Protectii si masuri de protectie

PROTECTII SI MASURI DE PROTECTIE

1. Protectia impotriva socurilor electrice. Generalitati

1.1. Consecintele socului electric la care a fost supusa o persoana depind de intensitatea curentului electric si de timpul in care acesta strabate corpul uman. Intensitatea curentului electric depinde de: tensiunea de atingere aplicata utilizatorului, de impedanta traiectoriei strabatute cat si de caracteristicile corpului uman (umiditatea pielii, transpiratie, prezenta unor rani etc.).

1.2. Efectele curentului electric asupra corpului uman depind de natura acestuia: alternativ sau continuu.

1.3. Curentul alternativ cu frecventa cuprinsa intre 15  100 Hz, conform SR CEI 60497-1, produce urmatoarele efecte (vezi fig. 1

- 0,5 mA, senzatie usoara;

- 10 mA, contractie musculara (tetanie);

- 30 mA, paralizie respiratorie;

- 75 mA, fibrilatie cardiaca ireversibila;

- 1A, oprirea inimii.

La cresterea frecventei curentului, scade riscul fibrilatiei ventriculare.

1. In curent continuu, conform SR CEI 60497-1, curentul care prezinta aceeasi probabilitate de a provoca fibrilatie ventriculara se stabileste pe baza multiplicarii cu factorul K de echivalare intre curent continuu si curent alternativ.

De exemplu, pentru durate de soc mai mari decat durata unui ciclu cardiac (peste 400 ms) factorul K de echivalare are valoarea:

1.5. Curentul electric poate provoca arsuri:

- termice;

- electrotermice.

1.6. Socurile electrice se pot datora:

- atingerilor directe;

- atingerilor indirecte.

1.7. Masurile de protectie diferite aplicate intr-o instalatie nu trebuie sa se influenteze si nici sa se anuleze mutual.

A. Protectia impotriva atingerilor directe si indirecte
Protectia prin TFJS sau TFJP

1.8. Protectia impotriva atingerilor directe sau indirecte (protectia completa) se considera realizata daca se aplica protectia prin 'alimentare la tensiune foarte joasa de securitate' cu circuitul de protectie nelegat la pamant (TFJS) sau cu circuitul de protectie legat la pamant (TFJP) si daca urmatoarele conditii sunt simultan indeplinite:

- tensiunea nominala este mai mica decat limita superioara a domeniului I de tensiuni (50V c.a. sau 120 V c.c.);

- sursa de alimentare este conform normativului I.7 si art. 1.9. si art. 1.10.;

- circuitele TFJS sau TFJP indeplinesc conditiile din normativul I.7 cu precizarile de la art. 1.111.17.

1.9. Sursele de alimentare pentru TFJS si TFJP pot fi:

- transformatoare de separare;

- surse de curent cu grad de siguranta echivalent cu gradul unui transformator de separare (de ex. motor si generator separate, grup motor - generator cu infasurari separate electric);

- surse electrochimice (acumulatoare) sau alte surse ce nu depind de circuite de alte tensiuni (grup motor termic - generator);

- dispozitive electronice (conform normativului I.7).

1.10. Partile active ale circuitelor TFJS si TFJP trebuie sa fie separate electric de oricare alt circuit. Trebuie luate masuri pentru asigurarea unei separari cel putin echivalenta cu aceea dintre circuitele primare si secundare ale transformatorului de separare.

1.11. Toate conductoarele circuitelor TFJS sau TFJP trebuie sa fie separate fizic de orice alt circuit, in conditiile date in tabelul 1.

Tabelul 1.

Conditii pentru conductoarele circuitelor TFJS sau TFJP

1.12. Prizele de curent pentru circuitele TFJS sau TFJP trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

- sa fie marcate distinct si durabil;

- sa nu permita intrare fiselor circuitelor de alte tensiuni;

- sa nu aiba contact de protectie.

Fisele circuitelor TFJS si TFJP trebuie realizate astfel incat sa nu poata fi introduse in prizele circuitelor de alte tensiuni.

Conditii suplimentare pentru circuitele de protectie nelegate la pamant (TFJS)

1.13. Partile active ale circuitelor TFJS nu trebuie sa fie legate electric nici la pamant, nici la partile active si nici la conductoarele de protectie ale altor circuite electrice.

1.1 Masele materialelor electrice nu trebuie legate:

- la pamant;

- la conductoarele de protectie sau masele altor instalatii;

- la elemente conductoare electric.

1.15. Daca tensiunea nominala a circuitului este mai mare de 25 V c.a. sau 60V c.c., toate partile active trebuie sa fie protejate suplimentar impotriva atingerilor directe fie prin bariere sau invelisuri cu grad de protectie minim IP 2X, fie printr-o izolatie care sa poata suporta tensiunea de incercare de 500 V timp de 1 minut.

Pentru tensiuni nominale sub aceste valori nu este necesara protectia impotriva atingerilor directe.

Conditii suplimentare pentru circuitele de protectie legate la pamant (TFJP)

1.16. Atunci cand circuitele de protectie sunt legate la pamant si nu se impune TFJS, trebuie asigurata protectia impotriva atingerilor directe prin:

- bariere sau invelisuri care au grad de protectie cel putin IP 2X;

- o izolatie care sa suporte o tensiune alternativa de 500 V, valoare eficace, timp de 1 minut.

Protectia impotriva atingerilor directe nu este necesara pentru materialele electrice aflate in interiorul zonei de influenta a unei legaturi echipotentiale si daca tensiunea nominala nu este superioara tensiunii de 25V c.a. sau 60V c.c.

B. Protectia impotriva atingerilor directe

1.17. Protectia impotriva atingerilor directe se realizeaza cu masuri prin care atingerea de catre utilizatori a conductoarelor si elementelor conductoare destinate a fi in mod normal sub tensiune, sa nu fie posibila. Nici un conductor si nici o parte electrica activa, inclusiv conductoarele N, nu trebuie sa fie accesibile omului.

1.18. Masurile de protectie impotriva atingerilor directe pot fi complete, partiale si suplimentare. Ele au in general numai aplicare locala (nu se aplica intregii instalatii electrice), asa cum se vede in tabelul 2.

Tabelul 2.

Masuri de protectie impotriva atingerilor directe si aplicarea acestora

1.19. Exceptii de la regula generala de protectie impotriva atingerilor directe se admit in conditiile date, in urmatoarele cazuri:

a) In incaperile destinate echipamentelor electrice in care au acces numai persoane special instruite;

b) In incaperile pentru producerea, transformarea si distributia energiei electrice;

c) Pe platformele si laboratoarele de incercari;

d) In incaperile si zonele de lucru pentru operatii de sudare cu arc electric si in cele pentru instalatii de electroliza daca tensiunile de lucru nu depasesc 1000V c.a. sau 1500V c.c.;

e) In incaperile si zonele de lucru pentru celule de electroliza si in cele pentru galvanoplastic daca tensiunile de lucru nu depasesc 500V c.a. sau 750V c.c.;

f) In situatiile in care instalatiile electrice sunt realizate astfel incat persoanele nu pot fi simultan in contact, nici direct, nici prin intermediul unor obiecte care in mod obisnuit le manevreaza sau transporta, cu mase cu defecte accidentale de izolatie, cu doua parti conductoare (parti active, mase sau elemente conductoare) in care diferenta de potential poate fi mai mare de:

- 50V c.a., respectiv 25V c.a. pe santiere si in incaperi agrozootehnice;

- 120V c.c., respectiv 60V c.c. pe santiere si incaperi agrozootehnice;

g) In situatiile de la punctul f) daca nu pot fi respectate conditiile enumerate din motive justificate - necesitati tehnice impuse de functionarea materialelor sau instalatiilor electrice existente sau dispunerea incaperilor sau zonelor de lucru, trebuie luate urmatoarele masuri:

- incaperile sau zonele de lucru respective trebuie delimitate in mod vizibil;

- pentru picioarele si mainile personalului de lucru se vor folosi materiale izolante corespunzatoare naturii si conditiilor de lucru;

h) La racordul partilor mobile ale materialelor electrice, cum sunt de exemplu carucioarele podurilor rulante sau chiar podurile rulante, daca acesta se realizeaza cu ajutorul unor distributii electrice flexibile sau prin linii de contact fixe, protejate impotriva atingerilor directe.

Liniile de contact al podurilor rulante pentru care nu este posibil sa fie indeplinite conditiile enumerate datorita radiatiilor calorice de la materialele sau produsele manevrate, se pot realiza cu conductoare neizolate daca:

- tensiunea de serviciu a liniilor de contact nu depaseste 1000V c.a. sau 1500V c.c.;

- conditiile referitoare la inaccesibilitate sunt respectate pentru personalul insarcinat cu manevrarea podului, atat la locul de lucru cat si pe caile de acces spre locul de lucru.

Protectia prin izolare

1.20. Protectia prin 'izolare' se realizeaza prin acoperirea completa a partilor active cu o izolatie care sa nu poata fi scoasa decat prin distrugere. Izolatia trebuie sa fie realizata dintr-un material izolant adaptat la tensiunea instalatiei si care sa aiba caracteristici care ii garanteaza mentinerea in stare corespunzatoare in conditii de solicitare mecanica, termica si electrica la care poate fi supus. Lacurile, vopselele si produsele analoge nu constituie un material izolant corespunzator asigurarii protectiei.

Protectia prin bariere sau carcase

1.21. Protectia prin 'bariere sau carcase' trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

- partile active trebuie sa fie amplasate in interiorul unei carcase sau in spatele unui obstacol care sa aiba gradul de protectie cel putin IP 2X;

- prizele de curent trebuie sa fie prevazute cu obturatoare.

Materialele electrice care nu corespund acestor cerinte trebuie sa fie protejate prin bariere sau carcase suplimentare.

Protectia prin amplasare in afara zonei de accesibilitate

1.22. Protectia prin 'amplasare in afara zonei de accesibilitate' se aplica numai pentru a impiedica atingerea nedorita a partilor active si nu poate fi utilizata decat pentru:

- conductoarele neizolate ale distributiilor aeriene care fac legatura intre instalatiile electrice dintre doua cladiri aflate in aceeasi incinta deservite exclusiv de personal special instruit, respectandu-se distantele prevazute in normativul I.7;

- incaperile pentru producerea, transformarea si distributia energiei electrice, incaperile pentru echipamente electrice precum si incaperile asimilate acestora (laboratoare si platforme de incercare a materialelor electrice) deservite exclusiv de personal special instruit, in conditiile normativului I.7.

Pe usile acestor incaperi trebuie instalate indicatoare de avertizare care sa semnalizeze existenta partilor active neizolate sub tensiune si interdictia accesului tuturor persoanelor neautorizate.

NOTA: In alte cazuri, aceasta protectie se aplica ca protectie partiala (bai, dusuri etc.)

1.23. In incaperea bateriilor de acumulatoare cu tensiunea de cel putin 120 V, cu parti active sub tensiune neizolate, pardoseala din jurul bateriei trebuie acoperita cu material izolant, iar bateriile vor fi dispuse astfel incat persoanele sa nu poata atinge simultan parti sub tensiune aflate la o diferenta de potential mai mare de 120 V.

C. Protectia impotriva atingerilor indirecte

1.2 Protectia impotriva atingerilor indirecte se realizeaza cu masuri prin care se asigura protectia utilizatorilor impotriva pericolelor ce pot sa apara in urma atingerii unor mase puse accidental sub tensiune ca urmare a unui defect de izolatie.

1.25. Protectia impotriva atingerilor indirecte poate fi realizata prin:

- masuri de protectie 'fara intreruperea automata a alimentarii'

- masuri de protectie 'prin intreruperea automata a alimentarii'.

1.26. Masurile de protectie 'fara intreruperea automata a alimentarii' se pot aplica materialelor electrice sau anumitor parti din instalatie si trebuie sa impiedice orice atingere simultana dintre o masa si un element conductor aflate la potentiale diferite si consta in:

- folosirea de materiale electrice de clasa II sau echivalente;

- izolarea suplimentara;

- separarea electrica;

- amplasarea la distanta sau intercalarea de obstacole;

- executarea de legaturi echipotentiale locale, nelegate la pamant.

1.27. Masura de protectie 'prin intreruperea automata a alimentarii' se aplica prin utilizarea unui dispozitiv de protectie care trebuie sa separe automat, intr-un anumit timp, functie de marimea si durata tensiunii de atingere, alimentarea circuitului sau materialului protejat impotriva contactelor indirecte, in caz de defect.

Masura de protectie 'prin intreruperea automata a alimentarii' necesita coordonarea intre schemele de legare la pamant si caracteristicile conductoarelor de protectie si dispozitivele de protectie.

Masuri de protectie 'fara intreruperea alimentarii'
Materiale electrice de clasa II

1.28. Se pot considera de clasa II de protectie distributiile realizate cu:

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

- cabluri nearmate si fara invelis metalic;

- conductoare izolate protejate in tuburi izolante;

- cabluri armate sau cu invelis metalic, cu conditia ca armatura sau invelisul metalic sa fie izolate la extremitati astfel incat sa se evite orice risc de contact intre acesta si o masa, un element conductor sau o parte activa din punct de vedere electric.

Clasa II de protectie este eficienta numai daca se respecta conditiile de alegere a gradului de protectie in functie de influentele externe. Atunci cand aceasta protectie nu este asigurata prin constructie (de ex. masini unelte portabile utilizat in mediu umed sau exterior), trebuie luata o masura suplimentara de protectie, care consta de regula in utilizarea unui dispozitiv diferential de inalta sensibilitate (de cel mult 30 mA).

Izolarea suplimentara

1.29. Protectia prin 'izolare suplimentara' se foloseste la materialele electrice care au numai o izolatie principala si se realizeaza in timpul executiei instalatiei electrice care au numai o izolatie principala si se realizeaza in timpul executiei instalatiei electrice (de exemplu folosind conductoare electrice izolate protejate in tuburi izolante.

Materialele electrice izolate suplimentar pot fi asimilate cu materialele de clasa II de protectie.

Izolatia suplimentara trebuie sa fie capabila sa suporte solicitarile electrice, mecanice sau termic care pot sa apara in functionarea normala.

Izolatia suplimentara nu trebui sa fie traversata cu elemente conductoare, iar masele interne ei nu trebuie legate la un conductor de protectie.

In cazul in care izolatia suplimentara se realizeaza dintr-o carcasa metalica, vopseaua si materialele similare nu sunt considerate materiale electroizolante.

Separarea electrica

1.30. Masura de protectie prin 'separare electrica' se aplica tinandu-se seama de conditiile normativului I.7 si de urmatoarele precizari:

- masura 'separare de protectie' nu este destinata aparatelor cu nivel scazut de izolatie;

- la utilizarea masurii 'separare de protectie' se recomanda sa se respecte relatia:

U x L ≤ 100000

in care:

U, tensiunea nominala a circuitului (V)

L ≤ 500 m, lungimea circuitului secundar.

- in cazul alimentarii mai multor aparate dintr-o singura sursa de separare, daca nu pot fi respectate conditiile generale din normativul I.7 si circuitul secundar este prea lung, trebuie aplicate conditiile de protectie schemei IT;

- daca masele circuitului de separare pot veni in contact cu masele altor circuite, pentru acest circuit se aplica conditiile impuse pentru protectia prin 'separare electrica', iar celorlalte circuite li se aplica masuri de protectie adaptate pentru aceste mase.

Amplasarea la distanta sau intercalarea de obstacole

1.31. Pentru masura de protectie prin 'amplasare la distanta sau intercalare de obstacole', prevederile normativului I.7 sunt indeplinite daca se respecta una din conditiile urmatoare:

- izolatia trebuie sa aiba o rezistenta mecanica suficienta si sa poata suporta o tensiune de incercare de cel putin 2000 V, iar curentul de fuga trebuie sa fie de cel mult 1 mA, in conditii normale de functionare;

- peretii si planseele incaperilor izolante trebuie sa aiba o rezistenta cel putin egala cu:

• 0,5 M pentru tensiuni nominale ale instalatiei cel mult egale cu 500 V;
• 1 M, pentru tensiuni nominale ale instalatiei mai mari de 500 V masurate in toate punctele de masura, conform normativului I.7.

Daca valorile nu sunt respectate in toate punctele de masura, atunci aceeasi pereti sau aceste pardoseli sunt considerate conductoare electric din punct de vedere al protectiei la soc electric.

Legaturi echipotentiale locale nelegate la pamant

1.32. Masura de protectie prin 'legaturi echipotentiale locale nelegate la pamant' se aplica in conditiile normativului I.7 cu urmatoarele precizari:

- conductoarele de echipotentializare trebuie sa lege toate masele si toate elementele conductoare simultan accesibile;

- legatura echipotentiala nu trebuie sa fie in legatura cu pamantul nici direct nici prin intermediul maselor sau elementelor conductoare;

- trebuie luate masuri pentru asigurarea accesului persoanelor la amplasamentul considerat, fara ca ele sa poata fi supuse unei diferente de potential periculoase (de exemplu in cazul unei pardoseli conductoare racordata la legaturile echipotentiale dar izolata fata de pamant).

Masuri de protectie prin 'intreruperea automata a alimentarii'

1.33. Masura de protectie prin 'intreruperea automata a alimentarii' trebuie realizata astfel incat sa impiedice ca, la aparitia unui defect de izolatie, utilizatorul sa fie supus la o tensiune de atingere periculoasa, peste 50V c.a. sau 120V c.c., un interval de timp suficient pentru a provoca efecte patofiziologice periculoase.

Orice defect aparut intr-un echipament electric si care provoaca circulatia unui curent, trebuie intrerupt intr-un interval de timp care sa asigure protectia persoanelor.

1.3 La aplicarea masurii prin 'intreruperea automata a alimentarii' trebuie asigurate doua conditii:

a) Realizarea sau existenta unui circuit, denumit 'bucla de defect' pentru a permite circulatia curentului de defect. Constructia acestei bucle de defect depinde de schema de legare la pamant (TN, TT, IT).

Alegerea dispozitivului de intrerupere automata a alimentarii va respecta conditia:

in care:

I_REM, curentul de reglaj al declansatoarelor electromagnetice (A);

U_f, tensiunea de faza (cand neutrul este distribuit);

S_f, sectiunea conductoarelor de faza (mm²);

, rezistivitatea la temperatura normala de functionare;

unde S_PE, sectiunea conductorului de protectie;

L, lungimea conductorului.

b) Intreruperea curentului de defect printr-un dispozitiv de protectie corespunzator, intr-un timp depinzand de anumiti parametri, cum ar fi tensiunea de atingere la care poate fi supusa fara risc o persoana, probabilitatea de defect si atingere cu partile defecte.

1.35. In tabelul 3. se prezinta timpii maxim admisi ai dispozitivului de protectie in care o persoana poate fi supusa fara pericol la o anumita tensiune de atingere.

Tabelul 3.

Timpii maxim admisi ai dispozitivului de protectie in functie de tensiunea de stingere

1.36. Conditia de la art. 1.34 punctul a) impune prevederea de conductoare de protectie care leaga la pamant masele tuturor echipamentelor electrice alimentate de instalatie, astfel incat sa se constituie bucla de defect din figura 2 figura 3 figura 4 figura 5 figura 6 figura 7, in functie de schemele de legare la pamant TT, TN, IT aplicate.

Conditia de la art. 1.34, punctul b), impune utilizarea unui dispozitiv de intrerupere automata a alimentarii ale carui caracteristici sunt corespunzatoare schemei de legare la pamant aplicate: TT, TN, IT.

Legari la pamant

1.37. Masele trebuie sa fie legate la conductoarele de protectie in conditiile prevazute pentru fiecare schema de legare la pamant si in conditiile date in cap. 2.

Masele simultan accesibile trebuie sa fie legate la acelasi sistem de legare la pamant, individual, pe grupe sau ansambluri, in conditiile date pentru conductoarele de protectie.

Legatura echipotentiala principala

1.38. In fiecare cladire trebuie realizata, in conditiile normativului I.7, o legatura echipotentiala denumita principala, prin care se leaga intre ele masele si elemente conductoare.

La legatura echipotentiala principala trebuie racordate in cladiri: conductoarele principale de protectie, de legare la pamant, conductele instalatiilor (de apa, gaz) in apropierea locului de intrare in cladiri, conducte de incalzire centrala, tubulatura de ventilare - climatizare (daca exista), elemente metalice ale constructiei (vezi fig. 2

Legatura echipotentiala principala are rolul de a evita aparitia, ca urmare a unui defect de origine exterioara a cladirii, unei diferente de potential intre elementele conductoare din punct de vedere electric din cladire.

Zona protejata de legatura echipotentiala principala cuprinde numai suprafata interioara cladirii atunci cand priza de pamant a maselor este legata la centura de pamant din fundatia cladirii sau cand este legata la fundatiile armaturii metalice ale cladirii.

Legatura echipotentiala suplimentara

1.39. Daca nu pot fi respectate conditiile de protectie de la art. 1.37. pentru o instalatie sau o parte din instalatie, atunci trebuie realizata o legatura locala echipotentiala, numita 'suplimentara' (vezi fig. 3

Aceasta legatura poate fi realizata pentru toata instalatia electrica, numai pentru o parte, un aparat sau un amplasament.

Utilizarea legaturii echipotentiale suplimentare se asociaza cu protectia prin 'intrerupere automata a alimentarii' pentru alte motive decat cele pentru protectia la soc electric (de exemplu pentru protectia impotriva incendiului, pentru protectia termica a echipamentelor etc.) si nu o exclude pe aceasta.

SCHEMA TT

1.40. In schema TT toate masele materialelor electrice protejate prin acelasi dispozitiv de protectie si toate masele simultan accesibile trebuie interconectate prin conductoare de protectie si legate la aceeasi priza de pamant (vezi fig. 2.1). Daca sunt montate in serie mai multe dispozitive de protectie, aceasta prevedere se aplica separat tuturor maselor protejate de acelasi dispozitiv.

Punctul neutru sau, daca acesta nu exista, un conductor de faza al fiecarui transformator sau generator, trebuie legat la pamant.

1.41. In schema TT, defectele intre faza si masa provoaca circulatia unui curent prin bucla de defect conform fig. Impendanta constituita prin rezistenta prizei de defect a maselor si a neutrului limiteaza valoarea curentului de defect sub valoarea curentului de scurtcircuit (vezi art. 2.).

1.42. In schema TT, la alegerea caracteristicilor dispozitivelor de protectie impotriva atingerilor indirecte, trebuie respectate conditiile de la art. 2.5 si 2.6. La folosirea dispozitivelor diferentiale reziduale, trebuie respectate si conditiile de la art. 1.7..1.87.

1.43. Dispozitivele de protectie la supracurenti nu pot fi folosite in protectia impotriva atingerilor indirecte in schema TT, decat daca rezistentele de dispersie ale prizelor de pamant Rm sunt mici si indeplinesc conditiile din relatia:

R_A x I_d ≤ U

in care:

R_A, rezistenta de dispersie a prizei de legare la pamant a maselor (

I_d, curentul de defect ce asigura functionarea dispozitivului de protectie in timpul prevazut in tabelul 3., corespunzator valorii de atingere prevazute (A);

U, tensiunea maxima admisa (50V c.a.)

Rezulta:

I_d ≤ 12,5 A pentru R_A = 4 

I_d ≤ 50 A pentru R_A = 1 

1.4 Daca conditia de la art. 1.43. nu poate fi indeplinita, trebuie realizata o legatura echipotentiala suplimentara.

1.45. In schema TT se pot folosi urmatoarele dispozitive de protectie:

- dispozitive de protectie la supracurenti;

- dispozitive de protectie diferentiale.

Dispozitivele automate de protectie la tensiuni de atingere (PATA) se pot folosi in situatii speciale atunci cand alte dispozitive de protectie nu pot fi realizate.

SCHEMA TN

1.46. In schema TN toate masele instalatiei electrice trebuie sa fie legate prin conductoare de protectie la punctul neutru a sursei care trebuie legat la pamant in apropierea fiecarui transformator de alimentare sau generator. Daca un punct neutru nu este disponibil, un conductor de faza trebuie legat la pamant dar niciodata conductorul de faza nu se utilizeaza drept conductor PEN.

Daca exista posibilitati eficiente de legare la pamant, se recomanda legarea conductorului de protectie in cat mai multe puncte la pamant. Legaturile multiple la pamant au drept scop asigurarea unui potential cat mai apropiat de cel al pamantului, in caz de defect.

La cladirile inalte, aceasta legare multipla a conductorului de protectie nu poate fi practic realizata. De aceea ea poate fi inlocuita cu legaturi echipotentiale care au o functie similara.

1.47. Realizarea legarii maselor la punctul neutru depinde de tipul schemei TN. Astfel:

- In schema TN-C (fig. 5.a), legarea maselor la conductorul PEN trebuie sa fie realizata in locuri usor accesibile. Aceste legaturi trebuie sa permita o deconectare usoara si efectuarea de masuri de izolatie. Trebuie luate masuri pentru a evita orice rupere a conductorului PEN. Prizele de curente trebuie sa aiba, in afara contactelor de faza, un contact pentru conductorul neutru si un contact pentru conductorul de protectie (3F+N+P).

- In schema TN-S (fig. 5.b), conductorul de protectie este legat la punctul neutru al sursei care este legat la pamant. In general, circuitele de receptor sunt realizate in schema TN-S.

In schemele TN-C sau TN-S, cablurile flexibile ale materialelor electrice mobile trebuie sa aiba un conductor de protectie dinstinct de conductorul neutru, acest conductor de protectie fiind legat la contactul de protectie al prizei.

1.48. Cele doua scheme, TN-C si TN-S, pot fi utilizate in aceeasi instalatie, cu conditia ca schema TN-C sa fie utilizata in amonte de schema TN-S (TN-C-S).

1.49. In schema TN pot fi utilizate, in conditiile de la art. 2.102.15 dispozitive de protectie impotriva supracurentilor si dispozitive de protectie la curent diferential rezidual, cu urmatoarele precizari;

- in schema TN-C nu se pot utiliza dispozitive de protectie la curent diferential rezidual cu exceptia prevederilor de la art. 1.50;

- atunci cand se utilizeaza un dispozitiv diferential rezidual in schema TN-C-S, legarea conductorului de protectie la conductorul comun (PEN) trebuie sa se faca in amonte de dispozitivul de protectie diferential (conductorul PEN nu trebuie utilizat in aval de dispozitivul de protectie diferential).

1.50. Atunci cand un dispozitiv de protectie diferential este utilizat pentru intreruperea automata a unui circuit din exteriorul zonei de actiune a legaturii echipotentiale, masele nu trebuie sa fie legate la conductoarele de protectie ale schemei TN dar trebuie sa fie legate la o priza de pamant avand o valoare care sa asigure functionarea dispozitivului de protectie diferential in aceasta situatie, circuitul astfel protejat poate fi considerat in schema TT si se aplica conditiile de la art. 1.401.45.

SCEMA IT

1.51. In schema IT cu neutrul alimentarii fata de pamant (fig. 6.a), curentul I_d al primului defect care poate afecta o faza se inchide prin impedantele de izolare (capacitate si rezistive de izolatie) ale celorlalte doua faze in raport cu pamantul.

1.52. In schema IT cu neutrul alimentarii legat la pamant prin intermediul unei impedante Z (fig. 6.b), intensitatea curentului primului defect este practic limitata de valoarea acestei impedante, capacitatile celorlalte doua faze in raport cu pamanturi prezentand o impedanta in general mai scazuta, daca instalatia nu cuprinde lungimi mari de cabluri sau nu comporta invelisuri metalice.

1.53. In schema IT, la aparitia primului defect de izolatie, curentul de defect este limitat astfel incat sa nu apara in instalatie o tensiune de atingere periculoasa mai mare decat tensiunea limita conventionala. In acest scop trebuie respectata relatia:

R_m x I_d ≤ U_L

in care:

R_m, rezistenta de dispersie a prizei de pamant a maselor (

I_d, curentul primului defect (A);

U_L, tensiunea de atingere limita admisa (V).

Aceasta conditie permite evitarea oricarei intreruperi a alimentarii la aparitia primului defect si continuarea exploatarii instalatiei dar trebuie luate masuri de protectie pentru a se evita periclitarea utilizatorului in cazul unui al doilea efect.

Pentru mentinerea acestui avantaj, este necesar ca primul defect sa fie rapid detectat si eliminat cu ajutorul controlului permanent al instalatiei (CPI). In caz contrar, instalatia se va comporta ca in schemele TN sau TTsi se va pierde avantajul schemei IT.

1.5 Daca primul defect nu este eliminat si daca se produce al doilea defect de izolatie afectand o alta faza, apare un curent de dublu defect. Acest curent este un curent de scurtcircuit (intre faze), conform fig. 7

1.55. In schema IT, se pot utiliza urmatoarele dispozitive de protectie si semnalizare:

- CPI - dispozitive de control permanent al izolatiei (la primul defect);

- dispozitive de protectie la curent diferential rezidual (la primul defect);

- dispozitive de protectie la supracurenti (numai la al doilea defect).

Priza de pamant

1.56. Rezistenta prizei de pamant depinde de forma sa, de dimensiunile si de rezistivitatea terenului in care este amplasata. Rezistenta prizei de pamant trebuie sa fie cat mai scazuta.

1.57. La cladirile noi, priza de fundatie se realizeaza odata cu fundatia, de exemplu cu o platbanda de otel cu sectiunea minima 100 mm² si 3 mm grosime, dispusa de preferinta pe conturul fundatiei sau printr-un cablu de otel cu sectiunea minima de 95 mm², inglobate direct in betonul fundatiei cladirii, astfel incat sa fie invelite cu un strat de beton de cel putin 3 cm (fig. 2). Legatura dintre acestea si conductorul de protectie se face cu conductoare de legare la pamant din otel cu sectiunea minima de 50 mm², inglobate in constructie la executarea ei si sudate la conductoarele din fundatie.

1.58. Armaturile elementelor din beton armat (radiere, stalpi, grinzi plansee) se leaga intre ele, la o priza de pamant si la conductoarele de protectie in puncte cat mai apropiate de acestea. Se va evita legarea la acest sistem echipotential astfel realizat a armaturilor precomprimate.

La cladirile care au schelet metalic si la care stalpii peretilor exteriori constituie practic prize de pamant, nu este necesara prevederea unei centuri pentru priza de fundatie. In acest caz se verifica continuitatea electrica a acestor prize de pamant. Ansamblul prizelor de pamant in astfel de situatii, este bine sa cuprinda si legatura echipotentiala principala.

1.59. Conexiunile intre elementele din otel si conductoarele din cupru nu trebuie niciodata inglobate in beton si trebuie sa fie realizate legaturi in montaj aparent.

1.60. La cladirile noi unde se folosesc in mod obligatoriu prizele naturale de pamant (fundatiile si structurile metalice ale constructiilor, conductele de apa ingropate in pamant etc.) este necesar sa se verifice, pe faze de executie, continuitatea electrica a acestora.

1.61. In cazul cladirilor existente, priza de legare la pamant poate fi construita din:

- platbanda ingropata orizontal;

- placi metalice subtiri, ingropate;

- electrozi verticali.

1.62. Conductoarele ingropate orizontal se pot amplasa in santuri destinate instalatiilor, la o adancime de cca. 1 m. Santurile nu trebuie umplute cu pietris, reziduuri sau materiale analoage, ci de preferinta cu pamant, capabil sa retina umiditatea. Valoarea rezistentei prizei de pamant se poate diminua prin cresterea lungimii traseului. Conductorul inglobat orizontal trebuie sa aiba sectiunea minima de 100 mm² cand este realizat din otel, 25 mm² cand este realizat din cupru masiv si 35 mm² pentru cupru funie.

1.63. Placile metalice subtiri pot fi rectangulare de 0,5 mm x 1 m sau de 1m x 1 m, ingropate vertical pentru un contact mai bun cu solul al ambelor fete si astfel incat centrul placii sa se gaseasca la adancimea de 1 m.

Placile din cupru trebuie sa aiba grosimea de cel putin 2 mm, cele din otel galvanizat de 4 mm sau 6 mm in functie de ph-ul terenului, iar cele din otel negalvanizat, 6 mm.

Rezistenta de dispersie a prizei de pamant de acest tip este aproximativ egala cu:

in care:

, rezistivitatea terenului (

l, perimetrul placii (m).

1.6 Electrozii verticali trebuie sa patrunda in pamant pana la adancimea de cel putin 2 m si se confectioneaza din:

- teava de otel galvanizat cu diametrul de cel putin 25 mm;

- profil din otel galvanizat cu latura de minim 60 mm;

- bare de cupru sau otel cuprat cu diametrul de cel putin 15 mm.

1.65. Rezistenta de dispersie a prizelor de pamant in functie de natura terenului se poate determina conform STAS 12604/5.

Conductoare de protectie si legaturi de echipotentializare

1.66. Un conductor de protectie PE poate fi comun pentru mai multe circuite avand acelasi traseu, daca sectiunea sa a fost dimensionata - conform art. 3.3.16.

Sectiunile conductoarelor de protectie se stabilesc conform art. 3.1..3.16.

1.67. Conductorul de legare la pamant leaga priza de pamant la borna de legare la pamant la care sunt racordate conductorul principal de protectie si conductorul legaturii de echipotentializare (vezi fig. 2. si fig. 3

In cazul in care racordul la priza de pamant se face intre doua metale diferite se utilizeaza racorduri speciale care nu trebuie sa fie in contact direct cu pamantul.

1.68. Conductoarele de protectie si legaturile echipotentiale (interconexiunile) trebuie sa fie protejate impotriva deteriorarilor mecanice si chimice si a solicitarilor electrodinamice.

Ele trebuie sa fie protejate si la trecere prin elementele de constructie.

1.69. Conductoarele de protectie si legaturile echipotentiale (interconexiunile) trebuie sa fie vizibile, iar daca sunt inchise, trebuie sa fie accesibile.

1.70. Legaturile conductorului de protectie la conductorul principal de protectie trebuie sa fie realizate individual, astfel incat, daca un conductor de protectie urmeaza sa fie separat de conductorul principal, legatura tuturor celorlalte conductoare de protectie la conductorul principal sa nu fie afectata.

1.71. Pentru realizarea conductoarelor de protectie pot fi utilizate:

- conductoare izolate incorporate in cabluri;

- conductoare izolate pozate in tuburi, plinte etc.;

- conductoare neizolate care trebuie sa urmeze strict traseul conductoarelor active ale circuitelor respective.

1.72. Pot fi utilizate drept conductoare de protectie invelisurile distributiilor prefabricate daca indeplinesc simultan urmatoarele conditii:

a) prezinta pe toata lungimea, tinand seama si de imbinari, o conductibilitate echivalenta cu aceea impusa conductorului de protectie;

b) continuitatea lor electrica este astfel realizata incat asigura protectia impotriva deteriorarilor mecanice, chimice sau electrochimice;

c) permit pe traseul lor si racordarea altor conductoare de protectie.

Fiecare element al invelisului trebuie ca la 15 cm de la capat sa fie marcat cu o banda verde/galben sau prin literele PE pentru a semnala ca invelisul este folosit in acest scop. Aceste marcaje trebuie sa ramana vizibile si dupa montarea elementului de invelis.

1.73. Pot fi utilizate drept conductoare de protectie sarpanele metalice ale caror elemente conductoare permit asigurarea unor legaturi de echipotentialitate locale si care sunt special recomandate in instalatiile in care in protectia impotriva atingerilor indirecte se utilizeaza dispozitive de protectie impotriva supracurentilor.

Legarea maselor la sarpantele metalice trebuie sa se faca prin legaturi de echipotentializare realizate cu conductoare neizolate sau cabluri.

Intreruperea automata a alimentarii prin dispozitive diferentiale reziduale

1.7 Protectia impotriva atingerilor indirecte cu ajutorul dispozitivului diferential rezidual este asigurata atunci cand este indeplinita relatia:

I_n x R_m ≤ U_L

in care:

I_n, curentul diferential nominal (de functionare) (A);

R_m, rezistenta de dispersie la pamant a maselor legate la pamant (

U_L, tensiunea de atingere maxima admisa (V) care poate fi:

• 50 V c.a. in cazul general;
• 25 V c.a. pentru santiere si ferme agrozootehnice

1.75. Curentul diferential nominal (de functionare) I_n trebuie sa aiba o valoare apropiata de valoarea curentului diferential rezidual I_. Curentul diferential rezidual I_ depinde de valoarea rezistentei de dispersie la pamant a maselor legate la pamant R_m, conform tabelului

Tabelul

Alegerea dispozitivelor diferentiale in functie de valoarea rezistentei de dispersie la pamant a maselor

1.76. In cazul in care nu este posibil sa se realizeze o rezistenta R_m mai mica de 500  pentru U_L = 50V c.a. si 250  pentru U_L = 25V c.a., se recomanda sa se utilizeze un dispozitiv diferential de inalta sensibilitate (I_ = 6, 10, 30mA valori uzuale). Se pot utiliza si dispozitive pentru care I_ este 12 sau 16 mA.

1.77. La montaj, circuitul magnetic al dispozitivului diferential trebuie sa cuprinda toate conductoarele active ale circuitului protejat, inclusiv neutrul. Conductorul de protectie PE al circuitului trebuie sa ramana in exteriorul circuitului magnetic (fig. 8

1.78. Daca instalatiile electrice alimenteaza echipamente care au curenti de fuga permanenti, incompatibili cu utilizarea dispozitivelor diferentiale, atunci se foloseste o alta masura de protectie (de ex. separarea de protectie).

1.79. Aparatul general de comanda si protectie al unei instalatii electrice alimentare din reteaua publica de joasa tensiune, adica disjunctorul de bransament, poate sa nu aiba si functie diferentiala.

1.80. Disjunctorul de bransament cu functie diferentiala poate fi utilizat in cazul protectiei la atingeri indirecte pentru valori ale rezistentei R_m conform tabelului  In cazul unui defect de izolatie, intreaga instalatie electrica este scoasa de sub tensiune de catre disjunctorul de bransament. Pentru a se evita aceasta situatie trebuie instalate dispozitive diferentiale la plecarea fiecarui circuit sau grupuri de circuite; conform schemelor de selectivitate din fig. 9. si fig. 10

1.81. In cazul utilizarii dispozitivelor diferentiale de protectie, selectivitatea poate fi realizata pe orizontala (fig. 10) sau pe verticala (in cascada - fig. 11

1.82 Selectivitatea orizontala poate asigura protectia unui singur circuit sau a unui grup de circuite si in acest caz trebuie sa fie de medie sau inalta sensibilitate.

1.83. Selectivitatea verticala (in cascada) poate fi realizata fie in doua trepte (fig. 11.a) fie in trei trepte (fig. 11.b

1.8 Disjunctorul de bransament de tip S (selectiv) permite asigurarea selectivitatii verticale in doua sau trei trepte prin utilizarea dispozitivelor diferentiale de 100 mA sau 30 mA amplasate in aval de acesta.

1.85. In instalatiile electrice mari, cu numar mare de nivele de distributie, se pot combina cele doua sisteme de selectivitate (orizontala si verticala). In acest caz, in tabloul general de distributie se monteaza un disjunctor general fara functie diferentiala (fig. 10

1.86. In instalatia electrica protejata cu dispozitive diferentiale de inalta sensibilitate, masele trebuie legate la pamant.

1.87. Dispozitivele diferentiale de inalta sensibilitate se utilizeaza pentru protectia:

a) circuitelor de priza:

- cu curenti nominali mai mici sau egali cu 32 A, indiferent de locul de amplasare;

- din incaperile de clasa AD4 (U3);

- din instalatiile electrice provizorii (de exemplu, in instalatii de santier) indiferent de curentul nominal;

- din sali de baie, dusuri si piscine (numai in volumul 3);

- pentru incalzirea electrica prin pardoseala sau plafon;

b) instalatiilor electrice utilizate in conditii grele.

2. Protectia circuitelor electrice

Protectia impotriva supracurentilor

2.1. Conductoarele electrice trebuie protejate impotriva supracurentilor prin unul sau mai multe dispozitive de protectie automata.

Aceasta protectie poate fi:

- impotriva curentilor de suprasarcina si/sau

- impotriva curentilor de scurtcircuit.

Protectia la suprasarcina

2.3. Dispozitivele de protectie la suprasarcina, pentru a asigura protectia unei distributii, trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii generale (vezi fig. 12

I_C ≤ I_N ≤ I_adm

I₂ ≤ 1,45I_adm

in care:

I_C, curentul de calcul al distributiei;

I_N, curentul nominal al dispozitivului de protectie;

I_adm, curentul admisibil in conductorul distributiei;

I₂, curentul conventional (curent care asigura efectiv declansarea dispozitivului de protectie stabilit in norme sau in documentatia de referinta a produsului).

Caracteristicile de referinta ale distributiei electrice (circuit, coloana)

2. In cazul in care protectia la suprasarcina este asigurata cu sigurante fuzibile, atunci acestea trebuie sa respecte urmatoarele doua conditii:

vI_F ≥ I_C

I₂ ≤ 1,45I_adm sau

unde:

in care:

K₂, este raportul dintre curentul I₂, asigurand efectiv functionarea dispozitivului de protectie si curentul sau nominal I_N (in acest caz, I_F).

Valoarea raportului K₂ variaza in functie de natura dispozitivului de protectie, conform tabelului 5.

Tabelul 5.

Valorile coeficientilor K₂ si K₃ in functie de tipul dispozitivului de protectie

NOTA:

1. Pentru sigurante fuzibile la care K₂ este cuprins intre 1,6 si 1,9 rezulta:

- conditia I₂ ≤ 1,45I_adm este mai severa decat I_F ≤ I_adm

Pentru intreruptoare automate, rezulta:

- conditia I_N ≤ I_adm este mai severa decat I₂ ≤ 1,45I_adm

2. In practica, pentru intreruptoarele automate, rezulta urmatoarele conditii:

I_C ≤ I_N ≤ I_adm

Protectia la scurtcircuit

2.5. Dispozitivele de protectie la scurtcircuit trebuie sa indeplineasca conditiile normativului I.7 privind capacitatea de rupere si timpul de rupere.

2.6. Pentru scurtcircuite a caror durata este de maxim 5 secunde, timpul in care conductorul atinge temperatura limita admisa la scurtcircuit se determina cu relatia:

in care:

t, timpul (s);

S, sectiunea conductorului (mm²)

I, curentul de scurtcircuit exprimat ca valoare eficace (A);

K, o constanta avand valorile conform tabelului 6.

Tabelul 6.

Valorile constantei K in functie de materialul conductorului si izolatiei acestuia

* Valori ale coeficientului K neprecizate in normativul I.7

2.7. Pentru conductoare neizolate, temperaturile limita admise la scurtcircuit trebuie alese tinandu-se seama de caracteristicile mecanice ale conductoarelor si de natura materialelor izolante invecinate.

2.8. In cazuri speciale se impune reducerea temperaturii limita admisa in functie de caracteristicile mecanice ale conductoarelor sau cablurilor (de exemplu si de natura materialelor izolante invecinate).

2.8. In cazuri speciale se impune reducerea temperaturii limita admisa in functie de caracteristicile mecanice ale conductoarelor sau cablurilor (de exemplu pentru cabluri autoportante).

2.9. In tabelul 7. se dau, pentru exemplificare, caracteristicile dispozitivelor de protectie pentru circuitele electrice din domeniul casnic.

Tabelul 7.

Caracteristicile dispozitivelor de protectie pentru circuitele electrice din locuinte

Protectia impotriva supratensiunilor

2.10. Supratensiunile la care pot fi supuse instalatiile electrice pot fi generate de:

- un defect de izolatie al instalatiilor de J.T. fata de instalatiile de inalta tensiune;

- descarcari atmosferice;

- manevrarea echipamentelor electrice;

- fenomene de rezonanta;

- intreruperea neutrului (N) in reteaua de J.T.

2.11. Aparatele de protectie la supratensiuni sunt de urmatoarele tipuri:

- tip A, pentru linii electrice aeriene (LEA);

- tip B, pentru cladiri cu bransament aerian sau subteran prevazute cu IPT;

- tip C, pentru cladiri cu bransament subteran sau aerian prevazute sau nu cu IPT;

- tip D, pentru protectia receptorului final.

2.12. Protectia instalatiilor electrice la supratensiuni de origine atmosferica se face cu dispozitive de protectie la supratensiuni de tip B pentru tensiuni cuprinse intre 0,..4kV (0,52,5kV) pentru un curent maxim de descarcare de 30140 (5) kA pentru timp de descarcare 8/20s.

Aceste dispozitive se monteaza in tabloul electric general, dupa sigurante si inaintea aparatelor de masura si inregistrare si au in componenta eclatoare, separatoare termice si varistoare cu oxid metalic.

Echiparea instalatiei electrice cu astfel de aparate este necesara numai in cazul in care constructia este prevazuta cu instalatie de protectie impotriva trasnetelor sau este alimentata prin racord aerian la reteaua de joasa tensiune.

2.13. Protectia instalatiei electrice la supratensiuni accidentale generate de comutatie pe sarcini inductive sau capacitive (actionari ale echipamentelor electrice) se face cu aparate de protectie la supratensiuni de comutatie de tip C pentru retele de 75 – 500V in reteaua de alimentare de joasa tensiune.

Echiparea cu aparate de acest tip este necesara atat in cazul constructiilor echipate cu instalatie de protectie impotriva trasnetelor, cat si in cazul celor neechipate, indiferent de modul de racordare (aerian sau subteran) la reteaua de joasa tensiune.

Aceste aparate pot contine protectie dinamica, protectie termica, varistor cu oxid metalic si eclator cu descarcare in gaz si se monteaza in tabloul principal sau secundar.

2.1 Aparatele de protectie la supratensiuni de tip B si C care nu sunt prevazute cu cartuse intersanjabile, trebuie separate in tabloul electric printr-un separator legat in paralel, care sa permita inlocuirea aparatului defect si realimentarea instalatiei generale.

2.15. Protectia individuala a receptoarelor (protectie finala) la supratensiuni induse si remanente se face cu aparate de protectie la supratensiuni de tip D pentru retele de 230 V. Pentru aparate de laborator, echipamente electrice si tehnica de calcul, aparatele de protectie sunt echipate cu control termic de functionare pentru echilibrarea de potential intre cablurile de antena si alimentare electrica si cu filtre antiparazite de banda larga.

Aceste aparate se monteaza in prize cu contact de protectie.

2.16. Toate aparatele de protectie la supratensiuni asigura o protectie eficienta numai daca rezistenta de dispersie a prizei de pamant a instalatiei electrice este corespunzatoare (R ≤ 1  pentru priza comuna cu priza IPT, R ≤ 5  pentru priza de pamant separata naturala sau R = 1  pentru priza de pamant artificiala).

Protectie impotriva tensiunilor minime

2.17. Protectia impotriva tensiunilor minime se aplica in special instalatiilor electrice care sunt dotate cu motoare concepute sa porneasca automat dupa oprirea provocata de o tensiune scazuta sub o anumita valoare.

2.18. Dispozitivele de protectie la tensiuni scazute sunt necesare in instalatiile electrice ale cladirilor prevazute cu echipamente de siguranta sau cu alimentare de rezerva. Aceste dispozitive trebuie sa asigure punerea in functiune a surselor de siguranta sau de inlocuire si alimentarea echipamentelor corespunzatoare atunci cand tensiunea este inferioara limitei de functionare normala a aparatelor.