ایمنی برق

www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
١
موضوع : ایمنی برق
مقدمه:
حوادث ناشی از برق : این حوادث نسبت به سایر حوادث از تعداد کمتری برخوردار است اما
ریسک بالایی دارد.
تعداد کم ولی شدت زیاد => ریسک بالا
خطر برق گرفتگی بر خلاف بسیاری از خطرات آشکار نیست.
یکی از راهکارهای اساسی برای کاهش شدت ، استفاده از ولتاژهایی است که منجر به حوادث
۵٠ ولت می باشد . (IEC ) فوتی نگردد که از طرف
بیشترین حوادث مربوط به سیستم های جریان متناوب با ولتاژ ١٢۵ تا ۶۵٠ ولت است .
افراد مواجهه شده با برق گرفتگی را به دو دسته تقسیم می کنند .
١) ماهر
٢) غیر ماهر
مروری بر اصول یا مقدمات برق :
جریان الکتریکی : از حرکت الکترون ها بوجود می آید که حرکت الکترون از قطب منفی به
مثبت و جهت جریان از قطب مثبت به منفی می باشد .
حرکت الکترون ها ناشی از اختلاف ولتاژ یا سطح الکتریکی در یک رسانا می باشد .
آمپر : یک آمپر برابر است با شدت جریان الکتریکی که هنگام عبور از محلول نیترات نقره در
٠ گرم نقره را از محلول آزاد می کند . / هر ثانیه ٠٠١٨
مقاومت : هر جسم مادی در برابر حرکت الکترون از خود مقاومت نشان می دهد و واحد آن اهم
است .
Cm ١٠۶/ ١ و طول ٣ mm اهم : مقاومت الکتریکی مفتولی است از جنس جیوه به سطح مقطع ٢
V = I * R
منابع الکتریکی بر حسب جریان به دو دسته تقسیم می شوند :
Direct Current Power Supply : (D.C) ١) مستقیم
Alterntive Current Power Supply : (A.C) ٢) غیر مستقیم
خود القائی : در اطراف هر رسانا که جریان برق را از خود عبور می دهد یک میدان مغناطیستی
بوجود می آورد .
میدان مغناطیستی متناوب توانائی ایجاد جریان الکتریکی در رسانایی اطراف خود را دارد که
جهت این جریان خلاف جریان اولیه است و به آن جریان متناوب خود القائی می گویند .
به مقاومت جریان متناوب خود القائی راکتانس می گویند و واحد آن اهم است.
و مقاومت خود (Resistance) یک مدار شامل مقاومت اصلی (Ampedance) مقاومت کلی
است . (Reactance) القائی
Z = R٢ + X٢
شدت جریان موثر : در جریان متناوب برابر است با شدت جریان پیوسته ای که در یک مقاومت
Ie = In / الکتریکی معین در هر پریود به یک میزان گرما تولید کند و برابر است با ٢
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
٢
اختلاف پتانسیل موثر : اختلاف پتانسیلی است که به طور مستقیم به وسیله ولت سنج اندازه گیری
Ve = Vm / می شود . ٢
ممکن است برای سهولت در محاسبات از راه های زیر استفاده شود :
کانداکتنس رزیتانس (Conductance) MHO (G = ١/R)
سوسپتانس راکتانس (Suspetance) MHO (B = ١/X)
ادمپتانس امپدانس (Admitance) MHO (Y = ١/Z)
منابع جریان سه فاز متناوب : در صورتی که سه منبع ولتاژ متناوب مشابه به نحوی عمل نمایند
که ولتاژ هر یک نسبت به دیگری در فاصله زمانی معین و ثابتی از صفر شروع به رشد نماید آن
سیستم را سه فاز می گویند.
U = ٣ U سیستم سه فاز ستاره ای : ٠
U٠ = ٢٢٠ V در کشور ما
سیستم سه فاز مثلث (دلتا) :
در ولتاژهای بالا که امکان استفاده از سیستم ستاره ای وجود ندارد از این سیستم استفاده می شود .
تقسیم بندی تاسیسات از نظر ولتاژ :
١) ولتاژ خیلی ضعیف : تا ۵٠ ولت جریان مستقیم
تا ٢۴ ولت متناوب بین زمین و فاز
تا ۴٢ ولت متناوب بین ٢ فاز
٢) ولتاژ ضعیف : جریان مستقیم تا ۶٠٠ ولت
ولتاژ متناوب بین فاز و زمین تا ٢۵٠ ولت
بین دو فاز هادی و هادی خنثی تا ۴٣٣ ولت
٣) ولتاژ قوی : جریان مستقیم از ۶٠٠ تا ۶٠٠٠٠
ولتاژ متناوب بین فاز و زمین ٢۵٠ تا ٣٣٠٠٠
بین دو فاز ۴٣٣ تا ۵٧٠٠٠
۴) ولتاژ خیلی قوی : جریان مستقیم بیش از ۶٠٠٠٠
جریان متناوب بین فاز و زمین بیش از ٣٣٠٠٠
بین دو فاز بیش از ۵٧٠٠٠
شرایط کلی برق گرفتگی :
برای بروز برق گرفتگی ٣ عامل نیاز است :
جریان برق (a : ١) سیستم برق
هادی ها (b
عایق ها (c
٢) محیط زیست : کلیه عوامل مادی در اطراف ما و سیستم برق وجود دارد .در محیط زیست
مادی بودن یعنی اینکه زمین به شبکه متصل است و جزئی از مدار می باشد .
٣) موجود زنده : تقریباً می توان گفت علت اصلی بوجود آمدن سیستم های ایمنی برق می باشد
.برق گرفتگی زمانی رخ می دهد که موجود زنده در مسیر جریان و به عنوان مصرف کننده قرار
گیرد.
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
٣
• عواملی مانند رطوبت و دما می توانند در شدت برق گرفتگی تاثیر داشته باشند .
محیط ها را به ۴ دسته تقسیم می کنند :
١) محیط نمناک
٢) محیط مرطوب
٣) محیط گرم نمدار
۴) محیط خشک و عادی
انواع برق گرفتگی :
١) تماس مستقیم
٢) تماس غیر مستقیم
مخاطرات الکتریکی را به دو دسته تقسیم می کنند :
١) خطرات اولیه : مانند آتش سوزی ، شوک الکتریکی ، کوفتگی و گرما
٢) خطرات ثانویه : انداختن ابزار از بلندی ، سقوط و پرتاب
مهمترین عوامل آتش سوزی ناشی از اتصال کوتاه :
اضافه حرارت کابل ها و تجهیزات الکتریکی ناشی از اضافه بار هادی : Over Load (١
حرارت ناشی از شل بودن اتصالات مدار الکتریکی : Loose Conection (٢
جریانات ناشی از ایزولاسیون نامناسب و ضعیف : Earth Leakage (٣
حرارت ناشی از اضافه جریان حاصل از اتصال کوتاه در مدار : Short Circuit (۴
۵) بالا رفتن دمای مواد قابل اشتعال که در نزدیکی تجهیزات الکتریکی قرار دارد .
۶) روشن شدن مواد قابل اشتعال بوسیله قوس یا جریان الکتریکی
خطرات گرما :
١) ناشی از گرمای مطلوب
٢) ناشی از گرمای نا مطلوب
W = RI٢ * t : مقدار گرمای بوجود آمده برابر است با
سوختگی ناشی از برق را می توان به دو گروه تقسیم کرد :
١) سوختگی ژول
٢) سوختگی ناشی از قوس الکتریکی
شوک الکتریکی :
یک تحریک ناگهانی و اتفاقی سیستم عصبی بدن در اثر عبور جریان الکتریکی می باشد .
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
۴
عوارض مهم شوک الکتریکی :
انقباض ماهیچه ها ، خفگی ، فیبریلاسیون قلب ، سوختگی و از بین رفتن بافت ها
موارد ایجاد شدن شوک الکتریکی :
١) تماس با هر دو سیم
٢) تماس با سیم فاز مدار برق دار و زمین
٣) تماس با سیم نول در شرایط عدم تعادل با فازها
۴) تماس با بدنه هادی در صورت اتصال به بدنه
۵) تخلیه الکتریکی بار ذخیره شده
۶) ایجاد اختلاف پتانسیل بین دو پا
٧) الکتریسیته ساکن
٨) رعد و برق
عوامل موثر در شدت الکتریکی :
١) ولتاژ
٢) شدت جریان
٣) مقاومت بدن انسان
۴) مسیر عبور جریان
۵) سطح تماس
۶) مدت زمان عبور جریان از بدن
٧) فرکانس برق
٨) سایر عوامل
ولتاژ :
الف ) فشار الکتریکی خیلی ضعیف
ب ) فشار الکتریکی ضعیف
ج ) فشار الکتریکی قوی
د ) فشار الکتریکی خیلی قوی
۵٠ و در V ۵٠ در شرایط عادی و خشک برابر Hz در انگلیس حداکثر ولتاژ مجاز در فرکانس
٢۵ برای جریان متناوب است. V ۶۵ در جریان مستقیم و V آلمان
شرح احساس فیزیولوژیکی ولتاژ
١٢ – حداقل آستانه احساس ١٠
حداقل آستانه درد ١۵
حداقل آستانه درد شدید ٢٠
٢۵- حداقل ولتاژ نگهدارنده ٢٠
۵٠- حداقل ولتاژ کشنده ۴٠
٢٠٠- محدوده ولتاژ برای فیبریلاسیون ۵٠
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
۵
شدت جریان الکتریکی :
عامل اصلی برای شوک و مرگ انسان می باشد که مقدار مجاز آن بستگی به مقاومت بدن و مقدار
فشار الکتریکی سیستم دارد.
در انگلیس مقدار مجاز در فرکانس های ۵٠ تا ۶٠ هرتز ١٠ میلی آمپر می باشد.
مقدار جریان متناوبی که باعث مرگ می شود ٢۵ میلی آمپر و در جریان مستقیم ۵٠ میلی آمپر
است.
مقاومت پوست :
بدن انسان در هر قسمت دارای مقاومتی متفاوت است ، مثلاً غضروف ما نسبت به عضلات و
خون مقاومت بیشتری دارد.
بزرگترین مقاومت بدن متعلق به لایه اول پوست (بشیره) می باشد که فاقد عصب و رگ های
٠ میلی متر /٠۵-٠/ خونی است که آن را لایه شاخی پوست هم می گویند .که ضخامتی در حدود ٢
دارد .
پوست خشک و سالم بین ١٠ تا ١٠٠ کیلو اهم مقاومت دارد .
در صورتیکه بشره پوست را در نظر نگیریم مقاومت پوست تا ۶٠٠ اهم تنزل می کند.
عوامل موثر در مقاومت پوست :
١) وضعیت پوست : خشکی ، ناسالمی
٢) سطح پوست و استحکام اتصالات
٣) اختلاف پتانسیل
۴) زمان عبور جریان
• در فشار الکتریکی ١٠ تا ٣٠ ولت لایه شاخی پوست در پوست های نازک سوراخ می
شود.
• در فشار الکتریکی ٢۵٠ ولت مقاومت پوست تقریباً مانند پوست بدون لایه شاخی می
باشد.
نوع جریان :
جریان متناوب خطرناک تر از جریان مستقیم است چون به دلیل وجود فرکانس سبب انقباض
ماهیچه ها ، فیبریلاسیون قلب و حالت خفگی می شود.
در جریان مستقیم علت مرگ معمولاً ناشی از سوختگی های شدید ، تجزیه خون و مسمومیت می
باشد .
حداکثر جریان مجاز برای مردان با توجه به فیبریلاسیون قلب از رابطه زیر بدست می آید :
I = ١١۶ / t
فیبریلاسیون در بطن ها بسیار مهم تر از دهلیز ها می باشد .
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
۶
مسیر عبور جریان و سطح تماس :
کوتاهترین مسیر بین نقطه ای که جریان وارد بدن می شود تا نقطه ای که می خواهد از بدن خارج
شود را مسیر جریان می گویند .
خطرناک ترین مسیر ، مسیری است که از قفسه سینه عبور می کند ، یعنی جایی که شش و قلب
وجود دارد . در صورتیکه جریان از دست راست وارد و از دست چپ خارج شود .
هر چه قدر سطح تماس با هادی برق بیشتر باشد شدت برق گرفتگی بیشتر است .
مدت زمان عبور جریان برق :
هر چه قدر بیشتر باشد شدت برق گرفتگی نیز بیشتر است .
جریانی در حدود ١٠٠ میلی آمپر و به مدت ٣ ثانیه باعث از کار افتادن قلب و قطع تنفس می شود
٠ ثانیه تحمل نماید . / انسان قادر است در شرایطی خاص ٢٨٠ ولت را در ٠٣
اثر فرکانس برق :
فرکانس ۵٠ تا ۶٠ هرتز تقریباً خطرناکترین فرکانس می باشد .
در فرکانس های بالاتر عصب نمی تواند پاسخی به جریان بدهد ، از طرفی از فرکانس های بالاتر
از ۵٠ هرتز جریان از سطح بدن عبور می کند .
جریان بیش از ١ میلی آمپر قابل تشخیص می باشد در حالی که در فرکانس Hz در فرکانس ۵٠
های ١٠٠ کیلو هرتز جریان کمتر از ١٠٠ میلی آمپر قابل تشخیص نیست .
کوفتگی های الکتریکی :
جزء صدمات خارجی می باشد که عمده ترین آن ها سوختگی و الکترومتالیزاسیون می باشد .
علائم جریان :
ظهور این علائم بر خلاف سوختگی ملزم به تاثیر حرارتی جریان نمی باشد .
علائم جریان در بیشتر موارد به صورت آماس دایره ای یا بیضی شکل با نوار سفید و یا
خاکستری رنگ احاطه گردیده که پوست در محل آسیبدگی سفت شده و به شکل میخچه در می آید
و رنگ آن زرد یا خاکستری است .
شاید مهمترین علامت علائم جریان نداشتن درد چه در هنگام برق گرفتگی و چه بعد از آن است
ولی عوارض بسیار شدیدی در پی دارد. در خصوص دست ها ممکن است هیچ دردی احساس
نشود ولی برای زنده ماندن فرد مجبور به قطع آن می شوند
الکترومتالیزاسیون :
قرار گرفتن ذرات فلز ذوب شده یا تبخیر شده بر روی سطح پوست را گویند .
فرد در این حالت وجود جسم خارجی را بر روی پوست خود حس می کند و محل سفت وناهموار
می شود .
خطرات الکتریسیته ساکن :
خطر اصلی ناشی از جمع شدن الکتریسیته ساکن ایجاد جرقه ای باردار در زمان تخلیه کنترل
نشده در فضای قابل اشتعال می باشد .
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
٧
برای اینکه الکتریسیته ساکن موجب اشتعال مواد قابل احتراق شود سه شرط لازم است :
١) عامل بوجود آورندۀ الکتریسیته ساکن
٢) تجمع الکتریسیته ساکن
٣) تماس جرقه با مواد قابل اشتعال
برای جلوگیری از تجمع الکتریسیته ساکن ٣ روش وجود دارد :
١) هم بندی و اتصال به زمین :
در این روش دو جسم هادی را به صورت مستقیم یا غیر مستقیم به زمین متصل می نمائیم به
طوری که بدنه های آن را بوسیله یک سیستم هادی که آن را سیم هم بندی می نامند به یکدیگر
متصل می نمایند و سپس به زمین متصل می گردد .
قابل ذکر است که هادی هم بندی و سیم اتصال زمین دارای استحکام و مقاومت در برابر خوردگی
و قابلیت ارتجاعی می باشد.
برای اتصال دائم باید از لحیم و برای اتصال موقت از لامپ یا بست استفاده می شود .
٢) مرطوب سازی :
بارهای الکتریکی معمولاً بر روی اجسام خشک بیشتر از اجسام مرطوب جمع می شوند .
مقدار مطلوب رطوبت برای جلوگیری از تجمع بار الکتریکی ۶٠ تا ٧٠ در صد می باشد،
رطوبت کمتر از ٣٠ % باعث افزایش تجمع الکتریسیته ساکن می شود .
٣) یونیزاسیون :
برای خارج شدن الکتریسیته ساکن به صورت مصنوعی از این روش استفاده می شود ، ٣ روش
وجود دارد که عبارتند از :
الف) جاروک
ب) خنثی کننده های الکتریکی
ج) مواد رادیو اکتیو
حفاظت الکتریکی :
کلیه اقداماتی است که باید در تاسیسات الکتریکی به عمل آید تا خطر ناشی از برق باعث صدمه
زدن به اشخاص و دستگاه ها نگردد .
برق گرفتگی در انسان ممکن است به دو صورت می باشد :
١) مستقیم
٢)غیر مستقیم
روش های حفاظتی در برابر برق گرفتگی :
عایق بندی قسمت های برق دار (a
محصور کردن تجهیزات (b
استقرار در خارج از دسترس (c
- برای عایق بندی نباید از لاک و رنگ و چیزهای مشابه استفاده نمود.
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
٨
٢ متر / - به طور کلی دو نقطه را هنگامی در دسترس می نامند که فاصله آن ها با یکدیگر از ۵
تجاوز نکند .
: FI کلید جریان نشتی به زمین یا کلید
این کلید بوسیله مقایسه جریان هایی که از فاز نول عبور می کند عمل می کند.
اکثراً برای جریانات کوچک که می توانند باعث آتش سوزی شود ایجاد می گردد ، مگر در
مواقعی که فرد از قسمتی که متصل به زمین است دچار شوک گردد .
٠ ثانیه سیستم برق قطع می شود . / این است که ظرف مدت ٢ FI مهمترین مزیت کلیدهای
حفاظت در برابر برق گرفتگی غیر مستقیم :
الف ) قطع خودکار مدار تغذیه با استفاده از اتصال به زمین :
اکثر شوک های الکتریکی وقتی رخ می دهد که شخص با زمین تماس پیدا کند و قسمتی را که
برق دار است لمس نماید اگر بدنۀ وسایل الکتریکی در دسترس به طور مناسب به زمین متصل
شده باشند خطر برق گرفتگی وجود ندارد.
در این روش به محض انتقال فاز به بدنه باید وسیله حفاظتی جریان برق دستگاه را در مدت زمانی
کوتاه قطع کند .
ب) حفاظت توسط سیم زمین (ارت) :
وقتی به واسطه اتصال ، جریانی در دستگاه بوجود می آید این جریان توسط سیم ارت به زمین و
سپس به ترانسفورماتور شبکه توزیع فرستاده می شود تا جریان را قطع نکند این جریان را
اصطلاحاً جریان قطع می گویند.
مقدار جریان قطع را از رابطه زیر بدست می آورند :
Ia = K * In
جریان نامی فیوز In
بستگی به نوع فیوز دارد K
برای قطع شدن فیوز رابطه ای بین مقاومت زمین و جریان قطع وجود دارد :
برای فیوز های ۶۵ آمپر Rs < ۶۵ / Ia
برای فیوز های ۵٠ آمپر Rs < ۵٠ / Ia
ارت کردن می تواند بوسیلۀ لولۀ آب ، نوار ،لوله و صفحه نیز بوجود آید .
مقاومت محدودۀ زمین ارتباطی به جنس الکترود ندارد بلکه با تماس طول هسته با زمین نسبت
عکس و با مقاومت هدایت الکتریکی خاک نسبت مستقیم دارد .
زمین مرطوب دارای مقاومت کمتری نسبت به آب است .
www.hooban.blogfa.com
HSE Weblog
www.hooban.blogfa.com
٩
انواع فیوزها :
١) فیوزهای حرارتی
٢) فیوزهای حرارتی بی متال
٣) فیوزهای مغناطیستی
NH ۴) فیوزهای توان بالا یا
HH ۵) فیوزهای فشار قوی یا
در فیوزهای حرارتی ذرات کوارتز به منظور خنک کنندگی وجود دارد . 􀀹
یک پولک در فیوزهای حرارتی قرار دارد که رنگ آن نشان دهندۀ جریان اسمی فیوز 􀀹
است که اگر به بیرون پرتاب شود نشان دهندۀ سوخته بودن قیوز است .
فیوزهای مینیاتوری و فیوزهای آلفا از دسته فیوزهای مغناطیستی هستند . 􀀹
معمولاً برای حفاظت در مقابل جریان زیاد و بار اضافی فیوزهای بی متال و 􀀹
مغناطیس را با هم به کار می برند .
از فیوزهای فشار قوی معمولاً در جائی استفاده می شود که قدرت اتصال کوتاه آن از 􀀹
۴٠٠ مگا ولت آمپر تجاوز نکند .
در داخل ساختمان فیوزهای فشار قوی نیز از کوارتز استفاده شده است. 􀀹
می گویند . Catout در صنعت به فیوزهای فشار قوی 􀀹

   + روح اله قاسمزاده - ۱:۱۸ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٩/٦/۱