνατό συνδυασμό ταυτόχρονων σφαλμάτων. Όλες οι περιπτώσεις καλύπτονται, πάντιος, αν η ρύθμιση της αφόπλισης λόγω υπερέντασης βασίζεται στην υπόθεση, ότι το πρώτο σφάλμα συμβαίνει στο μακρινό άκρο του εν λόγω κυκλώματος, ενώ το δεύτερο σφάλμα συμβαίνει στο μακρινό άκρο ενός ίδιου κυκλώματος. Αυτό μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα, γενικά, να συμβαίνει μόνο μία αφόπλιση (στο κύκλωμα με τη χαμηλότερη ρύθμιση), αφήνοντας έτσι το σύστημα στην κατάσταση πρώτου σφάλματος, αλλά με ένα ελαττωματικό κύκλωμα εκτός λειτουργίας. Για την περίπτωση 3φασικής εγκατάστασης 3 αγωγών, το δεύτερο σφάλμα μπορεί να προκαλέσει μόνο βραχυκύκλωμα ανάμεσα σε φάσεις, έτσι ώστε η τάση που θα χρησιμοποιείται στον τύπο για το μέγιστο μήκος κυκλώματος να είναι \T3Uo. Το μέγιστο μήκος κυκλώματος δίνεται από την:, S*O.WoSph Lmax = μέτρα 2ρ (1+ αι)/ Για την περίπτωση 3φασικής εγκατάστασης 4 αγιογών, η μικρότερη τιμή ρεύματος σφάλματος θα εμφανιστεζ αν ένα από τα σφάλματα εμφανιστεί στον ουδέτερο αγωγό. Σε αυτήν την περίπτωση, η Uo είναι η τιμή που θα χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του μέγιστσυ μήκους καλωδίου και, 0.8ί/ο51 Lmax = μέτρα, 2ρ(1 + m)/ (δηλαδή μόνο 50% του μήκους που επιτρέπεται για τη διάταξη ΤΝ). Υπενθύμιση: δεν υπάρχει όριο μήκους για προστασία σφαλμάτων γης σε μια διάταξη ΤΤ, καθώς η προστασία παρέχεται μέσω RCD υψηλής ευαισθησίας. Στους προηγούμενους τύπους: Lmax είναι το μέγιστο μήκος σε μέτρα, Uo η φασική τάση = 230V για ένα σύστημα 230/400V, ρ η ειδική αντίσταση σε φυσιολογική θερμοκρασία λειτουργίας σε Qnim^/m = 22.5x10 ^ για το χαλκό και 36x10 για το αλουμίνιο, la το ρεύμα μετάβασης κατάστασης για την στιγμιαία λειτουργία του διακόπτη ή το ρεύμα που εξασφαλίζει την λειτουργία της ασφάλειας που εξετάζεται, στον καθορισμένο χρόνο, m = Sph/SPE, Sph είναι η επιφάνεια διατομής των αγωγών φάσης του κυκλώματος που εξετάζεται σε mm^ και SPE η επιφάνεια διατομής του προστατευτικού αγαιγού που εξετάζεται σε mm^ και Si είναι ο ουδέτερος αν το κύκλωμα περιλαμβάνει ουδέτερο αγωγό.

134 Σχ.12.6 υπολογισμός του Lmax για ένα γειωμένο κατά IT σύστημα, που δείχνει τη διαδρομή του ρεύματος σφάλματος για συνθήκη διπλού σφάλματος Πίνακες Οι ακόλουθοι πίνακες έχουν δημιουργηθεί σύμφωνα με τη συμβατική μέθοδο που περιγράφεται παραπάνω. Οι πίνακες δίνουν τα μέγιστα μήκη των κυκλωμάτων, πέρα από τα οποία η ωμική αντίσταση των αγωγών θα περιορίζει το ρεύμα βραχυκυκλώσεως σε ένα επίπεδο κάτω από εκείνο που απαιτείται για να έχουμε αφόπλιση του διακόπτη (ή να κάψει την ασφάλεια) που προστατεύει το κύκλωμα, με επαρκή ταχύτητα που να εξασφαλίζει ασφάλεια από έμμεση επαφή. Οι πίνακες λαμβάνουν υπ' όψην: τον τύπο της προστασίας: διακόπτες ή ασφάλειες, ρυθμίσεις ρεύματος λειτουργίας, επιφάνεια διατομής αγωγών φάσεως και αγωγών προστασίας, διάταξη γείωσης, συντελεστή διόρθωσης: ο πίνακας 12.7 παρέχει τον συντελεστή διόρθωσης που πρέπει να εφαρμοστεί στα μήκη που δίνονται από τους πίνακες 11.4 ως 11.7, όταν μελετάται ένα σύστημα IT. κύκλωμα υλικό αγωγού m = Sph/ SPE (ή SPE) m = 1 m = 2 m = 3 m = 4 3 φάσεις χαλκός αλουμίνιο ph+N ή Iph+N χαλκός αλουμίνιο Πίνακας 12.7 συντελεστές διόρθωσης, για συστήματα γειωμένα κατά IT, εφαρμοστούν στα μήκη κυκλώματος που δίνονται στους πίνακες 11.4 ως 11.7 Παράδειγμα Μια 3φασική εγκατάσταση 3 αγωγών 230/ 400V είναι γειωμένη κατά IT. Ένα από τα κυκλώματα προστατεύεται από ένα διακόπτη 63Α και αποτελείται από καλώδιο πυρήνα αλουμινίου με αγωγούς φάσεων 50mm^. Ο αγωγός ΡΕ των 25 mm^ είναι επίσης από αλουμίνιο. Ποιο είναι το μέγιστο μήκος κυκλώματος, κάτω από το οποίο η προστασία των προσώπων από έμμεση επαφή εξασφαλίζεται από τον ηλεκτρονόμο στιγμιαίας

135 Υλοποίηση του συστήματος 1Τ μαγνητικης αφόπλισης του διακόπτη; Ο πίνακας 11.4 δίνει 617 μέτρα, στα οποία πρέπει να εφαρμοστεί ο συντελεστής διόρθωσης 0.36 (ιυ=2 για καλώδιο αλουμινίου).επομένως το μέγιστο μήκος είναι 222 μέτρα (RCD) ρελέ διαρροής υψηλής ευαισθησίας Το πρότυπο IEC συνιστά με έμφαση τη χρήση ενός RCD υψηλής ευαισθησίας (<30 ma) στις ακόλουθες περιπτώσεις: κυκλώματα πριζών για ονομαστικά ρεύματα <32Α σε οποιαδήποτε τοποθεσία, κυκλώματα πριζών σε υγρές τοποθεσίες με οποιοδήποτε ονομαστικό ρεύμα, κυκλώματα πριζών σε προσωρινές εγκαταστάσεις, κυκλώματα που τροφοδοτούν δωμάτια πλυντηρίων και πισίνες, κυκλώματα παροχής σε εργοτάξια, τροχόσπιτα, σκάφη αναψυχής και πανηγύρια. Αυτή η προστασία μπορεί να είναι για ατομικά κυκλώματα ή για ομάδες κυκλωμάτων. συνιστάται ιδιαιτέρως για κυκλώματα πριζών >20Α (υποχρεωτική αν αναμένεται να τροφοδοτήσουν φορητό εξοπλισμό για εξωτερική χρήση). σε ορισμένες χώρες, αυτή η προδιαγραφή είναι υποχρεωτική για όλα τα κυκλώματα πριζών με ονομαστικό ρεύμα <32Α. Σχ.12.8 κύκλωμα που τροφοδοτεί πρίζες 12.4 Προστασία σε τοποθεσίες με μεγάλο κίνδυνο πυρκαγιάς Η προστασία μέσω ενός RCD στον διακόπτη που ελέγχει όλες τις παροχές στ^ περιοχές όπου υπάρχει κίνδυνος φωτιάς (σε μερικές χώρες) είναι υποχρεωτική. Η ευαισθησία ενός RCD πρέπει να είναι ^OOmA.

136 Υλοποίηση του συστήματος Π Περιοχή με κίνδυνο πυρκαγιδς Σχ.12.9 τοποθεσία με κίνδυνο πυρκαγιάς 12.5 Όταν η σύνθετη αντίσταση του βρόγχου ρεύματος σφάλματος είναι ιδιαιτέρως μεγάλη Όταν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού της εγκατάστασης, γίνεται γνωστό ότι το ρεύμα σφάλματος γης περιορίζεται λόγω μιας αναπόφευκτα μεγάλης αντίστασης του βρόγχου σφάλματος (έτσι, ώστε η προστασία υπερέντασης να μην είναι αξιόπιστη), θα πρέπει να λάβουμε υπ όψην μας τις ακόλουθες δυνατότητες: Σημείωση: αυτή είναι επίσης η περίπτωση όταν ένα (ή δύο) σφάλματα γης εμφανίζονται στο τέλος ενός μεγάλου εύκαμπτου αγωγού. Πρόταση 1 Εγκαταστήστε ένα διακόπτη που έχει στοιχείο στιγμιαίας μαγνητικής αφόπλισης με επίπεδο λειτουργίας που είναι μικρότερο από την συνηθισμ^ ρύθμιση, για παράδειγμα 2Ιη < Irm < 41η Αυτό παρέχει προστασία σε ανθρώπους όταν τα κυκλώματα είναι ασυνήθιστα μεγάλου μήκους. Πρέπει να ελέγχεται, πάντως, ότι υψηλά μεταβατικά ρεύματα όπως τα ρεύματα εκκίνησης κινητήρων δεν θα προκαλέσουν ενοχλητικά εσφαλμένες αφοπλίσεις. 4 \ 2ln<lrm<4ln ΡΕήΡΕΝ t b. Αουνήθιοτα μοκρύ καλώδιο Σχ ένας διακόπτης με στιγμιαία μαγνητική αφόπλιση με ρύθμιση χαμηλαύ ρεύματος βραχυκύκλωσης Πρόταση 2 Εγκαταστήστε ένα (RCD) ρελέ διαρροής στο κύκλωμα Η συσκευή δεν είναι απαραίτητο να είναι υψηλής ευαισθησίας (μερικά A ως μερικά δέκατα του Α). Όπου

137 Υλοποίηση του συστήματος IT περιλαμβάνονται πρίζες, τα ειδικά κυκλώματα θα πρέπει σε κάθε περίπτωση να προστατεύονται από RCD υψηλής ευαισθησίας (<30 ma). Γενικά ένα RCD για έναν αριθμό πριζών σε κοινό κύκλωμα. 5 S Σχ προστασία με RCD σε συστήματα ΤΝ με μεγάλη αντίσταση βρόγχου σφάλματος γης Πρόταση 3 Αυξήστε τη διατομή των αγωγών ΡΕ ή PEN και/ ή τους αγωγούς φάσεως για να μειωθεί η αντίσταση του βρόγχου. Πρόταση 4 Προσθέστε συμπληρωματικούς ισοδυναμικούς αγωγούς. Αυτό θα έχει παρόμοια επίδραση με εκείνη της πρότασης 3, δηλαδή μείωση της αντίστασης βρόγχου σφάλματος, ενώ την ίδια στιγμή βελτιώνει τα υπάρχοντα μέσα προστασίας τάσης επαφής. Η αποτελεσματικότητα αυτής της βελτίωσης μπορεί να ελεγχθεί μέσω μέτρησης της αντίστασης ανάμεσα σε κάθε εκτεθειμένο αγώγιμο μέρος και τον τοπικό αγωγό προστασίας. Για εγκαταστάσεις TN-C, η σύνδεση, όπως φαίνεται στο Σχ.12.12, δεν επιτρέπεται και θα πρέπει να υιοθετηθεί η πρόταση 3. Σχ.12.12: βελτιωμένη ισοδυναμική σύνδεση

138 Ρελί διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) 13. Ρελέ διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) 13.1 Αρχή λειτουργίας Τα απαραίτητα χαρακτηριστικά φαίνονται διαγραμματικά στο Σχ.13.1 παρακάτω. Ένας μαγνητικός πυρήνας περικλείει όλους τους αγωγούς που φέρουν ρεύμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος και η μαγνητική ροή που δημιουργείται στον πυρήνα θα εξαρτάται κάθε στιγμή από το αριθμητικό άθροισμα όλων των ρευμάτων. Τα ρεύματα που περνούν προς μια κατεύθυνση θεωρούνται θετικά, ενώ εκείνα που περνούν προς την αντίθετη κατεύθυνση θεωρούνται αρνητικά. Σε ένα φυσιολογικά υγιές κύκλωμα (Σχ. 13.1) Π +\2 = 0 και δεν θα υπάρχει ροή στον μαγνητικό πυρήνα, ούτε ΗΕΔ (Ηλεκτρεργετική Δύναμη) στο τύλιγμα του. Το ρεύμα σφάλματος id θα περάσει μέσα από τον πυρήνα προς το σφάλμα, αλλά θα επιστρέφει στην πηγή μέσω της γης, ή μέσω αγωγών προστασίας σε διάταξη ΤΝ. Το ισοζύγιο ρεύματος στους αγωγούς που περνούν από το μαγνητικό πυρήνα παύει να υπάρχει και η διαφορά προκαλεί την εμφάνιση μαγνητικής ροής στον πυρήνα. Το ρεύμα διαφοράς είναι γνακττό σαν παραμένον ρεύμα και η αρχή αναφέρεται σαν αρχή διαφορικού ρεύματος. Η παραγόμενη εναλλασσόμενη ροή στον ττυρήνα επάγει ΗΕΔ (Ηλεκτρεργετική Δύναμη) στο τύλιγμα του έτσι, ώστε το ρεύμα i3 να ρέει στο πηνίο ενεργοποίησης της συσκευής αφόπλισης. Αν το παραμένον ρεύμα υπερβεί την τιμή που απαιτείται για τη λειτουργία της συσκευής, τότε ο συνδεδεμένος διακόπτης θα οδηγηθεί σε αφόπλιση.

139 Ρελί διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) 13.2 εφαρμογή των (RCD) ρελέ διαρροής Υπάρχουν ρεύματα διαρροής προς γη που δεν οφείλονται σε σφάλματα, καθώς επίσης και μεταβατικές υπερτάσεις. Και στις δύο περιπτώσεις, μπορεί να συμβεί λανθασμένη ενεργοποίηση των RCD. Ορισμένες τεχνικές έχουν αναπτυχθεί για να υπερβαίνονται αυτά τα λειτουργικά προβλήματα. Μόνιμα ρεύματα διαρροής προς γη Κάθε εγκατάσταση XT έχει ένα μόνιμο ρεύμα διαρροής προς γη, το οποίο οφείλεται κυρίως στην ατελή μόνωση και στην εγγενή στοιχειώδη χωρητικότητα ανάμεσα σε αγωγούς που φέρουν ρεύμα και τη γη. Οσο μεγαλύτερη η εγκατάσταση, τόσο μικρότερη η αντίσταση μόνωσης της και τόσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα της και το αυξημένο ρεύμα διαρροής. Σε 3φασικά συστήματα το χωρητικό ρεύμα διαρροής προς γη θα ήταν μηδέν αν οι αγωγοί και των τριών φάσεων είχαν την ίδια χωρητικότητα προς γη, μια συνθήκη που δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί στην πράξη. Το χωρητικό ρεύμα προς γη μερικές φορές αυξάνεται σημαντικά μέσω ττυκνωτών φίλτρων που σχετίζονται με ηλεκτρονικό εξοπλισμό (αυτοματισμοί, συστήματα, πληροφορικής κ.λ.π.). Αν δεν υπάρχουν πιο ακριβή δεδομένα, μόνιμο ρεύμα διαρροής σε μια δεδομένη εγκατάσταση μπορεί να εκτιμηθεί από τις ακόλουθες τιμές, που μετρούνται στα 230V, 50Ηζ και έχουν παρθεί από τη "Bulletin de TUTE". Τερματικό FAX 0.5-1mA Σταθμός εργασίας πληροφορικής 2-1mA Εκτυπωτής < 1mA Τερματικό πληροφορικής (ΗΑ", PC) 1-2mA Φωτοτυπικό μηχάνημα mA Μεταβατικά ρεύματα διαρροής Η αρχική ζεύξη των χωρητικοτήτων που αναφέρθηκαν παραπάνω στο δίκτυο προκαλεί μεταβατικά ρεύματα υψηλής συχνότητας πολύ μικρής διάρκειας, παρόμοια με εκείνη του Σχ Η ξαφνική εμφάνιση του πρώτου σφάλματος σε ένα γειωμένο κατά IT σύστημα προκαλεί επίσης μεταβατικά ρεύματα διαρροής προς γη, λόγω της ξαφνικής ανόδου των δύο υγιές φάσεων σε τάση φάσης προς φάση πάνω από τη γη. Σχ.13.2 τυποποιημένο μεταβατικό κύμα ρεύματος 0,5μ5/100Ι(Ηζ

140 Ρελέ διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) 13.3 Επιλογή χαρακτηριστικών ενός ρελέ διαρροής/ διακόπτη (RCCB - IEC 1008) Ονομαστικό ρεύμα Το ονομαστικό ρεύμα ενός RCCB ετηλεγεται ανάλογα με το μέγιστο ρεύμα συνδεδεμένου φορτίου που θα φέρει. αν ο RCCB είναι συνδεδεμένος εν σειρά με και μετά από ένα διακόπτη, το ονομαστικό ρεύμα και των δύο μονάδων θα είναι το ίδιο, δηλαδή 1η > In 1* (Σχ. 13.3). αν ο RCCB βρίσκεται πριν από μια ομάδα κυκλωμάτων, που προστατεύονται από διακόπτες, όπως φαίνεται στο Σχ.13.3, τότε το ονομαστικό ρεύμα του RCCB θα είναι: 1η > ku + ks (Ιηΐ + 1η2 + 1η3 + 1η4) (*) Κάποια εθνικά πρότυπα περιλαμβάνουν δοκιμές θερμικής καταπόνησης με ένα ρεύμα μεγαλύτερο από In προκειμένου να βεβαιώσουμε το σιοστό συντονισμό της προστασίας. (6) η τ 7 γ γ γ \ Σχ.13.3 ρελέ διαρροής/ διακόπες Κυκλώματος (RCCBs) Απαιτήσεις ηλεκτροδυναμικής αντοχής Η προστασία από βραχυκυκλώματα πρέπει να γίνεται από μια συσκευή προστασίας από βραχυκυκλώματα (SCPD = Short Circuit Protection Devices) πριν από τον RCCB. Θεωρείται ότι όπου ο RCCB βρίσκεται στο ίδιο κουτί διανομής (το οποίο συμμορφώνεται με τις κατάλληλες προδιαγραφές) και με τους διακόπτες που ακολουθούν (ή ασφάλειες), η προστασία από βραχυκυκλώματα που παρέχεται από αυτές τις (εξερχόμενες του κυκλώματος) SCPD είναι επαρκής εναλλακτική λύση. Ο συντονισμός ανάμεσα στον RCCB και τις SCPD είναι απαραίτητος, και οι κατασκευαστές γενικά παρέχουν πίνακες που συσχετίζουν τους RCCB με διακόπτες και ασφάλειες (Βλ. πίνακα 13.4). Επιλεκτικότητα με κατάλληλη χρήση των ρελέ διαρροής/ διακοπτών κυκλώματος και RCCBs - μέγιστο ρεύμα βραχυκύκλωσης σε RA (ενεργός τιμή)

141 Ρελέ διαρροής ή διαφορικός ηλεκτρονόμος ρεύματος διαρροής (RCD) διακότγτες κυκλώματος κοντότερα προς την πηγή διακόπτες κυκλώματος κοντότερα προς την κατανάλωση RCCB τύπος C60a C60N C60H C60L NC100H N100CL 2ρ 25Α Α Α Α 5 4ρ 25Α Α Α Συντονισμός ασφαλειών και RCCBs εφαρμόζεται ασφάλειες τόπου AM) μέγιστο ρεόμα βραχυκόκλωσης (δεν ασφάλειες καλότερα προς την πηγή τόπου gl (δεν εφαρμόζεται για τις AM ασφάλειες) ασφάλειες κοντότερα στην κατανάλωση RCCB 16Α 25Α 32Α 40Α 50Α 63Α 80Α 100 A 2ρ 25Α Α ' 63Α ' 80Α ρ 25Α ' 40Α ' 63Α ' 80Α ' Πίνακας 13.4 τυπικός πίνακας κατασκευαστή για το συντονισμό RCCB, διακοπτών και ασφαλειών Για μια ασφάλεια των 100 A με κάμποσα RCCBs στην πορεία προς την κατανάλωση: η θερμική αντοχή των RCCBs δεν είναι βέβαιη.