Práce pod napětím v distribuční soustavě České republiky

Práce pod napětím v distribuční soustavě České republiky

Ing. Jaroslav Bárta,
ÚJV Řež, a. s., divize Energoprojekt Praha

Cílem tohoto příspěvku je podat základní informace o stavu prací pod napětím (PPN) v distribuční soustavě (DS) České republiky, technických normách a pracovních postupech používaných největšími distributory elektřiny v ČR.

Význam prací pod napětím z pohledu trhu s elektřinou

Fungující trh s elektřinou zvyšuje požadavky na kvalitu elektřiny dodávané odběratelům prostřednictvím distribučních sítí. Tento stav je důsledkem použití nových právních předpisů pro obor elektroenergetiky (zákon č. 458/2000 Sb., ve znění pozdějších právních předpisů) a vyhláškou č. 540/2005 Sb. Energetického regulačního úřadu z 15. prosince 2005, o kvalitě dodávek elektřiny a souvisejících služeb v elektroenergetice. Energetický regulační úřad (dále jen Úřad) podle § 17 odst. 7 písmeno a) zákona č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů – dále jen Zákon, ve své vyhlášce č. 540/2005 Sb., o kvalitě dodávek elektřiny a souvisejících služeb v elektroenergetice, stanovil základní požadavky na kvalitu elektřiny a garantované a obecné standardy distribuce a dodávek elektřiny.

Tlak na kvalitu dodávané elektřiny z distribučních sítí je jedním ze základních výsledků trhu. Základními parametry kvality je nepřerušovanost dodávky elektrické energie. Obecný standard distribuce elektřiny se týká plynulosti dodávky a je tvořen třemi ukazateli:

• četnost přerušení distribuce elektřiny za rok,
• souhrnná doba trvání všech přerušení distribuce elektřiny v minutách za rok,
• průměrná délka trvání jednoho přerušení distribuce elektřiny v minutách za rok.

Na základě plnění uvedených ukazatelů se vyhodnocuje spolehlivost dodávky elektřiny zákazníkům. Výpočet obecných standardů kvality distribuce elektřiny vykonává provozovatel distribuční soustavy ročně podle jednotného postupu uvedeného ve vyhlášce ERÚ (Energetický regulační úřad) č. 540:2005 Sb. Za přerušení dodávky elektřiny se považuje doba delší než tři minuty. Provozovatel distribuční soustavy vykazuje dodržování standardu plynulosti distribuce elektřiny podle přílohy č. 4 vyhlášky č. 540 a po porovnání s údaji v předchozím roce zasílá ERÚ do 31. 12. kalendářního roku podle přílohy č. 5 dosažené výsledky.

Obr. 1. Členění prací na elektrickém zařízení

Tím je vytvářen stimul pro zkracování doby přerušení distribuce elektřiny a zároveň je vyvíjen tlak na provozovatele distribučních soustav, aby rozvíjeli PPN. Lze konstatovat, že od roku 2001, kdy vstoupila v platnost vyhláška ERÚ č. 306/2001 Sb., o kvalitě dodávek elektřiny a souvisejících služeb v elektroenergetice, se zpřísnily podmínky pro přerušení distribuce elektřiny.

Již uvedené povinnosti, vyplývající z právních předpisů, tvoří základ pro rozvoj metod PPN a přinášejí výhody oběma stranám (distributorovi i zákazníkovi). Jednou z cest, jak zkvalitnit dodávku elektrické energie odběrateli, je zkvalitnění vykonávání údržby distribuční sítě jak zavedením nových technologií v rámci údržby, tak i zlepšením technologické kázně vykonávané údržby. Jednou z osvědčených a ve vyspělých zemích využívaných technik ze strany distributorů, kteří mohou mít značný vliv na zlepšení dodávky elektrické energie, je zavedení PPN v distribuční síti.

Současný stav PPN u distributorů elektrické energie v elektroenergetice

Je možné konstatovat, že PPN se rozšířily ve všech distribučních společnostech ČEZ a E.ON. Přitom PPN jsou používány v největší míře v rámci akciové společnosti ČEZ (ZČE, SME, VČE a SČE), ale v poslední době i v E.ON Distribuce a E.ON CZ. Nejméně rozšířené PPN (převážně na zařízení do 1 000 V AC) jsou v PRE, a. s. Z hlediska použité technologie PPN jsou v organizaci ČEZ použity metody PPN francouzské společnosti EDF (Électricité de France) a v E.ON metody vycházející z irské technologie.

Mezním rokem pro rozvoj PPN byl rok 1999, kdy byl v ZČE, a. s., zahájen program pod názvem Optimalizace práce pod napětím. Šlo o rozšíření dosavadní PPN na sítích a zařízeních nn v oblasti vzdušných vedení vn.

Obr. 2. Čištění kabelové skříně metodou PPN

Dosažené výsledky byly pozitivní, a tak již v roce 2000 se ZČE stala první regionální energetickou distribuční společností v České republice, která začala aplikovat metody práce PPN na vzdušných vedeních vn.

Hlavní argumenty pro PPN vycházejí z rozboru příčin odstávek systémů vn. Více než 57 % odstávek je způsobeno plánovanou údržbou, montáží a opravami systémů vn. Poruchy systému vn činí 30 % a 13 % připadá na naléhavé případy a poruchy na sítích do 1 000 V AC a vvn. Více než polovina z celkové odstávky zařízení vn je způsobena plánovanou činností. Tuto hodnotu lze ovlivnit a při použití metod PPN i snížit.

Hlavní přínosy a výhody PPN na vzdušných sítích vn lze spatřit v zajištění kontinuity dodávky elektřiny, v úplné eliminaci nákladů spojených se zajišťováním beznapěťového stavu, ve zkrácení doby odstranění poruchy a zejména ve spokojenosti zákazníků. Je však také třeba zmínit negativa; těmi jsou počáteční velmi vysoké pořizovací náklady; některé druhy prací nelze vykonávat na všech sítích pro jejich konfiguraci a nepříznivé povětrnostní podmínky (silný vítr, mlha, silný déšť, sněžení a tma).

V současné době pracuje na území ČEZ již deset čet PPN (na území ZČE tři čety, na území SME, VČE a SČE dvě čety a STE jedna četa). Dále na území E.ON pracují dvě čety, přičemž práce byly zahájeny v roce 2005.

Jde o vysoce kvalifikované pracovníky, jejichž výběr a vyškolení jsou velmi důkladné. O schopnostech a kvalifikaci nejlépe vypovídají tato čísla: V roce 2000 byly na základě smlouvy s dodavatelem know-how a technologie a zároveň školitelem naší první čety PPN zakoupeny čtyři technologické postupy. V následujícím roce bylo zaregistrováno dalších deset již vlastních postupů a v současné době používá ZČE více než třicet postupů, z toho dvacet pět jich bylo vyvinuto vlastními zaměstnanci přímo v ZČE.

Rozsah prací, počet pracovních postupů a ekvivalentní množství dodané energie názorně dokládají tab. 1 a tab. 2.

Tab. 1. Statistika PPN společnosti ZČE

Tab. 2. Statistika PPN společnosti SME

Ve společnosti SME je od roku 2005 sledován ukazatel množství dodané energie v MW·h obdobně jako v ZČE; bylo dosaženo hodnoty dodané energie ve výši 2 035 MW·h.

Ve společnosti VČE, která používá metody PPN na vn od roku 2005, bylo vykonáno celkem sedm set padesát osm PPN.

Zkušenosti ZČE využívají i ostatní regionální energetické akciové společnosti. Francouzská společnost EDF Serect společně se ZČE vyškolila čety PPN z SME, VČE, SČE a ve stadiu příprav je školení pro skupinu z STE.

Obr. 3. Práce na venkovním vedení 22 kV

Zástupci ZČE jsou rovněž aktivní v mezinárodním měřítku. Prostřednictvím ČSZE se zúčastnili práce při tvorbě evropské příručky pro výběr a kvalifikaci pracovníků v PPN pro organizaci ISSA (International Social Security Association, Mezinárodní sdružení pro sociální bezpečnost), jsou členy v orgánech LWA (Live Working Association, Sdružení pro práci pod napětím), přednášeli na konferencích ICOLIM (International Conference on Live Maintenance, mezinárodní konference o údržbě pod napětím) 2002 v Berlíně a chystají se na ICOLIM 2006 v Praze. Na této konferenci bude České republice svěřeno dvouleté předsednictví LWA, jež bude završeno v Praze v červnu 2006 konferencí ICOLIM. Lze se tedy domnívat, že strategické rozhodnutí rozvíjet PPN, učiněné v roce 1999, bylo správné.

PPN se nejvíce využívají na venkovních vedeních vn a do 1 000 V AC s holými a izolovanými vodiči, na kabelových vedeních do 1 000 V AC, včetně rozváděčů a kabelových rozvodných skříní.

Základním předpokladem pro vykonávání PPN je vybavení osoby odpovídajícími pracovními a ochrannými prostředky a pomůckami. Dalším požadavkem je dodržení stanovených pracovních postupů a metod pro PPN. Samozřejmým a základním předpokladem je dodržování ustanovení příslušných technických norem ČSN, ČSN EN, ČSN IEC, popř. norem na podnikové úrovni (PNE, PN apod.). Pouze při respektování uvedených požadavků jsou PPN bezpečné.

Na základě zkušeností distributorů vykonávajících PPN v rámci oprav a údržby rozvodných zařízení distribučních sítí je možné vyjmenovat tyto hlavní výhody PPN:

a) zvýšení spolehlivosti dodávky elektrické energie cestou snížení počtu a zkrácení doby přerušení dodávky elektrické energie ke spotřebiteli,
b) snížení nákladů na údržbu,
c) snížení počtu úrazů způsobených elektrickou energií,
d) možnost nabídky služeb PPN významným zákazníkům,
e) snížení osobních nákladů,
f) možnost úspory investičních nákladů při výstavbě jednodušších sítí (bez nutnosti budovat záložní vedení).

Obr. 4. Vybavení čet PPN

Při postupech PPN se využívají základní metody:

1. Práce na vzdálenost.
2. Práce na potenciálu.
3. Práce v dotyku.
4. Práce metodou C3M^*).

Zavedení metody PPN přináší počáteční vysoké pořizovací náklady na zavedení pracovních postupů PPN v souvislosti s pořízením potřebné techniky, pomůcek a s vyškolením pracovníků určených k vykonávání PPN. Toto lze označit jako největší a nejvýraznější počáteční nevýhodu zavedení metody PPN.

Pracovní postupy

Pracovní postupy jsou základním předpisem, který je používán pro PPN a který vychází z dosavadní legislativy a technických norem ČSN EN 50110-1 (Obsluha a práce na elektrických zařízeních) a PNE 33 0000-6 (Obsluha a práce na elektrických zařízeních pro výrobu, přenos a distribuci elektřiny). Pracovní postupy jsou vnitřním předpisem organizace.

Pro práci na zařízení vn se nejčastěji používají tyto pracovní postupy PPN:

• výměna podpěrného izolátoru,
• výměna kotevního řetězce (izolátoru),
• výměna závěsného řetězce (izolátoru),
• oprava poškozeného holého vodiče mezi opěrnými body, oprava proudového spoje a výměna poškozeného vodiče v poli,
• oprava propojovací přepony kotevního, opěrného bodu (izolátoru) nebo oprava odbočení,
• připojení měřicích transformátorů napětí + omezovačů,
• připojení zařízení bez zatížení, se zatížením,
• odpojení zařízení bez zatížení, se zatížením,
• osazení zábrany proti sedání ptáků na konzolu venkovního vedení bez zakrytí vodičů a izolátorů,
• osazení zábrany proti sedání ptáků na konzolu venkovního vedení se zakrytím vodičů a izolátorů,
• montáž přídavné izolace na holý vodič venkovního vedení,
• montáž omezovače přepětí,
• montáž přemostění pro převzetí zátěže,
• pracovní postup na montáž a demontáž jednopólového odpojovače Dribo FLr,
• výměna přístroje USO 25 za přístroj Dribo typové řady GB,
• pracovní postup na výměnu dvojitého kotevního izolátoru,
• pracovní postup na montáž a demontáž dvojitého podpěrného izolátoru,
• výměna dřevěné konzoly vedení vn.

Technické normy pro práce pod napětím

V současné době je možné technické normy používané pro PPN rozdělit do tří kategorií:

• normy předpisové bezpečnostní povahy – ČSN EN 50110-1, PNE 33 0000-6,

• normy předmětové pro zařízení, nářadí a pomůcky PPN – zejména normy ČSN EN a ČSN IEC ve třídě 35 97 (např. tyče, rukavice, zkoušečky, fázovací soupravy apod.),

• normy ostatní (návody, doporučení pro údržbu).

Zvláštní pozornost zasluhují normy předpisové ČSN EN 50110-1 a PNE 33 0000-6.

ČSN EN 50110-1 má jiné členění a koncepci než zrušený soubor ČSN 34 3100-12. Ale základní technická pravidla bezpečnosti obsluhy a práce jsou shodná (úplné odpojení, zabezpečení proti opětnému zapnutí, ověření beznapěťového stavu atd.). Z pohledu PPN je norma ČSN EN 50110-1 mnohem modernější a odráží technický pokrok za posledních dvacet let v izolačních materiálech, zkoušení a bezpečnosti. Jsou zde popsány moderní způsoby PPN na potenciálu a v dotyku i na zařízení vn s použitím mobilních zdvihacích prostředků i za atmosférických podmínek, které byly v sedmdesátých letech dvacátého stolení nemyslitelné.

Tab. 3. Minimální vzdálenosti pro práci na elektrických zařízeních

V resortu elektroenergetiky byla vypracována a s účinností od 1. ledna 2006 schválena norma PNE 33 0000-6, která rozpracovává obecné požadavky ČSN EN 50110-1 do podmínek elektroenergetiky. V současné době jsou na základě této normy vypracovány konkrétní místní provozní a bezpečnostní předpisy a dokumentace. Jako ukázka shodnosti základních požadavků normy PNE 33 0000-6 a ČSN EN 501110-1 jsou v tab. 3 uvedeny minimální vzdálenosti pro práce na elektrických zařízeních. Tyto vzdálenosti mohou být osobou odpovědnou za elektrická zařízení zvětšeny v závislosti na povaze prací a zvyklostí.

Z pohledu PPN jsou důležité vzdálenosti D_L od živé části k hranici ochranného prostoru (zóna prací pod napětím). Je možné konstatovat, že vzdálenosti D_L jsou podstatně menší než podle původní ČSN 34 3100 (Elektrotechnické předpisy ČSN. Bezpečnostní předpisy pro obsluhu a práci na elektrických zařízeních).

Ing. Jaroslav Bárta absolvoval v roce 1969 Elektrotechnickou fakultu na VŠSE v Plzni. Poté pracoval v ZČE Plzeň a od roku 1979 do 1984 na ČEZ GŘ. Od roku 2004 pracuje v Energoprojektu Praha. Ve své činnosti se zaměřuje na normalizaci v elektroenergetice a je předsedou celostátní komise TNK 97 Elektroenergetika. Je autorem řady norem ČSN a PNE. Zastupuje Českou republiku v technické komisi IEC a CENELEC TC 78 Práce pod napětím.

Každý provozovatel elektrických zařízení musí postupně připravit podmínky plynulého přechodu činnosti na podmínky ČSN EN 50110-1 ve vyškolení pracovníků a zavedení příslušných řídicích aktů. Tím, že elektroenergetika vydala samostatnou podnikovou normu PNE 33 0000--6, která se týká i organizace a vykonávání prací PPN, splnila minimální požadavky dané evropskou normou EN 50110-1; většinou byly tyto minimální požadavky zpřísněny.

Závěr

Metody PPN se v posledním období rychle rozvíjejí a vedle tradičně využívaných metod PPN na zařízeních do 1 000 V AC, které se používají již od osmdesátých let minulého století, se zejména zavádějí do běžné provozní praxe metody PPN na zařízeních vn, a to převážně na venkovních vedení 22 a 35 kV. PPN přispívají ke zvyšování spolehlivosti dodávky elektřiny odběratelům zejména tím, že zkracují doby výpadků dodávky elektřiny odběratelům v sítích nn a vn. Používání PPN distributory ČEZ a E.ON se dostává na úroveň vyspělých států EU; ústředními orgány elektroenergetiky jsou k tomu vytvářeny i patřičné nástroje legislativní povahy.

^*) C3M (Combination of 3 Method, kombinace tří metod). Jde o sloučení tří pracovních postupů práce pod napětím, a to v dotyku, na vzdálenost a na potenciálu.