pobierz plik

Rafał Pysz
Grupa: środa 11:30 – 13:00
Informatyka, rok I, EAIiE
Bezpieczeństwo i higiena pracy w
laboratorium elektrotechniki
Bezpieczeństwo pracy zależy od przestrzegania i przyswojenia sobie pewnych zasad, które
powinny stać się częściowo odruchem bezwarunkowym w czasie wykonywania pracy.
Jednym z czynników powodujących duże zagrożenie zdrowia lub życia jest prąd elektryczny.
1. Działanie prądu na organizm człowieka
Ciało człowieka jest dobrym przewodnikiem prądu, przez co jesteśmy wyjątkowo narażeni
na niekorzystne skutki przepływu prądu przez ciało. Najlepszym izolatorem w naszym ciele
jest skóra, lecz wystarczy zwykłe zawilgocenie skóry (np. poprzez spocenie się), by oporność
ciała gwałtownie spadła.
Porażenie prądem to stan, w którym następuje zakłócenie prawidłowej pracy organizmu. Do
takich zakłóceń możemy zaliczyć:
- migotanie zastawek i komór w sercu
- zakłócenie pracy układu oddechowego (poprzez skurcz mięśni)
- śmierć kliniczna
- działanie cieplne, oparzenia ciała
- szok
- uszkodzenie wzroku np. poprzez błysk łuku elektrycznego
Bezpośrednio po rażeniu prądem, tzn. po przerwaniu przepływu prądu, może wystąpić
wstrząs elektryczny, objawiający się przerażeniem, bladością, drżeniem ciała lub kończyn,
nadmiernym wydzielaniem potu, stanem apatii lub euforii. Może również wystąpić obrzęk
mózgu i utrata przytomności, połączona z zatrzymaniem krążenia krwi i brakiem oddechu.
Skutki te mogą się ujawnić również po pewnym czasie od momentu porażenia..
Droga przepływu prądu przez organizm ludzki ma też wpływ na skutki porażenia: groźniejsze
są te porażenia, przy których serce i ośrodki nerwowe znajdują się na drodze przepływu
rażeniowego.
Dla pracy serca najgroźniejsze są natężenia prądu powyżej 0,2-0,5 A, gdyż przy tych
natężeniach zatrzymanie akcji serca może nastąpić już po upływie ułamka sekundy, dlatego
ważne jest szybkie przerwanie przepływu prądu rażeniowego.
Zjawisko porażenia ma miejsce wówczas, gdy występuje droga dla prądu rażenia i istnieje
źródło napięcia wymuszającego przepływ takiego prądu.
Napięcie dotykowe jest to napięcie między dwoma punktami nie należącymi do obwodu
elektrycznego, z którymi mogą się zetknąć jednocześnie obie ręce lub ręka i noga człowieka.
Napięcie krokowe jest to napięcie między dwoma punktami na powierzchni ziemi lub na
powierzchni stanowiska pracy, odległymi od siebie o 1 m (jeden krok).
Prąd jest ogólnie dostępny, dlatego konieczne jest nauczenie się zasad bezpieczeństwa w
obchodzeniu się z nim.
1
2. Czynniki wpływające na porażenie
a) techniczne
- wartość natężenia prądu płynącego przez organizm człowieka
- rodzaj prądu
- droga przepływu prądu
- czas przepływu prądu
Wpływ natężenia prądu zmiennego na organizm człowieka:
Prąd ~ [mA]
Skutki dla człowieka
0,3 - 0,4
odczuwalny przepływ prądu w miejscu zetknięcia z elektrodą
0,7 - 1,2
prąd wyraźnie daje się odczuć
1,2 - 1,6
łaskotanie i swędzenie ręki
1,6 - 2,2
cierpnięcie dłoni
2,2 - 2,8
cierpnięcie przegubów
2,8 - 3,5
lekkie usztywnienie rąk
3,4 - 4,5
silne usztywnienie rąk, ból w przedramieniu aż do łokcia
4,0 - 6,0
skurcze dłoni, przedramienia, ramion
6,0 - 9,0
pomimo skurczu ramion i dłoni można się jeszcze uwolnić od elektrod
10,0 - 25,0
uwolnienie się od elektrod na skutek skurczu bardzo trudne lub niemożliwe,
prąd nie powoduje groźnych następstw, jeśli czas nie przekroczy 15-20 sek.
25,0 - 60,0
silne i bardzo bolesne skurcze mięśni rąk i klatki piersiowej,
możliwość arytmii serca
60,0 - 100,0
prawdopodobieństwo nierównej pracy komór i przedsionków serca
konieczna natychmiastowa pomoc lekarza
powyżej 300,0
Zatrzymanie normalnej pracy serca
Rzadko człowiek przeżywa prąd o natężeniu ponad 400 mA, mimo udzielenia pomocy.
Rodzaje rażenia:
- krótkotrwałe (< 1s – 5s)
- długotrwałe (> 5s)
b) organizacyjne
- systematyczne szkolenie
- oznakowanie
- tablice informacyjne
- obudowy, zasłony
Prąd wrażeniowy przepływający przez organizm ludzki zależy od trzech czynników:
- napięcia roboczego
- rezystancji ciała ludzkiego
- rezystancji pozostałych elementów tego obwodu
2
3. Napięcia bezpieczne
Napięcia nie zagrażające zdrowiu i życiu człowieka.
a) Warunki środowiska I – normalna temperatura i wilgotność, podłoga nieprzewodząca
Dla prądu stałego: 120 V
Dla prądu przemiennego: 50 V
b) Warunki środowiska II – podwyższona temperatura lub wilgotność lub podłoga
przewodząca
Dla prądu stałego: 60 V
Dla prądu przemiennego: 30 V
c) Warunki szczególnego zagrożenia – zaistnienie wszystkich negatywnych warunków
jednocześnie
Dla prądu stałego: 30 V
Dla prądu przemiennego: 12 V
4. Możliwości zaistnienia porażenia prądem
- od napięć roboczych (dotyk bezpośredni) 60% ogólnej liczby porażeń
- od napięć dotykowych (dotyk pośredni) np. w skutek uszkodzenia instalacji – 40% ogólnej
liczby porażeń
- od napięć krokowych np. zerwana linia, prąd płynie przez ziemię – 1% ogólnej liczby
porażeń
5. Ochrona i środki ochrony
Rodzaje środków ochrony:
a) organizacyjne – szkolenie, oświetlenie, uprawnienia, sprzęt ochrony osobistej,
oznaczenia
b) techniczne
Niegdyś do podstawowych środków ochrony przed porażeniem miały za zadanie
zabezpieczenie przed dotknięciem elementów urządzeń elektrycznych znajdujących się pod
napięciem, zaliczano do nich m.in.:
- umieszczanie przewodów gołych na odpowiednich wysokościach
- izolowanie przewodów i urządzeń
- umieszczanie maszyn i aparatów w osłonach ochronnych z blachy, siatki stalowej itd.
A do dodatkowych środków ochrony zaliczano te, które miały za zadanie zabezpieczenie
przed porażeniem prądem, np.:
- uziemienie ochronne
- zerowanie
- wyłączniki przeciwporażeniowe
- izolację ochronną
- ochronne obniżanie napięcia roboczego
- separację odbiorników
Obecne normy Unii Europejskiej wymagają następujących czynników ochrony podstawowej:
- izolowanie części czynnych
- stawianie ogrodzenia, stosowanie obudów
- bariery odgradzające
3
- umieszczanie części, przez które przepływa prąd, poza zasięgiem ręki
Uzupełnieniem ochrony podstawowej może być wykorzystywanie wysokoczułych urządzeń
ochronnych oraz wyłączników.
Do ochrony dodatkowej, chroniącej przed dotykiem pośrednim i niedopuszczającej do
długotrwałego napięcia dotykowego zaliczamy:
- zerowanie ochronne
- uziemienie ochronne
- sieć ochronna
- wyłączniki przeciwporażeniowe różnicowoprądowe
- izolacja prądowa
- separacja stanowiska
- izolowanie stanowisk
Uziemienia ochronne stanowią najbardziej rozpowszechniony rodzaj ochrony dodatkowej,
stosowany w maszynach i urządzeniach elektrycznych. Celem stosowania uziemienia
ochronnego jest zrównanie potencjału uziemionych przedmiotów z potencjałem ziemi. Polega
ono na połączeniu z ziemią za pośrednictwem uziomu, metalowych części urządzeń
elektrycznych, które mogą przypadkowo znaleźć się pod napięciem roboczym. Uziom to
przedmiot metalowy umieszczony w gruncie i tworzący połączenie przewodzące z ziemią.
Uziemienie jest skuteczne, gdyż spełnia co najmniej jeden z poniższych warunków:
- zapobiega wystąpieniu niebezpiecznego napięcia dotykowego
- powoduje dostatecznie szybkie zadziałanie zabezpieczenia przerywającego przepływ prądu
rażeniowego
Schematy:
4
Zerowanie może być stosowane w przystosowanych do zerowania sieciach trójfazowych o
napięciu mniejszym niż 500V. Polega ono na połączeniu dostępnych części metalowych
urządzeń z uziemionym przewodem zerowym. Skuteczność zerowania będzie spełniona przy
dotrzymaniu szeregu warunków. Przede wszystkim należy zapewnić działanie ochrony w
przypadku przerwania przewodu zerowego, w tym celu przewód zerowy należy uziemić nie
tylko bezpośrednio w źródle zasilania, lecz również dodatkowo wzdłuż linii, najwyżej co
500m oraz w punktach rozgałęzień i na końcach linii napowietrznych. Gdyby nie było tych
dodatkowych uziemień to w przypadku przerwania przewodu zerowego nie powstaje obwód
zwarcia, uszkodzony silnik nie będzie odłączony, a przewód zerowy ma potencjał
uszkodzonej fazy nie tylko przy silniku uszkodzonym, lecz również przy innych urządzeniach
przyłączonych do tego przewodu zerowego. Wtedy dotknięcie obudowy któregokolwiek z
silników jest niebezpieczne dla człowieka. Schemat:
Sieć przewodów ochronnych wolno stosować w urządzeniach przemiennoprądowych i
stałoprądowych niezależnie od rodzaju i wartości napięcia. Wszystkie dostępne części
metalowe nie znajdują się pod napięciem oraz dostępne metalowe konstrukcje wsporcze i
osłony powinny być połączone z przewodem ochronnym.
Wyłączniki przeciwporażeniowe wolno stosować w urządzeniach na napięcie nie
przekraczające 500 V. Powinny być one przystosowane do rodzaju prądu, napięcia i
obciążenia, oraz spełnić wymagania dotyczące wyłączników nadmiarowo-prądowych zawarte
w odpowiednich normach. Wyróżniamy wyłączniki z cewką napięciową, które reagują na
napięcie pojawiające się na obudowie chronionego odbiornika oraz wyłączniki różnicowe z
cewkami prądowymi, które reagują na sumę prądów przepływających przez wyłącznik, która
przy zwarciu doziemnym różni się od zera. Zwykle wyłączniki różnicowe są skonstruowane
tak, że działają już przy bardzo małych prądach doziemnych od kilkunastu do kilkudziesięciu
miliamperów.
Podczas normalnej pracy, wektorowa suma prądów płynących przez przekładnik jest równa
zero (zgodnie z I prawem Kirchhoffa), stąd w uzwojeniu wtórnym (nawiniętym na rdzeniu
5
przekładnika) nie indukuje się SEM, przekaźnik spolaryzowany jest zamknięty (zwora
przyciągana przez magnes stały) a styki główne zamknięte.
Jeżeli w chronionym obwodzie pojawi się prąd upływowy (np. przez ciało człowieka do
ziemi, lub przez przewód PE), to wtedy suma prądów w oknie przekładnika będzie różna od
zera . W uzwojeniu wtórnym indukuje się SEM, która powoduje przepływ prądu przez cewkę
przekaźnika spolaryzowanego. Pole magnetyczne wytworzone przez cewkę kompensuje pole
magnetyczne magnesu stałego przekaźnika. Jeśli prąd upływu przekroczy próg zadziałania
wyłącznika (IΔn), przekaźnik spolaryzowany zostaje otwarty, zwalniając zamek i otwierając
styki główne, a przez to odłączając zasilanie obwodu. Schematy wyłączników
różnicowoprądowych:
5. Pierwsza pomoc w wypadku porażeń
Porażenia elektryczne doprowadzają do rozmaitych uszkodzeń organizmu – od bardzo
lekkich do najcięższych, w których opóźnienie udzielania właściwej pierwszej pomocy może
doprowadzić do śmierci.
Osoba ratująca powinna podjąć akcję ratunkową jak najszybciej i prowadzić ja aż do
przybycia lekarza. Przede wszystkim należy:
- Uwolnić porażonego spod napięcia.
- Rozpoznać stan zagrożenia porażonego
- Udzielić odpowiedniej pomocy
Przy uwalnianiu spod napięcia ratownik jest zobowiązany dbać nie tylko o bezpieczeństwo
porażonego, ale także o swoje. Należy pamiętać, że niebezpieczne dla ratownika są:
- bezpośrednie zetknięcia gołych kończyn ratownika z ciałem porażonego;
- równoczesne używanie obu rąk przy odciąganiu spod napięcia;
- mokre podłoże;
- bliskie sąsiedztwo urządzeń pod wysokim napięciem;
- brak równowagi.
Wyłączenie porażonego spod napięcia jest nieodzownym warunkiem podjęcia akcji
ratunkowej. Wyłączenie porażonego spod napięcia może być wykonane poprzez odciągnięcie
poszkodowanego lub odcięcie źródła prądu płynącego do porażonego.
Na początku należy ustalić, czy poszkodowany jest przytomny. Jeśli tak, należy utrzymać z
nim kontakt słowny, zająć się obrażeniami i wezwać lekarza.
6
Jeśli poszkodowany nie jest przytomny, należy ustalić czy oddycha. Jeśli oddycha – należy
wezwać lekarza, zająć się obrażeniami zewnętrznymi i spróbować doprowadzić do
odzyskania przytomności np. przez uniesienie nóg.. Jeśli nie oddycha – należy przejść do
masażu serca i sztucznego oddychania w celu przywrócenia prawidłowej pracy serca.
Zapoznałem się z regulaminem BHP obowiązującym na laboratorium elektrotechniki :
7