Instalacje elektryczne stanowią jeden z najważniejszych elementów wyposażenia budynków oraz innych obiektów budowlanych. Od poprawności ich zaprojektowania oraz rzetelności wykonania zależy bezpieczeństwo użytkowników. Najważniejszym elementem, jaki powinien zostać spełniony podczas projektowania instalacji elektrycznych, jest skuteczna ochrona przeciwporażeniowa.

Wymagania w tym zakresie zostały szczegółowo określone w nowej normie PN-HD 60364-4-41:2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym oraz w normie PN-HD 60364-5-54:2010 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 5-54: Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Uziemienia, przewody ochronne i przewody połączeń ochronnych. Ogólne wytyczne dotyczące wymagań w zakresie instalacji elektrycznych zostały określone w rozdziale 8. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późniejszymi zmianami – ostatnia z dnia 12 marca 2009 r., DzU nr 56/2009, poz. 461).
W celu przybliżenia zmian wynikających z wprowadzenia normy PN-HD 60364-4-41 i normy PN-HD 60364-5-54 oraz nowelizacji Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku, oddajemy do rąk Czytelników kolejny zeszyt przygotowany przez redakcję miesięcznika „elektro.info”, tym razem poświęcony ochronie przeciwporażeniowej oraz doborowi przewodów i ich zabezpieczaniu.

W książce zamieściliśmy podstawowe wymagania wynikające z normy PN-HD 60364-4-41, normy PN HD 60364-5-54 oraz normy PN-IEC 60364-5-523:2001 Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Dobór i montaż wyposażenia elektrycznego. Obciążalność prądowa długotrwała przewodów. W pierwszej części książki zostały przedstawione podstawowe zasady projektowania ochrony przeciwporażeniowej w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia. Oprócz zasad projektowania ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania podczas zwarć, szczegółowo zostały opisane inne dostępne środki ochrony przeciwporażeniowej z uwzględnieniem specyfiki źródeł zasilania awaryjnego (zespoły prądotwórcze) oraz źródeł zasilania gwarantowanego (zasilacze UPS). W dalszej części książki zostały wyjaśnione zasady doboru przewodów i kabli stosowanych w instalacjach elektrycznych.

Dużo miejsca poświęcono problematyce zabezpieczania kabli i przewodów. Szczególna uwaga została zwrócona na projektowanie wybiórczości działania poszczególnych stopni zabezpieczeń. Dla łatwiejszego zrozumienia zasad doboru przewodów zamieściliśmy również osobny rozdział zawierający podstawowe informacje z zakresu podstaw obliczania prądów zwarciowych. Cennym uzupełnieniem publikacji jest rozdział poświęcony doborowi przewodów przeznaczonych do zasilania urządzeń przeciwpożarowych, które muszą funkcjonować w czasie pożaru, ze względu na pominięcie tych zagadnień w normalizacji.

Na końcu książki zostały zamieszczone badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-6:2008 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 6: Sprawdzanie i wzory protokołów z przeprowadzonych sprawdzeń oraz tabele doboru kabli i przewodów, zgodne z wymaganiami normy PN-IEC 60364-5-523, z uwzględnieniem warunków klimatycznych wstępujących na terenie Polski. Mam nadzieję, że książka opracowana przeze mnie i projektantów pracowni instalacji elektrycznych Wojskowego Biura Studiów Projektów Budowlanych i Lotniskowych w Warszawie spełni oczekiwania naszych Czytelników oraz wyjaśni szereg wątpliwości, które pojawiają się przy czytaniu wymagań zapisanych w normach oraz innych dokumentach techniczno-prawnych.

Rozdziały:

Część I  Ochrona przeciwporażeniowa w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia
1. Ważniejsze określenia
2. Działanie prądu elektrycznego na ciało ludzkie
3. Warunki środowiskowe
3.1. Klasyfikacja warunków środowiskowych
3.2. Dobór środków ochrony przed porażeniem w zależności od warunków środowiskowych
4. Klasy ochronności urządzeń elektrycznych
5. Stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy urządzeń elektrycznych
6. Napięcia
7. Układy sieci
8. Uziomy
9. Przewody uziemiające
10. Główna szyna uziemiająca
11. Przewody ochronne
12. Główne i dodatkowe połączenia wyrównawcze ochronne
13. Ogólne zasady ochrony przeciwporażeniowej
14. Samoczynne wyłączenie zasilania
14.1. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci TN
14.2. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci TT
14.3. Samoczynne wyłączenie zasilania w układzie sieci IT
15. Izolacja podstawowa części czynnych
16. Izolacja podwójna lub izolacja wzmocniona
17. Przegrody lub obudowy
18. Separacja elektryczna
19. Bardzo niskie napięcie SELV lub PELV
20. Bardzo niskie napięcie funkcjonalne FELV
21. Przeszkody
22. Umieszczenie poza zasięgiem ręki
23. Izolowanie stanowiska
24. Nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe
25. Ochrona uzupełniająca
26. Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych
27. Warunki stosowania urządzeń elektrycznych, w tym opraw oświetleniowych o określonych klasach ochronności, zapewniające ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym
28. Instalacje elektryczne w warunkach zwiększonego zagrożenia porażeniem prądem elektrycznym
28.1. Pomieszczenia wyposażone w wannę lub prysznic
28.2. Baseny pływackie i inne
28.3. Tereny budowy i rozbiórki
28.4. Gospodarstwa rolne i ogrodnicze
28.5. Przestrzenie ograniczone powierzchniami przewodzącymi
28.6. Urządzenia przetwarzania danych
28.7. Kempingi i pojazdy wypoczynkowe
28.8. Pomieszczenia i kabiny zawierające ogrzewacze sauny
28.9. Instalacje oświetleniowe o bardzo niskim napięciu
28.10. Instalacje oświetlenia zewnętrznego
28.11. Wystawy, pokazy i stoiska
28.12. Ochrona przeciwporażeniowa w obiektach szpitalnych
29. Ochrona przeciwporażeniowa w mieszkaniach i budynkach mieszkalnych
30. Modernizacja instalacji elektrycznych w budynku mieszkalnym
31. Badania skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
31.1. Próba ciągłości elektrycznej przewodów
31.2. Pomiar rezystancji izolacji instalacji elektrycznej
31.3. Sprawdzenie ochrony za pomocą SELV, PELV, separacji elektrycznej lub nieuziemionych połączeń wyrównawczych miejscowych
31.4. Pomiar rezystancji/impedancji izolacji podłóg i ścian
31.5. Sprawdzenie skuteczności ochrony przy uszkodzeniu za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania
31.5.1. Układ sieci TN
31.5.2. Układ sieci TT
31.5.3. Układ sieci IT
31.6. Pomiar rezystancji uziomu
31.7. Sprawdzenie działania urządzeń ochronnych różnicowoprądowych
32. Ochrona przeciwporażeniowa przy zasilaniu z zespołów prądotwórczych (ZP) i UPS oraz zasady oceny jej skuteczności
32.1. Zasady projektowania ochrony przeciwporażeniowej1
32.2. Projektowanie i badanie ochrony przeciwporażeniowej przez samoczynne wyłączenie zasilania w obwodach o układzie zasilania TN, zasilanych przez UPS-y
32.3. Ocena skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania w instalacjach zasilanych przez zespół prądotwórczy

Część II  Dobór przewodów i ich zabezpieczeń
1. Zwarcia
1.1. Obliczanie zwarć. Początkowy prąd zwarciowy
1.2. Parametry elementów obwodu zwarciowego
1.2.1. Parametry zwarciowe systemu elektroenergetycznego
1.2.2. Parametry zwarciowe pozostałych elementów obwodu zwarciowego
1.3. Obliczanie prądów zwarciowych
1.3.1. Prąd zwarciowy udarowy
1.3.2. Prąd zwarciowy wyłączeniowy
1.3.3. Prąd zwarciowy zastępczy cieplny
1.3.4. Udział silników w prądzie zwarciowym
2. Dobór przewodów w instalacjach elektrycznych
2.1.  Nagrzewanie kabli i przewodów
2.2.  Zasady doboru przewodów i kabli w instalacjach elektrycznych
2.3.  Dobór przewodów na długotrwałą obciążalność i przeciążalność prądową
2.4.  Sprawdzenie dobranych przewodów lub kabli na warunki zwarciowe
2.5.  Sprawdzenie dobranych kabli lub przewodów na warunek spadku napięcia
2.5.1. Sprawdzenie dobranych przewodów na spadek napięcia przy rozruchu silników
2.6. Sprawdzenie dobranych przewodów z warunku samoczynnego wyłączenia zasilania
2.7. Wyznaczanie przekroju przewodu neutralnego w obwodach zasilających odbiorniki nieliniowe
3. Dobór zabezpieczeń kabli i przewodów elektrycznych
3.1. Zasady zabezpieczania przetężeniowego
3.2. Zabezpieczenia przewodów
3.3. Wymagania zwarciowe stawiane zabezpieczeniom
3.4. Selektywność (wybiórczość) zadziałania zabezpieczeń
3.4.1. Selektywność (wybiórczość) działania przy kaskadowym połączeniu bezpieczników topikowych
3.4.2. Selektywność (wybiórczość) działania przy kaskadowym połączeniu bezpiecznika topikowego z wyłącznikiem nadprądowym
3.4.3. Selektywność (wybiórczość) działania przy kaskadowym połączeniu dwóch wyłączników nadprądowych
3.4.4. Selektywność przy kaskadowym połączeniu dwóch wyłączników różnicowoprądowych3
3.5. Zabezpieczanie silników
3.5.1. Zabezpieczenie zwarciowe
3.5.2. Zabezpieczenie bezpiecznikiem topikowym
3.5.3. Zabezpieczenie przeciążeniowe
3.5.4. Zabezpieczenie zanikowe

Część III  Dodatki
1. Zasady instalowania  przeciwpożarowego wyłącznika prądu
2. Instalacje elektryczne funkcjonujące w czasie pożaru oraz ich ochrona
1. Pożary w pomieszczeniach i krzywe symulujące pożary
2. Bezpieczeństwo pożarowe
2.1. Rozwiązania techniczno-budowlane
3. Dobór przewodów zasilających urządzenia ppoż. funkcjonujące w czasie pożaru9
3. Tabele
1. Oznaczenia przewodów i kabli
2. Tabele doboru przewodów i kabli Wymagane rezystancje uziemień wg N SEP-E-001 oraz tabele czasów zadziałania bezpieczników topikowych instalacyjnych, tabele rezystancji i reaktancji przewodów oraz transformatorów
4. Tabele pomocnicze do oceny skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania
5. Ochrona sprzętu i urządzeń elektrycznych przez obudowy, oznaczenia kolorami elementów manipulacyjnych, oznaczenia żył przewodów i kabli barwami
4. Wzory protokołów z przeprowadzonych badań skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
5. Zabezpieczenie przewodów połączonych równolegle