Trykskrift Nr 5072/DK/1204 RAPPORT

Transkript

1 Trykskrift Nr 5072/DK/1204 Elektriske udligningsforbindelser i landbrug LEVERANDØR AF SIKKERHED... Udarbejdet i samarbejde med Landbrugets Rådgivningscenter, Skejby Århus RAPPORT Formålet med rapporten er, at få afdækket konsekvenserne af den nye Stærkstrømslovs krav til elektriske udligningsforbindelser i landbrugsbygninger for husdyrhold (stalde). Som grundlag blev 3 stalde i Vejle- /Horsensområdet gennemgået sammen med Landbrugets Rådgivningscenter og der blev udført modstandsmålinger mellem installationernes beskyttelsesleder og fremmed ledende dele samt mellem ledende dele indbyrdes. Baggrund: I 1989 udsendte Elektricitetsrådet et forslag til nye bestemmelser for elektriske installationer, der i bearbejdet form blev udgivet som 1. udgave med gyldighed fra 1. juli Med virkning fra 1. april 1994 erstatter Stærkstrømsbekendtgørelsen Elektriske installationer 1993 dele af det tidligere Stærkstrømsreglement, herunder installationer i Landbrug. I udsendte Elrådsmeddelelser er der fastlagt overgangsordninger. Bestemmelserne er baseret på internationale standarder samt Europæiske harmoniseringsdokumenter. I takt med udviklingen i anvendelse af elektricitet, med stigende effektforbrug og udbredt og stigende anvendelse af følsomt elektronisk udstyr overalt i bygninger og installationer, er der stigende risici, både for personer, husdyr og ejendom, herunder elektronisk udstyr. På baggrund af denne udvikling er der en motiveret begrundelse til skærpelse af sikkerhedskravene til de elektriske installationer. En af de største farer ved brug af elektricitet er chokstrøm. Med chockstrøm menes pr. definition en strøm der ved sin passage (vej) gennem et menneske eller dyr forårsager skade (patofysio-logiske virkninger). Chockstrøm kan optræde, hvis et menneske eller dyr udsættes for en spændingsforskel (potentiale), mellem legemsdele, der er så høj(t), at strømmen gennem dele af kroppen forårsager skade. Forsøg med dyr har vist, at spændinger helt ned til 20 volt, under uheldige omstændigheder, kan forårsage skade. De farlige berøringsspændinger er generelt fastsat til max. 50 volt vekselspænding for mennesker under normale forhold, samt 25 volt vekselspænding for dyr, idet man regner med, at de specielle forhold medfører, at dyr har lavere kropsmodstand. Alle elektriske installationer og apparater er beskyttet mod direkte berøring af de spændingsførende dele, ved en isolering og/eller kapsling. Da der imidlertid kan ske beskadigelse af denne isolation samt opstå isolationsfejl og dermed påtrykkes farlige spændinger på kapslinger (udsatte dele) eller være fare for direkte berøring af spændingsførende dele, var der i de tidligere bestemmelser for de elektriske installationer fastlagt krav til ekstrabeskyttelse af installationer i områder, hvor der var særlig risiko for at strømmen kunne forplante sig til jord gennem personer eller dyr. Det var i det frie eller områder som f.eks. fugtige og våde rum, køkkener og stalde m.v. Ekstrabeskytttelsen bestod i enten ekstra (dobbelt) isolering af installation og apparater eller jordforbindelse af installationen og apparater, hvor modstanden til jord skulle være så lav, at installationen hurtigt blev afbrudt ved en fejl. Senere blev fejlstrømsrelæet (FI og HFI-relæet) opfundet og anvendt som en mere sikker måde at ekstrabeskytte installationen på, uden at der dermed stilles de store krav til jordforbindelsens effektivitet (modstand til jord). Fejlstrømsrelæet registrerer og måler strømme, der forplanter sig til jord ved fejl, og afbryder installationen, hvis denne strøm bliver for stor. I de nye bestemmelser er alle installationer omfattet af kravet om ekstrabeskyttelse idet dette udtryk dog er erstattet med udtrykket "beskyttelse mod indirekte berøring". Primært skal der ske afbrydelse af en installation eller den del af installationen, der rammes af en fejl. Da der, uanset hvor hurtigt der sker afbrydelse og uanset hvor effektiv jordforbindelsen er, altid vil være risiko for farlige spændingsforskelle i en installation ved en fejl, især mellem installationen og fremmed ledende dele, skal der som en del af beskyttelsen mod indirekte berøring altid udføres potentialudligning i alle nye installationer fremover. Potentialudligningen skal forhindre, at der opstår farlige spændingsforskelle mellem de elektriske installationer og fremmed ledende dele indtil der sker afbrydelse. DESITEK A/S, Sunekær 8, DK-5471 Søndersø tlf: fax:

2 Fremmed ledende dele er en fællesbetegnelse for de elektrisk ledende installationer og bygningsdele, der ikke umiddelbart har forbindelse med eller til de elektriske installationer. f.eks. vand, varme, ventilation samt stålkonstruktioner herunder armering i beton. En særlig risiko udgør armering og andre indstøbte ledende konstruktioner i betongulve og fundamenter, da disse ofte har en naturlig lav modstand til jord, ofte lavere end installationens jordelektrode. Det skal også bemærkes, at de fremmed ledende installationer og dele kan sættes under farlige spændinger ved fejl der opstår på elanlæg uden for bygningen. Som det fremgår af tidligere notat fra Landbrugets Rådgivningscenter INSTALLATIONER I LANDBRUG OG BYGNINGER FOR HUSDYR- HOLD kan kravene til udligningsforbindelser umiddelbart virke meget omfattende. Det er derfor vigtigt at slå følgende fast: 1. Hovedudligningsforbindelserne må fungere, også som supplerende udligningsforbindelser. 2. De supplerende udligningsforbindelser må gerne udgøres af de fremmed ledende dele, herunder ledende inventar i stalde. Dette betyder, at hvis man i en ny bygning, hvor der skal være husdyr udfører hovedudligningsforbindelser som krævet i bestemmelserne, kan disse hovedudligningsforbindelser samtidig opfylde kravene for de supplerende udligningsforbindelser, forudsat at de overholder kravene til elektrisk sammenhæng i hele bygningen og i de rum, der er omfattet. Det er ikke en betingelse, at de enkelte rørsystemer eller ledende bygningsdele skal være elektrisk sammenhængende i hele bygningen eller rummet, blot at de er det samlet. Hovedudligningsforbindelserne må iøvrigt gerne sløjfes fra det ene rørsystem til det andet, for- udsat at lederen fremføres ubrudt. Af hensyn til praktiske forhold i forbindelse med målinger kan det dog anbefales at fremlægge flere forbindelser. Beskyttelseslederen (jordforbindelsen) til de udsatte dele må gerne indgå i de supplerende udligningsforbindelser forudsat at det spændingsfald der kan opstå i beskyttelseslederen ved en fejl ikke vil være større end 25 volt, under normal funktion af udkoblingsbeskyttelsesudstyret. I praksis betyder det, at det kun er nogle få forbindelser der skal etableres inde i selve bygningen og i rummet for at kravene til, at de ledende rørsystemer, inventar og bygningsdele er potentialudlignet, opfyldes. Det største problem og den største risiko er de ledende bygningskonstruktioner og armering der er indstøbt i betonkonstruktionerne i gulve og vægge. Ofte har disse ledende dele som tidligere nævnt en meget lav naturlig overgangsmodstand til jord og udgør dermed en betydelig risiko for, at mennesker og dyr kan blive udsat for farlige spændinger (potentialer), hvis disse ledende dele ikke er potentialudlignet til det øvrige jordforbundne og potentialudlignede system, se vedlagte principskitse A. I bestemmelserne er det anbefalet, at indstøbe metalnet i gulve, der er ledende og forbinde (udligne) dette net til de øvrige udlignede systemer. Selv om det er meget effektivt, er det nok tvivlsomt, om det vil blive gennemført i praksis, da det som nævnt kun er en anbefaling, der samtidig er omkostningsfordyrende. Som et absolut minimum kan og bør man udnytte armering og andre ledende dele der er indstøbte i gulve og fundamenter, og evt. supplere dette med yderligere armeringsjern, så man opnår masker, som anvist og beskrevet i notatet fra Landbrugets Rådgivningscenter GR. NR Hvis man også etablerer fundamentsjord som beskrevet i samme notat, får man tillige en meget billig, stabil og effektiv jordelektrode, der også opfylder de nye bestemmelsers krav til jordingsanlæg. Enkelte riste og andre ledende konstruktioner med begrænset udstrækning skal ikke udlignes, med mindre de har uafhængig forbindelse til neutral jord, og kan komme i kontakt med mennesker eller dyr. Betonspaltegulve og andre gulve, der er ledende og hævet over det pladsstøbte gulv skal heller ikke potentialudlignes, da de i sig selv ikke har uafhængig forbindelse til jord. En fundamentsjord som beskrevet, kombineret med potentialudligning har tillige meget stor betydning for at sikre fejlfri funktion af de elektriske installationer, hvor der bliver installeret mere og mere følsomt elektronik. Fejl på grund af elektrisk støj, også i forbindelse med torden kan få alvorlige økonomiske konsekvenser. Det eneste og største problem der er i forbindelse med potentialudligning til armering i pladsstøbte gulve og fundamenter er at få det gennemført på det rigtige tidspunkt i byggeriet. Elinstallatøren skal i samarbejde med entreprenøren udføre de fornødne forbindelser og udføringer inden udstøbningen. Det er derfor nødvendigt at informere alle byggeansvarlige om disse nye krav, således at de får aftalt med installatøren, hvornår og hvor der skal forbindes mellem og til armeringen.

3 Bemærkninger i forbindelse med gennemgangen og målingerne på de eksisterende elinstallationer og stalde i henhold til vedlagte billedserie og tegninger. A. Svinestald(e) Ejer: Bjarne R. Jørgensen, Ørumvej 5, 7171 Uldum. Svinestalden består af flere bygninger, der var sammenbyggede ved diverse ombygninger. Der kan opstå tvivl om definitionen på en eller flere bygninger, men det er kun af juridisk interesse. Bygningernes bærende konstruktioner er stålbuer(spær) og tegl. En måling med ohmmeter mellem hovedtavlens jordelektrode og stålbjælken umiddelbart ved siden af, (Billed 1) viser, at der ikke er nogen direkte elektrisk forbindelse. De målte ca. 15 ohm, er sammensat af bjælkens naturlige forbindelse til jord og jordelektrodens forbindelse til jord. Måling mellem hovedtavlens jordklemme og stålkonstruktionerne på foderblandingsanlægget viste en modstand på < 1 ohm, hvilket viser at der er fremført beskyttelsesleder (jordforbindelse) til elektriske udrustninger på foderblandingsanlægget. Billed 2. Selv om der er indskudt isolerende PVC rør i vandanlæg skal man være opmærksom på, at vandet og ledende belægninger inde i rørene kan være en farlig strømvej. Der skal derfor altid hovedudlignes til vandindføringen i en bygning, og på den side der er ledende inde i bygningen, Billed 3. I klimastaldene, Billed 4 og 5 skal der udlignes mellem klimaanlæggets udsatte del og det gennemgående vandrørsystem. Vandrør regnes ikke som gennemgående elektrisk ledende. Det kan være svært umiddelbart at afgøre, om de løse tremmebåse skal udlignes. Da der ikke i disse eksisterende bygninger er udlignet til armering i gulve, kan båsene, hvis de har kontakt med de ledende gulve under plastristene, udgøre en farlig strømvej til jord. I de øvrige stalde blev der modstandsmålt mellem fremmed ledende dele, herunder inventar, indbyrdes og til ståldragere og beskyttelsesledere i fordelingstavle eks. Billed 7. Målingerne viste, at der utilsigtet var elektrisk forbindelse < 0,5 ohm mellem disse dele. Som det fremgår af de følgende Billeder 8-12 er de fremmed ledende dele, specielt inventaret naturligt, solidt mekanisk og elektrisk forbundet. Ligeledes er dele af rørsystemet mekanisk elektrisk forbundet til de bærende ståldragere. Da der er placeret elektrisk udstyr på inventaret, der er jordforbundet, forklarer det den lave modstand der måles. Da der kan være tvivl om, at disse utilsigtede forbindelser forbliver intakte, skal der ved fordelingstavlen, billed 7, udføres udligningsforbindelser fra jordklemmen til ståldrager, inventar og ledende rørsystemer, der er gennemgående. Udligningsforbindelserne kan dimensioneres som hoved - eller supplerende udligningsforbindeler. Da der kan være tvivl om hvorvidt det er en selvstændig bygning, vil jeg dog anbefale at anvende min. 6 mm 2. I princippet skal der etableres sådanne udligningsforbindelser i hvert rum og bygning, specielt hvor inventar og rørsystemer er elektrisk adskilte. I de rum (bygninger) der ikke har selvstændig fordelingstavle kan udligningsforbindelserne etableres mellem en central udsat del og til de fremmed ledende installationer, eller der kan fremføres en beskyttelsesleder fra den fordelingstavle der forsyner installationen. Bemærk: at Elrådet har fastlagt en max. længde på 10 m på beskyttelsesledere, der indgår i supplerende udligningsforbindelser. Kostald; løsdrift Ejer: Peter og Knud Jeppesen Gl. Tingvej, 7300 Jelling. Bygningen der udgør een stald var som svinestalden opført med stålbuer som bærende konstruktion. Der blev ikke udført målinger i denne løsdriftstald. Visuelt kunne det fastslås, at inventar (båse, forværk og fanggitter), og andre fremmed ledend installationer var mekanisk, elektrisk forbundet. Et par centrale udligningsforbindelser fra fordelingstavle Billed 1, til de nævnte fremmed ledende installationer vil sikre, at kravene til hoved - og supplerende udligningsforbindelser er opfyldt, dog excl. ledende dele (armering) i gulve. Kostald; Binde Ejer: Jørgen Jørgensen Vesterbyvej 13, 8722 Hedensted Bygningen der udgør een stald er opført med tegl og træspær som bærendekonstruktion. Malkeanlægget - et conveyer system - er elektrisk ledende gennem hele stalden og mekanisk elektrisk forbundet med det øvrige ledende inventar, Billed 5. Målinger mellem inventar og malkeanlæg viste ingen modstand. Måling mellem inventar og fordelingstavlens jordforbindelse Billed 1 viste en modstand på ca. 10 ohm, hvilket indikerer, at der ikke er udlignet direkte. Måling mellem tavlens jordforbindelse og til hydrofoer i tavlerum Billed 1 og 2 viste ingen modstand, hvilket forklares af jordforbindelse af pressostater monteret direkte på hydrofoer. Tre hovedudligningsforbindelser, en til vand billed 2, en til inventar i stald Billed 4 og en til conveyer i malkerum Billed 3 ville opfylde de nye bestemmelsers krav om både hoved - og supplerende udligningsforbindelser,

4 dog excl. forbindelser til ledende dele som f.eks. armering i gulv. Konklusion: Fælles for alle tre stalde, kan det fastslås, at det er meget få udligningsforbindelser der skal etableres, for at kravene til at udsatte dele, installationens jordforbindelse og de fremmed ledende dele, der befinder sig inde i stalden, er elektrisk indbyrdes forbundne, opfyldes. For bygninger med bærende konstruktioner af stålbuer er det indlysende, at man kan udnytte stålbuerne sammen med fundamentsjorden som beskrevet i notatet fra Landbrugets Rådgivningscenter GR. NR , som gennemgående reference for udligningsforbindelser i bygningen. Denne rapport har været til gennemsyn og accept hos Elektricitetsrådet. Søndersø d. 27/ Ernst Boye Nielsen Bilag: Billedserie Principskitse for hoved- og supplerende udligning. Det egentlige problem, og der hvor der er en betydelig risiko ved en elektrisk fejl, er som tidligere nævnt de elekrtisk ledende dele som f.eks armering i gulve m.v. der har naturlig elektrisk forbindelse til jord. Det er stort set umuligt, efter at et byggeri er færdigt, at afgøre om der er elektrisk forbindelse til indstøbte dele samt hvor effektiv denne forbindelse er. Det er derfor bydende nødvendigt at få gjort bygningsfolk opmærksomme på dette problem, og skabe forståelse for betydningen af udligningsforbindelser til indstøbte ledende dele. Det vil være forkert at sige, at udligning til synlige ledende dele ingen virkning har, hvis der ikke tillige er udlignet til ledende dele i gulve m.v. Det kan dog ikke udelukkes, at udligning til de synlige ledende dele under bestemte forhold kan øge risikoen, hvis der ikke samtidig er udlignet specielt til ledende dele i gulve og fundamenter. Se skitse A. Skal udligningsforbindelserne have den ønskede virkning - at begrænse risikoen for at mennesker og dyr udsættes for elektrisk chok - skal de udføres konsekvent i alle faser af byggeriet, og det er nødvendigt at udføre kontrolmålinger og gennemgå byggeriet visuelt under opførelsen.

5 LEVERANDØR AF SIKKERHED...