SELV, PELV oraz FELV - układy bardzo niskiego napięcia

Układy bardzo niskiego napięcia (ELV, od ang. Extra-Low Voltage) powszechnie wykorzystuje się w celu zapewnienia bezpieczeństwa ludziom poprzez redukcję zagrożenia porażeniem prądem elektrycznym przy dotyku bezpośrednim i pośrednim. W tym artykule omawiamy używane współcześnie układy ELV, opisujemy ich specyfikę, wymagania, możliwe zastosowania oraz wskazujemy najważniejsze różnice pomiędzy poszczególnymi układami.

Obwody bardzo niskiego napięcia ELV - podstawowe informacje

Różnego typu obwody bardzo niskiego napięcia bezpiecznego ELV mają za zadanie redukować zagrożenie porażenia prądem elektrycznym poprzez dostarczanie do obwodów odbiorczych napięcia znamionowego na poziomie niegroźnym dla człowieka. Według obecnie obowiązujących norm i przepisów górna granica tego napięcia wynosi maksymalnie 50 V dla prądu przemiennego (AC) i 120 V dla prądu stałego (DC). Obwody ELV wykorzystuje się u odbiorców o niskiej mocy przyłączeniowej, tzn. nieprzekraczającej 0,25 MW. Dzięki zastosowaniu obwodów ELV, uszkodzenie izolacji podstawowej na metalowych częściach dostępnych skutkuje jedynie wystąpieniem napięcia niezagrażającego zdrowiu i życiu człowieka (napięcie dotykowe dopuszczalne długotrwale). Poniżej omawiamy poszczególne typy obwodów bardzo niskiego napięcia.

SELV - charakterystyka

SELV (ang. Safety Extra-Low Voltage lub Separated Extra-Low Voltage) to obwód, którego części czynne nie powinny być połączone z uziomami bądź przewodami ochronnymi innych obwodów, a sam obwód jest fizycznie odseparowany od obwodów o wyższym napięciu. Dodatkowo, części przewodzące dostępne również nie powinny być uziemione ani połączone z przewodami ochronnymi oraz częściami przewodzącymi dostępnymi innych obwodów. Napięcie znamionowe w obwodzie SELV nigdy nie może przekroczyć maksymalnych wartości dla układów ELV, tzn. 50 V AC lub 120 V DC, nie może też przekraczać napięcia dopuszczalnego dla zakładanych warunków eksploatacji danego obwodu.

W obwodach SELV dopuszcza się brak ochrony podstawowej przy wartościach napięć poniżej 25 V AC lub 60 V DC. Wyższe wartości napięć w obwodach SELV wiążą się z koniecznością zastosowania ochrony podstawowej poprzez zastosowanie ogrodzeń lub obudów o IP co najmniej 2X albo izolacji przystosowanej do wytrzymania napięcia probierczego 500 V AC przez 1 minutę.

Układy SELV są szeroko stosowane w różnego rodzaju drobnej elektronice użytkowej, jak np. ładowarki do telefonów, zabawki elektryczne, sterowniki oświetlenia niskonapięciowego, a także w wielu specjalistycznych urządzeniach elektronicznych.

PELV - charakterystyka

PELV (ang. Protected Extra-Low Voltage) to obwód, którego określone części czynne mogą być połączone z uziomem i przewodami ochronnymi obwodów wyższego napięcia, natomiast części przewodzące dostępne mogą być uziemione bądź połączone z uziemionymi przewodami ochronnymi. Podobnie jak w przypadku obwodów SELV, napięcie znamionowe w obwodach PELV nie może przekroczyć 50 V AC lub 120 V DC ani niemaksymalnego napięcia dopuszczalnego dla warunków użytkowania konkretnego obwodu.

Układy PELV różnią się od SELV także tym, że co do zasady jest w nich wymagana izolacja podstawowa (odporna na napięcie probiercze 500 V AC przez 1 minutę), odpowiednie ogrodzenia bądź obudowy o IP co najmniej 2X. Jedyny wyjątek od tego wymogu stanowią obwody o napięciu poniżej 25 V AC bądź 60 V DC, o ile zagrożenie porażeniem zostało zweryfikowane jako małe.

Układy PELV są często wykorzystywane w elektronice użytkowej (np. zasilacze do laptopów), stosuje się je również w automatyce przemysłowej czy oświetleniu niskonapięciowym.

FELV - charakterystyka

FELV (ang. Functional Extra-Low Voltage) to układ bardzo niskiego napięcia, który nie spełnia wszystkich wymogów dla obwodów SELV i PELV. W praktyce oznacza to przede wszystkim brak pełnego oddzielenia obwodu FELV od innych układów przy jednoczesnej konieczności zastosowania ze względów funkcjonalnych (a nie ochronnych) napięcia o maksymalnej wartości 50 V AC lub 120 V DC.

W układach FELV ochronę podstawową należy zapewnić poprzez zastosowanie izolacji adekwatnej do napięcia nominalnego obwodu pierwotnego źródła zasilania bądź przez użycie odpowiednich, trwale zamocowanych przegród lub obudów (IP co najmniej 2X). Co ważne, części przewodzące dostępne w obwodach FELV należy połączyć z przewodem ochronnym obwodu pierwotnego, jeśli została w nim zastosowana ochrona poprzez samoczynne wyłączenie zasilania. Jeżeli natomiast zastosowano ochronę polegającą na separacji elektrycznej, należy połączyć części przewodzące dostępne urządzeń w danym obwodzie FELV z nieuziemionym miejscowym przewodem połączeń wyrównawczych obwodu pierwotnego.

Obwody FELV wykorzystuje się m.in. w automatyce przemysłowej (obwody sterowania i sygnalizacji), niektórych systemach oświetlenia niskonapięciowego czy urządzeniach wymagających obniżenia napięcia roboczego.

Jak wykonywać obwody odbiorcze SELV i PELV?

Według obowiązujących obecnie norm i przepisów, obwody odbiorcze SELV oraz PELV muszą być wykonywane w taki sposób, aby były oddzielone od obwodów wyższego napięcia przy użyciu adekwatnej separacji ochronnej. Separacja ta musi zapewniać oddzielenie elektryczne na poziomie równoważnym oddzieleniu obwodów w transformatorach ochronnych.

Co równie ważne, wszystkie wtyczki w obwodach SELV i PELV nie mogą pasować do gniazd wtykowych innych obwodów, a gniazda wtykowe SELV/PELV nie mogą umożliwiać podłączenia wtyczek innych układów napięciowych. Dodatkowo, w przypadku obwodów SELV, zarówno gniazda wtykowe, jak i wtyczki muszą być pozbawione styku ochronnego.

Ponadto prowadzenie przewodów w obwodach SELV i PELV należy wykonywać oddzielnie od innych obwodów. Jeśli nie jest to możliwe, należy zastosować jedno z poniższych rozwiązań:

przewody SELV i PELV posiadające izolację podstawową umieścić w osłonie izolacyjnej, uziemionej osłonie metalowej bądź uziemionym ekranie metalowym zapewniając ochronne oddzielenie od innych obwodów;
dobrać przewody SELV i PELV w taki sposób, aby posiadały izolację adekwatną do najwyższego napięcia występującego w danym przewodzie wielożyłowym lub zestawie przewodów.

Obwody SELV i PELV - czym można je zasilać?

Zgodnie z obowiązującymi regulacjami obwody SELV i PELV mogą być zasilane z następujących źródeł:

transformator ochronny (transformator bezpieczeństwa zgodny z normą PN-EN 61558-2-6:2009);
elektrochemiczne źródło zasilania (np. bateria akumulatorów);
zespół prądotwórczy (niezależny od obwodu wyższego napięcia);
źródło prądu o analogicznym do transformatora ochronnego stopniu bezpieczeństwa (np. odpowiednia przetwornica dwumaszynowa);
urządzenie elektroniczne zapewniające w przypadku uszkodzeń wewnętrznych ograniczenie napięcia na zaciskach wyjściowych do bezpiecznych wartości.

Co ważne, jeśli obwody SELV i PELV są zasilane z ruchomych źródeł zasilania, muszą to być urządzenia zasilające należące do II klasy ochronności.

Zasilanie obwodów FELV

W przypadku obwodów FELV zasilanie powinno być realizowane z obwodu wyższego napięcia przy użyciu zwykłego transformatora 230 V w I lub II klasie ochronności, należy jednak zarówno do obudowy transformatora, jak i do obudowy odbiornika podłączyć przewód ochronny.

Skontaktuj się z Elektro-Spark!