مقدمه
حوادث، رویدادهای غیرقابل پیش بینی و ناخوشایندی هستند که پروسه انجام کار را دچار وقفه کرده و ممکن است موجب ایجاد خسارات جانی و مالی شوند. با توجه به آماری که توسط سازمان کاروآموزش فنی و حرفه ای در زمینه حوادث مربوط به برق گرفتگی گزارش شده است، در بسیاری از موارد، مربوط به تجهیزات مرتبط با برق فشار ضعیف بوده است. لذا لزوم رعایت نکات ایمنی وآموزش پرسنل و بهره گیری از روش های جدیدایمنی به منظور ارتقای سطح ایمنی در انجام پروژه ها، باید مورد توجه دقیق قرار گیرد.
چکیده
در صنعت برق، رعایت نکات ایمنی ضروری می باشد. درغیر اینصورت، احتمال خطر برق گرفتگی قطعی است. با اجرای برنامه های منظم و مدون، می توان فرهنگ ایمنی را برای کارکنان ترویج داد. در این مقاله، سعی می شود که توصیه های ایمنی برگرفته از سایت های مختلف به زبان ساده ارائه گردد. مواردی از قبیل دلایل برق گرفتگی، ولتاژتماس مجاز، تاثیر جریان الکتریسیته برروی بدن، اقدامات حفاظتی برای جلوگیری از برق گرفتگی و . . . به صورت مختصر مورد بررسی قرار می گیرد.
دلیل برق گرفتگی
هرسیم فاز نسبت به زمین( نول)، دارای اختلاف ولتاژ حدود 220 ولت است و اختلاف ولتاژ هردوفاز نسبت به یکدیگر 380 ولت است. با اتصال سیم های دارای اختلاف ولتاژ به بدن( فاز- نول، نول- فاز، فاز- فاز) جریانی از بدن انسان می گذرد که از طرق مختلف بر اعضاء بدن تاثیر دارد.
خطرات برق
خطرات برق شامل شوک الکتریکی، جرقه( حرارت و آتش) و انفجار حاصل از جرقه( فشار، ترکش انفجار و صدا) می باشد.
عوامل موثر در برق گرفتگیشامل موارد زیر می باشد:
- مسیر عبور جریان
- جریان عبوری از بدن( به ویژه قلب)
- مدت زمان عبور جریان
لازم به ذکر است جریانی که از قلب و ریه ها عبور می کند، بیشترین خطر را دارد.
تاثیر جریان الکتریسیته بر بدن انسان
جریان الکتریسیته بر اعضای بدن تاثیر می گذارد که به شرح زیر می باشد:
- تاثیر جریان الکتریسیته بر سیستم اعصاب
- تاثیر جریان الکتریسیته بر عملکرد قلب
- سوختگی ناشی از جریان الکتریسیته
- صدمات ثانویه بعد از برق گرفتگی
تاثیر جریان الکتریسیته بر سیستم اعصاب
- تولید پالس های ولتاژی توسط سلول های عصبی
- شبکه سلولی RC متشکل از نورون ها جهت دریافت، پردازش و انتقال اطلاعات از قسمتی از بدن به سایر نقاط
- عکس العمل اعضاء بدن( به ویژه انقباض) به پالس های خارجی در اثر عبور جریان از بدن
تاثیر جریان الکتریسیته بر عملکرد قلب
احتمال وقوع فیبریلاسیون بطنی قلب در اثر عبور جریان زیاد ازآن(ناهمگنی تحریک قلب و ضربان ناقص قلب که باعث می شود ماهیچه های قلب به درستی بازوبسته نشوند و لذا خون به قسمت های مختلف بدن پمپ نمی شود. در این حالت، با توجه به کمبود اکسیژن مغز و نارسایی قلبی، مرگ فرد محتمل است.)
تاثیر جریان DC بر بدن
- در جریان های بیشتر از 100 میلی آمپر در زمان های طولانی، حرارت احساس می شود.
- عبور جریان بالاتر از 300 میلی آمپر ممکن است باعث بی نظمی قلبی، سوختگی، سرگیجه و گاهی بی هوشی گردد.
صدمات ثانویه بعد از برق گرفتگی
- پرت شدن به دلیل انقباض عضلات پا
- مشکلات تنفسی
- تغییر فشارخون
- اختلال در پالس های خود ساخته قلب
- اختلالات حسی و عصبی( بینایی، شنوایی، مورمور کردن و سردرد)
- تجزیه الکترولیتی خون
ولتاژتماس مجاز
- امپدانس بدن
- ولتاژ تماس مجاز مستقیم
- ولتاژ تماس مجاز غیر مستقیم
امپدانس بدن
- امپدانس داخلی بدن
- عمدتا مقاومتی است و به مسیر عبور جریان از بدن بستگی دارد.
- امپدانس پوست بدن
به صورت مقاومت و خازن موازی است و به میزان و مدت زمان عبور جریان از بدن، سطح تماس و فشار در ناحیه تماس، درجه رطوبت پوست، دما، نوع پوست و… بستگی دارد.
از بین کل جمعیت مورد مطالعه( مردان، زنان و کودکان)، فقط 5% در ولتاژ 220 ولت، مقاومت بدن کمتر از 1000 اهم را دارند. بنابراین در ملاحظات ایمنی سیستم های فشار ضعیف، کل مقاومت داخلی بدن در افراد بزرگسال برابر 1000 اهم در نظر گرفته می شود.اگر سطح تماس، با آب تازه مرطوب شود، مقاومت بدن 10 تا 25 درصد کاهش یافته و در صورت خیس شدن با محلول هادی( نظیر عرق)، مقاومت بدن تا 50 درصد کاهش می یابد.مقاومت بدن در اثر عصبانیت، گرسنگی و بیماری کاهش می یابد.
ولتاژ تماس مجاز مستقیم
تماس با قسمت هایی از وسایل الکتریکی که در شرایط نرمال تحت ولتاژ می باشند( مانند هادی)، را تماس مستقیم گویند. حد مجاز ولتاژ مستقیم در برق AC( فرکانس 50 یا 60 هرتز)، برابر 24 ولت و در برق DC برابر 60 ولت است. به دلیل عوارض برق گرفتگی نباید تماس مستقیم به وجود آید. و مقادیر فوق به ازای تماس نا خواسته تعین شده است. لذا کلیه تجهیزاتی که در حالت کار عادی ولتاز دارند لازم است به عایق کاری مناسبی مجهز شوند.
ولتاژ تماس مجاز غیر مستقیم
تماس با بدنه وسایل الکتریکی که در اثر به وجود آمدن عیب عایقی، تحت ولتاژ می باشند را تماس مستقیم می گویند. ( مانند بدنه فلزی ماشین های الکتریکی، تابلوهای برق، کابل های فشارقوی و غیره که در حالت نرمال، بدون ولتاژ هستند.)
حد مجاز ولتاژ تماس مستقیم در برق AC ( فرکانس 50 یا 60 هرتز) برابر 50 ولت و در برق DC برابر 120 ولت است. ( با فرض مقاومت کل بدن برابر 1000 اهم )
اقدامات حفاظتی برای جلوگیری از برق گرفتگی و یا کاهش خطرات آن
- کاهش دسترسی به قسمت های برق دار
- اقدامات حفاظتی مستقل از شبکه
- اقدامات حفاظتی وابسته به شبکه
موارد بالا به تفصیل در زیر بررسی می شوند:
- کاهش دسترسی به قسمت های برق دار
- حصار کشی در منطقه پرخطر جهت رعایت فواصل ایمنی با توجه به سطح ولتاژ( CLEARANCE ) وخطر Arc Flash
- استفاده از تجهیزات برقی با درجه حفاظتی مناسب (IP)
- دور نگهداشتن منطقه برق دار با ولتاژ بالاتر از 50 ولت از برخورد تصادفی با انسان و استفاده از علائم هشدار دهنده به شرح زیر:
- استفاده از تابلوهای مناسب ( IP مناسب و در صورت نیاز Arc Proof)
- طبقه بندی دسترسی به قسمت های برق دار برای افراد معمولی، افراد دارای شرایط لازم و برای افراد دارای تجهیزات ویزه
- تجهیزات برقی بیرونی در دسترس باید در ارتفاع بالاتر از 2.5 متر نصب شود.
اقدامات حفاظتی مستقل از شبکه
- هم پتانسیل کردن مناطق مستعد تماس با بدن
- در ولتاژهای بالابه عنوان یک روش مطمئن مورد توجه است. نظیر مکانیزم فرمان سکسیونر در پست های فشار قوی و یا در مجاورت تابلوهای فشار قوی.
- جایی که به دلیل رطوبت بالا، مقاومت زمین کم بوده و روش های دیگر کارایی کافی را ندارد.
افزایش مقاومت ( عایق کاری) مناطق مستعد تماس با بدن
- استفاده از کف پوش عایق( از جنس پلاستیک یا سکوی بتنی بدون آرماتور) در مجاورت تجهیزات داخل ساختمان( کنار تابلوی برق یا موتورها)
- استفاده از سنگ ریزه با ضخامت 10 تا 20 سانتی متر در زیر تجهیزات بیرون ساختمان( به ویژه در تجهیزات با ولتاژ بالا)
استفاده از عایق بندی حفاظتی( کلاس حفاظتی 2)
کلیه قسمت هایی که احتمال تماس غیر مستقیم باآن وجود دارد، مجهز به عایق بندی اضافی شود. این روش در دستگاه های کوچک، لوازم برقی با مصرف زیاد( نظیر لوازم خانگی)، ماشین های ابزار الکتریکی و غیره استفاده می شود.
جدا سازی ( ایزولاسیون) حفاظتی
با استفاده از یک ترانسفورماتور جداکننده می توان زمین و نول را که درپست مبدا به یکدیگر وصل شده اند، از یکدیگر جدا نمود. با انجام این کار، برق گرفتگی بین فاز و زمین به وجود نمی آید.
مدار ثانویه ترانسفورماتور جداکننده نباید به زمین وصل شود.
ترانسفورماتور جداکننده ای که محل نصب آن متغیر باشد باید دارای عایق بندی حفاظتی باشد.
در صورتی که از یک ترانسفورماتور، مصرف کننده های متعدد تغذیه شود، باید جهت هم پتانسل کردن بدنه فلزی وسایل از طریق یک هادی به یکدیگر متصل شود و این هادی نباید به زمین وصل شود.
استفاده از ولتاژ ایمن پایین
برای جلوگیری ازآسیب شدید ناشی از برق گرفتگی می توان از حداکثر ولتاژ 50 ولت متناوب یا 120 ولت مستقیم استفاده کرد.
ولتاژهای فوق الذکرکه حدود واتاژ تماس غیر مستقیم ( اتصالب ناخواسته وتصادفی) است نیز برای انسان مضر می باشد و در این حالت نیز باید ایزولاسیون از قسمت های برق دار انجام شود.
در اسباب بازی های کودکان، چراغ های داخل استخر، وسایل مورد استفاده در محدوده دامی کارگاه های کشاورزی، تاسیسات پزشکی اتاق عمل و دندان پزشکی، حداکثر ولتاژ مجاز، 24 ولت متناوب و یا 50 ولت مستقیم است.
برای تولید ولتاژ پایین می توان از ترانسفورماتور ایزوله( جدا کننده) استفاده کرد.
اقدامات حفاظتی وابسته به شبکه
- استفاده از فیوز یا C B جهت حفاظت اضافه بار و اتصال کوتاه
- رله های تشخیص جریان نشتی( R C D)
- پریزهای مجهز به رله های حساس تشخیص جریان نشتی
- زمین کردن بدنه فلزی تجهیزات
نتیجه گیری
با توجه به آمار به دست آمده از حوادث مرتبط با برق، بسیاری از این نوع حوادث که در برخی از موارد به پیامدهای فاجعه باری نیز منتهی شده اند، بنا به عللی به وقوع پیوسته اند که با به کارگیری روش های ایمنی ساده وبه کارگیری نکات و موارد ذکر شده، قابل پیشگیری بوده اند. لذا آگاهی و علم به موارد ایمنی، پایه و اساس انجام پروژه های مرتبط با این بخش از صنعت می باشد.
تهیه کننده: مونا فلاح مهر
کارشناس ارشد فناوری اطلاعات