Umowna granica napięcia dotykowego UL — 50V i 25V

Przy ocenie samoczynnego wyłączenia zasilania (patrz przewodnik o §413 i przewodnik o układach uziemienia) wszystko sprowadza się do jednego centralnego pojęcia: umownej granicy napięcia dotykowego UL. Jest to napięcie, które przy długotrwałym narażeniu uznaje się za maksymalny dopuszczalny poziom, zanim powstanie sytuacja niebezpieczna dla człowieka — i to właśnie względem tej wartości ostatecznie weryfikuje się czasy wyłączania i środki ochronne w IEC 60364-4-41 (a tym samym w NEN 1010).

Granica standardowa: 50V AC / 120V DC

Dla zdrowych osób dorosłych, w normalnych (suchych) warunkach, obowiązuje umowna granica napięcia dotykowego 50V napięcia przemiennego (AC, 1–1000 Hz) oraz odpowiednio 120V napięcia stałego (DC) przy długotrwałym narażeniu (dłuższym niż około 3 sekundy). Poniżej tej granicy ryzyko sytuacji zagrażającej życiu uznaje się za wystarczająco niskie; powyżej tej granicy wymagane jest szybkie wyłączenie.

Granica obniżona: 25V AC / 60V DC

Dla dzieci, zwierząt gospodarskich i innych sytuacji wrażliwych (a w praktyce stosowana także w środowiskach wilgotnych/mokrych o podwyższonym ryzyku) norma stosuje obniżoną granicę: odpowiednio 25V AC i 60V DC. To między innymi podstawa wartości granicznej PELV: obwód PELV o napięciu znamionowym nieprzekraczającym 25V AC/60V DC uznaje się za chroniony przewodem ochronnym.

Dlaczego ma to znaczenie: podstawa czasów wyłączania

Maksymalne czasy wyłączania przewidziane przez NEN 1010 dla samoczynnego wyłączenia zasilania (na przykład przy zwarciu doziemnym w układzie TN) nie zostały wybrane przypadkowo — wynikają z tego, jak długo ciało człowieka może wytrzymać napięcie powyżej UL, zanim ryzyko stanie się niedopuszczalne. Im wyższe rzeczywiste napięcie dotykowe przy uszkodzeniu przekracza UL, tym krótszy wymagany czas wyłączania.

Uwaga: dokładne tabele czasów wyłączania (na przykład 0,4s/5s dla różnych poziomów napięcia w układach TN) wynikają z tabel samej normy i różnią się w zależności od układu uziemienia — ten artykuł opisuje leżącą u podstaw zasadę (granicę UL), a nie pełną tabelę czasów wyłączania.

Zastosowanie praktyczne

• Obwody PELV/SELV są celowo projektowane poniżej granicy 25V/60V, tak aby nawet w sytuacji uszkodzenia nie powstało zagrożenie dotykowe (patrz też przewodnik o klasach ochronności dla urządzeń klasy III/SELV).
• W środowiskach rolniczych/uprawowych o wilgotnych, przewodzących warunkach (wilgoć, zwierzęta, metalowe konstrukcje szklarni) częściej stosuje się obniżoną granicę 25V niż standardową granicę 50V, z uwagi na podwyższone ryzyko takiego środowiska.

Częste błędy

1. Mylenie UL z „napięciem bezpiecznym" w sensie absolutnym — UL jest umowną granicą dla długotrwałego narażenia w istniejącym scenariuszu uszkodzenia, a nie gwarancją, że każde napięcie poniżej niej jest całkowicie wolne od ryzyka w każdych okolicznościach.
2. Stosowanie tej samej granicy 50V w środowiskach wilgotnych/rolniczych bez uwzględnienia, że obniżona granica 25V/60V może być tam bardziej odpowiednia z uwagi na podwyższone ryzyko.
3. Rozpatrywanie czasów wyłączania w oderwaniu od granicy UL — wartości tabelaryczne maksymalnego czasu wyłączania istnieją właśnie po to, aby zagwarantować, że napięcie dotykowe powyżej UL nie utrzymuje się dłużej niż dopuszczalne.

Powiązane

• Układy uziemienia — TN-S, TN-C-S, TT i IT
• Klasa ochronności I, II i III