تعریف ایمنی:

مجموعه کارهایی را که یک فرد یا یک گروه اجرایی در ارتباط با شبکه ها و دیگر تاسیسات توزیع نیرو انجام میدهد و از حوادث برای افراد و تاسیسات جلوگیری نماید و حد اکثر راندمان را در پی داشته باشد ایمنی در برق گویند.

برای جلوگیری از حوادث افراد باید به نکات زیر توجه کنند:

۱ – توجه دقیقبه اجرای آموخته های مربوط به اصول و مقررات ایمنی در واحد های اجرایی و احیای فرهنگ ایمنی در بین کارگران

۲ – توجه به ضرورت اطاعت محض از کلیه مقررات ایمنی

۳ – توجه به لزوم استفاده از وسایل ایمنی سالم و کامل به طور مستمر

شوک الکتریکی: زمانی اتفاق میافتد که قسمتی از بدن شخص بخشی از مدارهای الکتریکی شود واز آن جریان برق کافی عبور کند.

عبور جریان الکتریکی از بدن انسان بستگی به وضعیت فیزیکی آن دارد. ممکن است شوک التریکی به سوختن بدن منجر شود و این در شرایطی است که فرکانس الکتریکی زیاد باشد. که متاسفانه فرکانس Hz50 حداکثر تاثیرات فیزیکی را در شخص ایجاد می کند. جریان حدود ۱تا ۲ میلی آمپر بی خطر است و فقط به صورت لرزش خفیف در بدن ظاهر می شود. در جریان های بیشتر ، در حدود ۱۰ تا ۱۵ میلی آمپر شوک به سورت گذرا در سطح بدن عبور می کند.

سوختگی ناشی از شوک الکتریکی: همزمان با شوک الکتریکی و عبور جریان از پوست ممکن است محل تماس ، در اثر قوس الکتریکی ایجاد شده بسوزد. این حالت معمولا در زمان اتسال کوتاه مدار اتفاق می افتد، زیرا در این حالت جریان نقطه اتصالی بسیار زیاد و قوس الکتریکی هم به همان نسبت خطرنک است.

سوختگی های شدید در شبکه های فشار متوسط و فشار قوی که دارای ظرفیت زیاد می باشند به وجود می آید. پوست در محل صدمه دیده سست شده و به شکل میخچه در می آید(پستی بلندی نوک تیز)که رنگ زرد و خاکستری دارد.

در علائم جریان، قرمز شدن پوست، تورم و چرکی شدن مشاهده نمی شود. اگر جریان زیادی از بدن عبور کند در قسمت های کم مقطع (بازوان و ران) گرمای زیادی به وجود آمده و این گرما عضلات آن را فاصد می کند و ما ده رنگی عضله را فاصد کرده و وارد جریان خون می نماید، اگر مقدار این ماده رنگی از حد معین تجاوز کند وارد تمام بدن بخصوص کلیه ها شده و شخص پس از چند روز به علت مسمومیت عمومی بدن از بین می رود.

آزمایش ادرار، درجه مسمومیت را مشخص میکند. علاوه بر موارد بالا باید صدمات چشم در اشعه و قوس الکتریکی، ضرب خوردگی و شکستگی استخوان را در مواقع سقوط از بلندی، جزو صدمات برق گرفتگی به حساب آورد.

به طور خلاصه جریان برق به سه طریق به انسان ضربه میزند:

۱ – در اثر عبور جریان از بدن و تاثیر روی دستگاه عصبی

۲ – در اثر عبور جریان از بدن و تاثیر روی قلب

۳ – در اثر جرقه و قوس الکتریکی و سوزاندن سطحی وعمقی پوست یا داخل بدن

 

 تاثیر برق گرفتگی بر روی قلب از نظر فیزیولوژی:

ضربان قلب بستگی به فیزیک بدنی انسان دارد. هر چه انسان بزرگتر باشد ضربان قلب کمتر خواهد بود. همچنین ضربان قلب بستگی به سن افراد نیز دارد.هر چه سن افراد کمتر باشد ضربان بیشتر می باشد و بر عکس. به عنوان مثال قلب یک نوزاد هشتاد بار در دقیقه و یک شخص ۴۰ ساله شست بار در دقیقه می زند. ضربان قلب در حالتهای استراحت و عادی کار و تلاش تعریف می شود. در حالت استراحت به صورت درازکش، ضربان تقریبا ۶۰ الی ۶۵ بار در دقیقه تعریف می شود. در حالت عادی ، حالتی شبیه نشستن یا راه رفتن ، ضربان بین ۶۵ تا ۷۰ قابل تعریف می باشد و در حالت سوم ، زمانی که بدن در حالت کار و فعالیت باشد، ضربان بیش از هفتاد بار تعریف می شود. توجه داشته باشید که ضربان قلب با حساسیت بدن در برابر الکتریسیته رابطه مستقیم دارد یعنی هر چه ضربان قلب بیشتر باشد ، خطر برق گرفتگی بیشتر است.

وقتی برق در معرض عبور جریان قرار می گیرد، ابتدا ضربان های خارج از موقع پیدا می شود و بعد ضربان ها مضاعف میشود. گاهی به ۴ تا ۸ برابر حالت عادی نیز می رسد سپس قلب به رعشه می افتد.

 

تاثیر فرکانس در برق گرفتگی:

الف)جریان مستقیم: اکر جریان dc که از بدن عبور می کند بیش ۵۰ میلی آمپر باشد برای قالب افراد خطرناک است.جریان برق بر روی سیستم عصبی اثر فوری گذاشته ومووجب انقباض شدید عضلات می شود. اگر مدت عبور جریان خیلی کم باشد انسان فقط دچار ضربه ی عصبی شک می شود. ولی اگر زمان عبور جریان طولانی شود قلب فلج شده  و از کار می افتد و تنفس به علت انقباض ریه ها و حجره غیر ممکن و انسان دچار خفگی می شود. ادامه عبور جریان dc از بدن باعث تجزیه خون و مواد شیمیایی بافت ها و عضلات شده و آنها را فاسد نموده و خطر مرگ حتمی است.

ب)جریان متناوب: مقاومت بدن در برابر عبور جریان Ac خیلی کمتر است و به علت تغییر مداوم جهت جریان ضربان، درد و تاثیر آن بر سلسله ی اعصاب شدیدتر است. به این جهت عبور ۲۵ میلی آمپر جریان متناوب برای انسان خطرناک است.

جریان های متناوب با فرکانس های ۱۵- ۷۵   hz  برای انسان خطر بیشتری دارند،زیرا مقاومت بدن در برابر عبور جریان به شدت کم می شود. فرکانس های زیاد باعث مرگ نمی شوند.

فرکانسهای زیاد موجب مرگ نمی شود بلکه موجب سوختگی محل اتصال می شود.مثلا فرکانس ۳۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ HZ هرگز باعث مرگ نشده و فقط سوختگی ایجاد می کند.

به طور کلی جریان های با فرکانس بالا به مراتب کم خطر تر از فرکانس های پایین می باشد، زیرا در فرکانس های بالا به علت شتاب زیاد الکترون ها ، الکترون ها سعی میکنند بیشتر به سطح جانبی جسم حرکت کنند. مثلا در اغلب سیم های حامل جریان های فرکانس بالا به جای سیم از لوله های هادی استفاده می شود. روی این اصل وقتی انسان دفعتا دستش با این نوع سیمها تماس پیدا کند فقط محل سطح تماس می سوزد و بعضی اوقات شدت سوختگی زیاد می شود. در صورت برق گرفتگی با جریان های  فرکانس بالا ، این جریان از از سطح بدن عبور می کند.

 اتصال زمین و مقاومت آن:

بطور کلی به دو دلیل اصلی از سیستم اتصال زمین استفاده می کنیم:

۱) فنی و اقتصادی

۲) حفاظت و ایمنی موجودات زنده و اموال آنها

همچنین سه شرطی که استفاده از سیستم اتصال زمین را ضروری می کند عبارتند از:

الف) خواص ذاتی برق

ب) خواص ذاتی محیط زیست

ج) خواص ذاتی موجودات زنده بخصوص انسان

خاصیت ذاتی برق با توجه به عبور جریان برق از هادی ها و در اثر وجود اختلاف سطح و اختلاف پتانسیل ناشی می شود.

خاصیت ذاتی محیط زیست هادی بودن نسبی زمین و مصالح و لوازم و دستگاه هایی است که بطور روز مره در دسترس میباشد.

علاوه بر آن از دیگر خواص ذاتی محیط زیست وجود پدیده هایی نظیر رعد و برق می باشد که در سیستم های الکتریکی اثر مخرب داشته و لازم است به نحوی آنها را حفظ و حراست کنیم. دیگر اینکه در سیستم های الکتریکی به علت وجود زمین وخواص محیط و سیستم بر روی هم، جریان های خازنی به وجود می اید. همچنین یکی دیگر از خواص ذاتی محیط زیست وجود مواد قابل اشتعال طبیعی و مصنوعی است. و بالاخره خاصیت ذاتی موجودات زنده این است که عبور جریان برق از بدن آنها در اغلب غریب به اتفاق ،ناخوشایند، مضر و کشنده است.

 

مقاومت اتصال زمین:

در مفهوم عادی مقاومت یک نقطه نسبت به نقطه دیگری بیان(اندازه گیری) می شود. برای اندازه گیری مقدار مقاومت اگر فرض کنیم زمین مورد آزمون ، کاملا هم گن و یک دست بوده و الکترودها از هر نظر مشابه یکدیگر باشند. با اندازه گیری مقاومت دو الکترود که در دو فاصله متفاوت از یکدیگر داخل زمین کوبیده می شوند محاسبه می گردد. در این اندازه گیری یکی از الکترودها ، الکترود اصلی ودیگری را الکترود کمکی می نامیم. در این اندازه گیری الکترود کمکی را به تدریج از الکترود اصلی دور نموده و هر بار مقدار مقاومت را اندازه گیری می نماییم.

ملاحظه خواهد شد تا زمانی که الکترودها به یکدیگر نزدیک باشندمقدار مقاومت بدست آمده کوچک بوده و به تدریج هر چه الکترود کمکی را دور نماییم مقاومت نیز زیادتر خواهد شد.

اگر در حالی که از الکترود جریان عبور می نماید به کمک یک ولت متر ولتاژ بین الکترود و نقاطی از سطح زمین اطراف آن را اندازه گیری نماییم ملاحظه خواهد شد که در جهت شعاعی از الکترود منحنی تغییرات ولتاژ به شکل معکوس منحنی تغییرات مقاومت خواهد بود.

 انواع الکترود های زمین:

ابتدا مختصری در باره متداول ترین آنها بیان می شود:

الف) الکترودهای نواری(تسمه): باید در عمق ۰.۵ متر تا ۱ متر دفن شود. حداقل ابعاد به ترتیب زیر است برای فولاد گالوانیزه نرم حداقل سطح مقطع ۱۰۰ میلیمتر مربع و حداقل ضخامت ۳ میلیمتر میباشد. برای فولاد با روکش آب مس ۵۰ میلیمترمربع و حداقل ضخامت ۲ میلیمتر می باشد.

ب) الکترودهای کوبیده شده: این نوع الکترودها به طور عمودی در زمین کوبیده می شود. در صورتی که برای بدست آوردن مقاومت زمین مطلوب کوبیدن چند الکترود لازم باشد فاصله آنها از یکدیگر باید حداقل ۲ برابر طول موثر میله باشد حداقل مقاطع الکترودها باید به ترتیب زیر باشد:

فولاد گالوانیزه گرم به قطر ۱ اینچ فولاد با روکش آب مس به قطر ۱۵ میلیمتر و ضخامت مس ۲.۵ میلیمترانواع الکترودهای مغز فولادی با روکش مس که در آنها مس به فولاد جوش خورده است وبا نام تجاری کابرولد(coperweld) در قطرهای مختلف ساخته می شود. این الکترود ها به عمق خیلی زیاد در انواع زمین ها قابل کوبیدن می باشد.

ج) الکترودهای صفحه ای: باید به صورت عمودی در زمین چال شوند. حداقل ضخامت صفحات به ترتیب زیر می باشد:

فولاد گالوانیزه گرم ۳ میلیمتر و مس ۲ میلیمتر

قواعد مربوط به فواصل دفن الکترود های صفحه ای در صورتی که به بیش از یک الکترود احتیاج باشد مانند قواعد ذکر شده برای فواصل الکترودهای کوبیده شده در زمین می باشد.

 

روش اندازه گیری مقاومت:

جریان معین بین الکترود اصلی و الکترود کمکی ۲ برقرار می کنند. این جریان توسط آمپر متر اندازه گیری کرده سپس ولتاژ بین الکترود اصلی و الکترود کمکی۱ را نیز اندازه گیری می کنند ، سپس از فرمول   مقدار مقاومت را بدست می اوریم. در این مدار می توانیم هم از جریان AC و هم از جریان DC استفاده کنیم. در صورت استفاده از منبع تغذیهAC لازم است از یک ترانسفورماتور که از دو سیم پیچ مجزا تشکیل شده استفاده شود و مقاومت ولتمتر در مقایسه با الکترود کمکی۱ بسیار زیاد باشد.

 

 خطر برق گرفتگی تماس مستقیم و غیر مستقیم:

برق گرفتگی در اثر تماس در تاسیات الکتریکی با ولتاژ کمتر از ۱۰۰۰ ولت که عموم مردم با آن سر و کار دارند به دو طریق تماس مستقیم و غیر مستقیم صورت می گیرد.

۱ – حفاظت در برابر تماس مستقیم:

تماس مستقیم به مفهوم تماس انسان با قسمت های برق دار تاسیسات الکتریکی در عملکرد عادی سیستم است که برای حفاظت در مقابل آن باید پیش بینی لازم از نظر فیزیکی به عمل آید.

۲ – حفاظت در مقابل تماس غیر مستقیم :

منظور از تماس غیر مستقیم آن است که هنگام بروز خطائی در سیستم احتمال دارد قسمت های فلزی وسائل الکتریکی  که در حالت عادی برق دار نیست تحت تعثیر این خطا دارای ولتاژ شود و در اثر تماس با آن در چنین مواقعی برق گرفتگی و شوک ایجاد می شود. بنا بر این رعایت نمودن حفاظت به شرح زیر برای تماس غیر مستقیم ایمنی لازم را در یک تاسیسات الکتریکی در حالت وقوع خطا تامین می کند:

حفاظت توسط عایق کردن قسمت های مختلف دستگاه

محفظه یا مانع

حفاظت توسط قرار گرفتن در خارج از دسترس

حفاظت توسط رله های حفاظت از جان

 

روش های حفاظت در مقابل برق گرفتگی :

حفاظت الکتریکی عبارت است از اقداماتی که باید در تاسیسات الکتریکی به عمل آورد تا اینکه خطرات ناشی از جریان برق باعث صدمه زدن به اشخاص ، حیوانات ، دستگاه ها ، مولدهاو مصرف کننده ها نگردد.

اتصالهای ناشی از جریان برق را عمدتا به سه دسته می تان تقسیم کرد:

۱ – اتصال بدن: که عبارت است از اتصال یکی از سیمهای برق دار به بدنه دستگاه

۲ – اتصال کوتاه:که عبارت است از اتصال دوسیم لخت که نسبت به هم دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشد (اتصال حلقه)

۳ – اتصال زمین: که عبارت است از اتصال یکی از سیم های جریان برق به زمین

اتصال های مذکور معمولا به دو کامل و ناقص می توان اتفاق بیافتد. اگر چنانچه اتصالی کامل باشد به این معناست که در محل اتصال هیچ مانه ای وجود ندارد و جریان بسیار زیادی که چندین برابر جریان مصرفی دستگاه است از این نقطه عبور می کند. اما اگر اتصال ناقص باشد در محل اتصالی مقاومت وجود دارد. بنابراین جریان اتصالی نسبت به حالت قبل کمتر است .این نوع اتصالی اغلب خطر ناک می باشد زیرا به راحتی قابل تشخیص نیست.

 

انواع روش ها:

۱ – محافظت به وسیله عایقکاری: یکی از مهمترین روشها که متاسفانه در همه جا عملی نیست عایق کردن دستگاه با انسان در مقابل زمین است. امروزه ما وسائل خانگی زیادی را مشاهده می کنیم که ایزوله شده اند و به همین سبب برق گرفتگی تا حد قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرده است.

۲ –  حفاظت توسط ترانسفورماتور : در این طریقه ولتاژ تغذیه مصرف کننده را از نظر الکتریکی توسط یک ترانسفورماتور از ولتاژ شبکه جدا می کند باید توجه داشت که ترانسفورماتور حفاظتی حتما دارای دو سیم پیچ جدا از یکدیگر باشد تا در صورت پیدا شدن اتصال بدنه در مصرف کننده ولتاژ تماس بین محل تماس و زمین وجود نداشته باشد.

۳ – حفاظت توسط سیم نول

۴ – حفاظت به وسیله زمین کردن

۵ – حفاظت توسط کلید محافظ جریان خطا

۶ – حفاظت توسط کلید محافظ ولتاژ خطا

حفاظت توسط محفظه یا مانع: محفظه ها یا موانع برای جلوگیری از بر خورد مستقیم با قسمت های زنده باید در داخل محفظه یا پشت مانع قرار گیرند. پوشش ها باید استقامت کافی داشته باشد تا در شرایط غیر عادی مثلا تحت فشار باقسمت های زنده تماس پیدا نکند. در صورتی که پوشش محافظ مشبک و یا سوراخ دار باشد سوراخ نباید به گونه ای باشد که بتوان از داخل آن انگشت را به قسمت های زنده وبرق دار رساند. به عنوان مثال فشینه های تابلوهای توزیع داخل محفظه ای قرار گرفته یابه عبارت دیگر قسمت محافظی روی آنها نصب می شود.