Tehnica securitatii muncii in instalatiile electrice

Tehnica securitatii muncii in instalatiile electrice

Trecerea curentului prin corpul omenesc poate duce la electrocutare in cazul in care intensitatea curentului depaseste o anumita valoare( de obicei peste 50 mA).Accidentele de electrocutare pot fi mortale daca intensitatea curentului este mai mare de 10 mA in curent alternativ si 50 mA in curent continuu, depinzand de durata si de drumul parcurs de curent.

Rezistenta corpului omenesc depinde de foarte multi factori si poate fi de ordinul a 100 ko, cand pielea este uscata si intacta; ea scade la 800-1000 ohmi cand pielea este umeda. In calcule se ia in consideratie rezistenta minima de 1000 de ohmi. Tinand cont de valoarea intensitatii curentului de 50 mA, rezulta ca tensiunea electrica aplicata intre doua puncte ale corpului, tensiunea de atingere, devine periculoasa de la 50 V in sus in circuitele de curent continuu si de la 10 V in circuitele de curent alternativ.(pentru un timp de atingere mai mare de 3 secunde).Pentru a evita pericolul electrocutarii, in STAS 2612/72 sunt specificate valorile tensiunilor nominale de lucru, maxime admisibile, pentru unelte electrice portative, pentru utilajele mobile de sudare cu arc  electric, pentru corpurile de iluminat din locurile periculoase sau foarte periculoase etc. De exemplu, in urmatoarele locuri de munca se impune folosirea unei tensiuni de maxim 12 V, pentru corpurile de iluminat portative:

• in acele locuri de munca foarte periculoase in care exista cel putin unul din urmatori factori:

a)     umiditate relativa a aerului peste 97%;

b)     temperatura peste 30⁰C;

c)      mase metalice in legatura cu pamantul, acoperind peste 60% din suprafata zonei de manipulare;

d)     gaze sau lichide.

La trecerea curentului prin organism se produc efecte chimice( electroliza), efecte termice( incalzire) si efecte fiziologice asupra sistemului nervos, care pot duce la paralizarea aparatului respirator, precum si a inimii, urmata de moarte.

Gravitatea acestor efecte depinde de durata si marimea intensitatii

curentului electric precum si de drumul parcurs de curent.

Cazul cel mai periculos este atunci cand tensiunea de atingere se aplica intre maini si picioare si curentul trece prin inima.

Traumatismul consta in semne electrice (umflaturi de piele), arsuri sau electromagnetizari produse de actiunea curentului si a arcului electric. Este de retinut faptul ca, oricat de grave ar fi traumatismele, ele produc rareori moartea. In general, daca inima nu a incetat sa bata, un electrocutat moare prin asfixiere, din cauza paraliziei aparatului respirator. De aceea, facand respiratie artificiala unui electrocutat, el poate fi readus la viata. Respiratia artificiala trebuie facuta rational, asa cum se prevede in normele de tehnica a securitatii muncii si un timp suficient de lung, care uneori poate atinge sase sau chiar opt ore. Deseori, in practica, se face greseala de a nu incepe respiratia artificiala imediat si din lipsa de instruire ea este facuta intr-un mod defectuos, ceea ce duce la pierderea unei vieti care putea fi salvata.

Atingerea partilor conductoare aflate sub tensiune poate fi monofazata (tensiunea de atingere este egala cu tensiunea pe faza) sau bifazata (tensiunea de atingere este egala cu tensiunea intre faze). Pentru a micsora riscul atingerii partilor conductoare aflate sub tensiune, instalatiile electrice se construiesc astfel incat aceste parti sa nu fie accesibile. Pentru aceasta se respecta normele de constructie (de izolatie) si se prevad o serie de blocaje. Cand totusi astfel de atingeri sunt posibile, se utilizeaza retele de tensiuni reduse (de exemplu la circuitele de comanda de la distanta se foloseste de obicei 24 V; la iluminatul portativ se foloseste 12V sau 24V).

Toate partile metalice, care in mod normal nu sunt sub tensiune, dar care ar putea veni in contact cu o piesa conductoare aflata sub tensiune (de exemplu carcasa unui motor electric sau a unui transformator poate veni in contact cu conductoarele infasurarii statorice, sau a infasurarii primare, in cazul unei defectiuni a izolatiei pe o faza), trebuie legate le pamant. Aceasta legatura prin care se realizeaza scurgerea curentului la pamant, in cazul unui defect, se numeste legatura la priza de pamant. Rezistenta ohmica a prizei de pamant trebuie calculata astfel incat in cazul atingerii de catre ea a carcasei, prin el sa se scurga un curent mai mic de 50 mA in c.c. si 10 mA in c.a. deci nepericulos.

Normele de protectie a muncii pentru instalatiile electrice, elaborate de Ministerul Energiei Electrice, precizeaza regulile ce trebuie respectate la desfasurarea oricarei activitati in instalatiile electrice in functiune, in scopul evitarii accidentelor. Prin continutul lor, normele se adreseaza:

personalului de specialitate care exploateaza si intretine instalatii electrice in functiune;

personalului de specialitate care executa instalatii electrice, pentru lucrari efectuate asupra instalatiilor in functiune;

personalului de alta specialitate, pentru orice categorii de lucrari executate in instalatii electrice in functiune.

Intreprinderile care exploateaza si intretin instalatii electrice sau executa lucrari de constructii-montaj, lucrari care prin natura lor se desfasoara in apropierea sau chiar asupra instalatiilor electrice in functiune, sunt obligate sa instruiasca personalul in cauza, in sensul cunoasterii si respectarii normelor de  protectie a muncii pentru lucrarile pe care le executa.

1. Protectie impotriva atingerilor accidentale a partilor conductoare care, in mod normal nu sunt sub tensiune

Pentru a micsora riscul atingerii sub tensiune a pieselor metalice  care, in mod accidental, pot ajunge sub tensiune, se face legarea la priza de pamant (sau la firul neutru al instalatiei).

Se stie ca in practica, exista retele cu nulul legat la pamant sau nu. In majoritatea cazurilor retelele sunt cu nulul legat la pamant si atingerea unei faze (a unei parti conductoare aflata sub tensiune sau a unei parti metalice care accidental este sub tensiune) poate duce la electrocutare, intrucat tensiunea de atingere este egala cu tensiunea pe faza. Daca partea metalica aflata accidental sub tensiune este legata la pamant, aceasta defectiune constituie un scurtcircuit monofazat si faza respectiva este scoasa de sub tensiune (se topeste fuzibilul sigurantei de protectie).

In cazul retelelor la care nulul nu este legat la pamant, atingerea unei faze nu este periculoasa. In acest caz punerea accidentala sub tensiune a unei parti metalice nu duce la scurtcircuitarea fazei respective si de asemenea atingerea fazei nu duce la electrocutare, insa daca exista o defectiune de izolatie pe una din faze si se atinge o alta faza, atunci corpul este supus la tensiunea intre faze – situatie cu mult mai periculoasa decat in cazul retelelor cu nulul pus la pamant.

Intrucat practic, cele mai frecvente cazuri de electrocutare sunt cele provenite prin atingerea unei singure faze a retelei de catre un om care sta cu picioarele pe pamant, se utilizeaza retele cu nulul legat la pamant, desi din punct de vedere al pericolului electrocutarii, reteaua cu nulul izolat este mai avantajoasa. Totusi, acolo unde pericolul de electrocutare este foarte mare (de exemplu in exploatarile miniere subterane sau la instalatiile electrice pe nave), se utilizeaza reteaua cu nulul izolat intercalandu-se un transformator cu nulul izolat fata de pamant. Legarea la pamant a partilor metalice care accidental pot veni sub tensiune, ca de exemplu: carcasele masinilor electrice, ale transformatoarelor, ale diverselor aparate electrice, armatura cablurilor subterane etc. – se face cu ajutorul prizelor de pamant. In aceasta situatie, un om care, stand cu picioarele pe pamant, atinge o piesa metalica (ajunsa accidental sub tensiune), nu va fi supus unei diferente de potential, prin corpul lui nu va trece un curent electric si deci nu va fi supus pericolului electrocutarii. In realitate, datorita curentilor care se scurg prin priza de pamant, atunci cand apare tensiune pe piesa legata la pamant, intre piesa respectiva si pamant apare o cadere de tensiune pe rezistenta ohmica de contact si pe rezistenta prizei de pamant. Rezistenta echivalenta va fi(fig.1):

(1)
iar caderea de tensiune (tensiunea de atingere):

 (2)
unde R_c este rezistenta de contact la locul defectului; U_a – tensiunea de atingere; U_f – tensiunea pe faza; I – intensitatea curentului (U_f/R_e); R_e – rezistenta echivalenta; R_p – rezistenta prizei de pamant; R_om – rezistenta corpului omenesc (1000 ohmi). Pentru exemplificare, daca U_f = 220V; R_c = 11 ohmi si R_p = 0,5 ohmi, rezulta: R_e = 11,5 ohmi, I = 19,1A, U_a = 9V si curentul prin corpul omenesc I_om = 0,009A, deci sub limita periculoasa de 10 mA (observatie: pentru o rezistenta de contact mica, intensitatea curentului este mare si intervin aparatele de protectie la scurtcircuit; daca R_p este prea mare creste pericolul de electrocutare).

Rezistenta ohmica a prizei de pamant trebuie sa fie cat mai mica pentru ca si tensiunea de atingere sa fie cat mai mica. Prizele de pamant se construiesc din electrozi formati din tevi de otel galvanizat cu un diametru de minimum 35 mm si cu o lungime de cel putin 1,5-3 m, ingropati intr-un pamant cu o rezistivitate cat mai mica (in acest scop pamantul poate fi umezit sau tratat special cu saruri). Legarea pieselor metalice la prizele de pamant se face prin conductoare de otel de o sectiune de cel putin 50mm² (sau din cupru, de o sectiune de cel putin 25 mm²).

In locul tevilor se pot utiliza benzi de otel galvanizat sau placi de otel galvanizat cu o suprafata de cel putin 0,6 m². Rezistenta prizelor astfel construite, cu un singur electrod, este de ordinul zecilor de ohmi; pentru a obtine rezistenta mai mica se leaga mai multi electrozi in paralel (se fac prize multiple). Prizele se construiesc astfel ca la cel mai mare curent de scurgere al instalatiei respective, tensiunea de atingere sa nu depaseasca 24V – in cazul instalatiilor portative de c.a., sau la orice instalatie in subteran; de 40V – in cazul instalatiilor fixe (in STAS 2612-72 sunt specificate valorile maxime admisibile ale tensiunilor de atingere, pentru diverse locuri de utilizare, atat in c.a. cat si in c.c.)

In cazul cand exista mai multe utilaje electrice care urmeaza sa fie legate la priza de pamant, acest lucru se realizeaza prin intermediul unei „centuri de punere la pamant” care se construieste in interiorul sectiei, atelierului, laboratorului etc. La centura de punere la pamant se face legatura tuturor carcaselor utilajelor electrice existente, iar legatura cu priza de pamant se executa asa cum s-a mentionat, din otel sau din cupru.

2. Protectia impotriva supratensiunilor aparute ca urmare a descarcarilor electrice

Supratensiunile deosebit de periculoase sunt cele de origine atmosferica. Pentru protectia impotriva loviturilor de trasnet in instalatiile electrice se folosesc paratrasnete. Paratrasnetul este o tija metalica, bine legata la pamant, printr-o priza de pamant, realizata fie din tevi de otel galvanizat ingropate in pamant, fie dintr-o placa de otel galvanizat, de asemeni ingropata in pamant. Zona cuprinsa in jurul paratrasnetului este ferita de loviturile directe de trasnet. Pentru a se mari zona de protectie se folosesc mai multe paratrasnete.

Contra supratensiunilor ce vin de pe retelele aeriene si patrund in instalatiile electrice se folosesc descarcatoare (aparate care se leaga intre conductoarele liniei aeriene si pamant). Cand tensiunea creste peste o anumita limita, descarcatorul „se amorseaza”, scurgand spre pamant sarcinile electrice care au produs supratensiunea; cand tensiunea revine la normal, descarcatorul iese din functiune. Descarcatoarele moderne folosesc rezistent variabile cu tensiunea; la cresterea tensiunii, rezistenta descarcatorului scade, scurgand sarcinile la pamant; la revenirea tensiunii la valoarea normala, rezistenta descarcatorului devine din nou foarte mare, izoland linia electrica fata de pamant.

Descarcatoare cu rezistenta neliniara se construiesc la Intreprinderea „Electropurere” –Craiova.