Ocena skuteczności ochrony przeciwporażeniowej w otoczeniu kabli 20 kV zakładu przemysłowego

Sytuacja wyjściowa i znaczenie dla organizacji

Zakład ma wewnętrzną sieć elektroenergetyczną, w której kable 20 kV zasilają urządzenia pracujące na wspólnym uziemieniu ochronnym z instalacją 400 V. Uziemienie wykonano z taśmy stalowej 5×30 mm, a do jednego układu uziemiającego przyłączone są urządzenia o napięciu 20 000 V i 400 V. Taki układ jest typowy, ale ma jedną konsekwencję: zwarcie doziemne po stronie 20 kV wynosi potencjał na obudowy urządzeń 400 V, więc skuteczność ochrony trzeba oceniać dla całości, nie osobno dla każdego napięcia.

Znaczenie dla zakładu jest formalne i praktyczne zarazem. Formalne, bo nadzór i ubezpieczyciel wymagają udokumentowanego potwierdzenia skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Praktyczne, bo ludzie pracują przy tych urządzeniach codziennie. Zakład musiał mieć pod kontrolą kompletność zakresu pomiarów, wiarygodność aparatury i formę sprawozdania.

Najważniejsze wyzwanie

Dla osoby odpowiedzialnej za eksploatację ryzyko brzmiało: mieć pomiary, które okażą się nieprzydatne, bo wykonano je w warunkach nieporównywalnych z kolejnymi albo bez sprawdzenia ciągłości układu uziemiającego.

Technicznie rezystancja uziemienia zależy od gruntu: ten sam uziom mierzony po suszy i po opadach daje różne wartości, a w ocenie liczy się stan najbardziej niekorzystny. Do tego sama wartość rezystancji nic nie znaczy, jeśli zacisk kontrolny jest skorodowany albo połączenie do obiektu przerwane. Decyzja inżynierska: pomiary poprzedzić oględzinami całego układu uziemiającego i ułożenia kabli, a w sprawozdaniu zapisać warunki pomiaru, rodzaj i stan gruntu oraz pogodę, żeby wynik dało się interpretować i porównać przy następnym badaniu.

Zakres odpowiedzialności OPA-LABOR

• Zinwentaryzowano układ uziemienia ochronnego i urządzenia do niego przyłączone.
• Wykonano oględziny sieci uziemiającej: wyprowadzeń uziomów, zacisków kontrolnych i połączeń do obiektów.
• Wykonano oględziny sposobu zamontowania kabli 20 kV.
• Zmierzono rezystancję uziemienia.
• Zmierzono rezystancję izolacji kabli 20 kV.
• Zmierzono impedancję pętli zwarcia na szynach rozdzielni 400 V.
• Przeanalizowano wyniki i sformułowano wniosek o skuteczności ochrony od porażeń.
• Udokumentowano całość w sprawozdaniu z tablicami wyników i warunkami pomiaru.

Rozwiązanie techniczne

Oględziny przed pomiarami

Sprawdzono stan zewnętrzny i poprawność montażu wyprowadzeń uziomów, zacisków kontrolnych oraz połączeń uziemienia do poszczególnych obiektów, a także sposób ułożenia i zamocowania kabli 20 kV. Usterek nie stwierdzono. Dopiero ciągły i poprawnie zmontowany układ ma sens mierzyć.

Pomiary

Stan przed: brak aktualnego potwierdzenia skuteczności ochrony. Rozwiązanie: trzy grupy pomiarów wykonane aparaturą z ważnym świadectwem sprawdzenia: rezystancja uziemienia w punktach układu, rezystancja izolacji kabli 20 kV oraz impedancja pętli zwarcia na szynach rozdzielni 400 V, od której zależy czas wyłączenia przy zwarciu po stronie niskiego napięcia. Warunki w dniu pomiaru zapisano: pochmurno, grunty pośrednie, stan gruntu wilgotny.

Ocena

Wyniki zestawiono w tablicach i odniesiono do wymagań dla układu uziemienia ochronnego wspólnego dla 20 kV i 400 V. Opracowanie zamyka wniosek o skuteczności ochrony od porażeń dla badanego zakresu.

Testy, uruchomienie i odbiór

Sprawozdanie zawiera cel i zakres opracowania, dane techniczne instalacji uziemiającej, wyniki oględzin i pomiarów w postaci tabelarycznej, warunki pomiaru oraz wniosek końcowy. Pomiary wykonano aparaturą posiadającą ważne świadectwo sprawdzenia, co zapisano w dokumencie.