W listopadzie 2009 roku ukazała się polska norma PN-HD 60364-4-41: 2009 Instalacje elektryczne niskiego napięcia Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa Ochrona przed porażeniem elektrycznym. Norma ta zastępuje wszystkie dotychczasowe polskie normy dotyczące ochrony przeciwporażeniowej: PN-IEC 60364-4-41: 2000, PN-IEC 60364-4-46: 1999, PN-IEC 60364-4-47: 2001, PN-IEC 60364-4-81: 1994.

W opublikowanym dokumencie uwzględniono zmiany wynikające z postanowień podstawowej normy dotyczącej ochrony przeciwporażeniowej ludzi i zwierząt PN- EN 61140. Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym. Wspólne aspekty instalacji i urządzeń. Norma PN-EN 61140 jest przewidziana do stosowania tylko wtedy, gdy jej postanowienia są włączone lub przywołane w stosowanych normach. Podstawowa zasada polegająca na tym, aby ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym zapewniała, iż części niebezpieczne (pozostające pod napięciem) nie są dostępne dla ludzi i zwierząt, a dostępne części przewodzące nie są niebezpieczne, ani w warunkach normalnych, ani w warunkach pojedynczego uszkodzenia, stała się wiodącą zasadą normy PN-HD 60364-4-41.
Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym w normalnych warunkach jest zapewniona przez środki ochrony podstawowej, a ochronę w warunkach pojedynczego uszkodzenia realizują środki ochrony przy uszkodzeniu. Alternatywnie można zastosować wzmocniony środek ochrony, funkcjonujący zarówno w normalnych warunkach pracy, jak i w warunkach pojedynczego uszkodzenia.

Nowa norma zawiera podstawowe wymagania dotyczące ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym ludzi i zwierząt, obejmujące ochronę podstawową i ochronę przy uszkodzeniu oraz wymagania dotyczące stosowania w niektórych przypadkach ochrony uzupełniającej. Przy korzystaniu z niej konieczne jest uwzględnienie szeregu postanowień wyspecyfikowanych norm związanych.
Środki ochrony powinny składać się z kombinacji środka ochrony podstawowej i niezależnego od niej środka ochrony przy uszkodzeniu albo ze wzmocnionego środka ochrony (np. izolacji wzmocnionej), który zapewnia zarówno ochronę podstawową – w normalnych warunkach pracy, jak i ochronę przy uszkodzeniu. Dodatkowo przewidziana jest ochrona uzupełniająca jako część środka ochrony przeznaczonego do stosowania w specjalnych warunkach wpływów zewnętrznych i w niektórych specjalnych pomieszczeniach, np. ujętych w części 7 dokumentu HD 60364.

W każdej części instalacji elektrycznej powinien być zastosowany co najmniej jeden środek ochrony z uwzględnieniem wpływów zewnętrznych. Do powszechnego stosowania norma dopuszcza następujące środki ochrony:
• samoczynne wyłączenie zasilania,
• izolację podwójną lub izolację wzmocnioną,
• separację elektryczną do zasilania jednego odbiornika,
• napięcie bardzo niskie – SELV lub PELV.
W praktyce najczęściej stosuje się samoczynne wyłączenie zasilania i izolację podwójną lub izolację wzmocnioną.
W instalacjach dostępnych tylko dla osób wykwalifikowanych lub poinstruowanych, ewentualnie osób będących pod nadzorem mogą być stosowane przeszkody i umieszczenie części czynnych poza zasięgiem ręki.
W instalacjach, które są pod nadzorem osób wykwalifikowanych lub poinstruowanych, co zapobiega dokonywaniu w nich zmian nieautoryzowanych, można stosować:
• izolowanie stanowiska,
• nieuziemione połączenia wyrównawcze miejscowe,
• separację elektryczną do zasilania więcej niż jednego odbiornika.
Jeżeli zastosowane środki ochrony przeciwporażeniowej nie mogą być skuteczne, to powinny być uzupełnione odpowiednio dobranymi środkami uzupełniającymi, które razem ze środkami podstawowymi zapewnią wymagany poziom bezpieczeństwa.
W niektórych przypadkach postanowienia dotyczące ochrony przy uszkodzeniu mogą być pominięte, należą do nich:
• metalowe wsporniki izolatorów linii napowietrznych przymocowane do ściany budynku w miejscu niedostępnym,
• niedostępne zbrojenia żelbetowych słupów linii napowietrznych,
• części przewodzące dostępne o małych wymiarach (np. 50 x 50 mm) lub o takich właściwościach, że nie mogą być uchwycone, lub że nie może dojść do zetknięcia z częścią ciała człowieka, jednak pod warunkiem, że ich połączenie z przewodem ochronnym byłoby zawodne lub trudne.

Wyłącznik różnicowoprądowy CFI6 firmy Eaton Moeller

Ochrona podstawowa

Ochrona podstawowa (ochrona przed dotykiem bezpośrednim) zapewnia bezpieczeństwo w normalnych warunkach pracy urządzenia. Ochronę podstawową stanowią:
• izolacja podstawowa części czynnych,
• przegrody i obudowy.
Części czynne powinny być całkowicie pokryte izolacją. Usunięcie izolacji powinno powodować jej zniszczenie. Izolacja urządzeń, np. silnika elektrycznego powinna spełniać wymagania norm dotyczących tych urządzeń.
Części czynne, które nie mogą być izolowane powinny być umieszczone wewnątrz obudów lub za ogrodzeniami, które zapewniają stopień ochrony, co najmniej IPXXB lub IP2X (według polskiej normy PN-EN 60529). Wyjątkowo mogą zdarzać się większe otwory podczas wymiany części lub wyposażenia (dotyczy to np. niektórych opraw oświetleniowych czy bezpieczników), albo gdy większe otwory są potrzebne do prawidłowego funkcjonowania urządzenia. W takich przypadkach należy:
• przedsięwziąć środki zapobiegające przypadkowemu dotknięciu części czynnych przez ludzi i zwierzęta domowe oraz
• uświadomić ludziom zagrożenia wynikającego z dotknięcia części czynnych przez otwory oraz
• tak ograniczyć wymiary otworów, aby były zgodne z wymaganiami dotyczącymi prawidłowego funkcjonowania urządzeń i wymiany części.

Łatwo dostępne, poziome górne powierzchnie przegród lub obudów powinny posiadać stopień ochrony co najmniej IPXXD lub IP4X.
Przegrody i obudowy powinny charakteryzować się odpowiednim zamocowaniem oraz trwałością i stabilnością, zapewniającą utrzymanie wymaganego stopnia ochrony części czynnych w określonych warunkach normalnej eksploatacji. Usunięcie przegród lub otwarcie obudów albo ich części powinno być możliwe tylko:
• za pomocą klucza lub innych narzędzi,
• po wyłączeniu zasilania części czynnych chronionych przez te przeszkody lub obudowy; ponowne załączenie zasilania powinno być możliwe dopiero po zamontowaniu przeszkód lub obudów,
• jeżeli w urządzeniu istnieje przegroda wewnętrzna uniemożliwiająca dotknięcie części czynnych o stopniu ochrony co najmniej IPXXB lub IP2X usunięcie jej powinno być możliwe tylko za pomocą klucza lub innych narzędzi.
Gdy w obudowie urządzenia lub za przegrodą są zainstalowane części utrzymujące po wyłączeniu napięcia niebezpieczny ładunek elektryczny (np. kondensatory), to powinny być umieszczone tablice ostrzegawcze odpowiedniej treści. Małe kondensatory, np. używane do gaszenia łuku lub opóźnienia zadziałania przekaźników nie są uważane za niebezpieczne. Niezamierzonego dotknięcia do kondensatora, którego napięcie z ładunku statycznego spadnie do 120 V prądu stałego nie traktuje się jako niebezpieczne.

Wyłącznik nadprądowy Etimat 11 3p firmy ETI Polam

Środek ochrony: samoczynne wyłączenie zasilania

Samoczynne wyłączenie zasilania jest środkiem ochrony stanowiącym kombinację:
• ochrony podstawowej, która jest realizowana przez izolację podstawową części czynnych lub przez przegrody, ewentualnie obudowy oraz
• ochrony przy uszkodzeniu realizowanej przez połączenie wyrównawcze i samoczynne wyłączenie zasilania w przypadku uszkodzenia.
Może być również stosowana ochrona uzupełniająca za pomocą wyłącznika różnicowoprądowego o znamionowym prądzie różnicowym nieprzekraczającym 30 mA. W zakresie ochrony podstawowej całe urządzenie powinno być zgodne z wymaganiami określonymi w stosunku do ochrony podstawowej. Jako ochrona przy uszkodzeniu stosowane są: uziemienie ochronne, ochronne połączenia wyrównawcze oraz w przypadku zwarcia samoczynne wyłączenie zasilania.

Wyłącznik różnicowoprądowy NB1L z członem naprądowym firmy Chint

Ochronne połączenia wyrównawcze
W każdym budynku połączeniem wyrównawczym powinny być objęte:
• przewód uziemiający,
• główny zacisk uziemiający (główna szyna wyrównawcza),
• metalowe rury zasilające instalacje wewnętrzne, np. wodociągowe, gazowe,
• obce części konstrukcyjne przewodzące, jeżeli są dostępne przy normalnym użytkowaniu, instalacje metalowe centralnego ogrzewania i klimatyzacji,
• metalowe wzmocnienia konstrukcji z betonu zbrojonego tam, gdzie zbrojenie jest dostępne i niezawodnie połączone między sobą.
Gdy wymienione części metalowe są doprowadzone do budynku z zewnątrz powinny być połączone i uziemione w budynku możliwie jak najbliżej miejsca wprowadzenia. W przypadku kabli telekomunikacyjnych każda ich powłoka metalowa powinna być objęta połączeniami wyrównawczymi.

Samoczynne wyłączenie w przypadku zwarcia
W razie powstania zwarcia o pomijalnej impedancji pomiędzy przewodem fazowym (liniowym) i częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym w danym obwodzie urządzenie ochronne powinno samoczynnie przerwać zasilanie przewodu liniowego obwodu lub urządzenia w wymaganym czasie (tablica 1).

Dłuższe czasy wyłączenia mogą być dopuszczone w szczególnych przypadkach opisanych w normie. Czasy krótsze mogą być wymagane w specjalnych instalacjach lub lokalizacjach. W układach IT zazwyczaj nie wymaga się samoczynnego wyłączenia w przypadku pierwszego zwarcia. Maksymalny czas wyłączenia podany w tablicy 1. Powinien być stosowany w obwodach końcowych o prądzie nieprzekraczającym 32 A. Czasy wyłączenia nie dłuższe niż 5s są dopuszczone w układach TN w obwodach rozdzielczych i w obwodach końcowych o prądzie większym od 32 A. W układach TT czas wyłączenia nie przekraczający 1s jest dopuszczony w obwodach rozdzielczych i w obwodach końcowych, w których prąd przekracza 32 A.
W układach o napięciu wyższym od 50 V prądu przemiennego lub 120 V prądu stałego samoczynne wyłączenie zasilania w czasie wyżej określonym, zwłaszcza w tablicy 1. nie jest wymagane, jeżeli w razie zwarcia z przewodem ochronnym lub z ziemią napięcie źródła zasilania będzie obniżone do wartości 50 V prądu przemiennego lub 120 V prądu stałego w czasie nie dłuższym niż podany odpowiednio w tablicy 1 lub w czasie nieprzekraczającym 5 s. W takich przypadkach może wystąpić konieczność wyłączenia napięcia z innych przyczyn niż niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym.

Urządzenie kombinowane VAL-CP-RCD-3S/40/0,3/SEL firmy Phoenix Contact – połączenie wyłącznika różnicowoprądowego i zabezpieczenia przeciwprzepięciowego

Układy TN
W układach TN niezawodność uziemienia instalacji zależy od skutecznych połączeń przewodów PEN (neutralno ochronnych) i PE z ziemią. W układzie zasilania punkt neutralny lub punkt środkowy powinien być połączony z ziemią. Jeżeli jest on nieosiągalny lub niedostępny, powinien być uziemiony jeden z przewodów liniowych (fazowych). Części przewodzące dostępne instalacji powinny być połączone bezpośrednio przewodem ochronnym z głównym zaciskiem uziemiającym instalacji połączonym z uziemionym punktem układu zasilania. Jeżeli dostępne są inne skutecznie uziemione punkty, to zaleca się łączenie z nimi przewodów ochronnych. Uziemienie przewodów ochronnych w dodatkowych miejscach rozłożonych, jeśli to możliwe równomiernie, może być niezbędne do zapewnienia przewodom ochronnym w razie zwarcia potencjałów równych potencjałowi ziemi. W budynkach wysokościowych dodatkowe uziemienia przewodów ochronnych nie są praktycznie możliwe. W takich przypadkach połączenia wyrównawcze ochronne między przewodami ochronnymi i częściami przewodzącymi obcymi pełnią podobną rolę. Przewody ochronne PEN i PE powinny być uziemione w miejscu wprowadzenia ich do budynku.
W instalacjach o charakterze stałym pojedynczy przewód może służyć zarówno, jako przewód neutralny, jak i przewód ochronny (PEN) pod warunkiem spełnienia wymagań określonych w dokumencie HD 60364-5-54. W przewodzie neutralno+ochronnym nie mogą być instalowane wyłączniki lub urządzenia izolujące.
W układzie TN charakterystyki urządzeń ochronnych i impedancja obwodu powinny odpowiadać następującemu warunkowi:
Z_s x I_a = U_o
gdzie:
Z_s – impedancja pętli zwarciowej [W] obejmującej źródło zasilania, przewód fazowy (liniowy) aż do punktu zwarcia i przewody ochronne pomiędzy miejscem zwarcia i źródłem zasilania,
I_a – prąd [A] powodujący zadziałanie urządzenia wyłączającego w wymaganym czasie. W razie stosowania wyłącznika różnicowoprądowego prąd ten jest prądem różnicowym zadziałania zapewniającym wyłączenie w wymaganym czasie,
U_o – nominalne napięcie prądu przemiennego lub prądu stałego przewodu liniowego względem ziemi [V].
Jeżeli zgodność z tym wymaganiem realizuje wyłącznik różnicowoprądowy, to czasy wyłączenia określone w tablicy 1 odnoszą się do przewidywanych różnicowych prądów zwarcia większych niż znamionowy prąd różnicowy wyłącznika – zwykle 5IDn.
W układzie TN mogą być stosowane następujące urządzenia ochronne przy uszkodzeniu:
• zabezpieczenia nadprądowe,
• wyłącznik różnicowoprądowy.
Wyłącznik różnicowoprądowy nie powinien być stosowany w układzie TN-C. Gdy wyłącznik różnicowoprądowy jest stosowany w układzie TN-C-S, to przewód neutralnoochronny (PEN) nie powinien być używany po stronie odbioru. Połączenie przewodu ochronnego z przewodem PEN powinno być wykonane po stronie zasilania wyłącznika. Gdy do ochrony przy uszkodzeniu stosowany jest wyłącznik różnicowoprądowy, to obwód powinien być także chroniony przez zabezpieczenia nadprądowe, zgodnie z PN-IEC 60364-4-4.

Układ TT
Punkt neutralny lub środkowy układu zasilającego powinien być bezpośrednio uziemiony. Jeżeli jest on niedostępny lub nieosiągalny to uziemiony powinien być jeden z przewodów liniowych. Wszystkie części przewodzące dostępne chronione za pomocą tego samego urządzenia ochronnego powinny być połączone przewodem ochronnym ze wspólnym uziomem. Gdy zainstalowanych jest kilka urządzeń ochronnych połączonych szeregowo, wymagania te dotyczą oddzielnie wszystkich części przewodzących dostępnych chronionych przez poszczególne urządzenia ochronne.
W układach TT do ochrony przy uszkodzeniu powinny być stosowane wyłączniki różnicowoprądowe. Alternatywnie mogą być stosowane zabezpieczenia nadprądowe jednak pod warunkiem, że będzie stale zapewniona odpowiednio mała wartość impedancji pętli zwarciowej. Gdy do ochrony przy uszkodzeniu stosowane są wyłączniki różnicowoprądowe obwód powinien być również chroniony przez zabezpieczenia.
Przy stosowaniu urządzeń ochronnych różnicowoprądowych do ochrony przy uszkodzeniu powinny być spełnione następujące wymagania:
• czasy wyłączenia powinny być zgodne z tablicą 1 oraz
• R_A x I_Δn ≤ 50 V gdzie: R_A – suma rezystancji uziemień i przewodu ochronnego od uziomu do części przewodzących dostępnych [Ω], IΔn – znamionowy prąd różnicowy wyłącznika [Ω].
Ochrona przy uszkodzeniu jest również stosowana w przypadku, gdy wartość impedancji w miejscu uszkodzenia nie może być pomijalna. Jeżeli suma rezystancji uziomów i przewodu ochronnego RA nie jest znana, to może być zastąpiona impedancją pętli zwarcia Zs. Czasy wyłączenia podane w tablicy 1 odnoszą się do spodziewanych prądów różnicowych uszkodzeniowych znacznie większych niż różnicowe prądy znamionowe wyłącznika różnicowoprądowego (zwykle 5I_Δn).
Przy wyłączaniu zasilania przez zabezpieczenia nadprądowe powinny być spełnione następujące wymagania:
Z_s x I_a ≤ U_o
gdzie:
Z_s – impedancja pętli zwarcia [Ω] obejmująca źródło zasilania, przewód liniowy do miejsca zwarcia, przewód ochronny części przewodzących dostępnych, przewód uziemiający, rezystancję uziemienia uziomu źródła zasilania, rezystancję uziemienia uziomu instalacji,
I_a – prąd [A] wyłączający w czasie określonym w tablicy 1.,
U_o – napięcie [V] prądu przemiennego lub prądu stałego przewodu liniowego.

Układ IT
W układzie IT części czynne są odizolowane od ziemi lub połączone z nią przez iskiernik lub odpowiednio dużą impedancję. Połączenie to może być wykonane w punkcie neutralnym, w punkcie środkowym układu lub w sztucznym punkcie neutralnym układu. Sztuczny punkt neutralny może być połączony bezpośrednio z ziemią, jeżeli wypadkowa impedancja w stosunku do ziemi przy częstotliwości sieciowej jest odpowiednio duża. W przypadku braku punktu neutralnego lub środkowego można połączyć z ziemią przewód liniowy przez dużą impedancję.
W układzie IT w razie pojedynczego zwarcia z częścią przewodzącą dostępną prąd uszkodzeniowy jest mały i samoczynne wyłączenie zasilania nie jest wymagane. Powinno być jednak stosowane zabezpieczenie przed ryzykiem szkodliwych skutków patofizjologicznych u osoby, która w przypadku jednoczesnego wystąpienia dwóch uszkodzeń (w dwóch fazach) dotknie części dostępnych przewodzących.
Części przewodzące dostępne powinny być uziemione indywidualnie, grupowo lub zbiorowo. Niezależnie od rodzaju uziemienia powinny być spełnione następujące wymagania:
• w układach prądu przemiennego:
R_A x I_d ≤ 50 V,
• w układach prądu stałego:
R_A x I_d ≤ 120 V.
gdzie:
R_A – jest sumą rezystancji uziemienia uziomu i przewodu ochronnego części przewodzących dostępnych,
I_d – jest prądem uszkodzeniowym [A] pierwszego zwarcia o pomijalnej impedancji pomiędzy przewodem liniowym i częścią przewodzącą dostępną. Na wartość prądu uszkodzeniowego I_d mają wpływ prądy upływowe i całkowita impedancja uziemienia instalacji elektrycznej.
W układach IT do kontroli i zabezpieczeń mogą być stosowane następujące urządzenia:
• urządzenia do stałej kontroli stanu izolacji,
• urządzenia do pomiaru prądu różnicowego,
• systemy do lokalizacji uszkodzeń izolacji,
• urządzenia zabezpieczające nadprądowe,
• urządzenia ochronne różnicowoprądowe.
W układach, w których stosowane są urządzenia różnicowoprądowe, nie można wykluczyć ich błędnych zadziałań spowodowanych pojemnościowymi prądami upływu.
Gdy celem stosowania układu IT jest zapewnienie ciągłości zasilania konieczne jest instalowanie urządzeń kontrolujących izolację, aby wykryć pierwsze zwarcie części czynnej z częścią przewodzącą dostępną lub z ziemią. Urządzenie kontrolne powinno uruchamiać sygnalizację akustyczną lub wizualną albo obie jednocześnie, które będą funkcjonować przez cały czas trwania zwarcia.
Po wystąpieniu pierwszego zwarcia warunki do samoczynnego wyłączenia zasilania w przypadku drugiego zwarcia w innej fazie raptownie się zmieniają i będą następujące:
1) Gdy dostępne części przewodzące są połączone ze sobą przewodem ochronnym i wspólnie uziemione przez ten sam uziom warunki stają się podobne jak w układzie TN. W przypadku gdy w układach prądu przemiennego nie jest stosowany przewód neutralny i w układach prądu stałego nie jest stosowany przewód środkowy należy spełnić następujące wymaganie:
2I_a Z_s ≤ U
i tam, gdzie jest stosowany przewód neutralny w układach prądu przemiennego i przewód środkowy w układach prądu stałego następujące wymaganie:
2I_a Z’_s ≤ U_o
gdzie:
U_o – napięcie nominalne [V] prądu przemiennego lub prądu stałego między przewodem liniowym i przewodem neutralnym lub przewodem środkowym,
U – jest napięciem nominalnym między przewodami liniowymi [V],
Z_s – impedancja [Ω] pętli zwarciowej obejmującej przewód liniowy i przewód ochronny,
Z’_s – impedancja [Ω] pętli zwarciowej obejmującej przewód neutralny i przewód ochronny,
I_a – prąd [A], wywołujący samoczynne wyłączenie zasilania przez zabezpieczenia w czasie wymaganym w układzie TN (tablica 1).
Współczynnik 2 występujący w obydwu wzorach dotyczy jednoczesnego powstania dwóch zwarć, które mogą wystąpić w różnych obwodach. Przy określaniu impedancji pętli zwarciowej trzeba rozważyć najbardziej niekorzystne przypadki, np. zwarcie przewodu liniowego przy źródle przy jednoczesnym uszkodzeniu przewodu neutralnego w odbiorniku energii elektrycznej w analizowanym obwodzie.
2) Przy uziemianiu części przewodzących dostępnych grupowo lub indywidualnie warunki stają się podobne, jak w układzie TT i ma zastosowanie wymaganie:
R_A x I_a ≤ 50 V
gdzie:
R_A – suma rezystancji [W] uziemienia uziomu i przewodu ochronnego do części przewodzących dostępnych,
I_a – prąd [A], wywołujący samoczynne wyłączenie zasilania przez urządzenie zabezpieczające w czasie określonym dla układu TT (tablica 1),
Jeżeli wymaganie 2) jest spełniane przez wyłącznik różnicowoprądowy, to do dotrzymania czasu wyłączenia wymaganego w układzie TT (tablica 1) mogą być konieczne prądy różnicowe znacznie większe niż znamionowy prąd różnicowy wyłącznika I_Δn – zwykle 5IΔn.

Środek ochrony: izolacja podwójna lub wzmocniona

Izolacja podwójna lub wzmocniona jest środkiem ochrony, w którym:
• ochronę podstawową stanowi izolacja podstawowa, zaś ochronę przy uszkodzeniu zapewnia izolacja dodatkowa lub
• ochronę podstawową i ochronę przy uszkodzeniu stanowi izolacja wzmocniona między częściami czynnymi i częściami przewodzącymi dostępnymi.
Wymienione środki ochrony mają zapobiegać pojawieniu się napięcia niebezpiecznego na częściach przewodzących dostępnych urządzenia elektrycznego w przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej. Izolacja podwójna i wzmocniona może być stosowana jako środek ochrony we wszystkich sytuacjach z wyjątkiem specjalnych zastosowań lub lokalizacji (PN-HD 60364 grupy 700). Jeżeli w całej lub w części instalacji jest stosowana jako środek ochrony od porażeń izolacja podwójna lub wzmocniona, to urządzenie elektryczne powinno spełniać jedno z poniższych wymagań:
• Urządzenie elektryczne powinno być jednym z następujących typów sprawdzone i oznaczone zgodnie z odpowiednimi normami: klasy ochronności II z izolacją podwójną lub wzmocnioną, urządzeniem deklarowanym w odpowiednich normach produktowych jako urządzenie równorzędne urządzeniu klasy ochronności II, odpowiednio, jak zestaw urządzeń elektrycznych, mających całkowitą izolację (EN 60439-1). Urządzenie to jest oznakowane symbolem jako urządzenie klasy ochronności II.(PN – IEC 60417-5272). Symbol powinien być umieszczony w widocznym miejscu na zewnątrz i wewnątrz obudowy.
• Urządzenie elektryczne gotowe do użycia, które ma wszystkie części przewodzące oddzielone od części czynnych tylko izolacją podstawową powinno być umieszczone w obudowie izolacyjnej o stopniu ochrony, co najmniej IPXXB lub IP2X spełniającej następujące wymagania: przez obudowę izolacyjną nie mogą przechodzić części przewodzące, mogące przenieść potencjał oraz w obudowie izolacyjnej nie powinno być żadnych śrub lub innych elementów mocujących z materiałów izolacyjnych, których zastąpienie w czasie montażu i eksploatacji śrubami i innymi elementami mocującymi metalowymi mogłoby uszkodzić izolacyjność obudowy.
Jeżeli przez obudowę izolacyjną muszą przechodzić elementy mechaniczne, to powinny być one wykonane w taki sposób, aby w przypadku uszkodzenia nie była pogorszona ochrona przeciwporażeniowa. W przypadku gdy drzwiczki lub pokrywy w obudowach izolacyjnych mogą być otwierane bez użycia klucza lub innego narzędzia, wszystkie części przewodzące dostępne po ich otwarciu powinny być chronione przegrodą izolacyjną, zapewniającą stopień ochrony co najmniej IPXXB lub IP2X, chroniącą przed przypadkowym dotknięciem tych części. Przegrody izolacyjne powinny być tak skonstruowane, aby nie było możliwe ich usunięcie bez użycia klucza lub innych narzędzi.
Części przewodzące wewnątrz obudowy izolacyjnej nie powinny być połączone z przewodem ochronnym. Jednak można wykonać połączenie przewodów ochronnych, które przechodzą przez obudowę ze względu na potrzeby innych urządzeń elektrycznych, których obwody zasilające również przechodzą przez tę osłonę izolacyjną. Wewnątrz obudowy każdy z takich przewodów i ich zaciski powinny być izolowane w taki sam sposób, jak części czynne. Ich zaciski powinny być oznakowane symbolem PE.
Przykładem zastosowania środka ochrony izolacja podwójna lub wzmocniona są elektronarzędzia. Szczegółowe wymagania w stosunku do środka ochrony izolacja podwójna lub wzmocniona podane są w normie.

Wyłącznik różnicowoprądowy DFS4 125/4- 0,03 firmy Doepke

Środek ochrony: separacja elektryczna

Separacja elektryczna jest środkiem ochrony, w którym:
• ochrona podstawowa jest realizowana przez izolację podstawową części czynnych lub przez przegrody albo obudowy,
• ochronę przy uszkodzeniu zapewnia separacja podstawowa od innych obwodów i od ziemi.
W zasadzie ten środek ochrony powinien być ograniczony do zasilania jednego odbiornika energii elektrycznej zasilanego z jednego nieuziemionego źródła z separacją podstawową. Norma dopuszcza zasilanie więcej niż jednego odbiornika z obwodu separowanego, jednak pod warunkiem, że będą zastosowane izolowane nieuziemione przewody wyrównawcze, łączące części przewodzące dostępne tych odbiorników. Połączenia te nie powinny być połączone z przewodami ochronnymi lub częściami przewodzącymi dostępnymi odbiorników zasilanych z innych obwodów.
W razie zasilania więcej niż jednego odbiornika z obwodu separowanego zastosowane gniazda wtyczkowe powinny mieć styk ochronny, połączony z przewodami izolowanymi ochronnego połączenia wyrównawczego. Wszystkie przewody giętkie zasilające odbiorniki, z wyjątkiem przewodów zasilających odbiorniki z podwójną lub wzmocnioną izolacją, powinny zawierać żyłę ochronną użytą jako przewód połączenia wyrównawczego.
W przypadku podwójnego zwarcia zasilanego przez przewody o różnej biegunowości powinno być zapewnione wyłączenie zasilania przez urządzenie ochronne w czasie zgodnym z tablicą 1.
Zalecane jest, aby iloczyn napięcia nominalnego [V] i długości oprzewodowania [m] nie przekraczał 100000 V/m i żeby długość oprzewodowania nie przekraczała 500 m.
Źródło zasilające obwód separowany (transformator) powinno być urządzeniem z co najmniej separacją podstawową. Napięcie obwodu separowanego nie może przekraczać 500 V. Części czynne obwodu separowanego (połączonego z uzwojeniem wtórnym transformatora separacyjnego) nie powinny być połączone z żadnym punktem innego obwodu elektrycznego, z ziemią lub z przewodem ochronnym PE. Obwody separowane powinny mieć osobne oprzewodowanie. W razie konieczności prowadzenia przewodów obwodów separowanych wraz z przewodami innych obwodów elektrycznych, należy stosować przewody wielożyłowe bez metalowego płaszcza albo przewody izolowane w rurach lub listwach izolacyjnych pod następującymi warunkami:
• napięcie znamionowe obwodów separowanych nie jest niższe niż najwyższe napięcie nominalne,
• każdy obwód separowany jest chroniony przed prądem przetężeniowym.

Środek ochrony: bardzo niskie napięcie zapewnione przez SELV i PELV

Środek ochrony „bardzo niskie napięcie” polega na zastosowaniu jednego z dwóch różnych obwodów bardzo niskiego napięcia SELV lub PELV. Zapewnienie bezpieczeństwa przez ten środek ochrony wymaga:
• ograniczenia napięcia do 50 V prądu przemiennego lub 120 V prądu stałego (do górnych wartości zakresu I, norma IEC 60449) oraz
• ochronnego odseparowania obwodów SELV i PELV od wszystkich obwodów innych niż SELV i PELV oraz
• izolacji podstawowej między obwodami SELV i PELV i innymi obwodami SELV i PELV i
• tylko w przypadku obwodów SELV, izolacji podstawowej między obwodem SELV i ziemią.
Jako źródła prądu do obwodów SELV i PELV mogą być stosowane:
• transformatory ochronne,
• inne źródła prądu zapewniające poziom zabezpieczenia równorzędny transformatorom ochronnym,
• elektrochemiczne źródła prądu np. baterie akumulatorów,
• niektóre urządzenia elektroniczne z zastosowanymi środkami ochronnymi przed przekroczeniem górnych wartości napięć zakresu I nawet w przypadku wewnętrznego uszkodzenia.
Części czynne obwodów SELV i PELV powinny być izolowane od części czynnych innych obwodów SELV i PELV za pomocą izolacji podstawowej. Od innych obwodów nie będących SELV i PELV obwody te powinny mieć zapewnioną separację elektryczną przez izolację podwójną lub wzmocnioną albo przez izolację podstawową i ekranowanie ochronne przy najwyższym istniejącym napięciu.
Obwody SELV powinny posiadać izolację podstawową między częściami czynnymi i ziemią. Obwody PELV i części przewodzące dostępne urządzenia zasilającego mogą być uziemione. Separacja ochronna oprzewodowania obwodów SELV i PELV od części czynnych innych obwodów, które mają co najmniej izolację podstawową może być uzyskana przez zastosowanie jednego z następujących rozwiązań:
• ułożenie przewodów obwodów SELV i PELV w niemetalowej osłonie lub nieprzewodzącej obudowie uzupełniającej izolację podstawową,
• oddzielenie przewodów obwodów SELV i PELV od przewodów o napięciu wyższym niż napięcia zakresu I przez uziemioną metalową osłonę lub uziemiony metalowy ekran,
• zastosowanie przewodu wielożyłowego lub innego zestawu przewodów do wspólnego prowadzenia przewodów obwodów SELV i PELV i przewodów o napięciu wyższym niż zakres I, jeżeli przewody (żyły) SELV I PELV są izolowane na najwyższe występujące napięcie.
Wtyczki i gniazda wtyczkowe w obwodach SELV i PELV powinny mieć taką konstrukcję, aby nie było możliwe użycie ich zamienne z w tyczkami i gniazdami w obwodach o innym napięciu i nie powinny mieć styku ochronnego.
Części przewodzące dostępne obwodów SELV nie powinny być połączone z ziemią, z przewodami ochronnymi lub z dostępnymi częściami przewodzącymi innych obwodów.
Jeżeli napięcie nominalne obwodów SELV i PELV przekracza 25 V prądu przemiennego i 60 V prądu stałego lub urządzenie jest zanurzone, to powinna być zastosowana ochrona za pomocą izolacji podstawowej części czynnych, przegród lub obudów. W normalnych suchych warunkach w obwodach SELV o napięciu nie przekraczającym 25 V prądu przemiennego i 60 V prądu stałego oraz w obwodach PELV o tych samych napięciach z częściami przewodzącymi dostępnymi połączonymi z przewodem ochronnym lub uziemionymi ochrona podstawowa nie jest konieczna. We wszystkich innych przypadkach ochrona podstawowa nie jest wymagana, jeżeli napięcie nominalne obwodów SELV i PELV nie przekracza 12 V prądu przemiennego i 30 V prądu stałego

Ochrona uzupełniająca

Stosowanie urządzeń ochronnych różnicowoprądowych o znamionowym prądzie różnicowym 30 mA jest uznaną w obwodach prądu przemiennego ochroną uzupełniającą w razie uszkodzenia środków ochrony podstawowej i/lub środków ochrony przy uszkodzeniu lub przy braku ostrożności użytkowników. W układach prądu przemiennego powinna być zatem stosowana ochrona uzupełniająca za pomocą wyłączników ochronnych różnicowoprądowych:
• gniazd wtyczkowych o prądzie znamionowym nieprzekraczającym 20 A przeznaczonych do powszechnego użytku i obsługi przez osoby niewykwalifikowane (wyjątkiem mogą być gniazda wtyczkowe obsługiwane pod nadzorem osób wykwalifikowanych lub poinstruowanych, np. w niektórych obiektach przemysłowych, lub gniazda wtyczkowe przewidziane do przyłączenia szczególnej części urządzenia),
• urządzeń ruchomych o prądzie znamionowym nieprzekraczającym 32 A używanych na zewnątrz budynków.
Wymagania odnośnie do pozostałych środków ochrony przeciwporażeniowej są szczegółowo przedstawione w normie.

Michał Świerżewski