Bardzo niskie napięcie PELV

PELV (Protected Extra-Low Voltage) to układ bardzo niskiego napięcia, w którym obwód lub części przewodzące dostępne wolno połączyć z ziemią. Od układu SELV różni go właśnie to dopuszczenie uziemienia, dlatego PELV nie zapewnia pełnej separacji od potencjału ziemi.

---

Co oznacza skrót PELV i co w tym układzie może być uziemione?

Skrót rozwija się jako Protected Extra-Low Voltage, czyli chronione bardzo niskie napięcie. Norma nie wymaga tu uziemienia, ale na nie pozwala. Jeśli występuje, jest elementem projektu, a nie skutkiem błędu montażu.

Gdy obwód PELV się uziemia, z ziemią łączy się zwykle jeden punkt strony wtórnej źródła – biegun ujemny zasilacza albo wybrany punkt uzwojenia transformatora. Do przewodu ochronnego PE dołącza się także części przewodzące dostępne, czyli metalowe elementy urządzeń, których możesz dotknąć: obudowy szaf, korpusy czujników, osłony napędów.

Takie połączenie nosi nazwę uziemienia roboczego. Jest w obwodzie po to, żeby urządzenie działało zgodnie z założeniem konstruktora, a nie żeby wymusić zadziałanie zabezpieczenia po uszkodzeniu izolacji – tę drugą rolę pełni uziemienie ochronne opisane w haśle przewód PE.

Napięcie znamionowe obwodu PELV nie przekracza 50 V prądu przemiennego ani 120 V prądu stałego, a skąd biorą się te granice i kiedy schodzi się poniżej nich, wyjaśnia hasło napięcie bezpieczne.

Czym PELV różni się od SELV i FELV?

Cała różnica siedzi w relacji obwodu z ziemią. Układ SELV jest od ziemi odizolowany – żaden jego punkt ani żadna dostępna obudowa nie ma połączenia z uziomem czy przewodem ochronnym. Jak zbudowane jest takie zasilanie i skąd bierze się jego separacja, opisuje hasło bardzo niskie napięcie SELV.

PELV zachowuje ochronne oddzielenie od obwodu zasilającego, ale dopuszcza połączenie z ziemią. Układ FELV (Functional Extra-Low Voltage) nie spełnia nawet warunku oddzielenia: obniżone napięcie służy w nim celom użytkowym, nie ochronie przed porażeniem.

Kryterium	SELV	PELV	FELV
Ochronne oddzielenie od obwodu 230 V	wymagane	wymagane	brak lub niepełne
Połączenie części czynnych z ziemią	niedopuszczalne	dozwolone, zwykle jeden punkt	zależne od obwodu pierwotnego
Części przewodzące dostępne przy PE	nie	tak	tak, przy PE obwodu pierwotnego
Styk ochronny w gniazdach i wtyczkach	zabroniony	dopuszczalny	wymagany
Rola w ochronie przeciwporażeniowej	samodzielny środek ochrony	samodzielny środek ochrony	żadna, konieczne samoczynne wyłączenie zasilania

Uziemiony biegun, jeśli występuje, zmienia położenie osoby, która dotknie obwodu. Stojąc na wilgotnej posadzce i chwytając drugi biegun obwodu PELV, zamykasz drogę prądu przez ciało, podłoże i uziemienie. W obwodzie SELV ta droga nie powstaje, bo żaden punkt obwodu nie ma odniesienia do ziemi.

Stąd ostrzejsze wymagania. Ochrony podstawowej – izolacji, obudowy o stopniu ochrony co najmniej IP2X albo ogrodzenia – możesz w obwodzie PELV odpuścić dopiero wtedy, gdy urządzenia stoją w strefie połączeń wyrównawczych, a napięcie nie przekracza 25 V prądu przemiennego lub 60 V prądu stałego. Tam, gdzie zagrożenie porażeniem jest największe, PELV bywa wykluczony wprost: w strefie 0 wanny norma dopuszcza wyłącznie SELV o napięciu do 12 V prądu przemiennego.

Po co celowo uziemiać obwód bardzo niskiego napięcia?

Uziemienie odbiera obwodowi część korzyści z separacji, więc musi dawać coś w zamian. Daje wspólny potencjał odniesienia dla wszystkiego, co w obwodzie mierzy, przetwarza i przesyła sygnały.

• Sterowanie maszyn – sygnały binarne 24 V prądu stałego potrzebują wspólnej masy dla sterownika, przycisków i zaworów rozrzuconych po całej linii produkcyjnej.
• Pomiary analogowe – czujniki o wyjściu 0–10 V i pętla prądowa 4–20 mA dają poprawny wynik tylko przy jednym punkcie odniesienia dla nadajnika i wejścia sterownika.
• Zakłócenia – ekrany przewodów i filtry przeciwzakłóceniowe muszą mieć drogę do ziemi, inaczej długie trasy kablowe w hali zbierają zakłócenia od falowników.
• Rozległe instalacje – w obwodzie rozpiętym na kilka szaf i dziesiątki odbiorników utrzymanie pełnej izolacji od ziemi bywa niemożliwe do zweryfikowania, a jedno przypadkowe doziemienie przeszłoby niezauważone.

Producenci automatyki projektują więc swoje wejścia i wyjścia z założeniem, że masa obwodu jest uziemiona. Te same moduły wpuszczone do obwodu bez odniesienia do ziemi potrafią mylić się w pomiarach i przypadkowo załączać wejścia dwustanowe.

Gdzie stosuje się PELV?

Najwięcej obwodów PELV pracuje w automatyce przemysłowej. W typowej szafie sterowniczej polskiej maszyny zasilacz impulsowy dostaje po stronie pierwotnej 400 V międzyfazowego albo 230 V między fazą a przewodem neutralnym, a na wyjściu wydaje 24 V prądu stałego z minusem przykręconym do szyny PE. Sterownik, czujniki zbliżeniowe, kasety przyciskowe i lampki sygnalizacyjne pracują wtedy w układzie PELV.

Poza halą produkcyjną ten układ spotkasz w sterowaniu kotłów i węzłów cieplnych, w obwodach sygnalizacji, w oświetleniu technicznym rozdzielnic oraz w części zasilaczy do laptopów, gdzie przewód ochronny służy jednocześnie za odniesienie dla filtra przeciwzakłóceniowego.

Wymagania dla instalacji stałych podaje norma PN-HD 60364-4-41, a dla wyposażenia elektrycznego maszyn – PN-EN 60204-1. Zasilanie pochodzi zwykle z transformatora bezpieczeństwa według PN-EN 61558-2-6, z baterii akumulatorów albo z zasilacza elektronicznego o równoważnym poziomie bezpieczeństwa.

Na egzaminie SEP dla uprawnień G1 pytanie o te układy sprowadza się najczęściej do tego, który z nich jest uziemiony. Ta sama wiedza ratuje przy odbiorze instalacji: jeśli zewrzesz minus zasilacza opisanego jako SELV z szyną PE, od tego momentu masz obwód PELV i inny zestaw wymagań. W drugą stronę zamiana nie działa – obwód PELV nie zastąpi SELV tam, gdzie norma żąda odseparowania od ziemi.

Jak sprawdza się obwód PELV przy odbiorze?

Podstawą jest pomiar rezystancji izolacji, a jego zakres różni się od pomiaru w obwodzie SELV. W SELV bada się izolację między częściami czynnymi obwodu a częściami czynnymi innych obwodów oraz ziemią. W PELV ziemia z tego zestawienia wypada, bo obwód wolno z nią połączyć – zostaje sprawdzenie oddzielenia od obwodów wyższego napięcia.

Sam obwód PELV mierzysz napięciem 250 V prądu stałego i wymagasz co najmniej 0,5 MΩ. Oddzielenie od obwodu 230 V oceniasz już według kryteriów tego obwodu: napięciem 500 V i wartością co najmniej 1 MΩ. Po stronie zasilania ochronę uzupełnia wyłącznik różnicowoprądowy typu A, ponieważ prąd uszkodzeniowy za mostkiem prostowniczym zasilacza jest wyprostowany – typy tych wyłączników rozróżnia hasło wyłącznik różnicowoprądowy (RCD).

Najczęściej zadawane pytania