Zasilanie obiektu przemysłowego w energię elektryczną z uwzględnieniem wymogów ochrony przeciwpożarowej

Wstęp

Przeciwpożarowy wyłącznik prądu (PWP), którego obowiązek instalowania w obiektach budowlanych posiadających strefy pożarowe o kubaturze powyżej 1000 m³ lub strefy zagrożone wybuchem, bez określania kubatury, wynika z Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. (Dz. U. z 2022 roku poz. 1225 z późniejszymi zmianami), stanowi jeden z ważniejszych elementów instalacji elektrycznej wspomagających akcję ratowniczo-gaśniczą w przypadku pożaru.

Pomimo prawnego zakwalifikowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu jako urządzenia przeciwpożarowego, pozostaje on urządzeniem elektrycznym, a jego jedyną funkcją jest umożliwienie łatwego, a zarazem bezpiecznego wyłączenia zasilania w energię elektryczną urządzeń powszechnego użytku występujących w budynku objętym pożarem, na polecenie dowódcy akcji ratowniczo-gaśniczej po dokonanym rozpoznaniu i podjęciu decyzji o rozmieszczeniu dysponowanych sił w celu rozpoczęcia ewakuacji ludzi oraz gaszenia pożaru.

W publikacji opisano tematykę przeciwpożarowego wyłącznika prądu z uwzględnieniem celu oraz zasad jego stosowania. Określono wymagania prawne oraz techniczne, które należy spełnić podczas jego konstruowania. Opracowano także uproszczony projekt zasilania obiektu przemysłowego w energię elektryczną, w którym pokazano metodykę doboru poszczególnych parametrów przeciwpożarowego wyłącznika prądu.

W pierwszym rozdziale opisano środowisko pożarowe obiektu budowlanego, a także zdefiniowano podstawowe parametry określające zagrożenia pożarowe.

Kolejny rozdział przedstawia podział budynków ze względu na przeznaczenie i wysokość w rozumieniu ochrony przeciwpożarowej. W rozdziale tym przedstawiono kryteria odporności ogniowej, a także określono klasy odporności ogniowej budynków.

Trzeci rozdział został poświęcony wymaganiom dotyczącym odległości pomiędzy budynkami ze względu na bezpieczeństwo pożarowe, co stanowi istotne wymaganie przy opracowywaniu planu zagospodarowania terenu z uwzględnieniem rozmieszczenia kontenerowych stacji transformatorowych.

W rozdziale czwartym opisano źródła zasilania budynków w energię elektryczną, które wykorzystywane są do zasilania urządzeń przeciwpożarowych. Przedstawiono w nim schemat blokowo-ideowy zasilania budynku w energię elektryczną, a także opisano wymagania stawiane zasilaniu w energię elektryczną urządzeń przeciwpożarowych, z uwzględnieniem urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.

Następny rozdział omawia ochronę przeciwporażeniową w obwodach zasilających urządzenia przeciwpożarowe, co do której występują ograniczone możliwości stasowane powszechnie w tym zakresie. Opisano w nim sposób sterowania wartością napięcia dotykowego, stanowiący równorzędny środek ochrony realizowanej przez samoczynne wyłączenie, zgodnie z wymaganiami normy PN-HD 60364-4-41:2017-09 Instalacje elektryczne niskiego napięcia. Część 4-41: Ochrona dla zapewnienia bezpieczeństwa. Ochrona przed porażeniem elektrycznym. Wykazano nieprzydatność stosowania wyłączników różnicowoprądowych w obwodach zasilających urządzenia ppoż., a także opisano metodykę zasilania urządzeń przeciwpożarowych w przypadku zasilania obiektu budowlanego w układzie sieci TT.

W rozdziale siódmym opisano cel stosowania i zasady dopuszczenia do eksploatacji przeciwpożarowego wyłącznika prądu. Omówiono także wymagania techniczne i zwarciowe stawiane przeciwpożarowemu wyłącznikowi prądu jako urządzeniu elektrycznemu.

Rozdział ósmy to uproszczony projekt zasilania obiektu przemysłowego w energię elektryczną z przedstawionym doborem i obliczeniami poszczególnych elementów PWP, a także planem zagospodarowania terenu i schematem układu zasilania hali przemysłowej z uwzględnieniem schematu układu PWP.

W rozdziale dziewiątym dokonano podsumowania treści publikacji i określono wnioski wynikające z opracowanego projektu.

Spis treści

Opinia Recenzenta / 5

O Autorze / 6

1. Wstęp / 7

2. Opis środowiska pożarowego / 9
2.1. Definicje / 9
2.2. Trójkąt pożarowy / 9
2.3. Krzywe pożarowe / 10
2.4. Klasyfikacja materiałów pod względem palności / 12
2.5. Gęstość obciążenia ogniowego / 13

3. Podział budynków i wymagania stawiane ich konstrukcjom ze względu na ochronę przeciwpożarową / 14
3.1. Podział budynków ze względu na przeznaczenie i wysokość / 14
3.2. Kryteria odporności ogniowej / 15
3.3. Klasy odporności ogniowej budynków / 15

4. Wymagane odległości pomiędzy budynkami ze względu na ochronę przeciwpożarową / 18
4.1. Usytuowanie budynków z uwagi na bezpieczeństwo pożarowe / 18

5. Źródła zasilania budynków w energię elektryczną, wykorzystywane do zasilania urządzeń przeciwpożarowych / 24
5.1. Schemat blokowo-ideowy zasilania budynku i kategorie zasilania odbiorców / 24
5.2. Wybrane definicje parametrów napięcia zasilającego 25
5.3. Wymagania stawiane zasilaniu w energię elektryczną w zakresie ochrony przeciwpożarowej budynków 26
5.4. Źródła zasilania urządzeń przeciwpożarowych / 27

6. Ochrona przeciwporażeniowa w obwodach zasilających urządzenia przeciwpożarowe / 29
6.1. Wymagania ogólne 29
6.2. Sterowanie wartością napięcia dotykowego / 32
6.3. Układy zasilania w sieciach i instalacjach elektrycznych niskiego napięcia / 34
6.4. Stosowanie wyłączników różnicowoprądowych w obwodach zasilających urządzenia ppoż. / 35
6.5. Układ sieci TT w obwodach zasilania urządzeń ppoż. / 36
6.6. Przejście z układu sieciowego TT na układ TN / 37
6.7. Przejście z układu sieciowego TT na IT / 37

7. Przeciwpożarowy wyłącznik prądu (PWP). Cel stosowania, stawiane wymagania oraz dopuszczanie do eksploatacji / 39
7.1. Wymóg instalowania przeciwpożarowego wyłącznika prądu / 39
7.2. Sposób deklarowania właściwości użytkowych oraz dopuszczenia do eksploatacji przeciwpożarowego wyłącznika prądu / 40
7.3. Wymagania techniczne dla przeciwpożarowego wyłącznika prądu / 43
7.4. Wymagania zwarciowe dla przeciwpożarowego wyłącznika prądu / 46
7.5. Wymagania stawiane PWP wynikające z normy PN-EN 61439-1:2011 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne / 52

8. Uproszczony projekt zasilania hali przemysłowej w energię elektryczną / 57
8.1. Komentarz do projektu / 57
8.2. Podstawa opracowania / 57
8.3. Wyciąg z warunków technicznych przyłączenia do sieci elektroenergetycznej / 58
8.4. Stan istniejący / 58
8.5. Stan projektowany / 59
8.6. Obliczenia / 60
8.7. Uwagi końcowe / 65
8.8. Plan zagospodarowania terenu / 66
8.9. Schemat ideowy zasilania budynku hali produkcyjnej oraz sterowania PWP / 68

9. Wnioski końcowe / 70

10. Literatura / 72

BONUS! Wymagania dotyczące lokalizacji kontenerowych stacji transformatorowych pod względem ochrony ppoż. – mgr inż. Julian Wiatr / 74

Opinia recenzenta

Niniejsza publikacja stanowi pracę końcową studiów podyplomowych na kierunku: „Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwpożarowa w instalacjach elektrycznych”, realizowanych przez Wydział Elektryczny Politechniki Wrocławskiej. Studia są przeznaczone dla elektryków oraz pożarników. Ich celem jest uzupełnienie wiedzy elektrycznej przez pożarników oraz wiedzy pożarniczej przez elektryków. Jest to unikalny kierunek, na którym przekazywana jest wiedza niezbędna w codziennej pracy projektanta, kierownika robót elektrycznych oraz inspektora nadzoru inwestorskiego. Program studiów pozwala na uzupełnienie niezbędnej wiedzy z zakresu instalacji elektrycznych wymaganej w codziennej pracy funkcjonariusza pionu prewencji oraz rzeczoznawcy ds. zabezpieczeń ppoż. W publikacji opisano wymagania prawne i techniczne dla przeciwpożarowego wyłącznika prądu, na przykładzie zasilania w energię elektryczną hali przemysłowej zasilanej z sieci elektroenergetycznej oraz zespołu prądotwórczego, stanowiącego źródło zasilania awaryjnego. Na początku przedstawiono elementarny opis środowiska pożarowego oraz podział budynków i wymagane odległości pomiędzy nimi ze względu na ochronę przeciwpożarową, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku, w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. z 2022 roku poz. 1225 z późniejszymi zmianami – traci ważność z dniem 21 września 2027 roku). Omówiono podstawowe wymagania ochrony przeciwporażeniowej z jednoczesnym wyjaśnieniem nieprzydatności wyłączników różnicowoprądowych w obwodach zasilających urządzenia przeciwpożarowe oraz wyjaśniono nieprzydatność układu zasilania TT do zasilania urządzeń przeciwpożarowych. Zaproponowano sposób zasilania urządzeń przeciwpożarowych, instalowanych w obiekcie budowlanym, zasilanym w układzie TT, który wymaga przejścia na układ TN zasilający tylko urządzenia przeciwpożarowe. Scharakteryzowano urządzenia zasilające oraz opisano zasady poprawnego doboru aparatów elektrycznych narażonych na prądy zwarciowe. Przedstawiono także wymagania stawiane przeciwpożarowemu wyłącznikowi prądu oraz metodykę jego projektowania. Wykazano braki w zakresie wymagań elektrycznych dostępnych na rynku wyrobów certyfikowanych, wynikające z pomijania ich w Krajowych Ocenach Technicznych, opracowywanych przez CNBOP-PIB w Józefowie k. Otwocka. W wyniku tego wprowadzane certyfikowane wyroby PWP nie nadają się do eksploatacji ze względu na brak możliwości sprawdzenia ich przydatności do istniejących warunków zwarciowych w miejscu projektowanej instalacji.

Na końcu publikacji zamieszczono przykładowy projekt zasilania hali produkcyjnej w energię elektryczną wraz z układem przeciwpożarowego wyłącznika prądu, spełniającego wszelkie wymagania w zakresie bezpieczeństwa elektrycznego oraz funkcjonalności, przeznaczonego do jednostkowego zastosowania. Zgodnie z wymaganiami Ustawy o wyrobach budowlanych (Dz. U. z 2021 roku poz. 1213), rozwiązanie takie może zostać przyjęte bez względu na liczbę certyfikowanych prefabrykatorów, funkcjonujących na rynku. Decyzję w tym zakresie podejmuje inwestor, w porozumieniu z projektantem, a nie rzeczoznawca lub funkcjonariusz PSP. Ich rola ogranicza się do sprawdzenia zgodności z przepisami o ochronie przeciwpożarowej. Nie posiadają oni uprawnień do narzucania rozwiązania technicznego, za które wyłączną odpowiedzialność ponosi projektant. Publikacja jest przeznaczona dla projektantów elektryków, inspektorów nadzoru inwestorskiego i wykonawców. Będzie przydatna w codziennej pracy rzeczoznawców ds. zabezpieczeń ppoż. oraz funkcjonariuszy pionu prewencji PSP.
mgr inż. Julian Wiatr, redaktor naczelny „elektro.info”, rzeczoznawca budowlany, rzeczoznawca-audytor SPE, rzeczoznawca SEP

O Autorze

mgr inż. Arkadiusz Bielawski – absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Poznańskiej na kierunku Energetyka (inż.) oraz Elektrotechnika (mg inż.). Posiada uprawnienia do projektowania i kierowania robotami budowlanymi bez ograniczeń w specjalności instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń elektrycznych i elektroenergetycznych. Obecnie zatrudniony na stanowisku projektanta instalacji elektrycznych. Absolwent drugiej edycji studiów podyplomowych Politechniki Wrocławskiej „Ochrona przeciwporażeniowa i przeciwpożarowa w instalacjach elektrycznych”.

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie