Nové normy ČSN (60)

Nové normy ČSN (60)

Ing. Vincent Csirik, ČNI

Úvod

Pro zajištění bezpečnosti elektrických zařízení je již při jejich navrhování velmi důležité správné využití souboru norem pro koordinaci izolace.

Koordinace izolace zahrnuje výběr vlastností elektrické izolace zařízení s ohledem na jeho použití a ve vztahu k jeho okolí. Koordinace izolace může být dosaženo pouze tehdy, jestliže se při návrhu zařízení uvažují taková namáhání, kterým bude zařízení během předpokládané doby života pravděpodobně vystaveno (viz též Elektro 5/2006).

Na zařízení nízkého napětí vzniká také vysoké elektrické namáhání. Kmitočet je obvykle 50/60 Hz, ale v některých aplikacích se může vyskytovat vyšší (400 Hz) nebo nižší kmitočet (16 2/3 Hz) nebo DC (stejnosměrné napětí). Zvláštní poměry existují ve výkonových vysílačích. Vývoj takového zařízení dal dříve popud pro výzkum výdržné schopnosti izolace při rádiových kmitočtech.

V současné době jsou v zařízeních nízkého napětí často používána pracovní napětí s vysokým kmitočtem přesahujícím 30 kHz a v budoucnu je pravděpodobné použití kmitočtů v rozsahu megahertzů. Pro miniaturizaci a vysokou účinnost jsou nutné malé rozměry, např. vysokofrekvenčních transformátorů. Následkem toho se v pevné izolaci běžně vyskytují velmi vysoká elektrická namáhání.

Poznámka:S růstem kmitočtu roste (zhruba) proporcionálně ke kmitočtu také degradační účinek částečných výbojů, takže vliv částečných výbojů na dimenzování izolace je podstatně větší než u síťového kmitočtu. Protože rozměry se pravděpodobně budou dále zmenšovat a kmitočty narůstat, bude se tento stav v budoucnu zhoršovat. Pro koordinaci izolace zařízení nízkého napětí je proto nutné z hlediska bezpečnosti osob a spolehlivosti zařízení uvažovat namáhání způsobené vysokým kmitočtem až do 100 MHz.

Tento článek je zaměřen na soubor norem ČSN EN 60664 Koordinace izolace zařízení nízkého napětí, a to především na novou normu ČSN EN 60664-4.

Předmluva

Soubor ČSN EN 60664 (po vydání ČSN EN 60664-4) obsahuje tyto části:

• ČSN EN 60664-1:2004 (33 0420) Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 1: Zásady, požadavky a zkoušky
  Norma platí pro zařízení, která se používají do výšky 2 000 m nad hladinou moře, se střídavým napětím do 1 000 V a jmenovitým kmitočtem do 30 kHz nebo se stejnosměrným napětím do 1 500 V, a stanovuje požadavky pro vzdušné vzdálenosti, povrchové cesty a pevnou izolaci s ohledem na kritéria jejich provedení.
  Poznámka: V současné době je revidována evropská norma.

• ČSN EN 60664-3:2004 (33 0420) Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 3: Použití ochranných vrstev pro koordinaci izolace sestavených desek s plošnými spoji
  Norma platí pro zařízení chráněná proti znečištění použitím ochranné vrstvy, zaléváním nebo lisováním a zabývá se podmínkami, při kterých mohou být použity zmenšené vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty v pevných zařízeních, jako jsou desky s tištěnými spoji nebo svorky komponent. Ochrany proti znečištění může být dosaženo jakýmkoliv druhem zapouzdření, jako je použití ochranných vrstev, zalití nebo zalisování.

• ČSN EN 60664-4:2006 (33 0420) Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 4: Vliv namáhání napětím s vysokým kmitočtem
  Viz nové normy

• ČSN EN 60664-5:2004 (33 0420) Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 5: Komplexní metoda pro stanovení nejkratších vzdušných vzdáleností a povrchových cest rovných nebo menších než 2 mm
  Norma stanovuje dimenzování vzdušné vzdálenosti rovné nebo menší než 2 mm na deskách s plošnými spoji a rovnocenných konstrukcích, kde se vzdušné vzdálenosti a povrchové cesty shodují a procházejí podél povrchu pevné izolace. Dimenzování podle této normy je přesnější, než je uvedeno v Části 1.
  Poznámka: V současné době existují technické zprávy IEC/TR 60664-2-1 a IEC/TR 60664-2-2 Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 2: Návod na použití.

Nová ČSN

ČSN EN 60664-4 (33 0420) Koordinace izolace zařízení nízkého napětí – Část 4: Vliv namáhání napětím s vysokým kmitočtem (vydání červenec 2006)

Tato norma je českou verzí evropské normy EN 60664-4:2006, která je identickým převzetím mezinárodní normy IEC 60664-4:2005. (pozn.: Uvedená mezinárodní norma má podle IEC Pokyn 104 statut základní bezpečnostní publikace.)

Poznámka: Mezinárodní norma IEC 60664-4:2005, která byla připravena technickou komisí 109 IEC: Koordinace izolace zařízení nízkého napětí je revizí technické zprávy IEC (pozn.: technická zpráva IEC nebyla do soustavy ČSN zavedena).

Pro informaci je účelné uvést, jaké změny nastaly revizí technické zprávy a jejím převedením na mezinárodní normu IEC 60664-4:2005 (pozn.: ČSN EN 60664-4:2006 je identická IEC 60664-4:2005).

Hlavní změny provedené během revize:

• zahrnutí novějších informací o výdržných charakteristikách izolace při namáhání napětím o vysokém kmitočtu (přílohy A, B a C),

• zahrnutí požadavků na dimenzování nejkratších vzdáleností při namáhání napětím o vysokém kmitočtu (kapitola 4),

• zahrnutí požadavků na dimenzování povrchových cest při namáhání napětím o vysokém kmitočtu (kapitola 5),

• zahrnutí požadavků na dimenzování pevné izolace při namáhání napětím o vysokém kmitočtu (kapitola 6),

• zahrnutí diagramů, které poskytují návod na dimenzování s ohledem na namáhání napětím o vysokém kmitočtu (příloha F),

• specifikace zkoušek s ohledem na namáhání napětím o vysokém kmitočtu (kapitola 7),

• zahrnutí zkušebních obvodů pro zkoušky výdržným napětím o vysokém kmitočtu a zkoušky částečných výbojů (přílohy D.1 a D.2.1),

• zahrnutí návrhových kritérií pro obvody na zkoušky částečných výbojů a napětím o vysokém kmitočtu (příloha D.2.2),

• zahrnutí kritéria týkajícího se nesinusového napěťového namáhání (kapitola 8 a příloha E).

Tato norma, která tvoří Část 4 souboru norem ČSN EN 60664, se zabývá základní, přídavnou a zesílenou izolací v zařízení nízkého napětí podrobenou namáhání napětím o vysokém kmitočtu. Hodnoty pro dimenzování platí přímo pro základní izolaci, pro zesílenou izolaci se používají dodatečné požadavky podle Části 1. Je použitelná pro dimenzování vzdušných vzdáleností, povrchových cest a pevné izolace namáhané jakýmkoliv druhem periodických napětí se základním kmitočtem nad 30 kHz až do 10 MHz. Platí pro zařízení určená pro nadmořskou výšku do 2 000 m se jmenovitým střídavým napětím do 1 000 V.

Norma platí také pro kmitočty vyšší než 30 kHz a ochrany typu 1 v Části 3.

ČSN EN 60664-4 stanovuje požadavky na vzdušné vzdálenosti, povrchové cesty a pevnou izolaci zařízení podle jejich provozních kritérií. Zahrnuje metody elektrického zkoušení s ohledem na koordinaci izolace.

Cílem této normy je vést technické komise odpovědné za různá zařízení k racionalizaci požadavků, aby se dosáhlo koordinace izolace při stanovení vzdušných vzdáleností, povrchových cest a pevné izolace zařízení.

Tato norma se má používat ve spojení s ČSN EN 60664-1:2004 nebo s ČSN EN 60664-5:2004.

Vlastní norma je rozdělena do těchto kapitol:

• Rozsah platnosti a předmět normy.
• Normativní odkazy.
• Definice.
• Vzdušné vzdálenosti.
• Povrchové cesty.
• Pevná izolace.
• Zkoušky při vysokém kmitočtu.
• Nesinusová napětí.

Dále obsahuje:

• Přílohu A (izolační vlastnosti vzdušných vzdáleností při napětí s vysokým kmitočtem),
• Přílohu B (izolační vlastnosti povrchových cesr při napětí s vysokým kmitočtem),
• Přílohu C (izolaní vlastnosti pevné izolace při napětí s vysokým kmitočtem),
• Přílohu D (zkoušení izolace při napětí s vysokým kmitočtem),
• Přílohu E (izolace namáhaná nesinusovými napětími s vysokým kmitočtem),
• Přílohu F (diagramy dimenzování).

Kromě toho obsahuje čtyři tabulky a 45 obrázků.

(pokračování)