Czym jest norma PN-EN 60204-1?

Norma PN-EN 60204-1 jest podstawowym standardem wspierającym bezpieczeństwo maszyn i ich zespołów zasilanych niskim napięciem (nieprzekraczającym 1000 VAC i 1500 V DC – napięć wyższych dotyczy część 11 normy) oraz wielu innych urządzeń niebędących maszynami. Od lat jest ulepszana i rozbudowywana. Obecna, zharmonizowana wersja normy pochodzi z 2018 r.

Przewód ochronny

Obecnie z wielu powodów uważa się, że w zakresie niskich napięć najlepszym układem zasilania jest TN-S, czyli przewód neutralny oraz żyła ochronna powinny być rozdzielone. Wraz ze wzrostem liczby odbiorników nieliniowych przewód neutralny należy uważać za przenoszący energię na równi z przewodami fazowymi. Jeżeli nawet w sieci zasilającej wyposażenie elektryczne żyły N i PE są połączone (układ TN-C), to norma zaleca ich rozdzielenie wewnątrz tego wyposażenia. Dużą wagę przywiązuje się w normie do odpowiednich zacisków PE – w sensie możliwości przyłączenia przewodu ochronnego o wystarczającym przekroju, tak w przypadku miedzi, jak i aluminium. Nie trzeba przypominać, że kable aluminiowe wracają do łask¹. Sieć TN-S jest również najbardziej korzystna z punktu widzenia kompatybilności elektromagnetycznej.

Połączenia wyrównawcze

Połączenie ochronne jest podstawowym środkiem ochrony przed porażeniem w warunkach defektu układu izolacyjnego. Celem połączeń wyrównawczych jest utrzymanie w każdych warunkach bezpiecznych wartości różnicy potencjałów (napięcia dotykowego) pomiędzy dowolnymi częściami przewodzącymi wyposażenia elektrycznego, które mogą być bezpośrednio dotknięte przez ludzi. Badanie ciągłości połączenia ochronnego jest jednym z najważniejszych elementów badania skuteczności ochrony przed porażeniem elektrycznym. Połączenia te pełnią również rolę funkcjonalną, poprzez zmniejszanie:

• skutków uszkodzenia izolacji, które mogłyby wpływać na uszkodzenie maszyny,
• zaburzeń elektrycznych czułego wyposażenia elektrycznego, co mogłoby mieć wpływ na działanie maszyny i rodzić zagrożenia,
• prądów indukowanych od wyładowań atmosferycznych, mogących uszkadzać wyposażenie elektryczne².

Przewody i kable

Norma porusza wszystkie aspekty prawidłowego doboru kabli i przewodów, począwszy od zalecanych przekrojów (również w sensie odporności mechanicznej żył), poprzez klasy giętkości, aż po kolorystykę identyfikacyjną funkcji żył lub kabli. Uwagę zwrócono też na zagadnienia doboru przewodów ze względu na ich obciążalność i to nie tylko w stanach ustalonych, ale i w warunkach cyklu pracy. Należy pamiętać, że w maszynie można dość dokładnie – na podstawie technologii – określić okresowe przeciążenia i obniżenia wartości prądów oraz współczynniki jednoczesności obciążenia. Zwraca się tu uwagę na komunikację z producentem kabli. Bardzo ważną kwestią są także spadki napięcia, które przy nieumiejętnym doborze mogą doprowadzić do przerw produkcyjnych spowodowanych chwilowymi przeciążeniami, np. podczas rozruchów.

Skierowano uwagę konstruktorów na zagadnienia szczegółowe eksploatacji, jak cykliczne gięcie i obciążenie kabli nawiniętych na bębnach, a także na obciążenia mechaniczne: ciężar, promienie gięcia czy podatność na zrywanie.

Wykonywanie oprzewodowania – zagadnienia wybrane

Szczególną uwagę poświęcono połączeniom ochronnym i łączeniu przewodów. Ze względu na możliwość powstawania zakłóceń międzyobwodowych i prądów wirowych należy odpowiednio segregować i prowadzić kable, zachowując wymagane minimalne odstępy. Za kluczową kwestię uznano identyfikowalność kabli (szczególnie przewodu ochronnego) i ich połączeń, w tym identyfikację barwami izolacji lub płaszcza zewnętrznego. Zagadnienia podzielono na oprzewodowanie wewnątrz i na zewnątrz obudów oraz na przyłączanie ruchomych elementów maszyn, w tym zespoły gniazdo–wtyczka. Wspomniano także zagadnienie rozłączania instalacji maszyny na czas transportu. Opisano osprzęt do prowadzenia kabli w połączeniach stałych i ruchomych. Przy tej okazji zwrócono uwagę na zagadnienia zaślepiania zbędnych otworów skrzynek zaciskowych i sterowniczych oraz stosowania dławików ograniczających wnikanie ciał stałych i cieczy.

Obciążalność prądowa – Załącznik D

Obciążalności prądowej poświęcono osobny załącznik. Należy pamiętać, że warunki chłodzenia obwodów w maszynach – ze względu na skomplikowane trasy ułożenia oraz niekiedy znaczne zagęszczenie – bywają bardzo niekorzystne, stąd potrzeba stosowania kabli bardzo giętkich (małe promienie gięcia) i wytrzymałych cieplnie (duże przekroje, wytrzymałe materiały izolacyjne).

Porównanie przekrojów przewodów – Załącznik G

Ze względu na istniejące dwa systemy miar – metryczny i calowy – w normie zamieszczono tabelę porównawczą dla tych rodzajów przewodów (wymiary i opory) oraz formułę do korekcji wartości rezystancji wraz ze zmianą temperatury.

Kompatybilność elektromagnetyczna – Załącznik H

Przez długi czas twórcy tej normy bronili się przed poruszaniem zagadnień kompatybilności elektromagnetycznej, ale w najnowszej wersji dodano cały załącznik poświęcony temu zagadnieniu (patrz też zagadnienie segregacji obwodów w rozdziale o wykonywaniu oprzewodowania). Najważniejszą kwestią poruszaną tutaj jest konieczność upowszechnienia połączeń płaskich, wynikająca z ciągłego wzrostu częstotliwości sygnałów i znaczenia kształtu przewodów oraz połączeń masy. Zaleca się też obustronne łączenie ekranów kabli, zwiększanie ich przekrojów czynnych, a nawet wykonywanie połączeń wyrównawczych równolegle do ekranów kabli.

Przypisy

1. Chodzi oczywiście o nowoczesne konstrukcje wielodrutowe, o wysokiej giętkości i nowe technologie zaciskania końcówek – w naszym przypadku jest tzw. technologia C8.
2. Nie ma mowy o skutecznej ochronie przepięciowej bez doskonałego połączenia masy/ziemi odniesienia układu.

HELUKABEL Polska Sp. z o.o.
Krze Duże 2
96-325 Radziejowice
Tel. +48 46 858 01 00
biuro@helukabel.pl
helukabel.pl