Lucrare pentru tehnician operator tehnica de calcul - dimensionarea instalatiilor de forta

TEMA DE PROIECT : Dimensionarea instalatiilor de forta

Proiectul va cuprinde urmatoarea structura :

1. Aparate pentru masurarea puterii electrice.

2. Intocmirea scemelor si planurilor instalatiei de forta

3. Dimensionarea elementelor instalatiei electrice de forta

3.1  determinarea sectiunii conductoarelor

3.2  alegerea contactorului

3.3  alegerea releului termic

3.4  alegerea sigurantelor

4. Exemplu de calcul pentru circuitul motorului de 2,2kW

5. NTSM la instalatiile electrice de joasa tensiune.

6. Bibliografie.

Criterii de apreciere a proiectului

1.Estetica lucrarii.

2.Interpretarea, ordonarea si valorificarea informatiei.

3.Acoperirea elementelor mojore de continut.

4.Prezentarea informatiilor respectand cerintele teoretice ale algoritmilor utilizati.

5.Contributia proprie.

6.Program functional.

7.Abilitate de relationare si comunicare.

8.Constiinciozitatea si responsabilitate.

9.Interesul in rezolvarea sarcinii.

10.Propunerea calificativului.

masurarea energiei electrice

IN CIRCUITE DE: C.A. MONOFAZAT

NOTIUNI GENERALE

In general insa, in practica puterea nu ramme constanta. In acest caz, se poate imparti intervalul de timp t₁ -t₂ in interval mici de timp Δt , in care sa se considere ca puterea ramane constanta. In aceasta ipoteza, energia activa consumata in intervalul de timp t₂-t₁ se poate considera a fi egala cu suma energiilor active elemetare consumate in intervalele . Deci:

Unde:

in mod analog se poate defini energia reactiva ca fiind :

Unitatea de masura pentru energia activa este wattsecunda iar pentru energia reactiva este varsecunda. In practica se folosesc multiplii wattora si kilowattora si respectiv: varora si kilovarora

Energia electrica se masoara cu aparate numite contoare Contoarele sunt alcatuite dmtr-un dispozitiv wattmetric al carui cuplu activ este proportional cu puterea si un mecanism integrator care insumeaza energiil elementare infr-un anumit interval de timp.

In functie de marimea masurata, contoarele pot fi de energie activa sau de energie reactiva.

In functie de principiul de functionare, contoarele pot fi electrodinamice sau de inductie. Cel mai raspandit contor este contorul de inductie. El functioneaza insa numai in c.a. Pentru masurarea energiei in c.c. se folosesc contoare electrodinamice.

b. contoruL de inductie

Contorul de inductie, reprezentat in figura 6.1, se compune dintr-un dispozitiv de inductie si un mecanism integrator.

1. DISPOZITIVUL DE INDUCTIE

Principiul de functionare a dispozitivului de inductie consta in actiunea campurilor magnetice create de circuite indicatoare fixe, asupra curentilor pe care aceste circuite ii induce in piese conductoare mobile. Din interactiunea dintre campurile magnetice si curentii indusi, apare un cuplu activ care pune in miscare piesa mobila.

Dispozitivul de inductie folosit in contoarele de c.a. este realizat dintr-un disc de aluminiu ce se poate roti in jurul unui ax vertical si doi electromag­neti (un electromagnet de curent 1 si un electromagnet de tensiune 2).

Funetionarea. Electromagnetul de curent se monteaza in serie cu consumatorul deci este parcurs de curentul I din circuit. El produce un flux Ф_I, care strabate de doua ori discul in sensuri contrare. Electromagnetul de tensiune este montat in paralel cu con­sumatorul, deci este alimentat cu tensiunea de la bornele consumatoralui. El creeaza un flux Ф_U care strabate discul o singura data. Fluxurile Ф_U si Ф_I induc curentii in disc. Datorita interactiunii dintre curentii indusi si fluxuri, ia natere un cuplu activ care pune in miscare discul. Se poate demonstra ca acest cuplu active este proportional cu cele doua fluxuri si cu sinusul unghiului de defazaj intre ele:

M_U= KФ_IФ_Usin∝ .

Pentru ca sa se obtina un cuplu active proportional cu puterea active, P=UIcosφ,unde φ este defazajul dintre tensiune si current dispozitivul de inductie se realieaza astfel incat fluxul Ф_I sa fie proportional cu I si aporoximativ in faza cu I, iar fluxul Ф_U sa fie proportional cu U si defazat cu aproximativ fata de U. in acest scop bobina electromagnetului de tensiune se realizeaza cu inductanta mare.

Tinand seama ca intre I si U exista defazajul φ iar intre Ф_I si U s-a creat un defazaj de unghiul dintre cele doua fluxiuri devine :

Avand in vedere cele de mai sus, se poate scrie:

Rezulta deci ca se obtineun cuplu activ proportional cu puterea activa din circuit.

Cuplului activ i se opune un cuplu de franare, realizat cu un magnet permanent (3).Cand discul se roteste cu o viteza de rotatie n , intersecteaza liniile de camp ale magnetului permanent si iau nastere in disc curenti indusi proportional cu viteza de rotatie n. Din interactiunea acestor curenti cu fluxul creat de magnetul permanent, se octine un cuplu de franare proportional si el cu viteza de rotatie a discului :

M_f = K₂n.

Cand cuplul de franere devine egal cu cuplul activ , discul se roteste cu viteza constanta. In acest caz :

M_a = M_f ,

adica :

K₁P =K₂n ,

de unde :

Relatia aceasta arata ca viteza de rotatie a discului este proportionala cu puterea activa.

Numarul total de rotatii N = n(t₂ - t₁) pe care le face discul intr-un interval de timp este proportional cu suma energiilor elementare consumate in intervalul de timp respectiv, adica :

N = n(t₂ - t₁) = K₃P(t₂ - t₁) = K₃W ;

Constanta C se numeste constanta reala a contorului. In practica se foloseste frecvent inversul acestei constante :

C_n se numeste constanta nominala a contorului si reprezinta numarul de rotatii pe care le face discul pentru un consum de energie egal cu 1 kWh.

De obicei acesta constanta este inscrisa pe carcasa contorului. De exemplu :

C_n = 480 rot/kWh.

2.MECANISMUL INTEGRATOR

Mecanismul integrator realizat cu roti dintate contine un sistem de transmisii si un dispozitiv de inregistrare. Sistemul de transmisie este astfel alcatuit incat, la un numar de rotatii ale discului egal cu constanta nominala sa se transmita primei roti a dispozitivului de inregistrare o miscare egala cu o zecime de rotatie. Cand aceasta roata, care indica unitatile, face o rotatie completa, a doua roata dintata , care indica zecile, se va roti cu o zecime de rotatie s.a.m.d.

3.CONECTAREA CONTOARELOR IN CIRCUIT

Conectarea contoarelor in circuit se face conform acelorasi scheme ca si in cazul wattmetrelor.

Pentru masurarea energiilor reactive se folosesc contoare de energie reactiva, la care cuplul activ este proportional cu puterea reactiva.

Contoarele de energie uzuale sunt de clasa de precizie 2. Exista si contoare de clasa 1 sau 0,5 folosite ca etaloane sau in scopuri speciale.

Tensiunea nominala a contoarele monofazate este de 220 V, iar curentii nominali sunt de 10 A sau 5 A.

Intocmirea schemelor si planurilor instalatiei de forta

Pozitia in plan a motoarelor electrice este hotarata de pozitia masinii sau utilajului pe care-1 antreneaza. Acestea se amplaseaza la o distanta suficienta intre ele, sau intre ele si perete, pentru a permite manevrarea usoara la montare sau la demontare, pentru a inlesni accesul usor in timpul verificarilor si intretinerii.   

Fig. 1.24. pozitia receptoarelor de forta dintr-o incapere

Fiecare motor trebuie sa fie alimentat pe un circuit electric propriu si sa fie prevazut cu:

relee termice pentru protectie la suprasarcina;

sigurante fuzibile pentru protectie la scurtcircuit;

un aparat de actionare (manual sau automat).

Pentru a limita curentii mari ce sint absorbiti din retea la pornire (care provoaca caderi de tensiune pe linia de alimentare), motoarele cu puterea mai mare de 5,5 kW trebuie pornite in stea. In felul acesta, curentul de por­nire se micsoreaza de trei ori fata de pornirea prin legare directa la retea (legarea in triunghi). In cadrul instalatiilor de forta sunt cuprinse si instalatiile pentru prizele electrice de forta, mono si trifazate, de curent continuu sau de tensiune redusa. Pentru o identificare usoara, atunci cand astfel de prize se gasesc impreuna, ele se executa de forme diferite sau de culori diferite si sunt prevazute cu placute pe care este inscrisa tensiunea de utilizare.

Pentru intocmirea schemelor si planurilor instalatiei de forta se procedeaza la fel ca in cazul instalatiilor de lumina, adica:

. Se stabileste pozitia fiecarui receptor de forta (motor sau priza) in planul de arhitectura. In figura 1.24 este exemplificat acest lucru pentru un punct termic. Caracteristicile motoarelor sunt determinate de conditiile tehnologice, iar caracteristicile prizelor se stabilesc astfel ca la acestea sa poata fi acordate unele receptoare portabile necesare reparatiilor, intretinerii, cum ar fi: aparate de sudura, masini de gaurit, polizoare, lampi portabile la tensiune redusa (24 V) etc.

. Se intocmeste schema de distribute a fiecarui tablou de forta din cladire.

Tabloul de forta se prevede pentru alimentarea unui grup de receptoare care se afla intr-o unitate functionala, cum ar fi, de exemplu, receptoarele dintr-un punct termic (fig. 1.25), dintr-o statie de hidrofor, dintr-o centrala termica, dintr-un laborator de incercari, dintr-un atelier mecanic etc. Numarul de receptoare ce pot fi alimentate dintr-un tablou de forta este variabil. El este limitat de regula de dimensiunile pe care le poate avea tabloul electric. De aceea, tablourile de forta pot avea puterea instalata de valori de la cativa kW pana la zeci si chiar sute de kW.

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

In figura 1.25 s-a desenat schema de distribute a tabloului de forta TF 1 din figura 1.24. Aceasta cuprinde noua circuite pentru motoare (sapte cu pornire directa si doua cu pornire stea-triunghi*, un circuit de prize trifazice cu puterea de 5 kW, un circuit de prize monofazice cu puterea de 1,5kW, un circuit trifazat de rezerva cu puterea de 3 kW si un circuit de tensiune redusa (24 V), legat in fata intrerupatorului general (pentru a fi utilizat si in cazul in care este deschis intreruptorul), de putere foarte mica (100 VA) pentru lampi portabile.

Caracteristicile electrice ale motoarelor sunt date in tabelul 1.2.

TABELUL 1.2

* Ip este curentul de pornire al motorului, daca acesta este conectat direct la reteaua electrica

Tabloul electric TF 1 are o putere instalata de 35,3 kW.

Se intocmeste schema generala de distribute a instalatiei de forta.

Aceasta se intocmeste dupa aceleasi principii ca si schema generala a instalatiei de lumina, motiv pentru care s-a considerat ca nu este necesara o exemplificare a acesteia.

Se trece apoi la transpunerea in planuri a schemelor elaborate. Circu-
itele de forta sunt mult mai simplu de trasat decat cele de lumina, deoarece
pe un circuit se afla un singur motor, iar circuitele de prize nu difera de cele
de priza din instalatia de lumina. Circuitele se pot executa:

-aparent, pe elementele de constructie. Aceasta este solutia cel mai des adoptata, montarea circuitelor facandu-se pe peretii incaperii. Deoarece tuburile de protectie sunt mult mai expuse la lovituri mecanice, in astfel de incaperi acestea se executa de regula din metal (PEL sau teava);

-ingropat in elementele de constructie. Solutia ingropat se alege foarte des cand motoarele se afla departe de peretii incaperii, sau cand distanta de la tablou la acestea de-a lungul peretilor este de asemenea mare. In astfel de situatii, circuitele electrice se monteaza ingropat in pardoseala incaperii, fie direct in pardoseala (la cel putin 1,5 cm de suprafata acesteia), fie in canale special facute si acoperite cu tabla striata. Canalele pentru circuitele de forta trebuie sa fie prevazute cu sisteme de scurgere si evacuare a apei (cu panta catre sifoane de pardoseala, special montate pe traseul lor).

Fig. 1.25. schema de distributie pentru TF1.

Fig. 1.26. Planul instalatiei de forta pentru centrala termica.

In figura 1.26 este desenat planul instalatiei de forta din punctul termic din figura 1.24. O parte din circuite este dusa aparent pe peretii incaperii, iar o alta parte este dusa ingropat in pardoseala. Pentru motoarele m₁.m₃ , tuburile de protectie ies din pardoseala chiar langa fundatia (postamentul) acestora. Pentru restul motoarelor, tuburile de protectie trec de pe perete pe pardoseala si apoi se ridica pe fundatia motoarelor. Pe portiunea de la perete la fundatie aceste tuburi sunt protejate cu tevi din otel. In cazul in care pe langa perete se circula in mod frecvent, tuburile de protectie se ingroapa in pardoseala.

Ca si in cazul circuitelor pentru instalatia de iluminat, circuitele de forta, nu trebuie sa strabata elementele de rezistenta ale constructiei si trebuie sa se gaseasca la distante corespunzatoare de celelalte conducte metalice pentru apa rece, calda, pentru incalzire, gaze etc.

Coloanele de legatura, atit cele secundare (dintre tabloul general de forta. TGF si tablourile secundare. TF) cit si cea generala (dintre CB - sau PT - si TGF), se vor duce pe drumul cel mai scurt dintre punctele pe care le unesc in conditiile respectarii distantelor minime admise intre elementele insta­latiei electrice si elementele altor instalatii sau elemente de constructie (Normativ 1-7-78).

Dimensionarea elementelor instalatiei electrice de forta

Calculul prezinta cateva particularitati fata de cel pentru iluminat, atit datorita naturii receptoarelor, cit si numarului mare de aparate de actionare si protectie ce se prevad.

Calculul circuitelor cuprinde:

determinarea sectiunii conductelor de faza si a tubului de protectie;

alegerea contactorului pentru actionare;

alegerea releului termic pentru protectie la suprasarcina;

alegerea sigurantelor fuzibile pentru protectie la scurtcircuit.

Calculul circuitului pentru pornirea directa a motorului

Determinarea sectiunii conductelor de faza si a tubului de protectie. Se cal-culeaza curentul nominal al motorului cu relatia:

(1.40)

unde U = 380 V este tensiunea de linie, P_i este puterea instalata a moto­rului (in W), cos φ este factorul de putere al motorului iar η randamentul electric al acestuia. Caracteristicile η si cos φ se aleg in functie de puterea Pi si de turatia motorului din STAS 1764-74.

Sectiunea de faza se determina din conditia:

I_ma ≥ I_n , (1.41)

unde I_ma este curentul maxim admisibil al sectiunii alese.

Sectiunea aleasa se verifica la densitatea de curent la pornire (J_p ) care

trebuie sa fie:

(1.42)

pentru aluminiu;

pentru cupru.

Densitatea de curent la pornire se calculeaza cu relatia:

(1.43)

unde raportul K₁ = I_p/I_n este dat in STAS 1764-74.

Daca conditia (1.42) nu este indeplinita, se mareste sectiunea pana ce
aceasta este satisfacuta.                      

Alegerea contactorului pentru actionarea circuitului se face respectand conditia

I_ne ≥ I_n , (1.44)

unde I_ne este curentul nominal al contactorului.

Alegerea releului termic pentru protectie la suprasarcina Releele termice tri- fazate utilizate in mod curent sunt releele tip TSA. Acestea sunt caracterizate prin curentul nominal al echipamentului (I_n)_RT si curentul de serviciu (I_s). Releul termic se echipeaza cu un grup de trei bimetale, care corespund unui anumit curent de serviciu. Prin constructie, releul termic permite un reglaj al curentului intre (0,6 -1,0) I_s.

Alegerea releului termic consta in alegerea curentului de serviciu, astfel ca:

0,6 I_s ≤ I_n < I_s        (1.45)

deoarece releul se regleaza ulterior la valoarea curentului nominal ce trebuie supravegheat si evident, acesta trebuie sa se afle in domeniul de reglaj. Releul ales se exprima prin denumirea lui si marimea curentului de serviciu, de exemplu: TSA 10 A (I_s = 3,3 A); TSA 32 P(I_s = 10 A) etc.

Alegerea sigurantelor fuzibile pentru protectie la scurtcircuit. Valoarea fuzi­bilului (I_F) rezulta din conditiile:

I_F ≥ I_n ,

,

,

,

,

unde I_n, I_ma si I_p au semnificatiile cunoscute, iar (I_F)_C si (If)rt sunt valorile maxime ale fuzibilului care protejeaza contactorul si releul termic de curentul de scurtcircuit ,(in sensul ca siguranta fuzibila se topeste mai repede decat ii este necesar curentului de scurtcircuit sa distruga aparatele). Valorile (I_F)c si (I_F)_RT sunt date in cataloagele de aparate (ale intreprinderii constructoare) in functie de curentul nominal al contactorului si respectiv curentul de serviciu al releului termic.

Exemplu de calcul pentru circuitul motorului de 2,2 kW*

Folosind datele din tabelul 1.2 si relafria (1.40) rezulta curentul nominal:

=5.9 A.

Alegind conducte AFY si stiind ca circuitul are trei conducte active, din normativ rezulta o sectiune s= 2,5 mm², deoarece I_ma = 16 A > 5,9 A. Densitatea de curent la pornire este:

,

deci circuitul de alimentare va fi AFY 3 X 2,5 mm² + FY 1.5 mm² protejat in tub PEL 13,5.

Se alege un contactor TCA 6A (deoarece 6A > 5,9 A) pentru care rezulta (I_F)_C
= 20 A.                 

Se alege un releu TSA 10A (Is = 8 A) (deoarece curentul nominal de 5,9 A este cuprins in domeniul in care se poate regla curentul releului termic: 0,6 * 8 = 4,8 A pana la 1*8 = 8 A) pentru care rezulta (If)rt = 25 A.

Pentru sigurtnta fuzibila se pun conditiile (1.46):

I_F ≥ I_n =5.9 A I_F ≥ 6 A;

= 20 A I_F ≤ 20 A;

= 25 A I_F ≤ 25A;

= 3*16 = 48 A I_F≤ 35 A;

Din sistemul de inegalittti de mai sus rezulta i_F = 16 A, deci se aleg trei sigurante fuzibile LFi 26/16 A.

Calculul circuitului pentru pornirea Y/A a motorului. In figura 1.27 este desenat desfasurat circuitui principal al motorului de 7,5 kW care porneste cu comutator Y/A. Rezulta ca pe portiunea dintre barele tabloului si pornitorul curentul este I_n (calculat cu relatia 1.-40), iar intre pornitor si motor curentul

este I_n

Curentul I_n conduce la determinarea unei sectiuni s₁ iar curentul I_n la o sectiune s₂ mai mica decit s₁, prin respectarea conditiei (1.41).

La densitatea de curent se va verifica numai sectiunea mica s₂ si relatia (1.43) pentru cazul pornirii Y/A devine:

unde I_PY este curentul de pornire in stea, care este de trei ori mai mic decit curentul la pornirea directa (I_v).

Contactoarele se vor alege din conditia:

(1.49)

Pentru siguranta fuzibila, relatiile (1.46) devin:

(1.50)

3 I_ma2

unde J_ma2 este curentul maxim admisibil corespunzator sectiunii s₂.

Fig.1.27 Circuitui motorului pentru pornire stea-triunghi

Exemplu de calcul pentru motorul de 7,5 kW*

Folosind datele din tabelul 1.2 si relatia (1.40) rezulta curentul nominal:

Pentru conducta din aluminiu AFY, din normativ rezulta S₁ = 2,5mm², deoarece I_ma1 = 16 A > 15,9 A.

Curentul I_n/ = 15,9 / = 9,2 A conduce la aceeasi sectiune s₂=2,5 mm² (I_ma2 = I_ma1 = 16 A).

Inlocuind in relatia (1.47), rezulta densitatea de curent:

deci circuitul de alimentare va fi format din: AFY 3*2,5mm² + FY 1,5 mm² intre
barele tabloului si pornitor (in interiorul tabloului) si din AFY 3*2,5mm² + FY
1,5 mm²/FEL 13,5 + AFY 3*2,5 mm²/FEL 11 intre pornitor si motor. Se alege un contactor TCA 10 A (ce indeplineste conditia 1.48: 10 A > 9,2 A)"
pentru care rezulta (I_F)_C=35A.

Se alege un releu termic TSA 10 A (I_s = 10 A) (ce indeplineste conditia 1.49: 0,6 . 10 A < 9,2 A < 1 . 10 A) pentru care rezulta (I_F)_RT = 35 A.

Conditiile (1.50) devin:         

I_F ≥I_n=15.9 A -> I_F ≥16 A;

I_F ≤ (I_F)_C = 35 A-> I_F ≤ 35 A;

If ≤ (I_F)_RT = 35 A -> I_F ≤35 A;

If ≤ 3 I_ma2 = 3*16 = 48 A -> I_F ≤ 35 A.

Din inegalitajile de mai sus rezulta I_F = 20 A si se aleg trei sigurante LFi 25/20 A

. Calculul coloanelor secundare cuprinde:

determinarea sectiunii conductelor de faza si tubului de protectie;

alegerea intreruptorului;

alegerea sigurantelor;

- alegerea aparatelor de masurat.

Determinarea sectiunii conductelor de faza si tubului de protectie.Se

calculeaza curentul nominal al coloanei cu relatia:

unde U si P_i au semnificatiile cunoscute, C_c este coeficientul de cerere al puterii pe coloana si cosφ_m factorul de putere mediu al tabloului.

Coeficientul de cerere se calculeaza cu relatia:

(1.52)

C_s este coeficientul de simultaneitate si reprezinta raportul

(1.53)

unde P_fs este puterea in functiune simultana si P_T puterea totala instalata, n - numarul de receptoare in functiune simultana si N - numarul total al receptoarelor alimentate de tablou (motoare, prize etc.). Valoarea lui n se apreciaza de catre tehnologul instalatiei prin analiza atenta a procesului de productie. In felul acesta coeficientul C_s se poate determina:

Ci              este coeficientul de incarcare al receptoarelor, coeficient ce se poate determina, numai daca se cunoaste modul concret cum a fost dimensionat fiecare receptor in parte. Cum aceasta este greu de stiut, pentru calculele practice se adopta c_t = 0,95-0,96;

η_r     randamentul retelei, care are valori de 0,98-1,0;

η_m randamentul mediu al motoarelor in functiune simultana.

Cunoscand cele n motoare in functiune din definitia randamentului rezulta:

(1.54)

Factorulde putere mediu cos _m se determina adunand fazorial curentii I_n1 I_nn (in functiune simultana), defazati fata de tensiunea de la borne cu unghiurile ₁ φ_n (unghiuri ce rezulta din valorile factorilor de putere cos φ₁ cos φ_n). In figura 1.28 se arata modul de insumare fazoriala pentru doi curenti I_n1 si I_n2, defazati fata de tensiune cu unghiurile φ₁ si φ₂. Uti-lizind regula paralelogramului se determina curentul rezultant I, care se obtine

din rezolvarea triunghiului OCC`: OC = I, OC`= I_a (componenta activa a curentului) si OC' = I_r (componenta reactiva).

Dar OC` = OA` + A`C` =(I_n1)_a+(I_n2) (suma componentelor active ale curenti-lor I_n1 si I_n2). Analog CC`=0C'=(I_n1)_r + (I_n2)_r (suma componentelor reactive).

Cum (I_n1)_a = I_n1 cos φ₁; (I_n1)_r = I_n1 sin 𝛗₁; (I_n2)_a= I_n2 COS𝛗₂) (I_n2)_r =I_n2 sin 𝛗₂

rezulta:

la = I_n1 cosφ₂ +l_n2 cosφ₂ si I_r =

= I_n1 sin φ₁ + I_n2 sinφ₂

Masuri de protectie a muncii la instalatile electrice de joasa tensiune

Accidente posibile in timpul executarii reparatiilor, masuri de prevenire si combatere

Cele mai frecvente accidente produse in procesul de exploatare si intretinere a echipamentului electric sint electrocutarile favorizate de contactul direct cu conductoarele electrice neizolate aflate sub tensiune, sau atingerea anumitor parti ale pieselor sau instalatilor care acidental sunt puse sub tensiune datorita unui defect de izolatie.

Accidentari pot avea loc si in cazul cand lucratorul nu intra in circuitul electric; de exemplu, producerea in apropierea acestuia a unui scurtcircuit care prezinta pericol de arsuri ca urmare a arcului electric sau scanteilor care s-au format.

Actiunea curentului electric asupra organismului omenesc depinde de rezistenta organismului, de starea pielii, de suprafata de contact cu piesele prin care trece curentul, de intensitatea si frecventa curentului, precum si de durata actiunii acestuia.

Ca urmare a actiunii curentului electric asupra organismului omenesc pot avea loc traumatisme externe si interne.

Traumatisme externe caracterizate prin : efect termic (arsuri), efect mecanic (ruperea tesuturilor, ranirea oaselor), efect luminos (orbirea cu arc electric), efect acustic (vatamarea si imbolnavirea organelor auditive din cauza scinteilor si a exploziilor).

Traumatisme interne caracterizate prin : tulburarea sistemului nervos, tulburarea functionarii normale a inimii si a respiratiei, paralizia unor parti ale corpului, electroliza singelui din organism, etc.

In cazul electrocutarii, accidentatul trebuie scos cit mai repede de sub actiunea curentului electric.Trebuie avut in vedere insa, faptul ca un contact direct al persoanelor ce intervin, cu accidentatul, care se gaseste sub actiunea curentului electric este aproape tot atit de periculos ca si contactul cu un conductor neizolat aflat sub tensiune. Din aceste motive, in cazul cand o persoana a fost electrocutata, se va intrerupe cit mai repede posibil curentul electric. Daca aceasta cere prea mult timp, se va trage victima de haine si se va scoate de sub actiunea curentului electric. Efectul electrocutarii depinde de raportul dintre tensiunea si rezistenta corpului ; intensitatea periculoasa a curentului variaza in limite mari. Actiunea asupra organismului a curentilor de diferite intensitati (cu frecventa standardizata de 50 Hz), cind curentul trece prin organism, se carcaterizeaza prin :

la inceput o usoara iritatie, care nu are urmari periculoase, denumita limita de iritatie, care are loc la o intensitate a curentului de circa 0,009 A;

la o intensitate a curentului de circa 0,015-0,020 A, actiunea iritanta a curentului ajunge la o marime la care muschii isi pierd capacitatea de contractare si accidentatul nu mai este in stare sa se indeparteze de piesele prin care trece curentul ;

la o intensitate a curentului de circa 0,05 A are loc, de obicei, paralizia respiratiei si pierderea cunostintei, chiar cand actiunea curentului este de scurta durata ;

curentul mai mare de 0,1 A se considera mortal.

Efectele electrocutarii depind si de traseul curentului in organism. Mai periculoasa este trecerea curentului prin inima, plamani, creier, cand curentul trece, de obicei, de la mana la picior, cand ambele maini ating poli sau faze diferite. In aceste cazuri poate avea loc paralizia inimii si a respiratiei. Totusi pot avea loc urmari serioase, chiar in cazul cand curentul nu trece prin organele principale.

In cazul cand, dupa scoaterea de sub tensiune, accidentatul si-a pierdut numai cunostinta, adica functionarea inimii si a organelor respiratorii nu este intrerupta, este suficient sa se deschida fereastra, sa i se deschida haina si sa i se dea accidentatului sa miroasa amoniac. Daca insa respiratia accidentatului s-a intrerupt, sau este neregulata, ori daca inima nu mai bate, inseamna ca, in urma socului electric s-a produs paralizia muschilor respiratori, sau a inimii. In acest caz se impune ca accidentatului sa i se faca imediat respiratia artificiala prin procedeele cunoscute.

Masurile de protectie pentru prevenirea accidentelor prin electrocutare sint :

Partile metalice ale echipamentului electric aflat sub tensiune in timpul lucrului trebuie sa fie inaccesibile atingerii intamplatoare. Aceasta masura se realizeaza prin : izolare electrica, carcasele de protectie, ingradiri cu plase metalice sau table perforate, amplasari la inaltimi inaccesibile, amenajarea de blocaje etc. ;

Folosirea de tensiune redusa de 12 V, 24 V, 36 V pentru lampile si sculele portative (manuale) astfel : 12 V pentru locui foarte periculoase, 24 V pentru locurile periculoase si 36 V in locuri cu grad de pericol redus ;

Legarea la pamant a echipamentului care consta in legarea la pamant a partilor metalice si care in mod normal nu se afla sub tensiune, dar care ar putea accidental sa fie puse sub tensiune prin contactul cu conductoarele electrice din apropiere. O deosebita atentie trebuie acordata legarii la pamant a corpului masinilor electrice, ale intrerupatoarelor si pieselor tablourilor de distributie. Protectia prin legare la pamant se aplica in instalatiile electrice cu tensiunea de lucru pina la 1000 V, care lucreaza cu punctul neutru al sursei de alimentare izolat fata de pamant, atunci cind distribuireacurentului electric se face prin patru fire la retelele de joasa tensiune, avind firul netru pus la pamant.

Protectia prin legare la firul neutru (conductorul de nul) se poate aplica numai in instalatiile electrice cu tensiune de lucru sub 1000 V, care functioneaza cu punctul neutru al sursei de alimentare legat direct la pamant si consta in legarea printr-un conductor a pieselor metalice ale utilajului, izolate in mod normal de piesele care se gasesc sub tensiune, de firul neutru care este pus la pamant (fig.5.1) ;

Protectia prin deconectare automata, in cazul unei tensiuni de atingere periculoase, are ca scop sa impedice ramanerea unei tensiuni de atingere periculoasa pe o parte metalica care nu apartine circuitului curentului de lucru. Protectia consta in deconectarea instantanee si automata, a receptorului, imediat ce tensiunea de pe corpul sau atinge o valoare considerata periculoasa. Sistemul consta in introducerea unui releu de tensiune montat intre corpul masinii si o priza de pamant auxiliar (fig.5.2), si care comanda circuitul bobinei de tensiune a intrerupatorului automat al utilajului. In afara de acest releu, acest tip de protectie trebuie sa mai cuprinda : un dispozitiv de control al protectiei, un conductor de protectie, o priza de pamant auxiliara si un conductor auxiliar pentru legarea la priza de pamant auxiliara. Bobina releului se conecteaza ca un voltmetru, astfel ca ea controleaza tensiunea dintre corpul utilajului si priza de pamant auxiliara (ea este astfel confectionata incit sa actioneze atunci cand diferenta de potential dintre pamant si corpul masinii depaseste 36 V).

Fig.5.1. Schema legarii la firul neutru a receptoarelor de curent.

Fig.5.2. Protectia prin deconectare automata.

Protectia prin deconectare nu poate inlocui protectia prin legare la nul sau protectia prin legare la pamant. Ea poate fi folosita ca o masura suplimentara de rezerva in cazurile cand protectia prin legare la nul sau pamant nu prezinta siguranta realizarii unei tensiuni de atingere suficient de mici in orice situatie.

In afara de accidentele provocate prin electrocutare, in timpul executarii operatiilor de intretinere, se pot produce o serie de accidente provocate de organele mobile ale masinilor unelte (curelele de transmisie ale motoarelor electrice, capetele axelor in miscare, rotile dintate exterioare). Pentru a evita aceste accidente partile in miscare trebuie s fie inchise cu aparatori de protectie astfel incat sa nu fie posibila atingerea lor. De asemenea, cu ocazia controlului starii tehnice a masinilor si aparatelor se pot atinge piese incalzite care pot provoca arsuri, din care cauza se impune ca inainte de a efectua controlul aparatului electric acesta trebuie lasat sa se raceasca.

In practica un mare numar de accidente sunt provocate de lampile si sculele electrice portative. Pericolul ivit in timpul lucrului cu aparate si scule electrice portatibile este determinat de contactul strans si indelungat al muncitorului cu corpurile sculelor, iar pe de alta parte de uzura rapida a acestora. Cauzele principale ale acdidentelor in timpul lucrului cu sculele electrice portabile sunt determinate de folosirea unor conductoare necorespunzatoare, lipsa legarii la pamant, sau utilizarea de scule defecte. In cazul lampilor electrice metoda cea mai sigura de protectie este de a utiliza tensiuni scazute de 24 V sau 36 V. In cazul utilizarii sculelor tensiunea de lucru neputand fi scazuta la valori mici (tensiunea de lucru de 120-220 V), securitatea muncii este asigurata prin constructia si calitatea sculei. Aceasta impune ca toate piesele oricarei scule normale prin car trece curentul electric sa fie bine capsulate si inaccesibile, iar conductoarelr protejate impotriva defectarii mecanice, sau a uzurii rapide, mai ales in locurile de intrare in carcasa sculei electrice. De asemenea, este necesara legarea la pamant sau legarea la firul neutru a corpului sculei electrice. In acest scop in locurile in care se lucreaza cu eneltele electrice, se instaleaza prize speciale cu contact de legare la pamant, iar scula este utilizata cu un cablu prevazut cu o fisa de contact, avand o bara pusa la pamant.

Pe langa masurile de securitate de ordin constructiv un rol deosebit de important in prevenirea accidentelor il are pregatirea si instructajul sistematic al personalului care deserveste sau intretine echipamentul electric al utilajului industrial.

In scopul prevenirii personalului de exploatare asupra pericolului de atingere al pieselor aflate sub tensiune al echipamentului sau instalatiilor electrice, in vecinatatea acestora se afiseaza inscriptii sau plancarde specifice ; pentru a usura munca personalului de deservire si pentru a obtine securitatea necesara, langa instalatiile electrice trebuie sa se afiseze scheme electrice in care sa se arate toate legaturile conductoarelor. De asemenea panourile si tablourile de distributie vor fi prevazute cu inscriptii, care sa arate destinatia conductoarelor si aparatelor de masurat. Pentru fiecare fel de tensiune si curent se vor utiliza notatiile prevazute in normative si standarde.

Pe langa pericolul electrocutarii pe care il reprezinta, curentul electric poate provoca incendii datorita incalzirii aparatajului electric in timpul functionarii, in timpul producerii scurtcircuitelor sau al suprasarcinilor etc. Scanteile provocate in timpul scurtcircuitelor pot cauza arsuri si apinderea prafului aglomerat sau a amestecului de gaze din atmosfera incaperilor. Pentru aprinderea amestecului de aer si praf scanteile trebuie sa aiba o temperatura mai ridicata decat pentru aprinderea amestecului de gaze si aer sau de gaze si praf.

Pentru prevenirea pericolului de aprindere din cauza scanteilor si a incalzirii trebuie luate urmatoarele masuri :

La regimul de functionare in plina sarcina partile motorului electric nu trebuie sa se incalzeasca pana la o temperatura periculoasa pentru functionarea lor normala, sau periculoasa pentru obiectele apropiate. In special temperatura de lucru a lagarelor nu trebuie sa depaseasca 80 C. 

Partile din cladiri si partile din utilaj care sunt expuse actiunii arcului electrictrebuie sa fie neinflamabile.

Partile resoartelor, ale aparatelor de incalzit, etc, care se incalzesc precum si piesele exterioare prin care trece curentul trebuie sa fie montate pe socluri izolate si nehigroscopice (recomandabil din marmura). Controlerele si alte aparate aflate sub tensiune, pana la 1000 V, amplasate in incaperi uscate, pot fi montate pe socluri de textolit sau fibra, in cazul acelor piese la care in mod normal nu se formeaza scantei. Instalatiile electrice asezate in afara incaperilor cu masini electrice trebuie sa fie protejate cu un capac din material neinflamabil, daca acest capac este cu actiune mecanica el trebuie sa fie legat la pamant. Uneori capacul trebuie racit pentru a evita supraincalzirea instalatiei.

Sigurantele, intrerupatoarele si alte aparate asemanatoare, care in timpul exploatarii pot provoca intreruperea curentului trebuie acoperite cu carcase pentru a preintimpina o eventuala aprindere datorita scanteilor.

Utilajul care lucreaza in medii de praf sau gaze trebuie sa fie actionat cu motoare electrice antiexplozive, iar instalatiile si aparatajul sa fie de asemenea de esecutie antiexploziva.

Pentru a se putea interveni cu eficacitate in caz de incendiu, se recomanda ca langa masinile uneltele sa fie amplasate extinctoare cu bioxid de carbon, sau de tetraclorura de carbon. Folosirea apei este interzisa pentru stingerea incendiilor la instalatiile elctrice, deoarece prezinta pericolul de electrocutare. Folosirea apei sau a solutiilor pe baza de apa se admite numai in cazul cand instalatia electrica de la masina respectiva a fost deconectata de la retea.

Dupa incendiu, instalatia elctrica a paratajului de comanda al masinii trebuie uscata si apoi reparata, deoarece este posibila distrugerea instalatiei si deterioarea pieselor datorita actiunii caldurii si racirii bruste.

BIBLIOGRAFIE

1.     Nitu, N. si Stana, I. Indrumatorul electricianului de intretinere din interprinderile industriale.Bucuresti, Editura tehnica, 1982.

2.     Canescu, T. Si Stan, A. Tehnologia lucrarilor electrotehnice. Bucuresti, Editura didactica si pedagogica, 1982.

3.     Floyd, T. Dispozitive electronice. Bucuresti, Editura Teora, 2003.

4.      Eugenia Isac, Masurari electrice si electronice - Bucuresti Editura didactica si pedagogica R.A., 1993