Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom

Ochranou pred úrazom elektrickým prúdom sa zaoberá STN 33 2000-4-41. Stanovuje základné bezpečnostné požiadavky týkajúce sa EI s napätím do 1000 V striedavých a 1500 V jednosmerných. Táto norma je v súlade s európskymi predpismi.

Úraz elektrickým prúdom môže byť spôsobený:

  • jednopólovým dotykom. Môže ísť o priamy úmyselný alebo neúmyselný dotyk so živou časťou s nebezpečným napätím proti zemi alebo o priami dotyk pri náhodnej poruche porušením izolácie s následným preniknutím napätia zo živej časti na neživú časť.

  • dvojpólovým dotykom. Ide o súčasný dotyk so živými časťami s nebezpečným napätím rôzneho potenciálu. Takýto dotyk je nebezpečný, aj keď napájacia sieť nie je v žiadnom bode trvalo spojená so zemou.

  • priblížením sa k častiam s nebezpečným napätím. Pri vysokom napätí nemusí prísť k priamemu kontaktu so živou časťou, stačí sa knej priblížiť na kritickú vzdialenosť a dochádza k preskoku napätia. Pri spadnutom vodiči VN na zem dochádza v mieste kontaktu drôtu so zemou ku krokovému napätiu, preto priblíženie sa k takémuto miestu na vzdialenosť menšiu než 30 m môže byť pre človeka nebezpečné.


  • Živé časti - predstavujú vodiče alebo vodivé časti určené k vedeniu prúdu. Pri normálnej prevádzke sú pod napätím vrátane neutrálneho vodiča N.
  • Neživé časti - predstavujú vodivé kovové časti (kryty, konštrukcie, ...) EZ voľne prístupné dotyku. Nie sú určené k vedeniu prúdu a pri bežnej prevádzke sa na nich nenachádza žiadne napätie. Pri poruche sa však môže na nich vyskytnúť napätie.
  • Ochrany pred úrazom elektrickým prúdom

    1. Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom v normálnej prevádzke

    2. - ide o ochrany so zamedzením dotyku živých častí.
      (Princíp: znemožniť dotyk s nebezpečnou časťou)
  • Ochrana izolovaním živých častí
  • Ochrana krytmi alebo prepážkami
  • Ochrana zábranou
  • Ochrana polohou
  • Doplnková ochrana prúdovými chráničmi
    1. Ochrana pred dotykom živých a neživých častí

    2. - ochrany s obmedzením telového prúdu na bezpečnú hodnotu pri dotyku živých alebo neživých častí.
      (Princíp: pripustiť dotyk, ale zabezpečiť, aby prúd prechádzajúci telom človeka nepresahoval prah vnímania)
  • Ochrana malým napätím SELV a PELV
  • Ochrana obmedzením ustáleného dotykového prúdu a náboja
    1. Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom pri poruche

    2. - Ochrany pred dotykom neživých častí pri poruche.
      (Princíp: zabezpečiť včasné samočinné odpojenie chabnej časti od zdroja)
  • Ochrana samočinným odpojením napájania
  • Ochrana použitím zariadení triedy ochrany II alebo rovnocennou izoláciou
  • Ochrana nevodivým okolím
  • Ochrana neuzemneným miestnym pospájaním
  • Ochrana elektrickým oddelením
  • I. Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom v normálnej prevádzke

    1. Ochrana izolovaním živých častí

    Živé časti musia byť úplne pokryté izláciou, ktorú je možno odstrániť len jej poškodením. Účelom izolácie je zabrániť dotyku živých častí. Izolácia musí byť schopná trvalo vydržať mechanické, chemiské a tepelné namáhanie v prevádzke.
    Každé EZ chránené ochrannou izoláciou musí vyhovovať podmienkam pre základnú a prídavnú izoláciu, ktoré spolu vytvárajú dvojitú izoláciu. Namiesto dvojitej izolácie je možné použiť aj zosilnenú izoláciu, ak táto zabezpečí ochranu pred úrazom elektrickým prúdom v rovnakej miere. Základná izolácia musí zabezpečiť správnu činnosť EZ i pri prípadných prepätiach v sieti.
    základná izolácia  dvojitá izolácia  zosilnená izolácia

    späť na obsah

    2. Ochrana krytmi alebo prepážkami

    Krytie je medzinárodne označované symbolom ( IP kódom ;IP=International Protection=medzinárodná ochrana), ktorý ozančuje stupne ochrany krytom pred dotykom nebezpečných častí, pred vniknutím pevných cudzích telies alebo proti vniknutiu vody.

    Označuje sa IP XX (X sú číslice).

    Prvá číslica nadobúda hodnoty 0 až 6 a označuje ochranu pred vniknutím pevných cudzích telies.

    Druhá číslica nadobúda hodnoty 0 až 8 a označuje ochranu pred vniknutím vody.
    Stupeň ochrany pred nebezp. dotyku Stupeň ochrany pred vniknutím cudzích telies Prvá číslica v značke krytia Bez ochrany Zvislo kvapkajúca voda Kvapky pod 15° Šikmo dopad. kvapky (dážď) Striek. voda Trysk. voda Intenzívne tryskajúca voda Dočasné ponorenie Trvalé ponorenie
    2. číslica
    X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8
    Bez ochrany Bez ochrany 0X IP 00
    Chrbtom ruky Väčších ako 50 mm 1X IP 10 IP 11 IP 12
    Prstom Väčších ako 12,5 mm 2X IP 20 IP 21 IP 22 IP 23
    Nástrojom Väčších ako 2,5 mm 3X IP 30 IP 31 IP 32 IP 33 IP 34
    Drôtom Väčších ako 1 mm 4X IP 40 IP 41 IP 42 IP 43 IP 44
    Drôtom Pred prachom 5X IP 50 IP 54 IP 55 IP 56
    Drôtom Prachotesne 6X IP 60 IP 65 IP 66 IP 67 IP 68

    späť na obsah

    3. Ochrana zábranou

    Účelom zábrany je zabrániť neúmyselnému náhodnému dotyku so živými časťami, nie však úmyselnému dotyku zámerným prekonaním prekážky v normálnej prevádzke.Ochrana sa vzkonáva:
    1. v priestoroch prístupných pracovníkom bez požadovanej odbornej spôsobilosti (laikom):
      neodnímateľným ohradením alebo uzamknutím (oplotenie alebo mreža) s dostatočnou výškou, pevnosťou a vzdialenosťou od živých častí


    2. v priestoroch neprístupných laikom a pracovníkom bez požadovanej odbornej spôsobilosti:
      uzatvorením, ohradením z izolačného materiálu (rebríkom, zábradlím, povrazom, tyčou, plotom), ktoré môžu byť i odnímateľné.
    ochrana zábranou

    späť na obsah

    4. Ochrana polohou

    Princíp ochrany spočíva v umiestnení živých častí od miesta obsluhy do takej vzdialenosti, aby ich človek s prázdnymi holými rukami nedosiahol. Vzdialenosti dosahu ruky od živých častí sa v novej norme delia podľa kategórií napätia (VN, NN) a podľa toho,či ide o vonkajšie alebo vnútorné zariadenie.

    Ak je bežne prístupné miesto obmedzené vo vodorovnom smere nejakou prekážkou (zábradlie, drôtené pletivo), ktoré poskytuje stupeň ochrany nižší ako IP 2X, dosah ruky sa počíta od tejto prekážky. Ak to vyžadujú prevádzkové okolnosti, musia byť tieto vzdialenosti väčšie.

    ochrana polohou

    späť na obsah

    5. Doplnková ochrana prúdovým chráničom

    Podstata je v samočinnom odpojení EZ od zdroja v prípade, ak by chránenou neživou časťou prechádzal poruchový prúd, ktorý by presiahol povolenú medzu 30 mA.

    Základnou časťou je súčtový transformátor, ktorým musia prechádzať všetky pracovné vodiče, ale nie ochranný vodič. V normálnom stave je podľa 1. KZ geometrický súčet prúdov vo vodičoch rovný nule, takže výsledné magnetické pole je nulové. Pri poruche (skrat, dotyk osoby) sa poruchový prúd vracia miestom poruchy a zemou späť k zdroju. Tým sa poruší súmernosť a vzniknuté magnetické pole indukuje v sekundárnom vinutí transformátora napätie. Napätie vyvolá prúd, ktorý tečie cez vybavovaciu cievku a odpojí EZ.

    Prúdový chránič chráni EZ umiestnené za ním. Čas vypnutia chrániča je do 0,2 s. Je to jediná ochrana, ktorá chráni obsluhu pri dotyku živej a neživej časti EZ.
    schéma prúdového chrániča

    späť na obsah

    II. Ochrana pred dotykom živých a neživých častí

    1. Ochrana malým napätím SELV a PELV
  • SELV
  • - ochrana malým napätím SELV, ak je obvod napájaný zo zdroja s ochranným oddelením (bezpečnostným ochranným transformátorom) a od zeme je celkom odizolovaný,

  • PELV
  • - ochrana malým napätím PELV, v prípade, že obvod je jedným pólom spojený so zemou.

  • FELV
  • - obvody FELV, ak ide o obvod napájaný zo zdroja bez ochranného oddelenia.
    Ochrana malým napätím SELV a PELV sa používa pri EZ vo zvlášť nebezpečných priestoroch, pre zdravotnícke prístroje určené pre dotyk s telom pacienta a pri elektrických hračkách. Hodnoty malých napätí možu byť 50 V - pri EZ používaných v bezpečných priestoroch, 5 V - v obvodoch dátových zariadení, niekoľko desatín V - pri zdravotných zariadeniach.
    Zdrojom bezpečného malého napätia SELV a PELV môžu byť:

  • bezpečnostný ochranný transformátor
  • motorgenerátor
  • elektrochemický zdroj
  • generátor poháňaný spaľovacím motorom
  • elektronické zdroje
  • Ochrana malým napätím SELV
    Zabezpečuje galvanické oddelenie pred preniknutím cudzích napätí do obvodu. Sieť SELV nieje uzemnená a jej vodiče musia byť spolahlivo oddelené od vodičov iných obvodov, a to na úrovni dvojitej izolácie nielen pri zdroji, ale izolačnou batériou musí byť obklopený celý obvod. Bezpečné hodnoty malých napätí SELV sú do ~25 V a 60 V jednosmerného napätia. Izolačná prepážka chrániaca živé časti pred dotykom musí byť skúšaná napätím 500 V.
    Ochrana malým napätím PELV
    Rozdielom medzi ochranou PELV a SELV je v tom, že sieť s malým napätím PELV má jeden z vývodov uzemnený. Robí sa to z dôvodu napr.: jednopólové uzemnenie ovládacích obvodov pri pracovných strojoch je schopné zabrániť nežiadúcej funkcii spustenia chodu pri dvojpólovom zemnom spojení. Uzemnenie obvodov PELV možno dosiahnuť vhodným pripojením na ochranný vodič primárneho obvodu inštalácie. Bezpečnostné podmienky sú prísnejšie, lebo ochrana PELV je závislá na spoľahlivosti iného obvodu.

    späť na obsah

    III. Ochrana pred úrazom elektrickým prúdom pri poruche

    1. Ochrana samočinným odpojením napájania

    Podstata ochrany samočinným odpojením napájania spočíva v jej včasnom odpojení EZ od napájania, keď sa v prípade poruchy objaví nedovolené dotykové napätie na neživej vodivej časti EZ, aby nevzniklo nebezpečie škodlivých patofyziologických účinkov na človeka. Odpojenie sa zabezpečí vhodne zvoleným ochranným prístrojom (poistka, istič, prúdový a napäťový chránič). Pre menovité napätie siete 230 V je stanovený maximálny čas odojenia 0,4 s pre prenosné zariadenia a 5 s pre pevne pripojené spotrebiče na sieť ak sa nachádzajú v zóne pospájania. Doba odpojenia závisí od impedancie vypínacej slučky a ampér-sekundovej charakteristiky vypínacieho prvku.

    Príklad.

    A-s char.


    Z A-s charakteristiky odčítame hodnotu vypínacieho prúdu Ia pre daný čas t 0,4 s. Potom dosadíme do vzorca Zs <= Uo / Ia. Pre daný príklad musí byť impedancia Zs <= 3,9 ohmu.
    Požiadavky na ochranu samočinným odpojením napájania:

    - Uzemnenie a ochranné vodiče

  • Odpor uzemnenia neutrálneho bodu zdroja


  • Odpor uzemnenia nutrálneho bodu zdroja nemá byť väčší ako 5 Ohmov, vínimočne sa povoľuje 15 Ohmov. Celkový odpor uzemnenia vodičov PEN odchádzajúcich z transformovne vrátane uzemneného neutrálneho bodu zdroja pre siete s menovitým napätím 230 V nemá byť väčší ako 2 Ohmy

  • Uzemňovanie vodičov PEN


  • Dimenzovanie vodičov PEN


  • Ak je prierez vodiča PEN menší ako prierez krajného vodiča, alebo ak je z iného materiálu ako krajný vodič, musí sa kontrolovať, aby sa pri najväčšom možnom skratovom prúde neprekročila najvyššia dovolená teplota jadra vodiča, pokiaľ ochranný prístroj nevypne.

    Vodič PEN sa nesmie istiť!

  • Požiadavky na rozvodné siete


  • V jestvujúcich NN sieťach TN-C sa pre splnenie požiadavky na samočinné odpojenie napájania stanovuje prechodné obdobie do jej najbližšej rekonštrukcie. V tomto období sa obsluha pravidelne poučuje o možnom ohrození EZ.


    - Pospájanie (hlavné, doplnkové, pri podružnom rozvádzači)

    Cieľom je vyrovnať v blízkosti chránenej časti všetky dosiahnuteľné vodivé časti na rovnakú úroveň s nulovým potenciálom zeme.

  • Hlavné pospájanie


  • V každom objekte budovy musí byť hlavné pospájanie, ktoré tvorí základ pre vyrovnanie potenciálu medzi všetkými neživými vodivými časťami. Základom je hlavná (ekvipotenciálna) uzemňovacia svorka, na ktorú sa musí pripojiť:

    - hlavný ochranný vodič
    - hlavný uzemňovací vodič
    - vodivé časti prichádzajúce zvonku (potrubia plynu, vody, ...)
    - rozvody potrubia v budove (voda, plyn, klimatizácia,...)
    - kovové konštrukcie časti budovy a iné kovové materiály budovy.

    hlavné pospájanie
  • Doplnkové pospájanie


  • V prípade, že dôjde k poruche na vzdialenejšom mieste od hlavného pospájania, po určitú dobu bude ochranný vodič zaťažený pomerne veľkým skratovým prúdom, ktorý vyvolá úbytok U, čo sa prejaví ako dotykové napätie, ktoré môže byť nebezpečné. Tento problém sa rieši doplnkovým pospájaním. Pripájajú sa :

    - všetky neživé časti pripevnených EZ
    - vodivé časti neelektrických zariadení (potrubia vody, plynu,...)
    - hlavné kovové armatúry
  • Pospájanie pri podružnom rozvádzači


  • Pospájanie pri podružnom rozvádzači zlikviduje v svojej zóne na pevne upevnených predmetoch dotykové napätie vyvolané cudzou poruchou. V tomto prípade je pri nich doba odpojenia až do 5 s. Ide tu o prepojenie neživých vodivých častí prístupných dotyku s ochrannou zbernicou PE v podružnom rozvádzači.
    Účelom troch úrovní pospájania ja, aby dotykoé napätie na ochrannom vodiči v žiadnom prípade neprekročilo bezpečnú medzu v danom priestore.

    späť na obsah

    2.Ochrana použitím triedy II alebo rovnocennou izoláciou

    Elektrický predmet triedy ochrany II chráni pred nebezpečným dotykom ako živé, tak i neživé časti. Ide teda o univerzálnu ochranu, ktorej účelom je zabrániť výskytu nebezpečného napätia na prístupných častiach EZ pri porušení základnej izolácie. Nová norma dáva možnosti zhotoviť ochranu izoláciou pre živé i neživé časti.
    Ochrana izoláciou pre neživé časti sa zabezpečuje:

  • typovo odskúšanými vyrobenými EZ označenými podľa príslušných noriem, ktoré sú označované značkou


  • trieda ochrany II


    - ide o zariadenia triedy ochrany II, ktoré majú dvojitú alebo zosilnenú izoláciu
    - ide o vybrané celky izolačne úplne kryté

  • prídavnou izoláciou vykonanou až v priebehu montáže EZ len so základnou izolácioupre zabezpečenie rovnocennej bezpečnosti tohto EZ, aby vyhovovalo izolácii dvojitej. Na takto upravenom výrobku sa na viditeľnom mieste na vonkajšej i vnútornej stranekrytu umiestni značka


  • značka


  • zosilnenou izoláciou neizolovaných živých častí EZ urobenou počas montáže, ktorá musí poskytovať rovnakú bezpečnosť, ako majú EZ s dvojitou izoláciou. Na takto upravenom výrobku sa na viditeľnom mieste umiestni značka


  • značka


    EZ pripravené na prevádzku, ktorých vodivé časti sú oddelené od živých častílen základnou izoláciou, sa musia uzavrieť v izolačnom kryte, ktorý zabezpečuje stupeň ochrany aspoň IP2X.

    späť na obsah

    3.Ochrana nevodivým okolím

    Účelom tejto ochrany je zabrániť súčasnému dotyku častí, ktoré môžu mať v dôsledku prerušenia základnej izolácie živých častí rôzny potenciál. Podmienkou je teda, že neživé vodivé časti musia byť od seba v takej vzdialenosti, aby ich nebolo možné súčasne dotykom preklenúť. Ďalšie podmienky sú, že steny a podlaha musia byť izolačné. Odpor izolujúcich podláh a stien nesmie byť menší ako 50 kOhmov. V priestore s nevodivým okolím nesmie byť žiadny ochranný vodič. Pri splnení týchto podmienok je možno pri patričnom poučení pracovníkov používať aj elektrické zariadenia triedy 0.

    späť na obsah

    4. Neuzemneným miestnym pospájaním

    Princípom tejto ochrany je, že sa vyrovnajú možné rozdiely potenciálov medzi neživými vodivými časťami navzájom, a tým sa zabráni výskytu nebezpečného dotykového napätia. Sústava miestneho pospájania nesmie mať elektrické spojenie so zemou cez neživé vodivé časti elektrického alebo cudzieho zariadenia. Pri tejto ochrane musí byť zabezpečené, aby sa osoby vstupujúce do miesta chráneného miestnym pospájaním nemohli dostať do styku s nebezpečným rozdielom potenciálov, najmä ak je vodivá, od zeme izolovaná podlaha s neuzemneným pospájaním.

    späť na obsah

    5. Ochrana elektrickým oddelením

    Ochrana elektrickým oddelením je principiálne zhodná s doteraz známou ochranou oddelením obvodov. Princípom tejto ochrany je skutočnosť, že napájaciu sieť s uzemneným uzlom (TN,TT) zdroja pretvára na sieť izolovanú (IT). Týmto pri dodržaní ďalších podmienok prestáva byť nebezpečný priamy jednopólový dotyk so živou časťou. Nová norma zavádza izolačnú bariéru na úrovni dvojitej izolácie nielen v zdroji (transformátore), ale aj v celom oddelenom obvode. Napätie elektricky oddeleného obvodu nesmie presiahnuť 500 V.

    Obr. Elektrické oddelenie a miestne neuzemnené pospájanie.

    elektrické oddelenie
    späť na obsah