Využití vedení dvou různých ovládacích napětí jedním kabelem

Popis problému:
Jednalo se o posouzení technického provedení elektrické instalace, která byla součástí nakládacího zařízení. Konkrétně se jednalo o posouzení, zda může být využito vedení dvou různých ovládacích napětí, (230V AC a 24V DC) jedním kabelem, který sloužil pro napájení snímačů (polohové, vibrační, odklonové apod.). Snímače byly umístěny ve spodní části nakládacího zařízení. Byly provedeny dva způsoby umístění kabelů. Pomocí kabelového bubnu (napětí 415V, maximální proud 25A) a tažení kabelu přímo k zařízení po vnitřním obvodu pohyblivého tubusu.

Barva žil:

• fázové vodiče: černá, hnědá, šedá,
• pracovní (nulový) vodič: světle modrá,
• ochranný vodič: zelenožlutá.

Výrobce zařízení měl záměr použít pro napájení snímačů jeden kabel pro dvě napájecí napětí. Konstruktér se odvolával na ČSN EN 60204-1 (Bezpečnost strojních zařízení – Elektrická zařízení strojů) čl. 14.1.3. (Vodiče různých obvodů), kde se uvádí: “Vodiče různých obvodů se mohou ukládat vedle sebe do společných elektroinstalačních kanálů (například instalační trubky, instalačního systému) nebo být ve společném vícežilovém kabelu za předpokladu, že to nezhorší správnou funkci příslušných obvodů. Pokud tyto obvody pracují při různých napětí, musí být buď odděleny vhodnými zábranami, nebo musí být izolovány na nejvyšší napětí, které se může vyskytnout na kterémkoliv z vodičů“.

Z výše uvedeného článku normy vyplývá, že možnost použití jednoho vícežilového kabelu existuje. Při použití vícežilového kabelu pro dvě různé napěťové soustavy je však nutné dodržet určitá pravidla a kritéria stanovená příslušnými technickými předpisy
a normami.

Jelikož se jedná o „pětivodičový“ kabel, zbyde při využití všech čtyř pracovních vodičů (černá, hnědá, šedá a modrá) pouze jeden ochranný vodič (zelenožlutá kombinace barev).

Neshody s požadavky zákonů, technických předpisů a norem:
Dle ČSN EN 60204-1 čl. 14.1.3. vodiče různých obvodů mohou být ve společném „vícežilovém“ kabelu, ale všechny vodiče musí být izolovány na nejvyšší napětí, které se může vyskytovat na kterémkoliv z vodičů. Tyto kabely byly ve všech žilách dimenzovány na vyšší napěťovou soustavu.

Jelikož byly použity standardní silové kabely s klasickým barevným značením vodičů, výrobce zařízení musel zabezpečit přeznačení některých pracovních vodičů na jejich koncích tak, aby byly dodrženy požadavky ČSN EN 60446 a ČSN 33 0165 následovně:

ČSN EN 60446 (Základní a bezpečnostní zásady při obsluze strojních zařízení – Značení vodičů barvami nebo číslicemi)

Čl. 3.2.3 pro fázové vodiče střídavých systémů jsou přednostní barvy černá, šedá a hnědá

Čl. 3.3.1 kombinace jakýchkoliv dvou barev (černá, hnědá, červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, fialová, šedá, bílá, růžová, tyrkysová) je dovolena za předpokladu, že není nebezpečí omylu, aby se tomu předešlo, nesmí být žlutá a zelená barva použity v jiných barevných kombinacích, než ve dvoubarevné kombinaci žlutá/zelená (ZŽ)

Čl. 3.3.2 pro označení ochranný vodič se musí používat dvoubarevná kombinace ZŽ a nesmí se použít pro jiné účely. Jediná barevná kombinace přípustná pro značení ochranného vodiče je pouze zelená/žlutá

ČSN 33 0165 (značení vodičů barvami nebo číslicemi)
Čl. 3.1.1.6. každá žíla silového kabelu nebo vícežilového vodiče smí mít pouze jednu barvu, kromě žíly v barevné kombinaci ZŽ

Čl. 6.1.

• Ochranný vodič: zelenožlutá barva
• Střední vodič: světle modrá barva
• Vodič kladného pólu: tmavě červená barva
• Vodič záporného pólu: tmavě modrá barva
• Fázové vodiče: černá, šedá, hnědá barva

Čl. 7.3. Na hlavní obvody se přednostně použije vodičů černé barvy

Čl. 9.4. Pokud v EZ nejsou již barevně rozlišeny vodiče střední a ochranné od vodičů fázových, lze je výjimečně na všech koncích po spolehlivém ověření jejich správnosti a funkce označit izolačními návlačkami (trubičkami) příslušné barvy.

• Na přeznačení vodičů výrobce musel upozornit v technické dokumentaci, výkresové dokumentaci a v návodu pro obsluhu a údržbu zařízení. Osoby provádějící údržbu bylo nutné seznámit s tím, že některé vodiče jsou přeznačeny, prokazatelně (písemně) seznámeni v rámci poučení při předávání zařízení odběrateli.
• Výrobce zařízení musel zabezpečit, aby po celé délce vedení tohoto vícežilového vodiče nedošlo k mechanickému porušení izolace kabelu tak, aby v případě „porušení“ izolace nedošlo k přenosu nízkého napětí do obvodů malého napětí.
• Na celém stroji musel být provedena ochrana doplňujícím pospojováním neživých částí, dle požadavků ČSN 332000-4-41 čl. 413.1.2.2, ČSN 332000-5-54 čl. 547.1.2 a ČSN EN 60204-1 čl. 8.2.3.

Při uvádění do provozu bylo výrobci doporučeno v rámci vstupní kontroly stroje (výchozí revize) na kabelu, kterým jsou vedena dvě napětí, ověřit izolační odpor pracovních vodičů mezi sebou a proti ochrannému vodiči a dále také provést měření unikajícího proudu ochranným vodičem při plném zatížení. Pokud by hodnota unikajícího proudu ochranným vodičem byla vyšší než hodnota stanovená (3,5 mA), nelze jeden vícežilový kabel pro vedení dvou napěťových soustav použít.

Výrobci bylo také doporučeno mechanicky zabezpečit ochranu proti porušení izolace kabelu tak, aby v případě mechanického porušení izolace nedošlo k přenosu nízkého napětí do obvodů malého napětí.

Výrobce musel na přeznačení vodičů upozornit v technické dokumentaci, výkresové dokumentaci a v návodu pro obsluhu a údržbu nakládacího zařízen (samostatný odstavec). Výrobci bylo doporučeno prokazatelně (písemně) seznámit osoby provádějící údržbu (v rámci poučení při předávání zařízení odběrateli) s tím, že některé vodiče jsou barevně přeznačeny, a že jsou provedeny úpravy v průvodní dokumentaci.

Kompletní přednášku naleznete v tomto sborníku ...