Izolace vzdušného vedení a ochranná pásma: Komplexní průvodce

Při rekonstrukci nemovitosti nebo provádění jiných prací v blízkosti elektrického vedení je nezbytné zajistit adekvátní izolaci vedení. Zákonné předpisy a technické normy stanovují jasná pravidla pro ochranu osob a majetku v blízkosti elektrických zařízení.

Ochranná pásma a legislativa

Zákon č. 458/2000 Sb., tzv. energetický zákon, definuje ochranná pásma zařízení elektrizační soustavy. Jejich účelem je zajištění spolehlivého provozu zařízení a ochrana života, zdraví a majetku osob. Ochranné pásmo vzniká dnem nabytí právní moci územního rozhodnutí o umístění stavby nebo územního souhlasu s umístěním stavby, případně dnem uvedení zařízení elektrizační soustavy do provozu.

Ochrannými pásmy jsou chráněna nadzemní vedení, podzemní vedení, elektrické stanice, výrobny elektřiny a vedení měřicí, ochranné, řídicí, zabezpečovací, informační a telekomunikační techniky.

Vymezení ochranných pásem nadzemního vedení

Ochranné pásmo nadzemního vedení je souvislý prostor vymezený svislými rovinami vedenými po obou stranách vedení ve vodorovné vzdálenosti měřené kolmo na vedení od krajního vodiče. Tyto vzdálenosti se liší v závislosti na napětí vedení:

  • U napětí nad 1 kV a do 35 kV včetně:
    • pro vodiče bez izolace: 7 m
    • pro vodiče s izolací základní: 2 m
    • pro závěsná kabelová vedení: 1 m
  • U napětí nad 35 kV do 110 kV včetně: 12 m
  • U napětí nad 110 kV do 220 kV včetně: 15 m
  • U napětí nad 220 kV do 400 kV včetně: 20 m
  • U napětí nad 400 kV: 30 m
  • U závěsného kabelového vedení 110 kV: 2 m
  • U zařízení vlastní telekomunikační sítě držitele licence: 1 m

V lesních průsecích udržuje provozovatel přenosové soustavy nebo provozovatel příslušné distribuční soustavy na vlastní náklad volný pruh pozemků o šířce 4 m po jedné straně základů podpěrných bodů nadzemního vedení podle odstavce 3 písm. a) bodu 1 a písm. b).

Čtěte také: Vlastnosti dřevovláknité izolace – požární odolnost

Historický vývoj legislativy k ochranným pásmům

Je důležité si uvědomit, že pro stávající elektrická zařízení je nutno respektovat dřívější vymezení ochranného pásma. Dřívější předpisy zahrnovaly:

  • od 1. 1. 1958 platil zákon č. 79/1957 Sb.
  • od 1. 1. 1995 platil zákon č. 222/1994 Sb.
  • od 1. 1. 2001 platí zákon č. 458/2000 Sb.

Před rokem 2001 platily následující specifikace:

  • V zákonu č. 79/1957 chybí konkrétní zmínka o šíři ochranného pásma.
  • Na tento zákon navazuje zákon č. 80/1957, kde je uvedeno pásmo pro VN 10 m.
  • Toto pásmo je v zákoně č. 153/1961 v lesních průsecích zmenšeno na 7 m. Ovšem mimo les platí pořád těch 10 m.
  • Pak nastupuje zákon č. 222/1994, kde je již uvedeno oněch 7 m obecně.

U vzdušného vedení VN s pracovní izolací je ochranné pásmo 2 m.

Vzdálenosti vedení nízkého napětí od budov

V současné době neexistuje předpis nebo norma ČSN, které by řešily otázku vzdáleností elektrických venkovních vedení nn od nepochůzné střechy, otevíratelného střešního okna a okna, které je osazeno v obvodovém zdivu. Tuto otázku řeší v současné době PNE 33 3301 (Elektrická venkovní vedení s napětím nad 1 kV AC do 45 kV včetně). Doporučuje se držet se vzdáleností, které byly předepsány do roku 2007 v ČSN 33 3301:1997 (Stavba elektrických venkovních vedení se jmenovitým napětím do 52 kV).

Podle ČSN 33 3301: 1997 pro vzdálenosti holých vodičů platí:

Čtěte také: Kročejová izolace a její použití

A. Vzdálenosti od neschůdných částí budov a konstrukcí

  • Vodorovně (a): 1/100 vzdálenosti mezi místem přiblížení a nejbližší podpěrou, nejméně však 0,15 m, u vodivých budov a konstrukcí nejméně 0,35 m, u okapů a okapových svodů nejméně 0,15 m.
  • Svisle (b): 0,6 m (při kontrole výpočtem) nebo 1 m (za obvyklých teplot při montáži bez kontroly výpočtem), u přípojek a připojených budov stačí vzdálenost b = 0,6 m (za obvyklých teplot bez kontroly výpočtem).

B. Vzdálenosti od schůdných částí budov a konstrukcí

  • Vodorovně (a): 2 m.
  • Svisle (b): 3 m (jsou-li vodiče nad objektem) nebo 2 m (jsou-li pod ním - např. pod balkonem).

Kontrolu výpočtem není třeba dělat, není-li rozpětí pole v místě přiblížení větší než 20 m nebo není-li místo přiblížení od závěsu ve větší vzdálenosti než 1/10 rozpětí.

Od vnějšího horního okraje okenního otvoru alespoň 0,2 m, od postranních okrajů alespoň 0,5 m, pod oknem alespoň 1 m. Od těchto vzdáleností je možné odečíst hloubku uložení okenního rámu od venkovní stěny. Vodiče nemají být před oknem. Je-li to nevyhnutelné, musí být vzdáleny alespoň 2 m.

Bezpečnost a ochrana před úrazem elektrickým proudem

Pokud se osoby provádějící neelektrické práce přiblíží jakoukoliv částí svého těla či použitými pracovními prostředky k zakrytým živým částem vedení nízkého napětí na vzdálenost bližší než 30 cm, je nutné zajistit pracovníka s příslušnou elektrotechnickou kvalifikací dle vyhlášky č. 50/1978 Sb.

Účinky elektrického proudu na lidský organismus

Účinky elektrického proudu na člověka mohou být velmi závažné, až fatální. Velikost rizika úrazu elektrickým proudem závisí na provozních podmínkách (napětí, proud, kmitočet), působení vnějších vlivů a fyzickém a psychickém stavu zasažených. Může být způsoben proudem protékajícím postiženým tělem, jehož velikost překročí bezpečnou mez, nebo jinými nežádoucími účinky. Fibrilace znamená, že se jednotlivé části srdečního svalu smršťují a roztahují nesynchronně, srdeční komora nedodává krev do oběhu a v důsledku toho dochází k prudkému poklesu krevního tlaku.

Hodnota stejnosměrného proudu, při které člověk ještě nepociťuje žádné účinky, je stanovena do 2 mA. Po překročení této hranice závisí účinky proudu na lidský organismus nejen na velikosti proudu, ale i na době působení. Za hranicí 2 mA cítí člověk nejprve slabé štípnutí při zapínání a vypínání, pak svalové stahy. Stejnosměrný proud je též velmi nebezpečný, protože po delším působení může způsobovat rozklad krve.

Čtěte také: Informace o úpravě povrchu dřevovláknité izolace

Dle normy ČSN EN 61140, ed. 2, lze vymezit tzv. konvenční mezní hodnoty proudů z hlediska jejich účinků na lidský organismus. Meze bezpečných malých napětí jsou závislé na prostoru, ve kterém je elektrické zařízení umístěno.

Impedance lidského těla

Lidské tělo obsahuje průměrně 60 - 70 % vody, proto je elektricky vodivé. Celková impedance lidského těla má několik částí. Hlavní podíl na vnitřní impedanci těla mají končetiny (ruce a nohy), zvláště pak klouby. Velikost impedance lidského těla je závislá i na momentálním fyzickém i psychickém stavu člověka, též na vlhkosti a teplotě kůže. Zpocená kůže má podstatně menší odpor než suchá. Dále závisí též na řadě vnějších vlivů, jako je napětí, frekvence, doba průchodu proudu, plocha dotýkající se části pod napětím nebo tlak na tuto plochu.

Při střídavém napětí okolo 50 V je impedance velká a závisí zejména na odporu kůže. Při vyšších napětích závisí na impedanci kůže stále méně a v podstatě se již rovná vnitřní impedanci těla.

Ochranná opatření

Každá část elektrického zařízení musí mít některou z ochran před úrazem elektrickým proudem. Příslušná ochrana by měla být přizpůsobena podmínkám elektrické instalace. Ochranu může zajišťovat okolí, samotné zařízení, rozvodná soustava, nebo jejich vhodná kombinace. Každé elektrické zařízení musí mít základní ochranu, která zajišťuje ochranu před přímým dotykem (ochrana živých částí). Kombinace vhodných ochranných prostředků základní ochrany a ochrany při poruše vytváří ochranné opatření.

Podle způsobu, jak je zajištěna základní ochrana a ochrana při poruše, se spotřebiče rozdělují do čtyř tříd - 0, I, II a III. Zařízení třídy ochrany 0 není dovoleno v České republice používat.

Základní ochrana (ochrana před přímým dotykem)

  • Základní izolace: Živé části musí být zcela pokryty izolací, kterou je možné odstranit pouze jejím zničením.
  • Kryty nebo přepážky: Živé části musí být uvnitř krytů nebo za přepážkami, které zajišťují stupeň krytí aspoň IP 2X, nebo IPXXB, tj. chránit před vniknutím předmětů větších než 12,5 mm, kromě případu, kdy se větší otvory objeví během výměny částí. Vodorovné horní povrchy snadno přístupných krytů a přepážek musí poskytovat krytí alespoň IP 4X, nebo IPXXD. Jestliže je nutné kryty nebo přepážky odstranit, musí to být možné jen s použitím klíče nebo nástroje.
  • Zábrany: Zábrany nejsou přímou součástí zařízení, jsou vytvářeny v jeho blízkosti při montáži. Tam, kde mají přístup osoby bez elektrotechnických znalostí, musí být zábrana pevná, dostatečně vysoká a odstranitelná jen s použitím nástroje, musí být zajištěna, aby se nedala obejít, nemohla být úmyslně odstraněna. Je nutné ji vždy označit výstražnou tabulkou, aby byla dobře rozeznatelná od stejných překážek majících jiný účel.
  • Ochrana polohou: Princip ochrany polohou spočívá v tom, že části současně přístupné dotyku, které mají rozdílný potenciál, nesmí být v dosahu rukou.

Ochrana při poruše (ochrana před nepřímým dotykem)

  • Samočinné odpojení napájení: Nutným předpokladem pro použití této ochrany je správně provedené uzemnění a pospojování. Použije se ochranný přístroj, který v případě poruchy izolace mezi živou a neživou částí, nebo mezi živou částí a ochranným vodičem samočinně odpojí chráněný obvod od zdroje napájení. Odpojení musí být dostatečně rychlé, aby dotykové napětí nemělo nebezpečné fyziologické účinky. Jako ochranné přístroje se používají pojistky, jističe, proudové chrániče. Ochranný vodič a krajní (fázový) vodič musí být dimenzován tak, aby při zkratu mezi fázovým vodičem a neživou částí zařízení vznikl ve smyčce, která se tím uzavře (poruchová smyčka), vypínací proud nejbližšího ochranného přístroje a k odpojení došlo v předepsaném čase.
  • Doplňující pospojování: Pospojováním se zajišťuje to, že všechny pospojované části jsou uvedeny na stejný potenciál. Obvykle se provádí pospojování všech neživých částí elektrických zařízení a všech cizích vodivých částí.
  • Elektrické oddělení: Při použití této ochrany je obvod galvanicky oddělen od země a od ostatních obvodů. Obvod musí být napájen ze zdroje s alespoň základní izolací.
  • Nevodivé okolí: V případě ochrany nevodivým okolím je člověk izolován od ostatního okolí. Aby byla tato ochrana zajištěna, musí být provedena dostatečná izolace prostoru kolem elektrického zařízení. Nevodivé okolí jako ochranný prostředek je užíváno jen zřídka a jeho uplatnění je obvykle doplňováno organizačními opatřeními.

Zvýšená ochrana (ochrana základní i při poruše)

  • Zesílená izolace: Zesílená izolace je schopna svou kvalitou plnit současně úkol jak základní, tak i přídavné izolace.
  • Ochranné oddělení obvodů: Ochranné oddělení obvodů je obdobou jednoduchého oddělení obvodů. Rozdíl mezi oběma opatřeními je v tom, že jednoduché oddělení obvodů slouží jako opatření při poruše, jestliže došlo k porušení základní ochrany představované základní izolací, zatímco ochranné oddělení zajišťuje najednou jak ochranu základní, tak ochranu při poruše. Ochranné oddělení se zpravidla používá tam, kde jsou vytvořeny speciální podmínky, které sice představují zvýšené riziko, ale přitom je z provozních důvodů nezbytné pracovat s "normálním" napětím (230 V).
  • Použití bezpečného malého napětí (SELV a PELV): Používá se pro elektrotechnická zařízení třídy ochrany III. Obvod bezpečného napětí je oddělený od obvodů s napětím vyšším než bezpečné.

Krokové napětí

Krokové napětí je napětí mezi dvěma body zemského povrchu vzdálenými od sebe 1 m; vzdálenost 1 m se považuje za délku kroku člověka.

Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty rozváděčů nízkého napětí

Požadavky na vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty rozváděčů nízkého napětí jsou založeny na zásadách IEC 60664-1 a jsou určeny k zajištění koordinace izolace v instalaci. Při vestavění zařízení do rozváděče musí být během normálních provozních podmínek zachovány specifikované vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty.

Pro dimenzování vzdušných vzdáleností a povrchových cest mezi jednotlivými obvody musí být použity nejvyšší jmenovité hodnoty napětí (jmenovité impulzní výdržné napětí pro vzdušné vzdálenosti a jmenovité izolační napětí pro povrchové cesty). Vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty se používají mezi fázemi, mezi fází a nulovým vodičem, a s výjimkou případu, kdy je vodič spojen přímo se zemí, mezi fází a zemí a mezi nulovým vodičem a zemí.

U holých vodičů pod napětím a ukončení (např. přípojnice, spoje mezi zařízeními a kabelovými oky) musí být vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty přinejmenším ekvivalentní vzdušným vzdálenostem a povrchovým cestám specifikovaným pro zařízení, s nimiž jsou přímo spojeny. Zkrat, který je menší než stanovená jmenovitá hodnota (stanovené jmenovité hodnoty) rozváděče, nebo je rovný těmto hodnotám, nesmí trvale zmenšit vzdušné vzdálenosti nebo povrchové cesty mezi přípojnicemi anebo spoji pod hodnoty specifikované pro rozváděč.

Vzdušné vzdálenosti musí být dostatečné, aby mohlo být dosaženo stanovené jmenovité impulzní výdržné napětí (Uimp) obvodu. Původní výrobce musí zvolit jmenovité (jmenovitá) izolační napětí (Ui) pro obvody rozváděče, z nichž musí být stanovena povrchová cesta (stanoveny povrchové cesty). Pro jakýkoliv daný obvod nesmí být jmenovité izolační napětí nižší než jmenovité pracovní napětí (Ue). Povrchové cesty nesmí být v žádném případě kratší než přidružené minimální vzdušné vzdálenosti.

Povrchové cesty musí odpovídat stupni znečištění a odpovídající skupině materiálů při jmenovitém izolačním napětí. Při použití žeber s minimální výškou 2 mm může být povrchová cesta zkrácena, avšak bez ohledu na počet žeber nesmí být menší než 0,8 hodnoty, a menší než přidružená minimální vzdušná vzdálenost. Minimální základna žebra je dána mechanickými požadavky, které jsou uvedeny v příloze F normy ČSN EN 61439-1 ed. 2.

Definice klíčových pojmů

  • Vzdušná vzdálenost: nejkratší vzdálenost vzduchem mezi dvěma vodivými částmi.
  • Povrchová cesta: nejkratší vzdálenost po povrchu izolantu mezi dvěma vodivými částmi.
  • Jmenovité napětí: hodnota napětí stanovená výrobcem.
  • Přechodná přepětí:
    • Spínací přepětí: přepětí přechodně vzniklé v daném místě obvodu spínáním nebo poruchou.
    • Atmosférické přepětí: přepětí přechodně vzniklé v daném místě obvodu atmosférickým výbojem.
    • Funkční přepětí: záměrně způsobené přepětí nutné pro funkci.
  • Impulsní výdržné napětí: Nejvyšší vrcholová hodnota impulsního napětí předepsaného tvaru a polarity, při kterém nevznikne porucha izolace za specifikovaných zkušebních podmínek.
  • Střídavé výdržné napětí: hodnota efektivního sinusového napětí průmyslového kmitočtu, při které nedojde k poruše izolace za specifikovaných zkušebních podmínek.
  • Znečištění: usazeniny cizích látek tuhých, kapalných anebo plynných (také ionizovaných plynů), které snižují odolnost izolace proti průrazu, nebo snižují povrchový odpor izolace.
  • Mikroprostředí: prostředí obklopující uvažované vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty. Nejde o prostředí pro zařízení.
  • Koordinace izolace: souhrn vztahů izolačních vlastností elektrického zařízení s uvažovaným přepětím a provozní hodnotou svodičů přepětí při předpokladu vlivu mikroprostředí a s opatřením proti znečištění.
  • Odpojovací vzdálenost: vzdušná vzdálenost mezi rozpojenými kontakty mechanického spínacího zařízení, která splňuje bezpečnostní požadavky odpojovače.
  • Homogenní pole: elektrické pole, které má v podstatě konstantní vlastnosti mezi elektrodami.
  • Nehomogenní pole: elektrické pole, které nemá v podstatě konstantní vlastnosti mezi elektrodami.
  • Kategorie přepětí: číslo, založené na omezené hodnotě předpokládaných přechodných přepětí, která může být v obvodu a je závislá na prostředí, které ovlivňuje přepětí.
  • Svodič přepětí: omezuje vzniklé přepětí a svádí jeho energii bez poškození elektrického předmětu do země.
  • Vytváření vodivých cest (tracking): vytváření vodivých cest na povrchu izolačního materiálu.
  • Odolnost proti plazivým proudům (index CTI).

Kategorie přepětí

Pro stanovení kategorie přepětí platí tato hlediska:

  • Kategorie I: používají se v podmínkách, kde se nevyskytují nebo jsou omezována atmosférická přepětí.
  • Kategorie II: je určena pro provoz v zařízeních, kde se atmosférická přepětí nemusí uvažovat, např. přenosné elektrické spotřebiče.
  • Kategorie III: je určena pro provoz v elektrických zařízeních, ve kterých se atmosférická přepětí nevyskytují, avšak vzhledem k požadavkům na vyšší provozní spolehlivost je nutno klást na izolaci vyšší požadavky než v kategorii II. Např.: elektrické předměty, které se montují do pevného rozvodu, např. jističe a zásuvky apod.
  • Kategorie IV: je určena pro provoz v elektrických zařízeních, kde se atmosférická přepětí vyskytují. Jsou to elektrické předměty připojené k vedením, např. jističe, pojistky, přijímače HDO, svodiče přepětí apod.

Stupně znečištění

  • Stupeň 1: Nevzniká žádné nebo jen nevodivé znečištění, znečištění nemá vliv na izolaci. To je u nechráněné izolace v klimatizovaných nebo čistých suchých prostorách.
  • Stupeň 2: Jen nevodivé znečištění, občas vliv vlhkého vzduchu (orosení).
  • Stupeň 3: Vodivé znečištění, popřípadě suché nevodivé znečištění, které se stane vodivým.
  • Stupeň 4: Znečištění vede k trvalé vodivosti povrchu izolantu.

Tvar a povrch izolačních částí

Tvar izolačních částí má být volen tak, aby obsahoval žebra a drážky, které přerušují usazeniny cizích vodivých látek ve směru povrchové cesty.

Napěťové zkoušky

Všechny napěťové zkoušky podle této normy jsou zkoušky typové. Kusové zkoušky jsou v příslušné předmětové normě. Zde se ověřují vzdušné vzdálenosti proti stanoveným přechodným přepětím.

V dokumentaci elektrických předmětů nebo na štítku se uvedou:

  • jmenovité impulsní výdržné napětí
  • stupeň znečištění.

Daná kategorie je v kV uvedena ve dvou hodnotách, vyšší hodnota vyjadřuje jmenovité impulsní výdržné napětí dané kategorie a nižší hodnota nejvyšší přepětí, které vyvíjí tento elektrický předmět.

tags: #izolace #vzdusniho #vedeni #informace

Oblíbené příspěvky: