Bezpečnost na FEL ČVUT

Praktické měření základních bezpečnostních parametrů elektrických předmětů

Zadání

Změřte přístrojem PU 184 DELTA základní bezpečnostní parametry předložených elektrických předmětů a zařízení informační techniky. Rozhodněte, do jaké třídy ochrany jednotlivé předměty patří. Metodu měření daného bezpečnostního parametru zvolte podle konstrukčního uspořádání elektrického předmětu. Naměřené hodnoty porovnejte s mezními dovolenými hodnotami.

Příprava na měření

Podklady ke studiu naleznete  zde (PDF).

Protokol o měření

Naměřené hodnoty zaznamenejte do PROTOKOLU (PDF).

Doplňky ke kapitole 16 „Bezpečnost elektrických a elektronických předmětů“ skripta Cipra, Kříž, Kůla: Elektrotechnická kvalifikace (2006)

A. Zařízení informační techniky

Konstrukční uspořádání

podléhá normě ČSN EN 60950- 1 (36 9060). Při instalaci těchto zařízení je třeba respektovat i další normy, především ČSN EN 50310 (36 9072) a ČSN EN 50174-2 (36 9071).

1. Většina zařízení je třídy ochrany I, postupně se však vyskytuje stále více zařízení třídy ochrany II a III.
    
2. Jednotlivá zařízení jsou propojena množstvím datových spojů.
    
3. Datové spoje s dalšími souvisejícími zařízeními (tiskárny atd.) se převážně napájejí ze zdroje malého bezpečného napětí SELV.
    
4. Bez rozpojení datových spojů, jejichž stíněními se propojují také neživé části jednotlivých napájených zařízení nelze odlišit ochranné a funkční spojení se zemí a proto je odpor ochranného vodiče při pravidelné revizi obtížně zjistitelný.
    
5. Části zařízení připojované k rozvodné síti jsou většinou konstrukčně provedeny jako kompaktní zdrojové jednotky třídy ochrany I, vybavené elektronickým síťovým vypínačem. Tyto jednotky jsou vlastně zdroji malého bezpečného napětí SELV pro dané zařízení informační techniky.
    
6. Po odstranění vnějších krytů jsou u zařízení informační techniky přístupné pouze části, napájené malým bezpečným napětím SELV.
    
7. Uvedené uspořádání zařízení informační techniky zajistí, aby odstranění vnějších krytů za účelem úpravy hardwaru nemělo negativní vliv na bezpečnost. Toto však neplatí, pokud by se zasahovalo přímo do kompaktního síťového zdroje.
    
8. Starší osobní počítače, které jsou vybaveny mechanickými síťovými vypínači zdroje, nemohou být považovány za zařízení, u kterých jsou po odstranění vnějších krytů přístupné pouze části napájené malým bezpečným napětím SELV. Odstranění vnějších krytů má proto v těchto případech negativní vliv na bezpečnost.
    
9. Před jakýmkoliv zásahem do zařízení informační techniky (včetně revize) je nezbytné řádně uložit všechna data.

Připojení k rozvodné síti:

1. Zajištění ochrany proti zkratu a proti přetížení
   Nejběžnější je použití nadproudových jisticích prvků (jističů). Použití velmi citlivých proudových chráničů (do 30 mA) není u těchto zařízení možné. Zařízení informační techniky jsou totiž zdrojem velkých unikajících proudů, které zvyšují při použití citlivých proudových chráničů riziko častých výpadků a ztráty dat.
    
2. Zajištění ochrany proti vnějšímu přepětí
   V objektech nebo prostorech s velkou koncentrací důležitějších zařízení informační techniky se provádějí důkladná opatření na ochranu proti přepětí. Jejich součástí je i instalace vícestupňové ochrany proti vnějšímu (obvykle atmosférickému) přepětí.
    
3. Zajištění ochrany před elektromagnetickým rušením (EMC)
   Zařízení informační techniky nesmějí být ve větší než přípustné míře zatěžována negativními elektromagnetickými vlivy okolních zařízení. Typickými příklady takových nežádoucích vlivů jsou šumy a brumy, které se na zařízení dostávají ze zdrojů rušení, kterými jsou obvykle jiná elektrická zařízení.
   Značné napěťové a proudové pulzy však ve svých pulzních zdrojích produkují samotná zařízení informační techniky . Při vyhlazování těchto pulzů ve filtračních jednotkách s kondenzátory vznikají značné unikající proudy.
   K odvádění těchto proudů v sítích TN slouží ochranný vodič (resp. vodič PEN), jehož přerušením by mohlo dojít k ohrožení obsluhy.
    
4. Použití UPS
   Důležitější zařízení informační techniky (např. servery) jsou většinou napájena ze zdrojů nepřerušovaného napájení (UPS).
   Na UPS se vztahují jiné konstrukční požadavky než na zařízení informační techniky. Na výstupu z UPS se udržuje napětí i po přerušení napájení ze sítě.
   Ochrana před nebezpečným dotykem neživých částí je zajištěna propojením s ochranným vodičem a hlavním, popř. i doplňujícím pospojováním.
   Automatické odpojení se provádí buď nadproudovým jisticím prvkem (jističem) nebo proudovým chráničem s nižší citlivostí (300 nebo 500 mA).
   Údržba a revize UPS se provádí podle pokynů výrobce (obvykle uvedených v návodu pro obsluhu). V žádném případě nesmí být při napájení přes UPS přerušeno propojení ochranného vodiče. To je také třeba ověřovat.

B. Měření základních bezpečnostních parametrů elektrických spotřebičů.

Měření izolačního odporu - R_ISO

Izolační odpor se zjišťuje pomocí měřičů izolačního odporu, vyhovujících normě EN 61557-2.

Měří se stejnosměrný proud procházející měřenou izolací ze zdroje, jehož jmenovité napětí naprázdno je nejméně 500 V. Přístroj pak ukazuje přímo hodnotu izolačního odporu, stanovenou porovnáním velikostí měřícího napětí a změřeného proudu. S ohledem na bezpečnost nesmí proud při měření překročit hodnotu 1 mA.

Izolační odpor se měří – u spotřebičů třídy ochrany:

• I mezi živými a neživými částmi a popř. mezi živými a přístupnými vodivými částmi,
• II a III mezi živými a přístupnými vodivými částmi,
• přívodů u prodlužovacích, odpojitelných nebo pohyblivých přívodů (posuzují se jako spotřebič třídy ochrany II) se měří mezi ochranným a krajním vodičem.

Doporučená schémata měření a maximální dovolené hodnoty izolačního odporu stanoví ČSN 33 1610.

Měření odporu ochranného vodiče - R_PE

Provádí se u elektrických spotřebičů třídy ochrany I měřením odporu mezi ochrannou zdířkou vidlice a přístupnými neživými částmi, spojenými s ochranným vodičem (včetně prodlužovacího nebo pohyblivého nebo odpojitelného přívodu), užitím zdroje o střídavém nebo stejnosměrném napětí 4 V až 24 V a proudem minimálně 0,2 A (maximálně 10 A).

Doporučená schémata měření a maximální dovolené hodnoty odporu ochranného vodiče stanoví ČSN 33 1610.

Měření proudu protékajícího ochranným vodičem - I_PE , I_Δ .

Měří se proud protékající ochranným vodičem spotřebiče třídy ochrany I při přiložení síťového napětí.

U spotřebičů, které lze uložit izolovaně, lze proud protékající ochranným vodičem I_PE měřit přístrojem zařazeným přímo v ochranném vodiči (přímá metoda měření). S menší přesností (ale bezpečněji) se raději proud protékající ochranným vodičem I_PE měří nepřímo jako rozdílový proud I_Δ.

Přímá metoda měření má také další podmínku. Mimo přívodu síťového napětí nesmí být při měření ke spotřebiči připojen žádný další přívod, který by mohl způsobit překlenutí na zem. Tato podmínka se vztahuje i na vodovodní, plynové, anténní přípojky, včetně vedení pro přenos dat.

U spotřebičů, které nelze uložit izolovaně, se zjišťuje proud protékající ochranným vodičem pouze nepřímo jako rozdílový proud I_Δ.

Doporučená schémata měření a maximální dovolené hodnoty proudu protékajícího ochranným vodičem (rozdílového proudu) stanoví ČSN 33 1610.

Měření dotykového proudu - I_F , I_Δ

Měří se dotykový proud (tj. proud procházející izolací spotřebiče) na povrchu spotřebiče (obvykle jenom na přístupných kovových částech), který je připojen k síti a zapnut. Měří se proud protékající ze sondy přikládané na povrch spotřebiče k zemi. Tou je obvykle uzemněný ochranný vodič.

Měření se provádí u spotřebičů třídy ochrany II. U spotřebičů třídy ochrany I lze použít pouze u vodivých částí nespojených s ochranným vodičem.

U spotřebičů, které lze uložit izolovaně se měří přímo dotykový proud I_F na izolaci spotřebiče.

Mimo přívodu síťového napětí nesmí být při měření ke spotřebiči připojen žádný další přívod, který by mohl způsobit překlenutí na zem. Tato podmínka se vztahuje i na vodovodní, plynové, anténní přípojky, včetně vedení pro přenos dat.

U spotřebičů, které nelze uložit izolovaně, se zjišťuje dotykový proud pouze nepřímo jako rozdílový proud I_Δ .

Doporučená schémata měření a maximální dovolené hodnoty dotykového a rozdílového proudu stanoví ČSN 33 1610.

Měření náhradního unikajícího proudu – I_D .

Měření náhradního unikajícího proudu se používá jako jedna z alternativních metod (jako náhrada přímých i nepřímých měření unikajících proudů) jen v případě, že byl před tím s vyhovujícím výsledkem změřen izolační odpor. Použit může být zdroj napětí o hodnotě 25 V až 250 V.

Doporučená schémata měření a maximální dovolené hodnoty náhradního unikajícího proudu stanoví ČSN 33 1610.

C. Měření základních bezpečnostních parametrů zařízení informační techniky.

Charakteristika zařízení informační techniky:

• většina zařízení je třídy ochrany I, některá zařízení jsou třídy ochrany II, resp. III,
   
• na samotném zařízení je často umístěna zásuvka pro připojení dalšího spotřebiče třídy ochrany I,
   
• síťové části zařízení (zdrojové jednotky) jsou většinou tvořeny kompaktními jednotkami třídy ochrany I,
   
• tyto jednotky slouží jako zdroje SELV pro napájení dalších částí zařízení,
   
• jednotlivá zařízení jsou uvnitř i navzájem propojena množstvím (většinou stíněných) datových spojení, znemožňujících přesné měření odporu ochranného vodiče,
   
• vnitřní izolace jsou často dimenzovány pouze na jmenovitá napětí (hrozí případná ztráta dat) a proto je nevhodné provádět měření izolačního odporu (napětím 500 V).

Doporučená měření zařízení informační techniky

• vnější prohlídka zařízení,
   
• měření odporu ochranného vodiče, pokud možno s odpojením datových spojů,
   
• měření dotykového proudu.