METODYKA ZASILANIA URZĄDZEŃ PRZECIWPOŻAROWYCH W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ ORAZ DOPUSZCZANIE WYROBÓW BUDOWLANYCH W OCHRONIE PRZECIWPOŻAROWEJ

Metodyka zasilania urządzeń przeciwpożarowych w energię elektryczną oraz dopuszczanie wyrobów budowlanych w ochronie przeciwpożarowej. Zagadnienia wybrane

Julian Wiatr

Zasilanie urządzeń elektrycznych w czasie pożaru to zagadnienie, które w równej mierze dotyczy zarówno strażaków, jak i elektryków. Często w praktyce pojawiają się problemy z interpretacją niektórych przepisów zawartych w normach i rozporządzeniach.
Najnowsza publikacja opisuje wybrane zagadnienia, które wymagają szerszego wyjaśnienia i mogą być przydatne strażakom i elektrykom w ich praktyce projektowej.
Materiały uzupełniające obejmują dodatki i załączniki dotyczące:
• ochrony przeciwporażeniowej w sieci o układzie zasilania IT,
• badania stanu technicznego instalacji elektrycznych niskiego napięcia, ochrony sprzętu i urządzeń elektrycznych przez obudowy,
• kodowania barwami elementów manipulacyjnych,
• zabezpieczenia instalacji elektrycznych niskiego napięcia od skutków zwarć łukowych.

Spis treści
Od Recenzentów 5
O Autorze 7
Od Autora 9
1. Podstawy teorii pożarów oraz parametry jakościowe napięcia i jego wpływ na pracę wybranych urządzeń elektrycznych 10
1.1. Podstawy teorii pożarów 10
1.2. Parametry jakościowe napięcia i jego wpływ na pracę wybranych urządzeń elektrycznych 24
1.3. Charakterystyka wybranych urządzeń przeciwpożarowych 39
2. Zasilanie budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych a zasilanie w warunkach pożaru 63
2.1. Źródła zasilania 63
2.2. Ogólne zasady doboru przewodów oraz ich zabezpieczeń 90
2.3. Sprawdzenie dobranych przewodów i kabli na warunki zwarciowe oraz wymagania zwarciowe stawiane zabezpieczeniom 130
2.4. Ochrona przeciwporażeniowa 149
2.5. Dystrybucja energii elektrycznej w systemach kontroli rozprzestrzeniania dymu i ciepła zgodnie z wymogami normy PN-EN 12101-10 169
2.6. Zasilanie urządzeń przeciwpożarowych w przypadku awaryjnego zasilania
sieci elektroenergetycznych nn przez zespół prądotwórczy 175
3. Przeciwpożarowy wyłącznik prądu – metodyka konstruowania 181
3.1. Wymagania prawne i techniczne 181
3.2. Zastosowania praktyczne – projekt układu PWP 195
4. Dopuszczenie wyrobów budowlanych w ochronie przeciwpożarowej 209
4.1. Dopuszczanie PWP do instalowania w obiektach budowlanych 218
5. Wymagania dla kabli i przewodów dotyczące reakcji na ogień, wynikające z Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Nr 305 2011
z dnia 9 marca 2011 roku (CPR) 225
5.1. Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych 225
5.2. Charakterystyka wybranych materiałów izolacyjnych stosowanych do budowyprzewodów i kabli elektrycznych 226
5.3. Wymagania stawiane przewodom i kablom elektrycznym 229
6. Tymczasowe sieci elektroenergetyczne zasilane z przewoźnych zespołów prądotwórczych rozwijane przez jednostki ochrony przeciwpożarowej 242
6.1. Podstawy teoretyczne i wymagania techniczne 242
6.2. Uproszczony projekt zestawu tymczasowej instalacji elektrycznej rozwijanej przez jednostki ochrony przeciwpożarowej w czasie akcji ratowniczych 255
Załącznik 1
Ochrona przeciwpożarowa kanałów i tuneli kablowych 262
Załącznik 2
Wymagania dotyczące lokalizacji kontenerowych stacji transformatorowych pod względem ochrony ppoż 295
Literatura 319
Dodatek 1
Ochrona przeciwporażeniowa w sieci o układzie zasilania IT 323
Dodatek 2
Badania stanu technicznego instalacji elektrycznych niskiego napięcia– zagadnienia wybrane 332
Dodatek 3
Ochrona sprzętu i urządzeń elektrycznych przez obudowy. Kodowanie barwami
elementów manipulacyjnych 370
Dodatek 4
Zabezpieczenia instalacji elektrycznych niskiego napięcia od skutków zwarć łukowych 376

Od Autora
Pożar powstający w budynku lub innym obiekcie budowlanym wytwarza specyficzne środowisko, znacznie różniące się od warunków środowiskowych występujących w warunkach niepożarowych. Dynamika rozwoju pożaru powoduje, że w płonącym budynku lub innym obiekcie budowlanym szybko wzrasta temperatura do wartości 800°C i większych. W takim środowisku muszą funkcjonować urządzenia wspomagające ewakuację oraz gaszenie pożaru. W tych warunkach wzrasta rezystancja przewodów zasilających powodując problemy ze spełnieniem warunku skutecznej ochrony przeciwporażeniowej, realizowanej przez samoczynne wyłączenie. Rosną również spadki napięcia w przewodach zasilających poddanych działaniu wysokiej temperatury, co wpływa na warunki pracy zasilanych urządzeń.
Dla zrozumienia problematyki zasilania należy poznać specyfikę zasilania budynku lub innego obiektu budowlanego oraz warunki pracy źródeł zasilających, których impedancja oprócz temperatury ma znaczący wpływ na warunki ochrony przeciwporażeniowej. W przypadku awarii sieci elektroenergetycznej, która występuje podczas różnych nawałnic pogodowych, sieci elektroenergetyczne zasilane są z generatora przewoźnego zespołu prądotwórczego. Pomimo że taki stan rzeczy jest przejściowy, nie można wykluczyć powstania pożaru przy takich warunkach zasilania obiektu budowlanego w energię elektryczną, kiedy pod napięciem pozostają jedynie wybrane odbiorniki nazywane powszechnie odbiorami komunalnymi. Przy zasilaniu z generatora zespołu prądotwórczego zmieniają się warunki zasilania urządzeń przeciwpożarowych, które muszą zachować pełną gotowość do pracy. W każdym przypadku układ zasilania urządzeń przeciwpożarowych musi charakteryzować się wysoką niezawodnością. Dostępne normy przedmiotowe z tego zakresu zawierają szereg nieścisłości prowadzących w praktyce do powstawania błędów.
W książce zostały opisane zasady zasilania wentylacji pożarowej, określone w normie PN-EN 12101-10:2007 Systemy kontroli rozprzestrzeniania się dymu i ciepła. Część 10: Zasilanie. Osobny rozdział został poświęcony przeciwpożarowemu wyłącznikowi prądu, który wbrew powszechnym opiniom stanowi skomplikowane urządzenie elektryczne i podczas konstruowania wymaga znajomości szeregu zagadnień z zakresu elektrotechniki.
Wiele problemów stwarzają wymagania dotyczące zasad wprowadzania urządzeń przeciwpożarowych do obrotu oraz stawiane kablom i przewodom w zakresie reakcji na ogień, wynikające z rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej Nr 305 2011 z dnia 9 marca 2011 roku (CPR). Wymagania dotyczące tych zagadnień zostały opisane w rozdziale czwartym i piątym.
Podczas akcji ratowniczo-gaśniczej bardzo często buduje się tymczasowe linie elektroenergetyczne nn, zasilane z generatora przewoźnego zespołu prądotwórczego. Poziom wiedzy w tym zakresie jest bardzo niski i często prowadzi do powstawania wielu zagrożeń porażeniowych. Wśród użytkowników zespołów prądotwórczych panuje przekonanie, że ich uziemienie przed uruchomieniem jest konieczne ze względów bezpieczeństwa. Należy zauważyć, że działania ratownicze mogą być prowadzone w terenie zaasfaltowanym, zabetonowanym lub zabrukowanym, gdzie pogrążenie uziemienia zespołu prądotwórczego jest niewykonalne. W książce zostało zaprezentowane rozwiązanie przeznaczone do budowy tymczasowych elektroenergetycznych sieci polowych z zastosowaniem układu zasilania IU, który zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa ratownikom oraz nie wymaga uziemienia zespołu prądotwórczego.
Uzupełnieniem książki są dodatki, gdzie opisana została metodyka zasilania w układzie IT, pomijana w innych publikacjach oraz metodyka badania stanu technicznego instalacji elektrycznych nn, gdzie na podstawie uzyskanych wyników można podjąć decyzję mającą na celu neutralizację zagrożeń porażeniowych oraz pożarowych.
Julian Wiatr

Od Recenzentów
Zasilanie urządzeń elektrycznych w czasie pożaru to zagadnienie, które w równej mierze dotyczy zarówno strażaków, jak i elektryków. Często w praktyce pojawiają się problemy z interpretacją niektórych przepisów zawartych w normach i rozporządzeniach. Recenzowana książka, autorstwa mgr. inż. Juliana Wiatra, pt. „Metodyka zasilania urządzeń przeciwpożarowych w energię elektryczną oraz dopuszczanie wyrobów budowlanych w ochronie przeciwpożarowej”, opisuje wybrane zagadnienia, które zdaniem autora wymagają szerszego wyjaśnienia i mają być przydatne strażakom i elektrykom w ich praktyce projektowej. Julian Wiatr jest uznanym autorytetem zarówno w projektowaniu instalacji elektrycznych, jak i ochrony przeciwpożarowej – jest autorem wielu publikacji dotyczących zasilania urządzeń pożarowych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru, oraz współautorem Normy SEP-E 005 Dobór przewodów elektrycznych do zasilania urządzeń, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru.
W recenzowanej książce opisano wybrane zagadnienia, które autor uznał za bardzo przydatne w praktyce. Są to:
– podstawy teorii pożarów – w rozdziale opisano, czym jest pożar, jak powstaje i jak szybko rośnie temperatura pożaru, która ma duży wpływ na rezystancję przewodów i tym samym ochronę przeciwporażeniową urządzeń elektrycznych, których funkcjonowanie jest niezbędne w czasie pożaru,
– zasilanie budynków w energię elektryczną w warunkach normalnych a zasilanie w czasie
pożaru – w rozdziale tym zamieszczono informacje dotyczące zasilania obiektów z instalacji: fotowoltaicznych, różnych typów akumulatorów i zespołów prądotwórczych oraz możliwość wykorzystania w tych układach wyłączników różnicowoprądowych. Obecne wydanie zostało rozszerzone o wymagania dotyczące doboru przewodów oraz ich zabezpieczeń. W rozdziale tym opisano również metodykę zasilania urządzeń przeciwpożarowych przez zespół prądotwórczy w przypadku awarii sieci elektroenergetycznej,
– przeciwpożarowy wyłącznik prądu – metodyka konstruowania – autor opisał wymagania stawiane PWP oraz zamieścił uproszczony projekt zasilania hali produkcyjnej z przeciwpożarowym wyłącznikiem prądu, zgodnie z wymaganiami normy PH-HD 60364-5-56:2019-01,
– zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych,
– wymagania dla kabli i przewodów dotyczące reakcji na ogień wynikające z Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Nr 305 2011 z dnia 9 marca 2011 roku (CPR),
– tymczasowe sieci elektroenergetyczne zasilane z przewoźnych zespołów prądotwórczych – w rozdziale tym autor przedstawił uproszczony projekt zestawu tymczasowej instalacji elektrycznej rozwijanej przez jednostki ochrony przeciwpożarowej w czasie akcji ratowniczo-gaśniczej.
Na końcu materiału zasadniczego zostały zamieszczone dwa załączniki:
• Ochrona przeciwpożarowa kanałów i tuneli kablowych,
• Wymagania dotyczące lokalizacji kontenerowych stacji transformatorowych pod względem ochrony ppoż.
Będą one pomocne przy opracowywaniu projektów zagospodarowania terenu oraz projektowaniu tras kablowych w kanałach i tunelach kablowych.
Bardzo cennym elementem recenzowanej książki są również dodatki, w których autor zamieścił praktyczne informacje wynikające z jego wieloletniej praktyki projektowej. W załączonych dodatkach znalazły się informacje praktyczne dotyczące:
• D1 – ochrony przeciwporażeniowej w sieci o układzie zasilania IT,
• D2 – badania stanu technicznego instalacji elektrycznych niskiego napięcia – zagadnienia wybrane,
• D3 – ochrony sprzętu i urządzeń elektrycznych przez obudowy, a także kodowania barwami elementów manipulacyjnych,
• D4 – zabezpieczenia instalacji elektrycznych niskiego napięcia od skutków zwarć łukowych.
Książka stanowi kompendium wiedzy zarówno dla strażaków, jak i elektryków, które pozwoli zoptymalizować wybrane elementy procesu projektowania instalacji elektrycznych, które muszą pracować w czasie pożaru. Cennym uzupełnieniem książki są liczne przykłady rachunkowe oraz rysunki ilustrujące opisywane zagadnienia.
dr inż. Kazimierz Herlender, profesor Politechniki Wrocławskiej,
Dyrektor Działu Kształcenia Podyplomowego PWr,
mgr inż. Marcin Orzechowski, zespół wsparcia technicznego ABB Polska