دلایل و شرایط برق گرفتگی
استفاده روزافزون از انرژی الکتریکی ، باعث افزایش حوادث برق گرفتگی شده است.برخی از حوادث االکتریکی مستقیم یا غیر مستقیم موجب از دست رفتن زندگی انسان می شود.خطرات الکتریکی به چشم دیده نمی شوند، یک سیم برق دار با یک سیم بدون برق از نظر ظاهری هیچ تفاوتی ندارند.و از طرفی انسان نیز دچار اشتباه می شود.برق گرفتگی می تواند در عرض چند ثانیه منجر به مرگ شود.بنابراین پیشگیری از حوادث برق گرفتگی و رعایت اصول حفاظت و ایمنی می تواندحوادث ناشی از کار را به نحو قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
به دو دلیل برق گرفتگی ایجاد می شود.
1- علل ناشی از فقدان تجهیزات و وسایل حفاظتی
2- علل شخصی ، نظیر نداشتن آموزش کافی و لازم، به کاربردن روش های نا صحیح ، مناسب نبودن اعضای بدن شخص نسبت به نوع و ماهیت کار محوله ، عدم آشنایی یا سهل انگاری.
برای کاهش امکان برق گرفتگی افراد از سیستم های ایمنی استفاده می شود.سیستم های ایمنی بسیار متنوع هستندو هرکدام دارای خصوصیاتی می باشند که به ترتیب به شرح آنها در طی چند پست خواهم پرداخت.ولی در این پست فقط آنها را نام می برم و در مراحل بعدی آنها را شرح می دهم.
سیستم های ایمنی عبارتند از
1- سیستم حفاظت توسط سیم زمین
2- حفاظت توسط عایق کاری
3- حفاظت توسط ولتاژ کم
4- حفاظت توسط ترانسفورماتور جدا کننده
5- حفاظت توسط کلید خطای جریان یا FI
1- سیستم حفاظت توسط سیم زمین
در این سیستم به منظور حفاظت از جان تمامی افراد و کارکنانی که از وسایل ، ابزارها و دستگاه های برقی استفاه می کنند در برابر برق گرفتگی اقدامات زیر انجام می شود.
الف – نقطه نول سیم پیچ مولدهای برق در نیروگاه های برق و همچنین نقطه نول سیم پیچ ترانسفورماتور در پست های برق و سیم نول شبکه خطوط هوایی در ابتدا و انتهای خط و در خطوطی به طول بیش از 200 متر علاوه بر ابتدا و انتهای خط در هر فاصله 200 متری به الکترود سیم زمین مربوطه متصل می شودکه این سیستم به طور کلی اتصال زمین نامیده می شود.
ب – بدنه یا محفظه فلزی کلیه وسایل ، ابزار ، دستگاه ها ، ماشین آلات و تابلو های برقی و همچنین اسکلت و اجزای فلزی داخلی هر یک که حامل جریان برق نمی باشد، به سیستم اتصال زمین ساختمان مربوطه وصل می شود.این سیستم به طور کلی اتصال زمین وسایل نامیده می شود.
اتصال زمین در نیروگاه ها و پست های برق ، اتصال زمین وسایل و همچنین اتصال زمین بدنه تابلو های فشار قوی باید کاملا از یکدیگر جدا بوده ، استفاده از یک سیستم اتصال زمین با الکترود مشترک مجاز نمی باشد.
در ساختمان هایی که مجهز به حفاظت با برقگیر می باشند ، سیم اتصال زمین مربوط به برقگیر باید از سیستم اتصال زمین تاسیسات برقی فشار ضعیف یا فشار قوی ساختمان کاملا جدا بوده و از اتصال زمین مشترک استفاده نشود.هادی های اتصال بین الکترودها و یا شبکه اصلی اتصال زمین باید در صورت امکان از تسمه مسی حلقه ای به ابعاد لازم باشد ولی در صورت عدم امکان تهیه آن از سیم مسی لخت نیز بلامانع است.در صورتی که سیم اتصال زمین با سیم های فاز و نول کاملا در یک لوله کشیده شوندمانند سیم کشی سیستم روشنایی و پریزهای برق یک فاز و نول و یا سه فاز و نول و مانند آن ، سطح مقطع اتصال زمین باید مساوی با سطح مقطع سیم های فاز و نول باشد.در صورتی که سیم اتصال زمین با سیم های فاز و نول کاملا در یک پوشش قرار گرفته باشند مانند کابل های معمولی و یا سیم های چند رشته قابل انعطاف ارتباطی ، مانند سیم اطوی برقی ، کتری برقی ، سماور برقی ، توستر برقی ، یخچال ، ماشین لباسشویی و مانند آن ، سطح مقطع سیم اتصال زمین باید مساوی با سطح مقطع سیم های فاز و نول باشد.
در کابل هایی که سطح مقطع سیم نول نصف سطح مقطع هر سیم فاز می باشد سطح مقطع اتصال زمین و سیم نول باید یکسان باشد.
در صورتی که برای اتصال زمین وسایل و ماشین آلات برقی و همچنین تابلو های فرعی و اصلی و غیره از سیم یا شینه جداگانه ای استفاده شود ، سطح مقطع آن باید با سطح مقطع نول کابل اصلی دستگاه های مربوطه یکسان باشد.مشروط بر اینکه سطح مقطع سیم نول از 19 میلی متر مربع کمتر نباشد.
برای کابل هایی باسیم نول کمتر از 16 میلی متر مربع باید سطح مقطع سیم اتصال زمین 16 میلی متر مربع منظور شود.سیستم اتصال زمین شامل چاه اتصال زمین با الکترودهای مختلف و سیم یا تسمه رابط بین شبکه اتصال زمین و چاه اتصال زمین باید باشد.
2- حفاظت توسط عایق کاری
در این نوع حفاظت تمام قسمت های دستگاه که امکان تماس با آن وجود دارد عایق کاری می شود.در مورد دستگاه هایی که ساکن هستند می توان کف زمین و یا دیوارها را عایق کاری نمود.
3 - حفاظت توسط ولتاژ کم
در حفاظت توسط ولتاژ کم از ترانسفورماتور کاهنده با دو سیم پیچ مجزا استفاده می شود.ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور باید کمتر از 42 ولت باشد.استفاده از اتوترانسفورماتور در این نوع حفاظت مجاز نمی باشد.دستگاه هایی که با ولتاژکم حفاظت می شوند ، برای سیم حفاظتی به ترمینال احتیاج ندارند و مدار جریان آنها را نباید به زمین یا سیم نول و یا به دستگاه هایی که با ولتاژ بالا سر و کار دارند وصل کرد.
4 - حفاظت توسط ترانسفورماتور جدا کننده
در این نوع حفاظت از ترانسفورماتور با دو سیم پیچ مجزای یک به یک و یا کاهنده استفاده می شود که ولتاژ
خروجی آن بیش از 42 ولت است.در ترانسفورماتور یک به یک ولتاژ ثانویه برابر ولتاژ شبکه می باشد.ترانسفورماتور
ولتاژ تغذیه مصرف کننده را از نظر الکتریکی از شبکه جدا می کند.به ثانویه ترانسفورماتور حفاظتی اتصال بیش از یک مصرف کننده مجاز نمی باشد.زیرا در صورت اتصال بدنه همزمان دو مصرف کننده احتمال خطر برق گرفتگی وجود دارد.ثانویه این نوع ترانسفورماتور نباید اتصال زمین داشته باشد.
5 – حفاظت توسط کلید خطای جریان یا FI
کلید خطای جریان برای حفاظت شخص در مقابل ولتاژهای تماس به کار می رود.اصول کار این کلید به این ترتیب است که دو هادی با جریان هایی در جهت مخالف هم و یکسان در داخل یک هسته آهنی که روی آن سیم پیچی تعبیه شده قرار گرفته اند.میدان های حاصله از آن ها در هسته ، مخالف هم بوده و همدیگر را خنثی می کنند . در نتیجه در سیم پیچ روی هسته نیروی محرکه القا نمی شود.و رله جریانی که به سیم پیچ وصل است تحریک نمی شود.یعنی کلید در حالت عادی کاری انجام نمیدهد.
در صورتی که از یکی از دو هادی جریان عبور نکند یا جریان هادی ها یکسان نباشد میدان حاصل باعث ایجاد نیروی محرکه در سیم پیچ شده و رله جریانی که توسط این سیم پیچ تغذیه می شود را تحریک می کند .این رله خود می تواند باعث قطع کنتاکت های کلید و در نهایت قطع کلی مدار گردد.
در نوع سه فاز این کلید تمامی هادی های فاز و نول از داخل هسته عبور می کند و با توجه به اینکه در این سیستم مجموع جریان ها در هر لحظه صفر است ولتاژی در سیم پیچ روی هسته القا نمی شود.چون در حالت بار نا متعادل از سیم نول جریان عبور می کند در سیستم های یک فاز و سه فاز باید سیم نول از داخل هسته آهنی عبور داده شود.در صورتی که یکی از فازهای مصرف کننده به بدنه اتصال یابد در این صورت مجموع جریان های لحظه ای سه فاز و نول در داخل هسته آهنی صفر نشده و میدان مغناطیسی متغیر هسته باعث ایجاد نیروی در سیم پیچ دور هسته و در نهایت باعث تحریک رله جریان و قطع مدار خواهد شد.برای آزمایش کلید FI از شستی آزمایش روی کلید استفاده می شود.
با فشار دادن شستی آزمایش روی کلید اختلاف جریان در سیم های داخل کلید ایجاد شده و باعث قطع مدار خواهد شد.در استفاده از این کلید نیز بدنه مصرف کننده بایستی به سیستم زمین حفاظتی مجهز باشند ولی نیازی نیست تا مقاومت زمین به کمتر از 2 یا 4 اهم برسد.بلکه این مقاومت می تواند در حدود چند صد اهم نیز باشد.
