BOZP II Vybran kapitoly z bezpenosti a ochrany

BOZP II Vybrané kapitoly z bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci

SYSTÉM RIADENIA BEZPEČNOSTI A OCHRANY ZDRAVIA PRI PRÁCI (BOZP) Pojmy a definície n n n Nebezpečenstvo – zdroj alebo situácia, ktorá môže spôsobiť škodu vo forme Nebezpečenstvo zranenia, ochorenia, poškodenia majetku, poškodenia pracovného prostredia alebo ich kombinácie. Riziko – vzťah medzi pravdepodobnosťou vzniku a následkami určitej Riziko nebezpečnej udalosti. Hodnotenie rizika – celkový proces hodnotenia veľkosti rizika Hodnotenie rizika a rozhodovanie o tom, či je riziko znesiteľné alebo nie. Nehoda – neželaná udalosť spôsobujúca smrť, ochorenie, zranenie, vznik Nehoda škody alebo inú stratu. Bezpečnosť – vylúčenie neprijateľného rizika vzniku škody. Zaisťovanie BOZP – merateľné výsledky systému manažérstva BOZP, ktoré Zaisťovanie BOZP súvisia s riadením zdravotných a bezpečnostných rizík v organizácii na základe jej politiky a cieľov v oblasti BOZP.

SYSTÉM RIADENIA BEZPEČNOSTI A OCHRANY ZDRAVIA PRI PRÁCI (BOZP) Je to mechanizmus umožňujúci systémovú a riadenú realizáciu povinností zamestnávateľa v oblasti BOZP a trvalé zlepšovanie pracovných podmienok. Obsahuje: n n n Systém výchovy a vzdelávania k BOZP, systém údržby a opráv, systém kontroly BOZP, systém informovanosti o BOZP a komunikácia v tejto oblasti, metódy posudzovania rizík. Zavedenie systému riadenia BOZP ako súčasti riadenia podniku vytvára podmienky na bezpečnú prácu za aktívnej účasti zamestnancov.

SYSTÉM RIADENIA BEZPEČNOSTI A OCHRANY ZDRAVIA PRI PRÁCI (BOZP) Systém riadenia BOZP v podnikoch SR je vo svojich prvkoch a postupoch plne kompatibilný so systémom „Occupational Health and Safety Systemst“ (OHSAS 18 001: 1999), ktorý vychádza zo základného britského systému riadenia BOZP „British Standard for Occupational Health and Safety Management Systems“ (BS 8000: 1996).

SYSTÉM RIADENIA BEZPEČNOSTI A OCHRANY ZDRAVIA PRI PRÁCI (BOZP) Schéma riadenia BOZP podľa odporúčaní citovanej Smernice na národnej a podnikovej úrovni

2 ELEKTRICKÁ BEZPEČNOSŤ STROJOV Požiadavky na elektrickú bezpečnosť strojov vyplývajú zo Smernice 98/37/EC Európskeho parlamentu (Machinery Directive MD) a jej novely Smernice 2006/42/EC. Smernica 98/37/EC v časti o elektrickej bezpečnosti uvádza len dve požiadavky: • • Na elektrické napájanie rieši STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 Na vznik a elimináciu účinkov statickej elektriny rieši STN 33 2030: 1988

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ. Požiadavky uvádzanej normy sa prednostne dotýkajú prevencie pred: a) b) c) Nebezpečím úrazu elektrickým prúdom, možnosťou poškodenia strojov, možnosťou vzniku škôd počas používania strojov.

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Všeobecné požiadavky vyplývajúce z nebezpečia vznikajúceho pri používaní elektrických zariadení: Nebezpečie vyplývajúce z povahy elektrických zariadení má byť uvažované vo všeobecných súvislostiach. Ø Ø Je potrebné vziať do úvahy aj nebezpečie vyplývajúce z povahy prostredia.

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Požiadavky na napájacie vodiče, pripojenie ochranného vodiča a odpájanie zdroja: Ø Odporúča sa, ak je to možné, aby elektrické zariadenie súvisiacich strojov bolo pripojené k jedinému zdroju. Ø Na odpojenie (oddelenie) elektrického zariadenia stroja od napájacieho zdroja, ak sa to vyžaduje, má byť použité samostatné zariadenie, alebo kombinácia zariadení. Ø Pri väčších strojných komplexoch, keď viac strojov pracuje koordinovane spolu, môže vzniknúť požiadavka na viac miest napájania. Ø V takom prípade ochranné prístroje na odpojenie napájania, musia pri svojej činnosti spolupracovať.

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Návrh elektrických vodičov a káblov s ohľadom na najvyššiu prípustnú teplotu: Ø Prúdová zaťažiteľnosť vodičov je závislá od ich dovolenej teploty. Ø Vo všeobecnosti sa majú použiť vodiče s medenými jadrami, ale dovolené sú aj hliníkové vodiče. Ø Vodiče a káble sa musia zvoliť tak, aby vyhovovali prevádzkovým podmienkam, vonkajším vplyvom a mechanickému namáhaniu (podrobnosti v kapitole „ 4. 2 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU“). Ø Dôležitá je skutočnosť že ohybné káble sú určené na zvýšené mechanické namáhanie.

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Opatrenia proti úrazu elektrickým prúdom: Ø Ochrana proti úrazu elektrinou je zvlášť dôležitá, a preto jej venujeme prvoradú pozornosť. Ochrana proti úrazu elektrinou je zaistená podľa požiadaviek STN 33 2000 -4 -41: 2007 a pridružených bezpečnostných noriem základnou ochranou (ochrana pred priamym dotykom) a zvýšenou ochranou (ochrana pred nepriamym dotykom). Ochranu zariadenia – napr. proti nadprúdom: Ø Ø Realizuje sa v praxi napr. proti preťaženiu motora, proti prehriatiu a podobne (podrobnosti sú uvedené v kapitole „ 4. 3 OCHRANA PROTI NADPRÚDOM“. Ochrana zariadenia pozostáva z ochrany proti poškodeniu vzniknutému v zariadení samotnom prípadne pôsobením iných (vonkajších vplyvov).

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Ekvipotenciálne pospájanie: Ø spĺňa požiadavky na ochranné pospájanie a pracovné prepojenie (podrobnosti v kapitole „ 5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE „ výber z ustanovení STN 33 2000 -5 -54: 2007). Opatrenia na ochranu pred neočakávaným štartom: Ø Vo výbave stroja musia byť vypínacie zariadenia na zabránenie neočakávaného spustenia. Slúži na odstavenie častí elektrického zariadenia pre prípad práce na živých častiach, napríklad tam, kde počas údržby môže uvedenie stroja alebo jeho častí do činnosti vyvolať ohrozenie. Spôsoby návrhu a požiadavky spojené s elektrickými riadiacimi obvodmi: Ø požiadavky zahŕňajúce ovládanie stroja napr. štart, stop, núdzové zastavenie alebo núdzové vypnutie a pod. Ø Ak sú k dispozícii funkcie „núdzové zastavenie“ a „núdzové odpojenie“, majú byť jasne stanovené podmienky ich použitia.

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Ochrana zariadenia proti vniknutiu pevných cudzích telies a kvapalín: Ø Stupne ochrany krytom (IP kód) sú stanovené v norme STN EN 60529 (33 0330): 1993. Voľba vhodnej ochrany krytom je závislá od prostredia. Stupne ochrany krytom (IP kód) sú stanovené v norme STN EN 60529 (33 0330): 1993. Požiadavky na potrebné vizuálne užívateľské rozhrania a kontrolné prvky nainštalované na stroji: Ø Ø Druhy a spôsob realizácie užívateľských rozhraní vrátane tlačidiel, dostupnosť a umiestnenie elektrických kontrolných zariadení. Pri farebnom kódovaní ovládačov podľa požiadaviek STN EN 60446 (33 0170): 2004 je dôležité, že červená farba nesmie byť použitá pre ovládače ŠTART/ZAP, zelená farba nesmie byť použitá pre ovládače STOP/VYP.

STN EN 60204 -1 (33 2200): 2007 BEZPEČNOSŤ STROJOVÝCH ZARIADENÍ Technická dokumentácia: Ø Ø Technická dokumentácia má poskytovať komplexné informácie potrebné na inštaláciu, prevádzku a údržbu zariadenia. Informácie musia byť v dohodnutom jazyku. Skúšanie a overovanie: Ø Ø Zodpovedajúce skúšky na určitý typ stroja budú uvedené v príslušnej predmetovej norme (ak existuje). Norma EN 60204 -1 rozlišuje skúšky na povinné (overovanie podmienok pre ochranu samočinným odpojením napájania) a na tie, ktoré môžu byť vykonané (overovanie izolačných systémov súvisiacich s bezpečnosťou strojných zariadení).

3 Ø ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Koncovým článkom elektrizačnej distribučnej sústavy (EDS) a v určitých prípadoch jej najmenším článkom sú elektrické prípojky. Ø V technickej praxi je dôraz kladený najmä na stavbu, prevádzku, údržbu a opravy elektrických prípojok.

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY ZÁKLADNÉ POJMY • Prenosová sústava (PS) – súbor vzájomne prepojených elektrických vedení a elektroenergetických zariadení, potrebných na prenos elektriny • Distribučná sústava (DS) – súbor vzájomne prepojených elektrických vedení a elektroenergetických zariadení, potrebných na distribúciu elektriny spotrebiteľom • Prevádzkovateľ distribučnej sústavy (PDS) – právnická osoba, ktorá má povolenie na distribúciu elektriny • Odberné elektrické zariadenie (OEZ) – je zariadenie, slúžiace na odber elektriny

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Norma STN 33 3320: 2002 Elektrické prípojky platí pre ich navrhovanie, zriaďovanie a rekonštrukcie. Druhy a rozdelenie elektrických prípojok • • • Elektrické prípojky podľa spôsobu zhotovenia sa rozdeľujú na : prípojky zhotovené vzdušným vedením (obr. 3. 1) prípojky zhotovené káblovým vedením uloženým v zemi (obr. 3. 2) prípojky zhotovené kombináciou oboch spôsobov ( časť prípojky vzdušným vedením a časť prípojky káblovým vedením (obr. 3. 3) Elektrické prípojky podľa napätia sa rozdeľujú na : nn prípojky do 1 k. V vn prípojky nad 1 k. V do 45 k. V a vvn prípojky nad 45 k. V

3 • • ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Elektrická prípojka sa začína: odbočením elektrického vedenia od DS od vzdušného alebo káblového vedenia (verejného rozvodu) smerom k odberateľovi. Prípojka nn (do 1000 v AC) končí: prípojkovou skriňou, ktorou je : a) hlavná domová poistková skrinka, ak je prípojka zhotovená a) hlavná domová poistková skrinka, vzdušným vedením (holými vodičmi alebo závesným káblom), b) hlavná domová káblová skriňa, ak je prípojka zhotovená káblovým káblová skriňa vedením (odbočenie môže byť realizované slučkovaním, T-spojkou alebo priamym pripojením na distribučnú sieť).

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Prípojka zhotovené vzdušným vedením

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Prípojka zhotovená káblovým vedením uloženým v zemi

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Odbočenie slučkovaním Odbočenie T spojkou Minimálne prierezy káblov pri prípojke vyhotovenej slučkovaním sú 4 x 16 mm 2 Al alebo 4 x 10 mm 2 Cu, pri vyhotovení T-spojkou sú 4 x 16 mm 2 Al alebo 4 x 6 mm 2 Cu. alebo 4 x 10 mm 2 Cu pri vyhotovení T-spojkou sú 4 x 16 mm 2 Al alebo 4 x 6 mm 2 Cu.

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Prípojková skriňa je súčasťou prípojky. je Umiestňuje sa spravidla na nehnuteľnosti odberateľa na ľahko prístupnom mieste (napr. v oplotení), často ako tzv. združený pilier, obsahujúci elektromerný rozvádzač spolu s poistkovou skriňou. Prípojka slúži na pripojenie jednej nehnuteľnosti, v odôvodnených prípadoch je možné so súhlasom PDS pripojiť jednou prípojkou viacero nehnuteľností Najmenšia výška stredu okienka elektromera je 0, 7 m nad definitívne upraveným terénom alebo pred skriňou. Združený pilier (číselné údaje sú v mm)

3 ELEKTRICKÉ PRÍPOJKY Opatrenia na zaistenie bezpečnosti prípojok • Prípojková skriňa musí byť označená bezpečnostnou značkou: • Dimenzovanie a istenie prípojok sa vykonáva podľa príslušných ustanovení STN na prúdovú zaťažiteľnosť a skratovú odolnosť vodičov a káblov • Pred uvedením do prevádzky novovybudovanej alebo zrekonštruovanej elektrickej prípojky sa musí vykonať odborná prehliadka a odborná skúška (revízia)

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Základné pojmy a definície: • • • Menovitý prúd – normálny prevádzkový prúd, Prúdové preťaženie – dlhodobé, relatívne pomalé zvýšenie menovitého prúdu, Skratový prúd – rýchle mnohonásobné zvýšenie menovitého prúdu, Istenie – technické opatrenie, ktoré musí v prípade nadprúdu zaistiť, aby neboli prekročené najvyššie dovolené teploty jadier pracovných vodičov a káblov za dobu, než istiaci prvok vypne preťaženie, resp. skrat Selektivita istenia – taký spôsob vyhotovenia istenia, keď je zamedzené nežiaducemu pôsobeniu istiacich prvkov tým, že sa nominálne hodnoty istiacich prvkov smerom k istenému zdroju zvyšujú.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Pri návrhu silnoprúdových rozvodov sa musia splniť požiadavky na: • Dostatočnú mechanická pevnosť vedenia, • zaistenie správnej funkcie ochrany pred úrazom elektrickým prúdom, • dovolenú prúdovú zaťažiteľnosť, • dodržanie predpísaného úbytku napätia, • hospodárny prierez vodičov vedenia, • odolnosť voči dynamickým a tepelným účinkom skratových prúdov, • dovolené oteplenie jadier vodičov počas prevádzky.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Dimenzovanie s ohľadom na mechanickú pevnosť vedenia • • • Správne dimenzované vodiče a káble musia odolávať mechanickému namáhaniu pri bežnom použití a tiež aj prípadným účinkom skratových prúdov. To má význam predovšetkým pri vonkajších vedeniach, kde je potrebné rešpektovať aj vplyvy okolia (počasie, prostredie a pod. ). Pri vodičoch pre pevné vnútorné uloženie ide predovšetkým o pevnosť v ohybe či strihu. Niektoré hodnoty požadovaného Smin pre vybrané druhy vodičov sú v tab. 4. 1.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Dimenzovanie s ohľadom na zaistenie správnej funkcie ochrany pred úrazom elektrickým prúdom • Vodiče a káble je treba dimenzovať tak, aby v slučke medzi fázovým a ochranným vodičom vznikol prúd, ktorý pri prechode istiacim prvkom spôsobí odpojenie poruchového obvodu skôr, ako dôjde k poškodeniu zdravia človeka

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Dimenzovanie s ohľadom na dovolený úbytok napätia Pri dimenzovaní podľa dovoleného úbytku napätia predpokladáme, že: zaťaženie nesmie spôsobiť pokles napätia na svorkách spotrebičov pod stanovené medze. • Ak nie je dovolený úbytok napätia predpísaný, platí zásada, že: v mieste spotrebiča nemá byť pokles napätia vyšší než 5 % menovitého napätia siete a pokiaľ ide o pevné inštalácie v objektoch budov, má byť úbytok • do 4 % menovitého napätia inštalácie.

Dimenzovanie s ohľadom na účinky skratových prúdov Účinky skratových prúdov sú dvojakého druhu: Ø Ø Tepelné účinky: následkom veľkého nadprúdu sa vodič rýchlejšie a viac otepľuje, pričom jeho teplota môže prekročiť dovolené hodnoty. Kontrola oteplenia vodičov pri skrate sa robí podľa vzorca: t = k. (S / I ) (°C) Dynamické účinky: veľký nadprúd spôsobí elektromechanické namáhanie, ktoré môže presiahnuť pevnostné medze vodičov a spôsobiť ich vytrhnutie z uloženia. Kontrola mechanického namáhania na dynamické účinky skratových prúdov sa robí pri vonkajších vedeniach transformovní a prípojníc rozvádzačov.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Dimenzovanie s ohľadom na dovolenú prevádzkovú teplotu jadier vodičov • Vodič sa prechodom prúdu v dôsledku Jouleových strát otepľuje a preto jeho teplota ako aj teplota izolačného obalu prevyšuje teplotu okolia. • Vzniknuté teplo sa povrchom vodiča odovzdáva do jeho okolia (do izolačných vrstiev). • Pre dimenzovanie platí zásada, že pri poruchových stavoch ako sú skrat alebo oteplenie z preťaženia nesmie teplota jadra prekročiť hodnotu dovolenej teploty , uvedenú v tabuľke 4. 2.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Dimenzovanie s ohľadom na dovolenú prúdovú zaťažiteľnosť Pri dimenzovaní podľa prúdovej zaťažiteľnosti pracujeme s nasledovnými dvomi veličinami: Menovitá prúdová zaťažiteľnosť (menovitý prúd) In je najväčší dovolený prúd pre daný typ a prierez vodiča alebo kábla pri základnom spôsobe uloženia pri ktorom teplota jadra neprekročí dovolenú hodnotu z tabuľky 4. 2. Dovolená prúdová zaťažiteľnosť (dovolený prúd) Idov je maximálna hodnota striedavého alebo jednosmerného prúdu pre daný typ a prierez vodiča alebo kábla, ktorým je dovolené trvale zaťažovať jadro vodiča alebo kábla pri danom spôsobe uloženia. Hodnoty menovitej prúdovej zaťažiteľnosti In udávajú výrobcovia v tabelárnej forme v katalógových listoch a platia pre základné podmienky ich uloženia, hodnoty dovolenej prúdovej zaťažiteľnosti Idov závisia od spôsobu uloženia vodičov a káblov.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU OCHRANA PROTI NADPRÚDOM Istiace prvky zabezpečujú: • • • Ochranu proti preťaženiu, ochranu proti skratu, ochranu súčasne proti preťaženiu a skratu. Istiace prvky umožňujú: • • • Odpojovať preťažujúcu časť (poistky, ističe), signalizovať preťaženie (nadprúdové relé), obmedzovať prúd (prúdové regulátory). Prioritou v istení je istenie vedenia a až následne istenie spotrebiča.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Druhy istiacich prvkov Ø Poistky sú istiace prvky s úmyselným zoslabením miesta vedenia slúžiace k tomu, aby sa jeho pretavením za určitý čas prerušil obvod, v ktorom tečie poruchový prúd. Obr. Druhy poistiek: Ø Táto zmena je nevratná, poistky je potrebné vymeniť za nové. Poistky sa používajú najmä na istenie vedenia, lebo sú schopné rýchlo vypnúť skratové prúdy.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Poistky sú charakterizované: Ø Ø Typom, menovitým napätím, menovitým prúdom, vypínacou charakteristikou. Podľa vyhotovenia sa poistky rozdeľujú do štyroch skupín: • • Rúrkové (len pre malé prúdy do 10 A), závitové (E 14, E 27, E 33, G 1 ¼, G 2), nožové (PH 00, PH 1, PH 2, PH 3, PHN), valcové (C 10 x 38, C 8, 5 x 31, C 14 x 51). Obr. Vypínacie charakteristiky tavných poistiek

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Podľa vypínacej charakteristiky sa poistky rozdeľujú na: Pomalé – (označené symbolom slimáka) vhodné na istenie len proti skratu. Reagujú na nadprúdy tak, že ich prenášajú dlhší čas ako rýchle poistky, na skratové prúdy ale reagujú rovnako rýchlo. Rýchle – vhodné k isteniu proti skratu i preťaženiu. Rad menovitých prúdov tavných vložiek poistiek: 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32*, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 250, 315, 350, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 A *pri závitových poistkách je hodnota 32 A nahrádzaná hodnotou 35 A.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Ističe – istiace prvky, reagujúce na zvýšený prúd odpojením. Oproti poistkám majú tú výhodu, že môžu opakovať svoju funkciu Ø Ø Sú vyhotovené spravidla s dvoma spúšťami: elektromagnetická, pôsobí pri skratoch, tepelná spúšť, pôsobí pri preťaženiach.

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Ø Podľa vyhotovenia a vypínacích charakteristík (obr) sa ističe rozdeľujú na: Ističe vedenia ktoré istia predovšetkým vedenie a až potom aj spotrebiče na tieto vedenia pripojené. Ø Motorové ističe, ktoré istia predovšetkým motory a podobné spotrebiče. Vyhotovenia ističov Vypínacie charakteristiky ističov: vedenia motorov

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Realizácia opatrení na ochranu proti nadprúdom: Istiace prvky chrániace pred preťažením a skratom alebo len pred skratom musia byť umiestnené vo všetkých fázových vodičoch. Potom sú schopné reagovať pri vzniknutom nadprúde medzi ľubovoľnými vodičmi. Ø Istiace prvky chrániace pred preťažením musia byť umiestnené najmä: Na začiatku vedenia v smere od zdroja, pri zmene prierezu vedenia (kde sa prierez zmenšuje), - pri zmene druhu a spôsobu uloženia vedení. Ø Pozn. : STN 33 2000 -4 -473: 1995 Opatrenia na ochranu pred nadprúdom uvádza aj čiastočné zmiernenie požiadaviek na umiestnenia ističov

4 DIMENZOVANIE VODIČOV A KÁBLOV SILNOPRÚDOVÉHO ROZVODU A ICH OCHRANA PROTI PREŤAŽENIU A SKRATU Hlavné zásady pre voľbu istiacich prvkov: Poistky, ističe alebo istiace nadprúdové relé sa majú voliť alebo nastaviť tak, aby boli splnené tieto zásady: • Jadro isteného vodiča alebo kábla pri nadprúdoch spôsobených preťažením alebo skratom nemá prekročiť najvyššiu dovolenú teplotu, • v prostrediach, kde je stanovená najvyššia dovolená teplota povrchu, povrch isteného vedenia pri nadprúdoch spôsobených praťažením alebo ak je stanovené v STN aj skratovými prúdmi, nesmie prekročiť najvyššiu dovolenú teplotu povrchu, • pri normálnej prevádzke nesmie nastať nežiadúce pôsobenie istiacich prvkov, • istiace prvky majú odpojiť pri svojom pôsobení, pokiaľ je to možné, len postihnutú časť vedenia,

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Uzemnenie je úmyselne vytvorené vodivé spojenie predmetov a zariadení so zemou tak, aby určené miesto spotrebiča, zariadenia alebo siete bolo udržiavané na potenciáli zeme. Uzemnenie sa zriaďuje: Øna ochranu pred úrazom elektrinou, Øpre ochranu pred bleskom a prepätím alebo Øpre správnu činnosť elektrických zariadení (ďalej EZ). Základné požiadavky na uzemnenia a ochranné vodiče v elektrických inštaláciách nn sú v norme: STN 33 2000 -5 -54: 2007 Uzemňovacie sústavy, ochranné vodiče a vodiče na ochranné pospájanie.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Podľa účelu sa uzemnenia delia na: Ochranné uzemnenia, ktoré sa zriaďujú na zaistenie bezpečnosti elektrických Ochranné uzemnenia, zariadení, najmä na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom, ohrozením statickou elektrinou alebo ako ochrana pred účinkami blesku, funkčné uzemnenia, ktoré sa zriaďujú na zaistenie správnej činnosti funkčné uzemnenia, elektrických zariadení, napríklad prepäťových ochrán alebo majú zabezpečiť spoľahlivú funkciu elektrickej inštalácie, kombinované uzemnenie, ktoré má zaistiť správnu funkciu a bezpečnosť kombinované uzemnenie, elektrického zariadenia, pričom sa dôraz kladie najmä na jeho bezpečnostnú funkciu.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Uzemnenie môže byť zhotovené ako: Ø Ø Ø Priame ak medzi uzemnenou časťou prúdového obvodu a zemou nie je zaradený žiaden odpor, nepriame, kedy je medzi uzemňovanú časť obvodu a a uzemňovač zaradený odporový (vo všeobecnosti impedančný) prvok, uzemnenie bleskozvodov na zvedenie prúdu blesku do zeme. Uzemnenia všetkých druhov sa majú zriaďovať a využívať tak, aby pri predpokladaných elektrických a mechanických namáhaniach zostala zachovaná ich kvalita a schopnosť vykonávať požadovanú funkciu.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE UZEMŇOVACIE SÚSTAVY Uzemnenie sa skladá z: Ø Ø Uzemňovacieho vodiča, pripojeného na vodivú časť EZ, ktorá sa má uzemniť, uzemňovača, ku ktorému je uzemňovací vodič svojím druhým koncom pripojený. Viacero navzájom spojených uzemňovačov a uzemňovacích vodičov spoločne tvorí Viacero navzájom spojených uzemňovačov a uzemňovacích vodičov uzemňovaciu sústavu. spoločne tvorí uzemňovaciu sústavu.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE UZEMŇOVAČE Uzemňovač je vodivé teleso uložené priamo do zeme tak, aby sa vytvorilo vodivé spojenie so zemou, prípadne je uložené do betónu, ktorý má dostatočné spojenie so zemou. Ø Ø Môže byť: Náhodný, vytvorený vodivým predmetom trvalo uloženým v zemi alebo v betóne a bol vybudovaný na iný účel ako na uzemnenie, zhotovený zámerne na uzemnenie. Ukladá sa do vrstvy dobre vodivej pôdy tak, aby bol s ňou v dobrom styku.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Je možné používať tieto druhy uzemňovačov: • • • Tyčové alebo rúrkové, pásové alebo drôtové, doskové, zabudované v základoch, kovovú armatúru betónu uloženého v zemi.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Voľba druhu uzemňovačov Ø Druh uzemňovača sa volí podľa miestnych podmienok. Ø Pri uzemňovaní elektrických zariadení budov sa zriaďuje najmä základový uzemňovač. Ø Ak sú horné vrstvy pôdy vodivejšie ako spodné odporúča sa zriadiť podpovrchový uzemňovač z pásov alebo drôtov. Ø Tam kde je to naopak, uprednostníme tyčové hĺbkové uzemňovače. Ø V miestach s obmedzeným prístupom a s dobre vodivými spodnými vrstvami pôdy použijeme hĺbkové uzemňovače. Ø Pre hlavné uzemňovače bleskozvodov a bleskoistiek sa z impedančných dôvodov odporúča používať tyčové uzemňovače.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Voľba parametrov a usporiadania uzemňovačov a spojovacích prvkov sa robí s ohľadom na: Ø Požadovaný odpor uzemnenia (zemný prechodový odpor), Ø prípustné napätie na uzemňovacej sústave, Ø prípustné dotykové a krokové napätie, Ø požadovanú prúdovú zaťažiteľnosť, Ø mechanickú a koróznu odolnosť.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Odpor uzemnenia je rozhodujúcim parametrom z hľadiska posúdenia vlastností uzemnenia. Je definovaný ako odpor medzi uzemňovačom a fiktívnou elektródou, umiestnenou od neho v nekonečnej vzdialenosti. Odpor uzemnenia RE závisí najmä od tvaru a rozmerov uzemňovača a od rezistivity pôdy v jeho okolí.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Prípustné napätie na uzemňovacej sústave Je to vlastne dovolené napätie na neživých vodivých častiach elektrického zariadenia, vodivo spojených s uzemňovacou sústavou. Prípustné krokové a medzné dotykové napätie Krokové a dotykové napätie je definované ako časť napätia na uzemňovacej sústave (napríklad voči zemi), ktorú preklenie osoba (pracovník) buď krokom alebo pri dotyku s elektrickým zariadením spojeným s uzemňovacou sústavou.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Prúdová zaťažiteľnosť náhodných a zhotovených uzemňovačov uložených v pôde Ø Ø Určuje sa pomocou tabuľky 5. 1, prevzatej z národnej prílohy NA. 2 STN 332000 -5 -54. Podobná tabuľka (tabuľka 5. 2) je k dispozícii v tejto norme aj pre uzemňovače uložené v betóne. Pri rozdelení celkového skratového prúdu do dvoch uzemňovacích vetví sa predpokladá podľa NA. 2 STN 33 2000 -5 -54 zaťaženie jednej vetvy (s ohľadom na nesymetriu) ako 60 % celkového skratového prúdu. Pri delení do štyroch vetví je to potom 30 % skratového prúdu v jednej vetve.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Mechanickú pevnosť a odolnosť voči korózii S ohľadom na mechanickú pevnosť a odolnosť voči korózii sa v pôdach s rezistivitou väčšou ako 50 m používajú uzemňovače s minimálnymi rozmermi podľa tabuľky 5. 3.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Uzemňovacie vodiče musia spĺňať požiadavky na minimálne prierezy ochranných vodičov a ak sú uložené v zemi, ich prierezy musia spĺňať požiadavky uvedené v tabuľke.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Uloženie a spojovanie uzemňovačov a uzemňovacích prívodov Ø Zhotovené uzemňovače sa kladú do pôdy tak, aby s ňou mali dobrý dotyk, na zväčšenie vodivosti pôdy sa však Zhotovené uzemňovače v okolí uzemňovača nesmú používať látky, ktoré spôsobujú jeho koróziu. Ø Podpovrchové uzemňovače z pásov alebo drôtov sa kladú vodorovne do ryhy v hĺbke 60 až 80 cm, čo Podpovrchové je obvyklá hĺbka pod ktorou na väčšine náho územia em nepremŕza. Tam, kde zem premŕza do väčšej hĺbky, treba hĺbku uloženia primerane zväčšiť. Ø V káblových ryhách, musia byť uložené na dne výkopu a to najmenej 5 cm pod káblom alebo vedľa neho. V káblových ryhách Ø Pri kladení do lúčov musia byť rozdelené pravidelne, pričom uhol medzi nimi nemá byť menší ako 60. Spravidla do lúčov sa však nekladú viac ako 4 lúče. Ø Tyčové uzemňovače sa zarážajú zvisle do zeme. Ak sa použije niekoľko tyčových uzemňovačov, nemá byť Tyčové uzemňovače medzi nimi menšia vzdialenosť ako je ich dĺžka. Ø Uzemňovacie prívody musia byť uložené tak, aby odolávali vonkajším vplyvom a neovplyvňovali Uzemňovacie prívody činnosť iných zariadení. Ø Základové uzemňovače z pásovej ocele alebo drôtu sa ukladajú ako obvodový uzemňovač pod izolačné Základové uzemňovače vrstvy, asi 5 cm nad dno výkopu tak, aby bol vodič obklopený betónovou zmesou.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Hlavná uzemňovacia svorka Podľa požiadaviek STN 33 2000 -5 -54 musí byť v každej inštalácii, kde sa použije ochranné pospájanie (napr. na ochranu odpojením) zriadená hlavná uzemňovacia svorka, s ktorou sa musia spojiť: Ø Ø Vodiče na ochranné pospájanie, ochranné vodiče, uzemňovacie vodiče, vodiče funkčného uzemnenia ak sa vyžadujú. Na účely kontroly (merania) odporu uzemnenia sa zriaďuje na vhodnom mieste skúšobná svorka, ktorá umožňuje rozpojenie uzemňovacieho vodiča počas merania.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Ochrana proti korózii Ø Všetky spoje uzemňovačov ako aj podzemné spoje sa musia chrániť proti korózii pasívnou ochranou (zaliatím asfaltom, živicou alebo antikoróznou páskou). Táto ochrana nesmie ovplyvňovať vodivosť spojov. Ø Pri prechode do pôdy sa musia uzemňovacie prívody chrániť v dĺžke najmenej 30 cm pod a 20 cm nad povrchom pasívnou ochranou. Ø Nadzemné oceľové časti uzemňovacích prívodov nechránené proti korózii (napr. pozinkovaním) sa chránia náterom. Ø Medené uzemňovače nemajú byť v blízkosti oceľových podzemných telies (plášťov káblov) a ani s nimi spojené. Minimálna prípustná vzdialenosť medzi nimi je 2 m.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Spájanie uzemnení Ø Ø Pracovné a ochranné uzemnenia rôznych rozvodných sústav do 1000 V sa môžu navzájom spájať vo všetkých prípadoch. Ochranné uzemnenia v zariadeniach rôznych rozvodných sústav nad 1000 V môžu byť vzájomne spojené. Ochranné uzemnenia častí navzájom dosiahnuteľných (vzdialených menej ako 2 m) musia byť spojené. Najmenšia vzdialenosť medzi ktoroukoľvek časťou oznamovacieho zariadenia, ktoré nie je napájané z vlastnej transformovne, má byť aspoň: – 20 m od ktorejkoľvek časti uzemnenia silového zariadenia do 1000 V, – 40 m od ktorejkoľvek časti uzemnenia silového zariadenia nad 1000 V.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Pre uzemnenie bleskozvodu a uzemnenie silových zariadení sa má vybudovať spoločné uzemnenie Ø Uzemnenie bleskozvodu a silových zariadení sa nemusí spájať, ak je vzdialenosť medzi oboma uzemneniami v zemi väčšia ako 5 m. Ø Uzemnenie oznamovacích zariadení má byť čo najďalej od uzemnenia bleskozvodu. Ø Ak je vzdialenosť medzi uzemnením bleskozvodu a ktoroukoľvek časťou uzemnenia oznamovacieho zariadenia menšia ako 5 m, musia byť obidve uzemnenia spojené.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Meranie uzemnení Ø Na nových alebo rekonštruovaných uzemneniach sa musí pred uvedením do prevádzky urobiť meranie odporu uzemnenia RE ako celku. Dokumentácia uzemnenia Pre každú uzemňovaciu sústavu musí byť vypracovaný plán, ktorý obsahuje: Spôsob uzemnenia a umiestnenia uzemňovačov, rozmery uzemňovačov, hĺbku uloženia uzemňovačov, spojenie uzemňovačov, vedenie uzemňovacích vodičov a umiestnenie kontrolných šácht, - umiestnenie meracích svoriek.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE OCHRANNÉ VODIČE Slúžia na zaistenie bezpečnosti, napríklad pri ochrane odpojením a majú spĺňať najmä tieto podmienky: Ø Ochranný vodič sa s uzemňovacím vodičom musí spojiť pomocou skúšobnej svorky a súčasne sa zaistí ochrana proti mechanickému poškodeniu. Ø Ochranný vodič PE môže byť holý a nemusí sa viesť spoločne s krajným vodičom. Ø Ochranný a náhodný ochranný vodič má mať čo najmenší počet spojov, ktoré majú mať dlhodobo spoľahlivý dotyk, chránený proti korózii. Ø Ochranný vodič sa nesmie dotýkať horľavých látok.

5 Ø Ø Ø UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Ako náhodný ochranný vodič sa nesmie použiť: – Zábradlie, plot, rebrík, – nosný napínací drôt, – koľajnice dopravných zariadení (okrem elektrickej trakcie). Skrutky a svorky na pripojenie ochranného vodiča na EZ musia byť označené písmenami PE alebo značkou Najmenšie prierezy ochranných vodičov sa určujú výpočtom, alebo pomocou tabuľky 5. 5.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Kombinované uzemňovacie sústavy na ochranné a funkčné účely - požiadavky na vodiče PEN Ø V sieťach TN v pevných rozvodoch možno použiť vodič PEN len ak jeho prierez nie je menší ako 10 mm 2 Cu alebo 16 mm 2 Al (ak nie je nutné túto časť inštalácie chrániť prúdovým chráničom). Ø Izolácia vodiča PEN musí vydržať najvyššie napätie, ktorému môže byť vystavená. Ø Ak je v niektorom bode rozvodu vodič PEN rozdelený na dva samostatné vodiče (PE a N), nie je prípustné tieto vodiče za bodom rozdelenia vzájomne spojiť. Ø V bode rozdelenia musia byť pre pripojenie ochranných vodičov PE a neutrálnych vodičov N k dispozícii samostatné svorky alebo prípojnice. Vodič PEN musí byť pripojený k prípojnici, určenej na jeho pripojenie.

5 UZEMŇOVACIE SÚSTAVY, OCHRANNÉ VODIČE A VODIČE NA OCHRANNÉ POSPÁJANIE Vodiče na ochranné pospájanie Slúžia na vyrovnanie potenciálov neživých a cudzích vodivých častí. Prierezy vodičov na ochranné pospájanie sú v STN 33 2000 -5 -54 a rozlišujú sa vodiče na ochranné pospájanie určené na pripojenie na hlavnú uzemňovaciu svorku resp. vodiče na ochranné pospájanie určené na doplnkové pospájanie. Prierez vodičov určených na pripojenie na hlavnú uzemňovaciu svorku (prípojnicu) nesmie byť menší ako: 6 mm 2 Cu 16 mm 2 Al Prierez vodičov určených na doplnkové pospájanie (napr. v kúpeľniach) nesmie byť menšie ako: 2, 5 mm 2 Cu ak sú vodiče mechanicky chránené 4 mm 2 Cu, ak vodiče nie sú mechanicky chránené

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Na úvod štatistika: Ø Ø Ø Ø Za jeden rok je nad Zemou asi 16 miliónov búrok, za jeden deň prebehne nad Zemou od 50 do 200 tisíc búrok, za jednu hodinu prebehne nad Zemou od 2 do 8 tisíc búrok, každú sekundu vznikne nad Zemou asi 100 bleskov, za jeden deň takto vznikne nad Zemou 8 640 000 bleskových výbojov, všetky súčasne prebiehajúce búrky predstavujú výkon asi 109 k. W, na každý km 2 povrchu Zeme dopadnú 2 až 3 údery blesku za rok.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Trochu z histórie: • Atmosférické výboje – blesky vznikajú pri búrkach a sú nielen fascinujúcim prírodným Atmosférické výboje javom, ale predstavujú aj ohrozenie pre človeka a jeho okolie (majetok). • Ľudia sa báli týchto prírodných javov ale pokúšali sa pred nimi aj chrániť • Na to aby ochrana pred bleskom bola skutočne účinná sa človek potreboval ochrana pred bleskom dozvedieť o tomto prírodnom jave, o jeho podstate viac. • V modernej histórii vedy to bol najmä Benjamin Franklin, ktorý riskantným pokusom potvrdil svoju domnienku, že v búrkových oblakoch je elektrický náboj a teda že blesk je elektrický výboj medzi mrakom a zemou. Zapaľovanie sviečok „hromničiek“ napriek tomu pretrvalo do dnešných čias. . .

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY VZNIK BÚROK A ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Ø Búrka je zložitý atmosférický jav, sprevádzaný bleskami, ktoré spôsobujú hrmenie. Ø Búrky vznikajú ako dôsledok pohybu obrovských vzduchových más ku ktorému dochádza pri vzostupnom prúdení vlhkého a teplého vzduchu. Ø Pritom vznikajú mohutné búrkové mraky – kumulonimbusy.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Druhy búrok Vznik vzostupného prúdenia vzduchu môže mať viacero príčin. Podľa toho rozlišujeme viacero príčin. tieto hlavné typy búrok: Búrky z tepla (miestne búrky) – pri letných horúčavách sa vzduch nad zemou zohreje a rozpína sa. Tým sa zníži jeho špecifická hustota a ľahší teplý vzduch stúpa hore vplyvom prirodzeného prúdenia. Geografická (horská) búrka – v prípadoch ak sú južne orientované svahy kopcov a hôr vystavené slnečnému žiareniu (najmä v jarných mesiacoch), stúpa takto zohriaty vzduch nad vrcholky členitého terénu do vyšších chladnejších vrstiev. Frontálna búrka – vzniká prieniku prízemného studeného vzduchu studenej fronty do oblasti, kde panuje teplé počasie. Studený vzduch sa pri tom podsúva pod teplejšie vrstvy atmosféry a vytláča ich smerom hore. Vzniká tak mohutné vzostupné prúdenie, pričom dĺžka pásu frontálnej búrky dosahuje niekedy až 100 km.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Vznik atmosférickej elektriny Z fyziky vieme, že za normálnych podmienok je atóm elektricky neutrálny. Zmenou tejto rovnováhy sa atóm stáva buď kladný (odňatím elektrónov) kladný alebo záporný (pribratím elektrónov). Odtrhnutie elektrónov z atómového obalu možno dosiahnuť rôznymi spôsobmi, napríklad aj trením dvoch telies. Pritom vzniká statická trením elektrina, teda elektrický náboj, ktorý je v pokoji. Pri pohybe rozsiahlych vzduchových más, nasiaknutých vodou vzniká separácia – oddelenie elektrického náboja a v mraku vzniká miestny rozdiel potenciálov rádove až státisíce voltov na meter. Elektrický náboj typického búrkového mraku je asi 350 C (As).

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Rozdelenie náboja v búrkovom oblaku Ø Ľahké snehové vločky nesúce kladný náboj sa zhromažďujú najmä Ľahké snehové vločky nesúce kladný náboj v hornej časti mraku, ťažšie kvapky vody a krúpy so záporným nábojom sa kvapky vody a krúpy so záporným nábojom nachádzajú najmä v strednej a spodnej časti búrkového mraku (obr. ). Ø V základni oblaku vo výške 1 až 2 km je však popri tom aj malé jadro, ktoré je nabité kladne. Ø Stúpajúci vzduch v oblaku však nakoniec neudrží množstvo vody a ľadu nachádzajúce sa v oblaku, vzniká dážď alebo prípadne aj ľadovec. dážď ľadovec Celý popísaný proces vytvárania búrkového mraku trvá obvykle asi 1 hodinu.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Globálna analýza výsledkov búrkovej činnosti n Na Zemi prebieha v každom časovom okamihu asi 2000 búrok pri ktorých 2000 búrok dochádza priemerne každú sekundu k výboju blesku. Podľa toho je to teda asi 50 každú sekundu až 80 000 výbojov denne. n Pritom je do Zeme takmer nepretržite prenášaný elektrický náboj, ktorý predstavuje stály tok elektrického prúdu medzi ionosférou a Zemou asi 1500 A n Búrky teda fungujú na našej planéte ako mohutné elektrostatické generátory a významne sa podieľajú na prenose záporného náboja na zemský povrch. n Keďže v atmosfére je asi 20 % viac kladných iónov ako záporných a elektrónov, pomáhajú tak planéte Zem udržať si svoj negatívny elektrický náboj na úrovni asi 400 000 C.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Búrková činnosť na Slovensku n Slovensko môžeme charakterizovať ako oblasť so zvýšenou búrkovou činnosťou na väčšine územia. V priebehu roku je tu búrkovou činnosťou na väčšine územia priemerne 28 dní s búrkovou činnosťou, počet dní sa líši podľa 28 dní regiónov a aj podľa ročných období. n Parametrom, podľa ktorého sa najjednoduchšie posudzuje úroveň búrkovej činnosti v jednotlivých regiónoch je tzv. „búrkový stupeň“ (keraunic level) označovaný Td (rok -1) ktorý predstavuje počet dní (rok -1) s búrkovou činnosťou v danom regióne za rok.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Na základe Td je spracovávaná „izokeraunická mapa“ danej oblasti. Takáto mapa pre Slovensko je na obr.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Ø Z tejto mapy vidno, že najviac búrok do roka je na severe stredného najviac búrok a východného Slovenska, s maximom v okolí Popradu. Ø Najmenej búrok do roka je na juhu Slovenska a na Záhorí, s minimom v Najmenej búrok okolí Malaciek. Ø Celkove pripadá najviac búrok na leto (64 %), asi 29 % na jar a 6 % na jeseň Ø Zvyšok (1 %) býva v zimnom období kedy sa môžu búrky tiež vyskytnúť, ale len zriedkavo a nie každý rok. Ø Najviac búrok býva u nás medzi 13. a 16. hodinou (34 %), absolútne minimum búrkovej činnosti je medzi 8. a 9. hodinou.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Druhy bleskov, ich tvar a priebeh Blesk je atmosférický výboj elektriny : atmosférický a) Z mraku do mraku, b) vo vnútri mraku, c) z mraku do zeme, d) zo zeme do mraku.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Vývoj a priebeh výboja atmosférickej elektriny – čiarový blesk • základným mechanizmom vedúcim ku vzniku najčastejšie sa vyskytujúceho čiarového blesku je vznik lavínovej ionizácie vzduchu. • v prírode prebiehajú prúdy v takomto výboji blesku vždy po skupinách (obr), pritom však ich časové rozloženie ako aj amplitúdy sú úplne náhodné.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Z teoretického hľadiska je to zložitý prechodný unipolárny jav. V prírode jav sa vyskytuje niekoľko foriem atmosférických výbojov: 1. Čiarový blesk je najčastejšou formou blesku. Je tvorený lavínovým výbojom cez vzduch s rýchlosťou asi 100 km/s. 2. Plošný blesk je tlejivý výboj medzi mrakmi spôsobený ionizáciou vzduchu. 3. Guľový blesk sa líši od iných foriem bleskov najmä svojimi neobvyklými vlastnosťami. Názory na podstatu tohto javu sú rôzne. 4. Perlový blesk je pravdepodobne prechodnou formou medzi čiarovým a guľovým bleskom. 5. "Eliášov oheň" je vlastne tlejivý výboj. Najčastejšie ho možno pozorovať pred búrkou na miestach s najväčším gradientom intenzity elektrického poľa.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Na základe týhto pozorovaní možno konštatovať, že: 1. Výboj mrak zem trvá od asi 0, 1 ms do asi 2 s, 2. tento výboj môže byť jednoduchý, 15 až 20 % úderov alebo viacnásobný, 80 až 85 % úderov s priemerom 5 výbojov, 3. maximálny počet pozorovaných následných výbojov bol až 26, n vrcholové hodnoty prúdov prvého impulzu, vytvárajúceho vodivý kanál sú obvykle dvoj až vrcholové hodnoty prúdov prvého impulzu trojnásobkom vrcholových hodnôt prúdov následných výbojov, n najčastejšie sa vyskytujúce blesky v našom klimatickom pásme sú tzv. negatívne, n pozorovaná strmosť čela prúdu blesku bola od 0, 2 k. A/μs až po 120 k. A/μs, n celkový náboj prenesený do zeme prúdom blesku (prvým následnými výbojmi) je obvykle niekoľko desiatok C (As), ale boli pozorované aj blesky s prenosom až 200 C.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Typický časový priebeh, tvar a parametre výboja blesku, demonštrované Typický časový priebeh, tvar a parametre výboja blesku, na prípade skúšobného impulzu 100 k. V 8/20 (μs) sú na obr. Čelo vlny – časť vlny pred vrcholom. Tylo vlny – časť vlny za vrcholom. Nábežný čas – čas za ktorý okamihová hodnota u vzrastie z 10% na 90% vrcholovej hodnoty (na obr. je to 8 μs). Doba poltyla – čas medzi počiatkom vlny a okamihom, kedy hodnota poklesne na polovicu vrcholovej hodnoty (na obr. je to 20 μs) Priebeh impulzu (pri blesku)

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Účinky bleskov Rozoznávame tri druhy pôsobenia blesku na svoje okolie: a) priamy zásah blesku, pri ktorom buď celý prúd blesku alebo jeho časť a) priamy zásah blesku, prechádza zasiahnutým objektom. b) nepriamy zásah blesku je blízky úder blesku mimo objektu, pričom sa účinok blesku prejaví na vodivých predmetoch alebo hmotách, umiestnených na alebo v tomto objekte ako indukované náboje, prepätie alebo ako prúdové impulzy s vysokou strmosťou nábehu. c) indukovaný náboj vzniká na rôznych druhoch elektrických vedení a káblov a na vodivých predmetoch nachádzajúcich sa na alebo vo vnútri objektu. Vzniká elektrostatickou indukciou napríklad od elektricky nabitého mraku alebo od elektromagnetického poľa v okolí výboja blesku.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY OCHRANA PRED ÚČINKAMI BLESKOV Povinnosť zaistiť ochranu pred bleskom stanovuje vyhláška MŽPSR č. 532/2002 Z. z. , Podľa tejto vyhlášky sa bleskozvod alebo iná ochrana pred bleskom sa zriaďuje na objektoch a zariadeniach kde by blesk mohol spôsobiť: a) Ohrozenie života a zdravia ľudí, b) poruchu s rozsiahlymi dôsledkami, c) výbuch, d) škodu na kultúrnej, prípadne inej hodnote, e) prenesenie požiaru zo stavby na stavbu, ktorá podľa písmen a) až d) musí byť chránená pred bleskom, f) ohrozenie stavby, pri ktorej je zvýšené nebezpečenstvo zásahom blesku v dôsledku jej umiestnenia na návrší alebo vyčnievania nad okolie.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Riešenie ochrany budov a objektov pred bleskom Zásady ochrany pred bleskom ustanovuje STN EN 62305 -1 až 4 (34 1390 časť 1 až 4). Podľa tohto súboru sa systém ochrany pred bleskom, označovaný v praxi ako LPS (z angl. Ligtning Protection System) delí na dve základné časti: a) vonkajší systém ochrany (bleskozvod), ktorý vytvára umelú vodivú cestu na prijatie a zvedenie bleskového výboja. b) vnútorný systém ochrany, ktorý tvorí ekvipotenciálne pospájanie proti účinkom blesku a/alebo elektrické oddelenie od vonkajšieho systému ochrany.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Vonkajší systém ochrany pred bleskom (LPS): Podľa konštrukcie chránenej budovy a jej charakteru možno umiestniť bleskozvod: Ø Ø priamo na chránených objektoch, nad alebo pri chránených objektoch. Vonkajší LPS má tieto hlavné časti (obr. ):

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Pri LPS umiestnenom priamo na chránenom objekte sú používané ako zachytávacie zariadenia (obr. ): a) Hrebeňová sústava (záchytná sústava je vedená po hrebeni strechy), b) mrežová sústava, c) zvislé tyčové zachytávače (tyčový bleskozvod).

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Pri LPS umiestnenom mimo chráneného objektu sú používané ako zachytávacie zariadenia izolované alebo oddialené bleskozvody (obr. ): a) Stožiarový (zberač je na stožiari v blízkosti objektu), b) závesný (zberačom je lano zavesené nad chráneným objektom), c) klietkový (objekt je pod mrežou zo záchytných vedení, zavesených nad a vedľa objektu).

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Realizácia záchytných sústav Záchytná sústava má byť riešená a umiestnená tak, aby zachytila všetky blesky, smerujúce na chránený objekt. Ø Jej časti majú byť rozmiestnené na streche objektu tak, aby vytvárali nad celým objektom priestor chránený pred úderom blesku. Ø Vyšetrenie chráneného priestoru tyčového a závesného bleskozvodu je možné urobiť buď: - metódou ochranného uhla, ktorú možno použiť iba do určitej výšky objektu alebo - metódou valiacej sa bleskovej gule. Ø Pri mrežovej sústave takéto vyšetrenie je potrebné.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Metóda ochranného uhla Vyšetrenie a návrh záchytného zariadenia metódou ochranného uhla je v odborných kruhoch považovaný za zjednodušený a používa sa najmä pri jednoduchých stavbách s tyčovými zberačmi, hrebeňovou alebo kombinovanou hrebeňovou záchytnou sústavou. Podľa STN EN 62305 -3 (34 1390): 2007, ktorá okrem iného rieši aj systémypriamej ochrany pred úderom blesku závisí veľkosť uvažovaných ochranných uhlov na zaradení chráneného objektu do triedy ochrany pred bleskom (pozri tab. 8. 2) a od výšky jeho zberača (obr. ).

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Metóda valiacej sa bleskovej gule Na stanovenie chránených priestorov tyčových bleskozvodov sa podľa STN EN 62305 -3 používa metóda valiacej sa bleskovej gule. Táto metóda je v súlade s elektricko – geometrickým modelom miesta úderu blesku, Celá situácia sa preto javí ako keby fiktívna guľa s polomerom D bola umiestnená na čele zostupujúcej vetvy a postupovala spolu s ňou k zemi (obr. ). Vzdialenosť D (m) sa nazýva úderová vzdialenosť a je daná rovnicou: D = 10. Iš 2/3 kde Iš (k. A) je špičkový prúd prvého úderu

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Obr. Chránené priestory jednoduchého tyčového bleskozvodu konštruované podľa STN 34 1390 a STN EN 62305

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Realizácia záchytnej sústavy Záchytnú sústavu na chránených objektoch možno zostaviť: a) Z prvkov vyrobených na tento účel (zhotovené zberače), b) z prvkov - kovových stavebných dielcov objektu (náhodné zberače). Ø Podľa STN EN 62305 -3 možno zhotovené záchytné zariadenie pripevniť priamo na strechu objektu za týchto predpokladov: a) Priamo na povrch objektu možno zberače aj vedenie klásť priamo na strechu z nehorľavého materiálu, b) pri strechách z horľavého materiálu treba vždy dodržať istú minimálnu bezpečnú vzdialenosť zberača a vodičov od povrchu (tab. ). Ø

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Realizácia záchytnej sústavy Ø V zhode s predtým platnými normami (napr. STN 34 1390 z r. 1969) je potrebné všetky vodivé časti vyčnievajúce nad strechu chrániť zodpovedajúcimi zberačmi. Požiadavky na materiál záchytných tyčí a pomocných zberačov Ø Ø Pre záchytné tyče je požadovaný minimálny priemer ≥ 16 mm. Pre pomocné zberače z plného materiálu (drôtu) sa vyžaduje, bez ohľadu na použitý materiál, priemer minimálne 8 mm a presah nad chránený prvok o viac ako 300 mm.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Zvody a vedenia podľa STN 34 1390: 1969 Pri návrhu zhotovených zvodov sa stále v praxi uplatňujú nasledovné požiadavky (odporúčania) STN 34 1390: 1969 pre bežné typy stavieb bez nebezpečia výbuchu: a) Pri objektoch obdĺžnikového pôdorysu s pomerom šírka/dĺžka ≤ 1: 5 sa požaduje na každých začatých 15 m jeden zvod, b) pri objektoch obdĺžnikového pôdorysu s pomerom šírka/dĺžka >1: 5 a objektov s iným, prípadne členitým pôdorysom treba rátať so zvodom na každých začatých 30 m, c) menšie objekty by mali mať aspoň dva zvody, umiestnené čo najďalej od seba. Netýka sa to jednoposchodových budov s obvodom do 40 m a s dlhšou stranou pod 15 m, kde stačí jeden zvod, d) pri objektoch s výškou nad 30 m musí byť jeden zvod na každých začatých 15 metrov dĺžky pôdorysu, e) pri vysokých a štíhlych objektoch s výškou nad 30 m (napr. veže alebo rozhľadne) majú byť vždy aspoň dva zvody, pokiaľ možno na priľahlých stranách.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Zvody a vedenia podľa STN EN 62305 -3 (34 1390) : 2007 Počet zvodov podľa STN EN 62305 -3 sa riadi podobne ako pri STN 34 1390, pôdorysnými rozmermi objektu, tvarom strechy, výškou objektu a druhom bleskozvodu. Vzdialenosť medzi zvodmi na budove je na základe zaradenia posudzovaného objektu do tried ochrany pred bleskom (tab. ). Rozmiestnenie zvodov má byť rovnomerné po celom obvode objektu, pokiaľ možno v rohoch budov, čo najďalej od dverí a okien. Zvody nesmú prechádzať balkónom, výťahovými šachtami a svetlíkmi.

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Ø Skúšobná svorka a ochrana proti korózii Skúšobná svorka má byť na prístupnom mieste vo výške 1, 8 až 2 m na stene objektu. Pri skrytých zvodoch má byť umiestnená do steny objektu (skrinky) vo výške 0, 6 až 1, 8 m. Skúšobná svorka býva vytvorená v mieste vodivého skrutkového rozoberateľného spojenia vodiča zvodu s vývodom uzemnenia. Ø Ochrana proti korózii sa robí buď priamo na materiáloch (oceľových vodičoch) pozinkovaním, alebo sú z nekorodujúceho materiálu (meď). Ochrana nadzemných častí sa robí aj ochranným náterom (farbou, asfaltom).

8 OCHRANA PRED ÚČINKAMI ATMOSFÉRICKEJ ELEKTRINY Uzemnenie Každý zvod musí byť pripojený na vlastný uzemňovač alebo na spoločnú uzemňovaciu sústavu. Jednotlivé uzemňovače sa majú rozložiť pokiaľ možno po celom obvode objektu, Odpor (impedancia) uzemnenia meraný pri nízkej frekvencii by podľa odporúčania normy nemal byť vyšší ako 10 Ω. Norma STN EN 62305 -3 odporúča použitie dvoch typov usporiadania uzemňovačov: Usporiadanie typu A: Používa uzemňovače inštalované mimo stavbu. Sú zhotovéné buď ako horizontálne – papršlekovité alebo hĺbkové-zvislé, spojené s každým zvodom. V takomto prípade norma predpisuje použitie minimálne dvoch uzemňovačov. Minimálne rozmery (dĺžka) každého uzemňovača závisí od triedy ochrany (LPS) a rezistivity pôdy. Usporiadanie typu B: Uzemnenie je vytvorené buď vodičom, uloženým okolo chránenej stavby alebo ako základový uzemňovač.

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Úlohou vnútornej ochrany pred bleskom je zabrániť vzniku nebezpečných rozdielov potenciálov (prepätiam) ktoré vyvolávajú pri prechode prúdu blesku nebezpečné iskrenie vo vnútri chráneného objektu a zabrániť tak prípadnému ohrozeniu života a zdravia osôb a vzniku škôd na majetku.

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) VZNIK A DRUHY PREPÄTÍ Ø Najväčšie špičky v spotrebiteľských nn sieťach vznikajú ako dôsledok výbojov atmosférickej elektriny – bleskov. Tieto prepätia (LEMP) môžu dosiahnuť až 20 násobok menovitého napätia siete a prenášať veľké množstvo energie. Ø Iným druhom prepätia je spínacie prepätie (SEMP), ktoré však nevyvoláva tak vysoké napäťové špičky, vyskytuje sa však častejšie. Ø Na citlivé elektronické prvky môže zničujúco pôsobiť aj prepätie, spôsobené elektrostatickými výbojmi (ESD). Ø Posledným prepätím s viac menej teoretickou možnosťou výskytu je prepätie od nukleárneho výbuchu v atmosfére (NEMP).

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Prepätia od bleskového výboja (LEMP) Priamy úder blesku do budovy Ak blesk udrie priamo do záchytného zariadenia bleskozvodnej sústavy je energia priamo do záchytného zariadenia bleskozvodnej sústavy blesku bezpečne odvedená na spoločný uzemňovací potenciál. Prechodom prúdu blesku cez impedanciu uzemnenia sa v okamihu úderu zvýši potenciál celého uzemňovacieho systému budovy čo spôsobí rozdelenie energie blesku čiastočne do uzemnenia budovy (cca 50 %) a zvyšku do ostatných (cca 50 %) ostatných elektrických systémov inštalovaných v budove. Pri priamom údere je prúd blesku až 200 k. A.

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Priamy úder blesku do nadzemného nn vedenia Pri tomto type úderu blesku sa môžu do pripojených budov dostať vysoké prepätie. Tento typ prepätia ohrozuje najmä koncové časti vedenia, teda najmä EZ v budovách.

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Prenos prepätia v dôsledku blízkeho alebo vzdialeného úderu blesku Pri blízkom údere blesku vznikajú silné magnetické polia. Tieto indukujú do vedení vysoké vznikajú silné magnetické polia napäťové špičky (obr. ). Škody vznikajú popri takomto priamom prenose energie galvanickou väzbou aj prenosom energie cez indukčné alebo kapacitné väzby (obr. 9. 2). Úroveň ohrozenia je nižšia, indukčné kapacitné väzby niekoľko k. A pri impulze tvaru 8/20

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) OCHRANA PRED VZNIKOM PREPÄTÍ Vzniku nebezpečních rozdielov potenciálov pri vzniku prepätí možno zabrániť dvomi spôsobmi: 1. Uvedením všetkých vodivých častí objektu na spoločný potenciál (ekvipotencionálne vyrovnanie). Podľa odporúčaní STN EN 62305 -3 (34 1390) sa to robí prostredníctvom systémov na vyrovnanie potenciálov (pospojovanie alebo aplikácia zvodičov prepätí) a jeho následným spojením so systémom vonkajšej ochrany pred bleskom (pozri kap. 8). 2. Zaistením dostatočných izolačných vzdialeností (elektrickou izoláciou) medzi všetkými blízkymi vodivými časťam

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) OCHRANA PRED ÚČINKAMI BLESKOV A PREPÄTÍ Zóny ochrany pred bleskom Ø V súčasnosti sa najlepšie výsledky dosahujú uplatňovaním koncepcie zón ochrany pred bleskom (obr. ). Ø Je založená na postupnom znižovaní prepätia na bezpečnú úroveň ešte predtým než dosiahne koncového zariadenia. Ø Pre potreby realizácie tohto princípu je celá eletrická sieť budovy rozdelená do zón ochrany pred bleskom (LPZ = Lightning Protection Zone).

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Zóny ochrany pred bleskom (LPZ)

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Vyrovnanie potenciálov medzi zónami (LPZ)-koordinácia ochranných prvkov Ak nie je možné na hraniciach jednotlivých zón LPZ zaistiť vyrovnanie potenciálov galvanickou väzbou majú byť na každom prechode z jednej zóny do druhej inštalované zvodiče prepätia a to v závislosti na triede požadovanej ochrany (obr).

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) I. Stupeň – rozhranie LPZ 0 a LPZ 1. Ako ochranné prvky sa používajú otvorené alebo zapúzdrené iskriská (nn siete) prípadne bleskoistky (zvodiče prúdov blesku tr. B). Táto ochrana sa inštaluje spravidla na nn strane distribučného transformátora resp. do prípojkovej skrine alebo hlavného rozvádzača. II. Stupeň – rozhranie LPZ 1 a LPZ 2. Používajú sa zariadenia ochrany pred prepätím s menším zvodovým prúdom (zvodiče prúdov blesku triedy C). Ako ochranné prvky sa používajú varistory (napäťovo závislé rezistory). Táto ochrana sa spravidla inštaluje do podružných rozvádzačov. III. Stupeň – rozhranie LPZ 2 a LPZ 3. Je osadený zvodičmi prepätia triedy D. Ako ochranné prvky sa používajú ochranné diódy (Zenerova alebo supresorová). Táto ochrana sa spravidla inštaluje čo najbližšie ku chráneným technologickým celkom.

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Skúšobné impulzy Pri priamom údere blesku sú elektrické systémy budovy namáhané prepätím protivzdialenému okoliu. Na skúšanie prepäťových ochrán norma predpisuje nasledovné skúšobné impulzy: Ø Napäťový impulz tvaru 1, 2/50 Ø prúdové impulzy tvaru 10/350 a 8/20 (obr. ). prúdové impulzy

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Odolnosť zariadenia proti prepäťovým impulzom Pre elektrické zariadenia nn sú stanovené Impulzné výdržné kategórie prepätia. Je to číselné vyjadrenie stupňa odolnosti elektrických zariadení voči prepätiam. Príklad rozdelenia impulzných výdržných kategórií elektrických zariadení v budove

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) PRAKTICKÁ REALIZÁCIA OCHRANY V ENERGETICKÝCH SIEŤACH NN 1. Štvorvodičové siete (siete TN-C s prechodom na TN-C-S). Používajú 3 fázové vodiče (L 1, L 2, L 3) a až do bodu rozdelenia združený vodič PEN. 3 fázové vodiče

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) 2. Päťvodičové siete (siete TN-S a TT) Tieto siete používajú tri fázové vodiče (L 1, L 2, L 3), neutrálny vodič N a neutrálny vodič N ochranný vodič PE (v sieti TT je to lokálny ochranný vodič PE). vodič PE

9 OCHRANA PRED ÚČINKAMI PREPÄTÍ – VNÚTORNÝ SYSTÉM OCHRANY PRED BLESKOM (LPS) Istenie zariadení na ochranu pred prepätím Ø Pri zariadení prepäťovej ochrany treba zaistiť, aby pri jeho činnosti nenastala aktivácia predradných prvkov ochrany vedenia pred skratom a preťažením s následným odpojením chráneného obvodu od napájania. Preto je nutné popri hlavnom istení vedenia inštalovať do obvodu prepäťovej ochrany prídavný istiaci prvok. Ø Toto istenie proti impulznému preťaženiu ako aj tepelnému namáhaniu zvodičov je v moderných prepäťových ochranných prvkoch integrované v bloku zvodiča prepätia. Ø Prvky F 1 (obvykle tavné poistky) a F 2 (obvykle ističe) pritom istia vedenie a prvky F 3 a F 4 sú samostatnými prídavnými zariadeniami ochrán pred prepätím. Ø Pri voľbe menovitých hodnôt týchto prvkov treba dodržiavať princíp selektivity istenia.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY ZÁKLADNÉ POJMY A DEFINÍCIE Ø Statická elektrina – je názov pre nepohybujúce sa elektrické náboje, ktoré sú Statická elektrina vytvorené zelektrizovanými telesami. V ich okolí sa následne vytvára elektrostatické pole. Ø Statická elektrizácia - nazývame tak súhrn procesov vyvolaných elektrickými Statická elektrizácia poliami od elektrických nábojov (statickej elektriny), nahromadených na rôznych materiáloch. Ø Elektrostatický náboj je elektrický náboj, ktorý vznikol fyzikálno-chemickými Elektrostatický náboj procesmi alebo prenesením - kondukciou, elektrostatickou indukciou alebo usadzovaním iónov. Jednotkou náboja je 1 C, ktorý zodpovedá náboju 6, 24. 1018 elektrónov.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Ø Povrchový odpor Ro je elektrický odpor meraný medzi dvomi susednými elektródami, priloženými na povrch meraného materiálu. Udáva sa v . Ø Prechodový odpor Rp sa meria medzi elektródami, priloženými na hornú a spodnú plochu vzorky. Veľkosť prechodového odporu sa udáva v . Ø Elektrizovateľnosť je schopnosť materiálu vytvárať na sebe elektrické Elektrizovateľnosť náboje pri fyzikálnych alebo chemických procesoch. Ø Minimálna zápalná energia elektrickou iskrou Wmin je najmenšia min elektrická energia (J), potrebná na zapálenie danej látky pri optimálnej koncentrácii a stanovených parametroch okolia a iskrišťa.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY NEŽIADÚCE ÚČINKY STATICKEJ ELEKTRINY Možno ich rozdeliť na: a) účinky na ľudský organizmus b) vznik zápalných iskier v prostredí s nebezpečenstvom požiaru alebo výbuchu, c) deštrukčné účinky elektrických výbojov, d) poruchy vo výrobných procesoch. Statická elektrina môže spôsobiť veľké škody a zapríčiniť vážne havárie. Na ochranu pred nebezpečnými alebo obťažujúcimi účinkami statickej elektriny platia preto osobitné bezpečnostné predpisy obsiahnuté najmä v STN 33 2030: 1988, STN 33 2031: 2002, STN 33 2032: 1987 a STN 33 2033: 1991

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY VZNIK ELEKTROSTATICKÝCH NÁBOJOV 1. V nenabitom stave sú v látkach elementárne náboje (kladné a záporné) vo vzájomnej rovnováhe. 2. Pri vodivom dotyku dvoch látok nastáva vzájomný prestup týchto elementárnych nábojov a na rozhraní oboch látok sa vytvorí elektrická dvojvrstva. 3. Pritom sa na povrchu jednej z látok nahromadia záporné a na povrchu druhej kladné elektrické náboje. 4. Po oddelení oboch látok zostane tento stav čiastočne zachovaný a na povrchu oboch látok sa objaví rovnaké množstvo elektrického náboja opačnej polarity.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Elektrostatické náboje vznikajú najmä pri: Ø Vzájomnom trení telies, Ø oddeľovaní materiálov, Ø mechanickom namáhaní, miesení, mletí, drvení a sušení, Ø vysypávaní a presypávaní materiálov, Ø prúdení kvapalín a plynov, výtoku a rozprašovaní, Ø dotykom s iným elektricky nabitým telesom (elektrostatickou kondukciou), Ø elektrostatickou indukciou, Ø viazaním iónov , ktoré sa nachádzajú v okolí telesa.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Elektrizovateľnosť látok Rozhodujúci vplyv na vznik a hromadenie elektrostatických nábojov má celkový odpor materiálu pozostávajúci z paralelne radených odporov Rp a Ro. Ø pri kvapalných látkach je rozhodujúca veľkosť rezistivity v riadiaca veľkosť prechodového odporu Rp Ø pri tuhých látkach je to hodnota povrchového odporu Ro

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Elektrizovateľnosť tuhých látok Z hľadiska elektrizovateľnosti rozdeľujeme tuhé látky podľa hodnoty povrchového odporu Ro na : - antistatické, ak Ro < 10 na 9 - obmedzene elektrizovateľné ak 10 na 9 < Ro < 10 na 11 - elektrizovateľné ak Ro 10 na 11

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Elektrizovateľnosť kvapalín Ø Ø Ø Neelektrizovateľné kvapaliny sú kvapaliny s rezistivitou < 10 na 8 m. Ak pre rezistivitu platí 10 na 8 10 na 10 m, ide o kvapaliny so schopnosťou čiastočnej (krátkodobej) elektrizácie. Pri kvapalinách s rezistivitou 1 O na 10 m hrozí všeobecne nebezpečenstvo nabitia Veľký vplyv na intenzitu procesu nabíjania má stupeň znečistenia kvapalín. Zvlášť nebezpečné sú rozptýlené čiastočky (napríklad vody) v kvapaline.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Hromadenie elektrických nábojov K hromadeniu elektrických nábojov na objektoch, osobách, strojnom zariadení, častiach stavebných konštrukcií, dochádza pri tvorbe náboja vtedy, ak nie je zaistená možnosť trvalého zvodu náboja do zeme. Z hľadiska možnosti uzemnenia možno látky rozdeliť podľa hodnoty povrchového odporu Ro na: - elektricky vodivé Ro < 5. 10 na 4 - elektrostaticky vodivé 5. 10 na 4 < Ro< 10 na 6 - neuzemniteľné Ro > 10 na 6

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Pri hromadení náboja na povrchu telesa je rozhodujúcim faktorom výdatnosť zdroja nábojov. Charakterizuje ju nabíjací prúd In a veľkosť elektrostatického zvodu Rz. Elektrické napätie na objekte nadobudne po jeho elektrostatickom nabití hodnotu U = Rz . In Zariadenia v prostrediach s nebezpečím výbuchu všetkých stupňov musia mať Rz < 10 na 6 a to na všetkých miestach objektu a napätie U na Rz nesmie pritom pri prekročiť 10 V.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Elektrické výboje a ich energia Energia výboja je daná vzťahom: W = 1/2 CU 2 = 1/2 QU Druhy výbojov: ØIskrový výboj ØTrsový výboj ØPlazivý výboj ØTlejivý výboj Zápalnými typmi výbojov sú iskrový, trsový a plazivý, ktoré disponujú dostatočnou energiou.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Minimálna zápalná energia látky Wz min Nebezpečenstvo zapálenia elektrickou iskrou vzniká vtedy, ak sú súčasne splnené tieto tri podmienky: 1. Je prítomná výbušná zmes v koncentrácii medzi dolnou a hornou medzou výbušnosti. Dolná medza výbušnosti je minimálny obsah výbušnej látky v percentách v zmesi so vzduchom, pri ktorej už môže nastať výbuch. Pod touto hranicou je nedostatok výbušnej látky na vznik výbušného horenia. Horná medza výbušnosti je maximálny obsah výbušnej látky v percentách v zmesi so vzduchom, pri ktorej ešte môže nastať výbuch. Nad touto hranicou už nie je dostatok kyslíka v zmesi na vznik výbušného horenia. 2. Na telese je nahromadené dostatočné množstvo elektrického náboja s energiou postačujúcou na zapálenie, vyššou ako je minimálna zápalná energia horeuvedenej zmesi. 3. Môže vzniknúť zápalná forma elektrického výboja.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI Triedy citlivosti Ø Na stanovenie úrovne bezpečnostných opatrení na ochranu pred zapálením elektrickým výbojom sú látky rozdelené do tried citlivosti na zapálenie elektrickou iskrou (tab). Trieda citlivosti 1 2 3 4 5 Ø Minimálna zápalná Reprezentant triedy energia Wmin (m. J) názov Wmin (m. J) do 0, 025 vrátane od 0, 025 do 0, 2 vrátane od 0, 2 do 4, 0 vrátane od 4, 0 do 20 vrátane viac ako 20 vodík etylén metán 0, 011 0, 07 0, 28 Pokiaľ sa vyskytne v danom priestore niekoľko druhov výbušných zmesí (napr. práškové farby a pary riedidiel), posudzuje sa nebezpečenstvo zapálenia podľa najcitlivejšej zmesi.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI Elektrostatický náboj na ľuďoch Človek je z hľadiska elektrostatiky vodič s určitou kapacitou voči zemi. Jej hodnota sa pohybuje od 50 do 250 p. F Ľudské telo sa môže elektrostaticky nabiť týmito spôsobmi: a) dotykom nabitého objektu, b) indukciou z nabitého objektu, c) zachytením iónov zo vzduchu, d) pohybom odevu po tele, stykom obuvi s podlahovou krytinou, e) prácou s látkami ľahko elektrizovateľnými.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI Fyziologické účinky elektrostatických nábojov Ø Veľkosť elektrostatického potenciálu, vznikajúceho pri rôznych činnostiach alebo na rôznych predmetoch a materiáloch je silne závislá od relatívnej vlhkosti vzduchu (tab. ). Zdroj (činnosť) Relatívna vlhkosť vzduchu (%) 10 až 20 65 až 80 Beh po koberci Manipulácia s papiermi v plastovom obale Pohyb po čalúnenej stoličke Ø Ø 35 000 V 6000 V 7000 V 1500 V 100 V 600 V Elektrický náboj je schopný pri prechode telom dráždiť nervové centrá, pričom citlivosť je individuálna. Z hľadiska citlivosti ľudského organizmu sa považuje jednosmerný prúd 2 m. A s dobou vnemu 1 s za medzu citlivosti.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI Bezpečnosť človeka pred úrazom pri dotyku so silne elektricky nabitým objektom Z výskumov vyplýva, že pre človeka je nebezpečná energia W = 50 J (W = 1/2 CU 2) Ø Ø Ø Túto hodnotu nie je možné prakticky dosiahnuť. Ľahko však možno dosiahnuť už spomínanú medzu citlivosti. Nebezpečná býva aj mimovoľná reakcia človeka pri silnom fyziologickom podráždení. Pri priblížení sa elektrostaticky nabitého človeka k uzemnenému alebo nabitému objektu môže dôjsť k iskrovému výboju, ktorý môže zapáliť plyny, prach alebo veľmi citlivé výbušniny.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI OCHRANNÉ OPATRENIA PROTI STATICKEJ ELEKTRINE Vznik a hromadenie elektrostatických nábojov možno obmedziť: a) elektrostatickým uzemnením všetkých elektrostaticky alebo elektricky vodivých objektov, b) znížením elektrizovateľnosti všetkých použitých látok (antistatickými úpravami, znížením povrchového odporu a pod. ), c) zvýšením relatívnej vlhkosti vzduchu, d) použitím neutralizátorov, e) znížením výdatnosti zdroja tvorby nábojov zmenou technologických parametrov (zmenšením výtokových rýchlostí, znížením prítlačných tlakov).

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI Zvyčajne je potrebné kombinovať niekoľko uvedených spôsobov súčasne, aby sa docielila požadovaná účinnosť. V praxi sa najčastejšie používajú tieto opatrenia: Ø zvýšenie relatívnej vlhkosti vzduchu, pritom sa výrazne mení (znižuje) najmä hodnota povrchového odporu niektorých materiálov. (V ovzduší s relatívnou vlhkosťou vzduchu 60 až 70 % sa výrazne znižuje tvorba statickej elektriny, nad 70 % sa takmer nevyskytuje a nad 80 % statická elektrina už vôbec nevzniká) Ø neutralizácia elektrických nábojov na povrch materiálu sa privedú náboje opačnej polarity, ktoré sa spoja s pôvodnými nábojmi rekombinujú. Na tento účel sa používajú neutralizátory. Používajú sa neutralizátory pasívne, aktívne a rádioaktívne.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Ochranné opatrenia pre oblečenie, výstroj a náradie a) Oblečenie treba voliť z látok obmedzene elektrizovateľných, napr. (ľan alebo bavlna). b) Ochranné prilby sa v nebezpečných priestoroch z hľadiska zapálenia iskrou môžu používať iba z neelektrizovateľného materiálu. c) Pracovné rukavice sú v nebezpečných priestoroch povolené iba vo vyhotovení z neelektrizovateľných materiálov d) Meracie prístroje, nosené na odeve sa pri pohybe trú o odev alebo o kožu pracovníka. Pracovné pomôcky a prístroje majú byť vyhotovené z neelektrizovateľného materiálu alebo s neelektrizovateľným krytom.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Vybavenie antistatického pracoviska

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI STATICKEJ ELEKTRINY ÚČINKAMI Statická elektrina v elektronike Ø Všetky integrované obvody sú citlivé na účinky statickej elektriny. Ø Škody spôsobujú najmä elektrostatické výboje (ESD). Ø Rozsah škôd závisí od prahovej citlivosti súčiastok t. j. od energie, ktorá je už schopná poškodiť ich (najmä ich p n priechody) a počtu výbojov. Ø Štruktúry vyhotovené technológiami zo skupiny MOS napätia na úrovni niekoľko desiatok voltov poškodzujú alebo ich môžu úplne zničiť.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Statická elektrina v elektronike Statická elektrina môže spôsobiť aj poruchy na počítačoch a počítačových sieťach, prípadne na reprodukčných zariadeniach pripojených na výpočtovú techniku (tlačiarne). Na základe rozborov bolo vyšpecifikovaných niekoľko typov porúch zapríčinených statickou elektrinou: 1. Zmeny v pamäťových prvkoch spôsobujúce chyby v programoch alebo ich úplnú stratu. 2. Chybné čítanie údajov z pamäťových médií, prípadne úplná nedostupnosť údajov. 3. Chybný prenos údajov v sieťových termináloch alebo ich úplné zlyhanie. 4. Zničenie poistiek. 5. Poškodenie rozvodových dosiek.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Statická elektrina v elektronike Nebezpečné sú najmä priestory s nevodivými dlážkami, kde pri pohybe obsluhy vznikajú vysoké elektrické potenciály. Pri dotyku obsluhy s klávesnicou počítača prejde nahromadený náboj na počítač a môže ovplyvniť činnosť jeho obvodov. Takto vznikajú veľmi často poruchy aj v zariadeniach, ktoré ešte neboli dané do užívania, napríklad pri manipulácii v skladoch alebo v predajni.

10 OCHRANA PRED NEBEZPEČNÝMI ÚČINKAMI STATICKEJ ELEKTRINY Ochrana informačných systémov pred statickou elektrinou Ochrana pred statickými nábojmi spočíva v elektrostatickom uzemnení. Musí byť realizované tak, aby elektrický potenciál na osobe obsluhujúcej zariadenie informačných systémov neprekročil približne 100 V po 1 sekunde od nabitia (pri pohybe na stoličke, trením odevu a pod. ).

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI História vzniku lasera Teoretické základy javov vzájomného pôsobenia elektromagnetického žiarenia a látky (excitácia atómov) boli položené už dávnejšie prácami Plancka, Bohra a Einsteina n Prvé zariadenie na zosilnenie mikrolnového žiarenia MASER (mikrovlnový zosilňovač stimulovanou emisiou žiarenia) so zväzkom čpavkových molekúl v plynnom stave zhotovili američania C. H. Townes, J. P. Gordon a H. J. Zeiger a súčasne dvaja ruskí fyzici N. G. Basov a A. M. Prochorov v rokoch 1954 až 1955. n Koncepcia lasera (optického masera) vznikla niekoľko rokov po zhotovení a uvedení do činnosti prvých maserov. S prvým projektom tohto druhu vystúpili v roku 1958 americkí vedci C. H. Townes a A. L. Schawlow. n V druhej polovici r. 1959 navrhol Townes model lasera, ale pokusy s ním sa nevydarili. Až o niekoľko mesiacov neskôr v roku 1960 sa po darilo mladému výskumníkovi z laboratória Howarda Hughesa (Hughes Aircraft Company), Theodorovi Haroldovi Mainmanovi dosiahnúť laserový efekt v kryštale syntetického rubína, skonštruovať a uvieť do činnosti prvý model lasera.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Laserové žiarenie, ktoré je monochromatické, koherentné a konvergentné vyžarujú zariadenia - kvantové optické generátory, ktoré využívajú stimulovanú emisiu žiarenia. Z princípu ich činnosti pochádza aj názov týchto zariadení: „Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation" (zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia) LASER

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Farba svetla závisí od jeho vlnovej dĺžky (obr. ). Laserové žiarenie má vysokú prevahu iba jednej vlnovej dĺžky, je teda Monochromatické jednofarebné

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Laserové svetlo je vysoko koherentné jednotlivé koherentné vlny laserového svetla môžu byť dlhé až niekoľko sto kilometrov Nekoherentné vlny Koherentné vlny

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Svetlo žiarovky – šíri sa všetkými smermi, je teda divergentné Laserové žiarenie sa šíri jedným smerom a s malým smerovým rozptylom, je teda konvergentné

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Vznik stimulovanej emisie žiarenia Rozoznávame tri fázy činnosti lasera (obr. ): tri fázy absorpciu (a), spontánnu emisiu (b), stimulovanú emisiu (c) Frekvencia absorbovaného alebo emitovaného žiarenia závisí od rozdielu energie Eg medzi vyššou energiou E 2 a nižšou energiou E 1 podľa vzťahu: Eg = E 2 - E 1 = ν. ћ

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Princíp činnosti a vlastnosti (rubínového) lasera n n Rubínový laser patrí do skupiny laserov s látkou v tuhom skupenstve. V základnom materiáli kryštálu korundu Al 2 O 3 sú rozptýlené paramagnetické ióny Cr 3+. Na vybudenie iónov chrómu k prechodu z normálneho stavu na horné pásmo energetických hladín slúži intenzívne biele svetlo dopadajúce na kryštál rubína (presnejšie povedané „čerpaciu“ funkciu berú na seba zelené a modré zložky tohto svetla, ktoré sú pohlcované rubínom). Precízne vybrúsené protiľahlé čelné steny rubína sú pokryté odrazovým materiálom a tvoria zrkadlá optického rezonátora. Jedno z nich je pre vlnovú dĺžku generovaného žiarenia polopriepustné a dovoľuje žiareniu opustiť systém lasera.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Rozdelenie laserov podľa skupenstva aktívnej látky: n plynové (atómové, iónové, molekulové), n farbivové ( roztoky s organickými a anorganickými farbivami), n tuhej fázy (kryštalické, amorfné) n polovodičové (z priamych polovodičov) n chemické (budiacim mechanizmom je chemická reakcia)

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Vlnová dĺžka laserového žiarenia je od UV oblasti až po oblasť IR. Na obr. sú uvedené niektoré typy laserov, ich vlnová dĺžka žiarenia, oblasť optického žiarenia so svojimi časťami: Ø ultrafialovou, Ø svetelnou (viditeľné svetlo) Ø infračervenou.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Rozdelenie laserov podľa režimu činnosti Podľa pracovného režimu generovania laserového žiarenia rozdeľujeme lasery na tri skupiny: 1. So spojitým režimom generovania (doba impulzu t i > 0, 25 s). Hlavným parametrom je výkon vystupujúceho žiarenia P (W), prípadne výkonová hustota vystupujúceho žiarenia (W. m-2). 2. S impulzným režimom generovania s nízkou opakovacou frekvenciou impulzov (f < 1 Hz). 3. S impulzným režimom generovania s vysokou opakovacou frekvenciou impulzov (f > 1 Hz). Hlavným parametrom v prípade 2 a 3 je teda opakovacia frekvencia impulzov a celková elektromagnetická energia Q jedného impulzu vystupujúceho žiarenia:

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Podľa STN IEC 60825 - 1 (34 1701) lasery delia do klasifikačných tried: Ø Ø Ø lasery 1. triedy: lasery bezpečné pri dobre predvídaných podmienkach činnosti, lasery 2. triedy: lasery emitujúce viditeľné žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 400 nm do 700 nm. lasery 3 A triedy: lasery bezpečné pre kontrolu nechránenými očami. Priame vnútrolúčové pozorovanie laserov 3 A triedy pomocou optických prostriedkov môže byť nebezpečné. lasery 3 B triedy: priame vnútrolúčové pozorovanie týchto laserov je vždy nebezpečné. Pozorovanie rozptylových odrazov nie je nebezpečné. lasery 4. triedy: lasery schopné vytvárať nebezpečné rozptýlené odrazy. Môžu spôsobiť poranenie kože a nebezpečenstvo požiaru. Ich používanie vyžaduje mimoriadnu opatrnosť.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Klasifikácia účinkov žiarenia laserov: 1. Z vecného hľadiska, či má žiarenie požadované energetické parametre - energiu, výkon. Presný postup pri takejto klasifikácii je opísaný v STN IEC 60825 - 1 (34 1701): 2007. 2. Z hygienického hľadiska, kedy skúmame či laserové žiarenie (priame alebo difúzne) zasahujúce obsluhu laseru neprevyšuje: a) hranicu prípustnej emisie (AEL). Hranica prípustnej emisie (AEL - Acessible Eemission Limit) je maximálna prípustná hladina emisie v rámci určitej triedy laserov, b) hranicu najvyššej prípustnej dávky (MPE). Najvyššia prípustná dávka (MPE - Maximum Permissible Exposure) je hodnota dávky laserového žiarenia, ktorej môžu byť osoby za normálnych okolností vystavené bez toho, aby mali následky zo škodlivých účinkov laserového žiarenia. Hodnoty MPE predstavujú maximálnu hranicu, ktorej môžu byť vystavené oči a koža bez následkov poranenia priamo po ožiarení alebo po dlhšom čase. Sú v priamom vzťahu s vlnovou dĺžkou.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI Poškodenie ľudského organizmu laserovým žiarením vzniká tromi typmi účinkov: 1. Tepelnými, ktoré spôsobujú nadmerné zvýšenie teploty v tkanive pri absorpcii laserového žiarenia, 2. tepelno – akustickými, pri ktorých je zvýšenie teploty sprevádzané kmitaním a mechanickou deštrukciou tkaniva, ktoré absorbovalo laserové žiarenie, 3. fotochemickými, ktoré vyvolávajú chemické zmeny v tkanive pri absorpcii laserového žiarenia. ***** Ø Ø Tepelné a tepelno–akustické javy vznikajú najmä od laserov, ktoré vyžarujú vo viditeľnej a IČ časti spektra. Fotochemické javy vznikajú od laserov, emitujúcich žiarenie v ultrafialovom pásme. ***** Ø Najviac ohrozeným orgánom ľudského tela je oko, až potom nasledujú ostatné časti tela (koža).

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI BEZPEČNOSŤ LASEROVÝCH VÝROBKOV A ZARIADENÍ Norma STN IEC 60825 - 1 (34 1701): 2007, obsahuje základné predpisy pre: STN IEC 60825 - 1 (34 1701): 2007, 1. Ochranu osôb pred žiarením laserových zariadení s vlnovou dĺžkou od 180 nm do 1 mm určením bezpečnostných pracovných hladín žiarenia laserových zariadení a pre klasifikáciu laserov a laserových výrobkov podľa stupňa ich nebezpečnosti, 2. určenie požiadaviek na užívateľa i výrobcu, aby opísali postupy a odovzdali informácie, ktoré sú potrebné na prijatie príslušných opatrení, 3. výstrahu jednotlivcom pred nebezpečenstvom, ktoré súvisí s ožiarením laserovými výrobkami, pomocou signalizácie, označením štítkami na zariadení a pomocou pokynov, 4. zníženie možnosti poranenia minimalizovaním nadbytočného žiarenia, zdokonalením zabezpečovacích systémov, používaním ochranných pomôcok a riadiacich pokynov pre obsluhu, 5. ochranu osôb proti iným nebezpečenstvám, vyplývajúcim z prevádzky a používania laserových výrobkov.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI KONŠTRUKCIA LASEROV pre zaistenie bezpečnosti pri ich obsluhe Laserové výrobky majú mať zabudované bezpečnostné zariadenia v závislosti od triedy, do ktorej ich výrobca zaradil. Požiadavky na tieto zariadenia sú: Ochranný kryt chráni človeka pred laserovým žiarením. Všetky časti krytu, ktoré po odstránení umožňujú prístup k nadlimitnému žiareniu lasera musia byť zabezpečené tak, že ich odstránenie je možné iba pomocou nástroja. Prístupové panely a bezpečnostné blokovanie. Bezpečnostné blokovanie musí byť také, aby zabránilo odobratiu panela, pokiaľ hranica emisie neklesne pod hranicu dovolenej emisie (AEL) určitej triedy. Konektor na diaľkové blokovanie musí mať každý laserový výrobok patriaci do 2. triedy v rozsahu vlnových dĺžok od 400 do 700 nm, 3 B triedy s dovolenou emisiou vyššou ako 5 násobok AEL a 4. triedy. Ak nie sú svorky konektora spojené, prípustná emisia nesmie prekročiť hranicu dovolenej emisie (AEL) pre 1. 2. a 3 A triedu. Ovládací kľúč hlavného riadenia musí mať každý laser z horeuvedených tried. Kľúč musí byť odstrániteľný a laser nesmie vyžarovať, ak je kľúč vybratý. Pojmom kľúč rozumieme akékoľvek ovládacie zariadenie, napr. magnetické karty, číselné kombinácie a pod.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI KONŠTRUKCIA LASEROV pre zaistenie bezpečnosti pri ich obsluhe Laserové výrobky majú mať zabudované bezpečnostné zariadenia v závislosti od triedy, do ktorej ich výrobca zaradil. Požiadavky na tieto zariadenia sú: Výstraha pred emisiou žiarenia lasera. Každý laserový výrobok, patriaci do jednej z horeuvedených tried, musí v prípade, keď je zapnutý a sady kondenzátorov impulzného lasera sú alebo nie sú dostatočne vybité, vydávať počuteľnú výstrahu. Výstražné zariadenie musí byť bezpečné pri poruche. Zastavenie lúča alebo oslabovač zväzku lúčov. Každý laserový výrobok, patriaci do jednej z yyšších horeuvedených tried musí obsahovať jeden, alebo viac trvalo zabudovaných oslabovacích prostriedkov (zastavovač lúča alebo oslabovač zväzku lúčov). Tento prostriedok musí ochrániť človeka od žiarenia lasera nad hodnoty AEL pre 1. , 2. alebo 3 A triedu. Optické zariadenia na zrakovú kontrolu musia mať zabezpečené zoslabenie žiarenia na úroveň hodnoty AEL pre 1. triedu. Elektrické časti musia vyhovovať príslušným normám z hľadiska ochrany pred nebezpečným dotykom.

11 BEZPEČNOSŤ PRI PRÁCI S LASERMI INFORMAČNÉ ŠTÍTKY Každé laserové zariadenie musí byť vybavené štítkom (štítkami). Text a symboly musia byť čierne na žltom podklade s výnimkou 1. triedy, kde sa nemusí použiť táto kombinácia farieb. Obr. Výstražný štítok laserov Štítky musia byť pevne pripevnené a jasne viditeľné počas prevádzky zariadenia, jeho údržby alebo obsluhy. Musia byť umiestnené tak, aby sa dali prečítať bez vystavenia človeka žiareniu nad hodnotu AEL pre 1. triedu.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Účelom revízie elektrických zariadení je overovanie ich stavu z hľadiska bezpečnosti. ZÁKLADNÉ POJMY Bezpečnosť elektrického zariadenia je schopnosť elektrického zariadenia neohrozovať ľudské Bezpečnosť elektrického zariadenia zdravie, úžitkové zvieratá alebo majetok a okolité prostredie. Kontrola elektrického zariadenia je činnosť, vykonávaná na elektrickom zariadení, pri ktorej sa Kontrola elektrického zariadenia zisťuje technický stav elektrického zariadenia (napr. skúškou, meraním, prehliadkou a pod. ). Revízia elektrického zariadenia je činnosť, vykonávaná na elektrickom zariadení, pri ktorej sa Revízia elektrického zariadenia prehliadkou, meraním a skúšaním zisťuje stav elektrického zariadenia z hľadiska jeho bezpečnosti. Súčasťou revízie je vypracovanie správy o revízii. Správa o revízii je písomný doklad o výsledku revízie, z ktorého je zjavný stav elektrického zariadenia Správa o revízii z hľadiska bezpečnosti v dobe vykonania revízie.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ VÝCHODISKOVÁ REVÍZIA Ø Nové, alebo rekonštruované elektrické zariadenia možno uviesť do prevádzky len vtedy, ak Nové, alebo rekonštruované bol ich stav z hľadiska bezpečnosti overený východiskovou revíziou, prípadne overený a doložený dokladmi Ø Za nové alebo rekonštruované elektrické zariadenie sa nepovažuje rozšírenie existujúceho obvodu nízkeho napätia, ktoré nevyžaduje zmenu istenia. Ø Pre účely nevyhnutných meraní a skúšok možno uviesť elektrické zariadenie pod napätie ešte pred ukončením východiskovej revízie. Musia sa však vykonať také opatrenia, aby uvedením zariadenia pod napätie nebola ohrozená bezpečnosť. Ø Východiskovú revíziu elektrických zariadení, ktoré sa zostavujú po častiach priamo na mieste ich uvedenia do prevádzky možno vykonávať tiež po častiach.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ PRAVIDELNÉ REVÍZIE Ø Prevádzkované elektrické zariadenia sa musia pravidelne revidovať najneskôr v lehotách stanovených príslušnými normami. Ø Lehota na vykonanie pravidelnej revízie elektrického zariadenia sa odvodí buď v závislosti od druhu prostredia v priestore, v ktorom je elektrické zariadenie umiestnené alebo z umiestnenia elektrického zariadenia v priestore so zvýšeným rizikom ohrozenia osôb. Ø Lehota pre zložité prostredie sa rovná najkratšej lehote z lehôt pre jednoduché prostredie, z ktorých je zložité prostredie zložené.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ PODKLADY NA VYKONÁVANIE REVÍZIÍ Podklady, potrebné na vykonanie východiskovej revízie sú: • dokumentácia elektrického zariadenia, zodpovedajúca skutočnému vyhotoveniu, • protokoly o určení druhu prostredí a vonkajších vplyvov, pokiaľ nie sú súčasťou dokumentácie, • písomné doklady o vykonávaní východiskových revízií častí elektrického zariadenia, • záznamy o kontrolách, skúškach a meraniach vykonaných na elektrických zariadeniachpred jeho uvedením do prevádzky, • doklady stanovené príslušným predpisom, umožňujúce vynechať z revíznej povinnosti tie časti EZ, ktoré majú doklad o zhode ich parametrov s technicko-bezpečnostnými predpismi (vyhlásenie o zhode, protokol o kusovej skúške a pod. ), • doklady o revíziách vykonaných po častiach podľa čl. 2. 2 STN 33 1500, • písomné záznamy o vykonaných kontrolách a prijatých opatreniach.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ PODKLADY NA VYKONÁVANIE REVÍZIÍ Podklady na vykonanie pravidelnej revízie sú: • ako podklady uvedené pre východiskovú revíziu v bodoch a) a b), • zásady pre údržbu elektrického zariadenia, t. j. vykonávanie revízií, kontrol, skúšok a meraní, • záznamy s výsledkami vykonaných kontrol podľa poriadku preventívnej údržby s podpisom povereného pracovníka, • správa o predchádzajúcej revízii, • záznamy o vykonaných kontrolách, • doklady o vykonávaní dozoru príslušnými orgánmi technického dozoru.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Postupy pri vykonávaní revízií: Ø Postupy pri východiskovej revízii podrobne stanovuje dosiaľ (do 09. 09) platná STN 33 2000 -6 -61: 2004. Na ustanovenia tejto normy sa odvoláva aj nová norma 33 2000 -6: 2007 Elektrické inštalácie nízkeho napätia Časť 6: Revízia. Ø Postupy pri periodických revíziách stanovuje STN ES 59009 (33 1620): 2004 Prehliadky a skúšanie elektrických inštalácií v obytných budovách.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Správa o revízii: Ø Správa o revízii má byť podrobná a má obsahovať stručný technický popis zariadenia a jeho stavu v dobe revízie, tak aby bolo možné porovnať ho so stavom pri predchádzajúcich alebo následnej pravidelnej revízii. Ø V revíznej správe sa má uviesť súpis všetkých zistených závad a nedostatkov s odkazom na zákonnú úpravu alebo normu, ktorej odporúčanie je porušené.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ V revíznej správe je potrebné uviesť: Ø dátum začatia a ukončenia revízie, Ø meno elektrotechnika špecialistu, Ø číslo osvedčenia elektrotechnika špecialistu, Ø rozsah revízie (ohraničenie zariadenia), Ø jednoznačný záver (EZ je spôsobilé, spôsobilé s podmienkami resp. nespôsobilé bezpečnej prevádzky), Ø súpis použitých meracích prístrojov a zariadení, Ø termín ďalšej pravidelnej revízie, Ø namerané hodnoty (v prílohe), Ø podpis a pečiatku elektrotechnika špecialistu.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Uloženie revíznych správ: Ø Revízna správa musí byť uložená u prevádzkovateľa alebo majiteľa elektrického zariadenia a prístupná orgánom štátneho odborného dozoru. Ø Správa o východiskovej revízii musí byť uložená trvalo až do zrušenia elektrického zariadenia. Ø Správa o pravidelnej revízii musí byť uložená najmenej do vyhotovenia nasledujúcej správy o pravidelnej revízii.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ ODBORNÁ SPÔSOBILOSŤ OSÔB NA VÝKON REVÍZIÍ ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Ø Revíziu vykonáva odborne spôsobilá osoba v rozsahu a lehotách určených bezpečnostnotechnickými požiadavkami daného elektrického zariadenia. Ø Odborne spôsobilou osobou na vykonávanie revízií vyhradených technických zariadení elektrických je elektrotechnik špecialista. Ø Elektrotechnik špecialista je osoba, ktorá však nezodpovedá za prevádzku elektrických zariadení. Ø Elektrotechnik špecialista je v zmysle právnych predpisov povinný zakročiť, v prípade potreby neodkladnej potreby zákroku na odvrátenie hroziacej škody alebo ohrozenia života alebo zdravia.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ REVÍZIE A KONTROLY ELEKTRICKÉHO RUČNÉHO NÁRADIA Ø Pre kontroly a revízie elektrického ručného náradia platí norma STN 33 1600: 1996. Ø Účelom tejto normy je stanoviť odlišné požiadavky na revízie a kontroly náradia počas jeho používania od požiadaviek základnej STN 33 1500: 2007. Ø Kontrola náradia je činnosť, pri ktorej sa prehliadkou a skúšaním zisťuje stav náradia. Ø Revízia náradia je súhrn úkonov, pri ktorých sa prehliadkou, meraním a skúšaním zisťuje stav náradia z hľadiska jeho bezpečnosti. Ø Súčasťou revízie náradia je vypracovanie dokladu o revízii.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Revízie elektrického ručného náradia Podľa pracovného využitia (ako často a ako dlho sa používa) sa náradie zaraďuje do troch skupín: a) skupina A s náradím sa pracuje len občas (do 100 prevádzkových hodín ročne), b) skupina B s náradím sa pracuje často krátkodobo (od 100 do 250 prevádzkových hodín ročne), c) skupina C s náradím sa pracuje často dlhšie (viac ako 250 prevádzkových hodín za rok). Pri revízii náradia sa zisťuje: Ø Ø a) stav náradia a jeho súčastí, b) pripojenie ochranného vodiča (len pri náradí triedy ochrany I), c) izolačný odpor, d) chod náradia.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Lehoty vykonávania revízií elektrického ručného náradia Revízie náradia sa vykonávajú: Ø Ø pravidelne, najneskôr v lehotách stanovených v tab. pri každej predpokladanej alebo zistenej poruche (napr. pri podozrení z poškodenia prúdom, nárazom, tekutinou alebo inými vplyvmi).

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Pri meraní počas revízie: a) Ochranný vodič musí byť spoľahlivo pripojený. Odpor ochranného vodiča, meraný medzi ochranným kontaktom vidlice a prístupnými kovovými časťami nesmie byť väčší ako 0, 2 pri dĺžke pohyblivého prívodu do 3 metrov. K tejto dovolenej hodnote odporu sa pripočítava na každé ďalšie 3 m dĺžky pohyblivého prívodu hodnota 0, 1 . b) Izolačný odpor sa zisťuje pomocou meračov izolačného odporu. Meria sa jednosmerným prúdom. Merací prístroj musí byť schopný poskytovať napätie 500 V pri zaťažení prúdom 1 m. A od 5 do 10 s. Izolačný odpor nesmie byť menší ako: 2 M pri základnej izolácii, 5 M pri prídavnej izolácii a 7 M pri zosilnenej izolácii.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Doklad o revízii náradia musí obsahovať: dátum revízie náradia, jej výsledok (dobrý stav chybný stav medzný stav vyžaduje opravu), lehotu, kedy musí byť zariadenia podrobené ďalšej revízii, meno a podpis povereného pracovníka. Doklad o revízii náradia musí byť uložený najmenej do vyhotovenia dokladu o nasledujúcej revízii náradia u prevádzkovateľa náradia a prístupný orgánom štátneho odborného dozoru.

12 ODBORNÉ PREHLIADKY A SKÚŠKY ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ - REVÍZIE ELEKTRICKÝCH ZARIADENÍ Oprávnenie na vykonávanie revízií a kontrol elektrického ručného náradia Ø Revízie náradia v zmysle tejto normy môže vykonávať poverený samostatný elektrotechnik alebo poučený zamestnanec, ak pracuje s dohľadom minimálne samostatného elektrotechnika (podľa Vyhlášky MPSVa. R SR č. 718/2002 Z. z. ). Ø Revízie náradia podľa tejto normy môže vykonávať ktorýkoľvek odborný závod alebo oprávnená osoba, musí však vyhotoviť doklad o vykonanej revízii náradia. Ø Kontrolu náradia môže vykonávať poverený poučený zamestnanec.