انواع برق گرفتگی
شدت جریان الکتریکی به مستقیم یا متناوب بودن جریان بستگی دارد. جریان متناوب به علت ایجاد انقباض عضلانی و تأثیر روی عملکرد قلب، حدود ۴ تا ۶ برابر خطرناکتر از جریان مستقیم است. انواع برق گرفتگی به دو طریق ممکن است رخ دهد: برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم و برق گرفتگی در اثر تماس غیرمستقیم.
برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم
برق گرفتگی در اثر تماس مستقیم یا تماس با هادی برقدار هنگامی که سیستم الکتریکی سالم است و انسان بر اثر سهل انگاری یا بی توجهی، با هادی برقدار در یک یا دو نقطه تماس می گیرد، برق گرفتگی رخ می دهد. شدت برق گرفتگی به اختلاف پتانسیل بستگی دارد و در ولتاژهای بالا یا پایین ممکن است رخ دهد. اگر اختلاف پتانسیل پایین باشد فقط در صورتی که تماس مستقیم با هادی برقدار اتفاق بیفتد برق گرفتگی اتفاق می افتد. اما اگر ولتاژ بالا باشد در هر دو صورت فرد دچار برق گرفتگی می شود. به همین دلیل اشخاص باید در مقابل خطرات احتمالی ناشی از تماس با قسمت های برقدار تأسیسات الکتریکی حفاظت شوند.
برق گرفتگی در اثر تماس غیرمستقیم یا تماس با بدنه های دستگاه های الکتریکی وقتی اتفاق می افتد که در اثر خراب شدن عایق بندی یا هر علت دیگری، یک هادی برقدار با سطوح فلزی (یا بدنه هادی) دستگاه تماس یابد و انسان با همان سطح فلزی در تماس باشد، به این نوع برق گرفتگی، غیرمستقیم می گویند.
برق گرفتگی-ناشی-از-تماس-مستقیم-و-غیر مستقیم
بیشتر بخوانید: حفاظت اشخاص در برابر برق گرفتگی
روش های حفاظت در مقابل برق گرفتگی
برای به حداقل رساندن احتمال خطر برق گرفتگی باید موارد ایمنی در طراحی، ساخت، نصب و بهره برداری از دستگاه های الکتریکی رعایت شود. روش های جلوگیری از برق گرفتگی برای محافظت از مدارها، تجهیزات و انسان ها در نظر گرفته شده اند.
برق گرفتگی-از-طریق-تماس-مستقیم-و-غیر-مستقیم
روش های زیر برای حفاظت در تماس مستقیم یا غیرمستقیم و یا هر دو مورد قابل استفاده است:
روش های مختلفی برای جلوگیری از برق گرفتگی به روش مستقیم وجود دارد. این روش ها در ادامه معرفی و توضیح داده می شوند.
جلوگیری از عبور جریان الکتریکی از بدن انسان
محدود کردن جریانی که ممکن است از بدن عبور کند (به میزان کمتر از جریان برق گرفتگی)
عایق بندی قسمت های برق دار قابل دسترس
ایجاد موانع و محفظه (تابلو برق و جعبه کلید پریز) و یا به طور مثال ایجاد حصار در پست برق (محصور کردن تجهیزات)
محصور-کردن-پریز-برق-برای-جلوگیری-از-برق گرفتگی-کودکان
حفظ حریم شبکه برق به منظور قرار گرفتن در خارج از محدوده خطر (استقرار در خارج از دسترس)
به منظور حفاظت در برابر تماس مستقیم می توان از کلید جریان باقیمانده (محافظ جان RCD) به عنوان حفاظت اضافی کمک گرفت.
استفاده از تجهیزات کلاس III و به عبارتی استفاده از منابع تغذیه با ولتاژ ایمنی خیلی پایین (SELV ،PELV ،FELV)
می توان قسمتی از سیم برقدار یا فاز در دسترس را به وسیله نوار چسب عایق برق، عایق کرد تا از تماس افراد با آن جلوگیری شود. پوشش هایی مانند رنگ، وارنیش، لاک و نظایر آن به تنهایی برای عایق کردن مناسب نیستند و باید جسم عایق، مقاوم و دارای استاندارد لازم باشد. همچنین باید عایق مزبور تحت شرایط غیر عادی مانند تأثیرات مکانیکی، الکتریکی و حرارتی محیط اطراف، کیفیت و استقامت خود را حفظ کند.
از جمله محل هایی که احتمال تماس وجود دارد، ترمینال ها، انتهای کابل ها، بست ها و محل اتصال دو یا چند کابل به یکدیگر است که معمولاً این اتصالات هنگام نصب با استفاده از عایق هایی نظیر نوار، عایق بندی می شوند؛ مانند کابلی که جهت بستن در یک دوشاخه برق بیش از اندازه لخت شده و باید قسمتی را که در خارج از دو شاخه در دسترس است به وسیلۀ نوار عایق پوشاند.
محصور کردن تجهیزات (ایجاد موانع و محفظه)
چون قسمت های برقدار اکثر وسایل الکتریکی پوشیده یا محصور شده و دور از دسترس افراد هستند، ایمن بوده و شوک الکتریکی ایجاد نمی کند. بعضی از وسایل درون کپسول قرار دارند و امکان هیچ گونه دسترسی به داخل آن ها نیست البته در برخی موارد وجود سوراخ یا دریچه هایی جهت خنک شدن داخل محفظه ضرورت دارد.
لازم است وسایلی انتخاب و استفاده شوند که آب، گرد و غبار یا ذرات هادی مانند براده، نتواند داخل محفظه رود و یک مسیر هادی ایجاد سازد. محفظه وسایل الکتریکی باید متناسب با محیط باشد. قسمت های برقدار نیز باید در داخل محفظه یا در پشت مانع یا حصاری قرار داده شوند تا از دسترس خارج باشند و در صورت باز کردن یا برداشتن مانع آنها، به وسیلۀ آژیر یا چراغ خطر هشدار لازم داده شود.
این پوشش ها باید استقامت کافی داشته باشند تا در شرایط غیرعادی تحت فشار با قسمت های زنده یا برقدار تماس پیدا نکند. در صورتی که پوشش محافظ، مشبک یا سوراخ دار است، ابعاد سوراخ ها باید چنان باشد که نتوان از طریق انگشت با قسمت های برقدار تماس یافت. برای مثال، حفاظتی عایق باید روی شینه های تابلوی توزیع برق را بپوشاند تا با باز کردن در تابلو، صفحه عایق از تماس مستقیم دست یا انگشت با شینه های برقدار جلوگیری کند.
برداشتن حفاظ یا باز کردن حصار تنها باید با استفاده از ابزار خاص یا قطع برق امکان پذیر باشد؛ مانند پوشش استخوانی عایق که در داخل کوبیکل های فشار قوی یا متوسط، شینه ها را می پوشاند؛ حصار اطراف ترانسفورماتورهای زمینی در داخل ایستگاه ها و …
استقرار در خارج از دسترس
حفاظت با خارج از دسترس قراردادن قسمت های برقدار برای جلوگیری از تماس ناخواسته با آن هاست. قسمت های دارای پتانسیل متفاوت اگر فاصله شان از هم از ۲٫۵ متر کمتر باشد، برحسب تعریف قسمت هایی اند که همزمان در دسترس قرار دارند. اگر بر سطحی که انسان بر روی آن می ایستد مانع به طور مثال در کشویی یا توری با درجه حفاظتی کمتر از IP2X قرار داشته باشد، فاصله ۲٫۵ متری دسترسی از این مانع اندازه گیری می شود. در بالای سر هم فاصله دسترسی ۲٫۵ متر است و مانع واسطی که درجه حفاظتی کمتر از IP2X تأمین کند درنظر گرفته نمی شود.
فاصله دسترسی بدون در دست داشتن ابزار و یا ایستادن برروی نردبان است. در جایی که اشیاء هادی طویل یا بزرگ وجود ندارند فواصل دسترسی در راستای افق و راستای قائم به اندازه ابعاد این اشیاء زیاد می شود.
قسمت های برقدار یا دستگاه ها باید به نحوی قرار گیرند که دسترسی به آن ها با دراز کردن دست در هر جهت امکان پذیر نباشد و در محل هایی که وسایل فلزی بلند مانند میلگرد، نبشی و غیره جابه جا می شود، ابعاد چنین وسایلی جهت عدم برخورد با قسمت های برقدار در نظر گرفته شود. اصولاً دو نقطه هنگامی قابل دسترس تلقی می شوند که فاصله آن ها به یکدیگر از ۲/۵ متر تجاوز نکند.
تعریف حدود دسترس
عبارت از حدی است که در محل های مورد استفاده بتوان بدون هیچگونه وسیلۀ اضافی از محل ایستادن به آن حد دسترسی پیدا کرد. حد دسترس برای انسان از محل توقف به شرح زیر است
محدوده دسترسی
محدوده دسترسی
کلید محافظ جان
کلید محافظ جان یا کلید جریان نشتی زمین به وسیلۀ مقایسه جریان هایی که از فاز و نول (سیم برگشت جریان) عبور می کند، جریان عبوری یا نشتی به زمین (یا ارت) را تشخیص می دهد. محافظ جان به اندازه ای حساس است که می تواند جریان های نشتی کوچک را که باعث قطع کلید مینیاتوری نمی شود، ولی عاملی برای شروع یک آتش سوزی یا برق گرفتگی کافی باشد را بیابد. چنین جریانی باعث قطع این کلید و در نتیجه منبع تغذیه از مدار می شود.
محافظ جان-اشنایدر-الکتریک
محافظ جان ۴ پل اشنایدر الکتریک
محافظ جان، شخصی را که احتمالاً بین دو فاز یا فاز و نول دچار شوک می شود، محافظت نخواهد کرد. اگر شخص از قسمتی که نسبت به زمین برقدار است دچار شوک الکتریکی شود، به دلیل جریانی که از بدن وی به زمین عبور می رسد، این کلید در چند صدم ثانیه منبع تغذیه را قطع می کند.
سیم های فاز و نول از یک ترانسفورماتور جریان (C.T) عبور می کند و سیم پیچ ثانویه آن به یک آشکارگر الکترونیکی حساس متصل می شود که می تواند باعث قطع یک کلید قطع کننده (بریکر) شود که با خط ۲۲۰ ولت و ۵۰ هرتز یا ۱۱۰ ولت و ۶۰ هرتز سری است.
محافظ جان برای مصرف کنندگان سه فاز هم قابل استفاده است و هر چهار هادی برقدار (سه فاز و نول) از داخل هسته ترانسفورماتور جریان عبور می کند. در حالت عادی جمع جبری ما جریان هایی که از سه فاز عبور می کند، برابر صفر خواهد بود؛ از این رو در هستۀ ترانسفورماتور هیچ میدانی القاء نمی شود و ولتاژی بر روی ثانویه به وجود نمی آید و کلید قطع نخواهد شد.
این نوع کلید یک وسیله الکترومکانیکی قابل اعتماد است که مانند هر وسیلۀ مکانیکی دیگر شرایط محیطی مانند رطوبت و گرد و غبار می تواند بر عملکرد آن اثر بگذارد. هر تأخیری در عملکرد آن نیز می تواند کشنده باشد. به همین جهت یک دکمۀ آزمایش دارد که باید از طریق آن عملکرد کلید، آزمایش شود و در صورتی که اشکالی دارد رفع شود.
اکثر شوک های الکتریکی وقتی رخ می دهند که شخص با زمین تماس دارد و قسمتی را که برقدار است یا بر اثر اتصال بدنه برقدار شده، لمس می کند. اگر بدنه فلزی وسایل الکتریکی در دسترس به طور مناسب به زمین ارت یا اتصال زمین شده باشند نمی توانند بر اثر اتصالی، برق دار شوند و این عمل خطر ایجاد شوک را تا حدودی از بین می برد.
این سیستم بستگی به اتصال مناسب آن به زمین دارد تا اگر بین قسمت برقدار و محفظه آن اتصالی رخ داد، فیوز یا کلید قطع کننده مدار عمل و منبع الکتریکی را جدا کند.
ممکن است اجسام هادی مجاور نیز بر اثر وقوع اتصالی الکتریکی برق دار شود؛ مانند یک لوله فلزی که بر اثر تماس با هادی برق، برقدار شده است. بنابراین توصیه می شود که اجسام فلزی به وسیله هایی به گونه ای به زمین ارت شود که حتی اگر به یکدیگر اتصالی کنند، هیچ ولتاژ تماس خطرناکی پیش نیاید. این احتیاطات اولیه، به خصوص در منازل و مکان هایی نظیر حمام، آشپزخانه و به طور کلی جائی که دست های مرطوب باعث کاهش مقاومت پوست بدن و در نتیجه افزایش قابلیت شوک الکتریکی می شود، باید رعایت شود.
در روش قطع خودکار منبع تغذیه، به محض اتصالی فاز به بدنه هادی دستگاه، باید وسیله حفاظتی جریان برق تغذیه دستگاه یا مدار را در مدت زمانی کوتاه قطع کند تا ولتاژ تماس نتواند به مدتی بیش از زمان تعیین شدۀ مجاز، برقرار بماند. برای شرایط عادی محیط، ولتاژ تماسی استاندارد، که می تواند به مدت طولانی برقرار باشد، کمتر از ۵۰ ولت است.
زمین کردن حفاظتی به معنی اتصال بدنه فلزی دستگاه به زمین است. بدیهی است که مقاومت اتصال به زمین باید از حد معمولی کمتر باشد تا این روش حفاظتی به درستی عمل کند. برای مثال اگر فیوز ۱۰ آمپری و مقاومت اتصال به زمین ۳۰ اهم باشد جریانی برابر با ۷/۳ آمپر در مدار برقرار می شود که قادر به ذوب فیوز و رفع خطر نخواهد بود و بدنۀ دستگاه برقدار باقی خواهد ماند.
رفع خطر برق گرفتگی از طریق زمین کردن حفاظتی در حالت اتصال فاز به بدنه
در چنین حالات باید از وسایل حفاظتی حساس تری مانند رله های اتصال زمین استفاده کرد که در صورت برقرار شدن جریان های خیلی کوچک در مدار زمین در مدت کوتاهی عمل و مدار را قطع می کند.
ولتاژ ۵۰ ولت را می توان برای مدت طولانی تحمل کرد. لیکن ولتاژ ۱۰۰ ولت برای مدتی بیشتر از ۰/۳ ثانیه و ولتاژ ۲۳۰ ولت برای مدتی بیشتر از ۰٫۰۵ ثانیه قابل تحمل نیست. بنابراین وسایل حفاظتی باید طوری انتخاب شوند که در مدت مجاز مدار را قطع کنند. برای مثال اگر سیم فاز ۲۳۰ ولت مستقیماً به بدنه برخورد کند ولتاژ بدنه برابر ۲۳۰ ولت خواهد شد و وسیله حفاظتی باید در مدت ۰٫۰۵ ثانیه عمل کند تا شخصی که با بدنه در تماس است آسیب نبیند.
