Ochrana před úrazem elektrickým proudem

Ochrana před úrazem elektrickým proudem má v maximální míře omezit možnost úrazu nebo smrti zapříčiněného přímo nebo nepřímo elektrickým proudem. Přítomnost elektrického napětí nezjistíme dokud s ním nepřijdeme přímo do kontaktu. Zatímco oheň nebo mechanická energie se projevují světlem, kouřem nebo hlukem, před elektrickou energií nás nic nevaruje. Přítomnost elektrického napětí pocítíme až pomocí vyvolaného proudu, a to bývá již často pozdě.

V článku jsou uvedena některá ochranná opatření proti úrazu elektrickým proudem, odpovídající normám z kapitoly ČSN 33 2000-4-4.

Související právní předpisy

Aby bylo používání elektrických přístrojů bezpečné, má každý stát zaveden systém norem řešících bezpečné provedení elektrických rozvodů a přístrojů a také ochranu před účinky atmosférické elektřiny (hromosvody). V rámci EU byly základní elektrotechnické předpisy harmonizovány, aby se vyrovnaly rozdíly mezi jednotlivými státy. Základní elektrotechnické normy jsou teoreticky nezávazné, ale pokud dojde v důsledku jejich porušení poškození zdraví nebo ke smrtelnému úrazu, mají prakticky váhu zákonů.

K základním normám řešícím bezpečnost elektrických zařízení patří ČSN EN 61140 ed. 2 - "Ochrana před úrazem elektrickým proudem". Tato norma definuje základní terminologii, na kterou se odvolávají další normy. Její základní myšlenkou je, že "ochrana musí být splněna jak za normálních - bezporuchových podmínek provozu zařízení, tak i za podmínek jedné poruchy".

Základní bezpečnostní normou pro použití elektrických zařízení v běžných domácích rozvodech je ČSN 33 2000-4-41 ed. 2 - "Elektrotechnické předpisy - Elektrická zařízení - Část 4: Bezpečnost - Kapitola 41: Ochrana před úrazem elektrickým proudem". Tato norma vychází z mezinárodního standardu IEC 60364-4-41 (Protection against electric shock).

Kvalifikační požadavky na osoby obsluhující, provozující, instalující, revidující a projektující elektrická zařízení u nás stanovuje "Vyhláška 50/1978 Sb. Českého úřadu bezpečnosti práce a Českého báňského úřadu ze dne 19. května 1978 o odborné způsobilosti v elektrotechnice".

Hlavní dělení ochran je na preventivní a na poruchovou. Preventivní ochranou je bezpečné napětí (viz tabulka bezpečných napětí níže), galvanické oddělení obvodů (vytvoření virtuální země např pomocí oddělovacího transformátoru), ochrana překážkou (umístění do uzavřené rozvodny, oddělení plotem a pod.), bezpečnou polohou (např. umístěním na stožár). Poruchové ochrany, nebo lépe řečeno ochrany fungující v poruchovém nebo nebezpečném stavu zařízení (s prioritou ochrany uživatel či obsluha, a poté samotné zařízení a majetek) jsou jističe, pojistky, proudové chrániče, přepěťové ochrany, odpojovače a odpínače.

Ochrana proti přímému a nepřímému dotyku, nebo též univerzální ochrana

Ochrana malým napětím (dle ČSN 35 1335)

• SELV - neuzeměné obvody
• PELV - uzeměné obvody
• Ochrana omezením náboje

Ochrana proti zasažení elektrickým proudem za normálních podmínek (ochrana proti přímému dotyku, nebo také základní ochrana)

1. ochrana pomocí izolace částípod napětím
2. ochrana pomocí zakrytí nebo zapouzdření
3. ochrana pomocí zábrany
4. ochrana pomocí bezpečné vzdálenosti

Dolňkovou ochranou je použití proudového chráníče (RCD - Residual protective device, neboli diferenciální proudová ochrana). V současnosti je pro běžné domácí rozvody použití proudového chrániče podle normy "ČSN 33 2000-4-41 ed. 2" povinné.

Ochrana proti zasažení elektrickým proudem při poruše (ochrana proti nepřímému dotyku nebo též nouzová ochrana)

1. ochrana pomocí automatického odpojení od sítě
   • v síti TN
   • v síti TT
   • v síti IT
2. ochrana pomocí vyrovnání potenciálů
3. ochrana pomocí ochranné izolace
4. ochrana pomocí nevodivého povrchu místnosti (izolační koberce a podložky)
5. ochrana pomocí neuzeměného místního vyrovnání potenciálu (napřííklad pojízdné lávky na vedeních velmi vysokého napětí, nebo odizolované plošiny na servisních vlacích českých drah)
6. ochrana pomocí obvodů

Terminologie ochrany

Druhy ochran

1. Základní – základní izolace, přepážky a kryty, zábrany, ochrana polohou, omezení napětí, omezení ustáleného dotykového proudu
2. Ochrana při poruše – přídavná isolace, ochranné pospojování, ochranné stínění, samočinné odpojení od zdroje, jednoduché oddělení ( obvodů ), nevodivé okolí
3. Zvýšená ochrana - zesílená izolace, ochranné oddělení obvodů, zdroj omezeného proudu, ochranná impedance
4. Doplňková ochrana – zvýšená ochrana

Úraz elektrickým proudem může být způsoben proudem protékajícím postiženým tělem nebo důsledek jiných nežádoucích účinků elektrického proudu, elektrického nebo elektromagnetického pole. Na velikost nebezpečí a následky úrazu má i přímý vliv vnějších vlivů, které je základem pro rozdělení prostředí.

Druhy prostředí

1. Normální – obyčejné; studené; prašné ( je-li prach nevodivý a nehořlavý ). Svým charakterem zabraňuje vzniku úrazu el. proudem
2. Nebezpečné – horké,vlhké ( i přechodně ), prašné ( je-li prach vodivý a nehořlavý se zvýšenou korozní agresivitou ), s otřesy, venkovní, prostory s mechanickým poškozením, s vodivým okolí. . Jsou to takové prostory ,kde působením vnějších vlivů je buď přechodné , nebo stálé nebezpečí úrazu el. proudem

1. Zvlášť nebezpečné – mokré, s extrémní korozní agresivitou, prostory , kde se nebezpečí úrazu mimořádně zvyšuje nepříznivými poměry ( voda, kotle a kovové nádrže, těsné prostory s kovovými hmotami, zdravotnická zařízení nebo zvláštní předpisy určité způsoby ochrany. Působením zvláštních okolností a vnějších vlivů se nebezpečí úrazu el. proudem ještě zvyšuje .

U elektrických zařízení také rozlyšujeme tzv. Dotykové části  :

1. Živá část - živá část zařízení je část zařízení určená k vedení proudu, nebo je s takovou části vodivě spojena. Živé části jsou všechny vodiče vedoucí síťové napětí, kontakty, svorky, pojistkové a žárovkové objímky, a pod.
2. Přístupná část - je vodivá část zařízení, které se můžeme při běžném provozu dotknout a která v sobě neskrývá nebezpečí úrazu el. proudem, protože na ní není nebezpečné napětí a je od živých částí oddělena izolací. Při poruše nebo vodivém překlenutí této izolace se však na těchto částek objevit nebezpečné napětí. Například elektronické obvody oddělené od sítě oddělovacími transformátory, kovové kostry a kryty přístrojů, napájecí zdroje, kovové páčky a knoflíky, hřídele ovládacích prvků apod.
3. Neživá část - neživá část zařízení je část zařízení, která není určená k vedení proudu a normálně nemají napětí. Tyto části mohou dostat napětí při nahodilé poruše.

Dovolené bezpečné malé napětí ( dotykové ) živých a neživých částí u zařízení do 1000 V s ohledem na členění prostorů. Dotykové napětí je část napětí uzemňovací soustavy proti zemi, kterou člověk může překlenout při dotyku přičemž se uvažuje od ruky k nohám ( vodorovně 1 m ).

Prostředí	Při dotyku částí	Bezpečné malé napětí živých částí (V) střídavá	Bezpečné malé napětí živých částí (V) stejnosměrná
Normální	Živých	50	100
Normální	Neživých	50	120
Nebezpečné	Živých	25	60
Nebezpečné	Neživých	50	120
Zvlášť nebezpečné	Živých	12	25
Zvlášť nebezpečné	Neživých	25	60

Třídy ochran elektrických zařízení a elektronických zařízení

Třída ochrany vyjadřuje jak je elektrické bezpečnosti, z hlediska ochrany před dotykem neživých částí, dosaženo a označuje se číslicemi 0 – III.

1. Zařízení třídy 0 - elektrické zařízení má pouze základní izolaci, nemá ochranný vodič,nemá prostředky pro připojení ochranného vodiče na neživé části. Zajištění bezpečnosti elektrických zařízení a elektronických zařízení jednotlivých tříd je provedeno okolím. U zařízení třídy 0 je ochrana před úrazem elektrickým proudem pro běžného uživatele nedostatečná. Z toho důvodu nejsou zařízení třídy 0 určena pro běžné použití a v ČR se nesmí volně prodávat. Ve třídě 0 se konstruují části elektráren, rozvoden, apod., kam má přístup pouze kvalifikovaný personál.
2. Zařízení třídy I - elektrické zařízení má pouze základní izolaci, má ochranný vodič a má prostředky na připojení ochranného vodiče sítě. Ochrana je zajištěna spojením s ochranným vodičem napájecí sítě, to je soustavou ochranných vodičů a zemničů přívodní napájecí sítě. Zařízení se zapojují pouze do sítí, kde je pomocí jističů zajištěno samočinné odpojení v případě průniku napětí na ochranné spoje, v některých případech (nové nebo rekonstruované sítě) je navíc předepsáno použít chrániče Při poruše může sice dojít k průrazu elektrického proudu ( napětí ) na živé dotykové části, zmíněná ochranná soustava však musí zajistit dostatečně rychlé odpojení, aby nemohlo dojít k úrazu. Typické příklady použití: stolní počítač, tepelné spotřebiče (žehlička, vařič, ...).
3. Zařízení třídy II. – elektrické zařízení nemá prostředky pro připojení ochranného vodiče. Základní izolace je doplněna izolací přídavnou nebo je provedena izolace zesílená. Ochrana je zajištěna provedením elektrického předmětu a je nezávislá na přívodní síti. Při poruše nesmí dojít k průrazu elektrického proudu ( napětí ) na živé dotykové části. ( dvojitá izolace, zvýšená ochrana ). Typický příklad použití je audio/video technika. Třída II sice klade vyšší nároky na konstrukci, ale u audio/video zařízení je preferována, neboť zde nevznikají zemní smyčky přes uzemňovací spoje, které mohou být příčinou brumu.
4. Zařízení třídy III – elektrické zařízení má základní izolaci a je určeno pro rozsah napětí kategorie I ( malé napětí ) Ochrana je zajištěna připojením na napětí SELV, PELV. Typickým příkladem užití jsou dětské hračky.

Odkazy

• Úraz elektrickým proudem
• SELV
• PELV
• Stupeň krytí