Producerea accidentelor cauzate de curentul electric

PRODUCEREA ACCIDENTELOR CAUZATE DE CURENTUL ELECTRIC

Trecerea curentului electric prin organismul omului se produce ca urmare a atingerii accidentale a elementelor din instalatiile electrice, care se gasesc sub tensiune. Dupa modul in care au loc, atingerile sunt de doua categorii: atingeri directe si atingeri indirecte.

Atingerile directe sunt acelea, care survin atunci cand corpul omului vine in contact cu:

- elementele conductoare facand parte din circuitele curentilor de lucru (borne, bare de distributie etc.) aflate sub tensiune normala;

- elementele conductoare scoase de sub tensiune, dar aflate sub o tensiune indusa pe cale electromagnetica sau electrostatica, de catre alte instalatii aflate sub tensiune, prin omiterea legarii la pamant a elementelor deconectate.

Atingerile indirecte au loc atunci cand o parte a corpului omului vine in contact cu:

- elemente ale instalatiilor electrice, care in mod normal nu sunt sub tensiune, cum ar fi stalpi, ingradiri, carcase metalice, dar care intra sub tensiune datorita unui defect (deteriorare a izolatiei, rupere sau desprindere  de conductoare, conturnare, descarcare electrica etc.);

- elemente ale altor categorii de instalatii intrate sub ten­si­une datorita unor influente electromagnetice sau electrostatice, cum ar fi conducte lungi de apa sau gaze aflate in apropierea unei linii de contact monofazate sau trifazate dezechilibrate;

- puncte de pe sol aflate la potentiale electrice diferite, ca urmare a scurgerii prin pamant a unui curent normal (cazul prizelor de pamant de exploatare sau a sinelor de cale ferata electrificata) sau a unui curent de defect in cazul deteriorarii izolatiei.

Tensiunea la care este supus omul, in cazul atingerilor indirecte, poarta denumirea de tensiune de atingere, iar in cazul atingerii unor puncte de pe sol aflate in zona de influenta a unei prize - tensiune de pas.

Aceasta impartire a atingerilor in directe si indirecte este determinata de faptul ca mijloacele de protectie folosite in cele doua cazuri sunt diferite. Atentia trebuie indreptata, in deosebi, asupra celei de a doua categorii, tinand seama ca acestea sunt mult mai probabile. Omul se fereste de a veni in contact cu o instalatie despre care stie ca se afla in mod normal sub tensiune, dar nu si cu o carcasa metalica a unui utilaj destinata de a-l feri de accidente.

1. TENSIUNI DE ATINGERE ADMISIBILE

Gravitatea unui soc electric este determinata de intensitatea curentului electric I_h care strabate corpul omenesc si durata trecerii acestuia prin corp.

Intensitatea curentului electric este data de relatia:

unde U_a este tensiunea aplicata intre doua puncte ale corpului omenesc, adica tensiunea de atingere, iar R_h - rezistenta omului.

Relatia (11.27) permite, in principiu, determinarea tensiunii de atingere admisibile:

daca I_hl este intensitatea limita a curentului suportat de om, ce depinde, la randul sau, de durata de trecere prin corp si indirect de tensiunea aplicata.

Cum rezistenta omului variaza in limite foarte largi, datorita dependentei de foarte multi factori, in tehnica securitatii in instalatiile electrice este mai indicat sa se determine valori limita pentru tensiunea aplicata corpului omenesc, decat pentru curentul electric care trece prin corp si pentru rezistenta electrica a omului.

Tensiunile nominale ale instalatiilor electrice, din punct de vedere al tehnicii securitatii muncii, se clasifica in doua domenii prezentate in tabelul 11.2.

Tabelul 11.2

Clasificarea tensiunilor nominale ale instalatiilor electrice din punct de vedere al tehnicii securitatii muncii [I.7-98].

In functie de pericolul socurilor electrice, incaperile si locurile de munca se clasifica in trei categorii, conform tabelului

Tabelul

Clasificarea incaperilor si locurilor de munca

in functie de pericolul producerii socurilor electrice

Incaperile sau locurile de munca se considera periculoase sau foarte periculoase, daca cel putin una din conditiile din tabelul 11.3 este indeplinita.

Zona de manipulare este regiunea din spatiu acoperita de miscarea libera a mainilor omului, aflat intr-un anumit punct pe pardoseala, fiind definita cu ajutorul figurii 11.10.

Fig. 11.10. Delimitarea, cu linie intrerupta, a zonei de manipulare.

Echipamentele electrice folosite in procesul de productie se clasifica, din punct de vedere al gradului de pericol, de asemenea in trei categorii:

- Echipament fix care este destinat a functiona perma­nent in acelasi loc;

- Echipament mobil care functioneaza temporar intr-un anumit loc si care este mutat numai dupa ce, in prealabil, a fost scos de sub tensiune; exemplu transportor mobil cu banda;

- Echipament portabil construit special, incat in timpul functionarii, deci, aflat sub tensiune, sa poata fi purtat usor de una sau mai multe persoane.

Echipamentele portabile sunt cele mai periculoase, deoarece muncitorul are un contact bun si indelungat cu utilajul, iar izolatia se poate deteriora usor datorita solicitarilor mecanice provenite, fie din functionarea lor, fie datorita deplasarii si intinderii cordoanelor de alimentare.

In functie de categoria incaperii de lucru, categoria echipamentului electric si timpul de deconectare a instalatiei defecte instalatiile de protectie impotriva socurilor electrice trebuie sa asigure tensiuni de atingere si de pas sub valorile prevazute de norme [I.7-98], prezentate in tabelul 11.4.

Tabelul 11.4

Tensiuni de atingere si de pas maxime admise

Nu este necesar a se lua masuri de protectie impotriva tensiunilor de atingere, in instalatiile de joasa tensiune din incaperile putin periculoase, in care nu exista posibilitatea de a atinge in acelasi timp parti din echipamentul fix si obiecte legate la pamant cum sunt, spre exemplu, corpurile de iluminat montate pe plafonul incaperii.

2. SCHEMELE DE LEGARE LA PAMANT A INSTALATIILOR ELECTRICE

Pe plan international, activitatea de proiectare si executare a instalatiilor electrice are la baza prevederile standardului CEI 364 - "Instalatii electrice in constructii ", elaborat de Comitetul Electrotehnic International si adoptat ca standard national de catre toate tarile europene, membre ale acestui comitet.

In acest standard se face referire si la modul de legare la pamant a instalatiilor electrice, care indica situatia neutrului retelei de alimentare, respectiv a maselor (partilor metalice) instalatiei electrice in raport cu pamantul.

Tipul schemei de legare la pamant are un rol important in alegerea solutiei de proiectare a instalatiei precum si a dispozitivelor de protectie impotriva atingerilor indirecte prin deconectare automata.

Schemele de legare la pamant sunt simbolizate prin doua sau trei litere avand urmatoarele semnificatii:

1. Prima litera arata situatia neutrului retelei de alimentare in raport cu pamantul:

T - legare directa a neutrului la pamant;

I - fie izolarea tuturor partilor active fata de pamant, fie legarea la pamant printr-o impedanta a unui singur punct.

2. A doua litera arata situatia maselor instalatiei electrice in raport cu pamantul:

T - masele instalatiei legate direct la pamant indepen­dent de eventuala legare la pamant a unui punct al alimentarii;

N - legatura electrica directa a maselor la punctul alimentarii legat la pamant. In curent alternativ punctul alimentarii legat la pamant, in mod normal, este punctul neutru. In cazuri speciale punctul de legare la pamant poate fi un conductor activ (de faza).

3. Alte litere se refera la dispunerea conductorului neutru si a con­ductorului de protectie:

S - functia de protectie este asigurata printr­-un conduc­tor separat (PE) de cel neutru (N) sau de un eventual conductor activ legat la pamant, in curent alternativ;

C - functiile de neutru si de protectie pot fi combinate intr-un singur conductor (PEN).

2.1. Schemele TN

Schemele TN au neutrul legat direct la pamant printr-o priza de pamant de exploatare, masele si partile intermediare ale instalatiei fiind legate la acest punct prin conductoare de protectie.

Prin mase se inteleg partile metalice ale utilajelor, aparatelor d comutatie si mantaua de plumb a cablurilor electrice, partile intermediare fiind constituite din elementele metalice sau din beton armat ale constructiei, conductele metalice de gaz, apa, incalzire centrala, compo­nentele metalice masive (cuptoare, rezervoare, radiatoare etc.).

In aceste scheme un curent de defect intre conductorul de faza si masa este un curent de scurtcircuit.

In functie de modul de legare a maselor si partilor intermediare la punctul neutru schemele TN prezinta 3 variante:

* Schema TN-S (fig.11.11). Conductorul de protectie PE si cel neutru N sunt separate. In cazul cablurilor cu manta de plumb ingropate conductorul de protectie poate fi chiar mantaua cablului.

Fig. 11.11. Schema TN-S.

* Schema TN-C. In aceasta schema conductorul neutru are functie si de conductor de protectie, fiind numit conductor PEN. Aceasta schema nu este permisa pentru conductoarele de cupru cu sectiuni mai mici de 10 mm², pentru conductoare de aluminiu cu sectiuni mai mici de 16 mm², pentru echipamente mobile si pentru cordoane flexibile.

* Schema combinata TN-C-S (fig.11.12). Functiile de conductor neutru si conductor de protectie sunt de asemenea combinate, dar numai pe o portiune a schemei. In acest caz avem o combinatie de schema TN-C cu 4 conductoare si o schema TN-S cu 5 conductoare, cu precizarea ca schema TN-C nu poate fi utilizata in aval de schema TN-S.

Fig. 11.12. Schema TN-C-S.

2.2. Schema TT.

Schema TT are neutrul legat direct la pamant prin intermediul prizei de exploatare, masele si partile intermediare fiind legate la prize de pamant independente de priza de pamant de exploatare.

Fig. 11.13. Schema TT.

Curentii de defect faza-masa au intensitati mai mici decat curentii de scurtcircuit, dar suficient de mari pentru a provoca aparitia unei tensiuni de atingere periculoase.

2.3. Schemele IT

In aceste scheme partile active sunt izolate sau legate la pamant prin intermediul unei impedante de valoare importanta, masele si partile intermediare fiind legate la pamant.

Un curent rezultat dintr-un prim defect faza - masa are valori suficient de mici, incat nu poate provoca o tensiune de atingere periculoasa.

Fig. 11.14. Schema IT cu neutrul izolat si nedistribuit.

In realitate, retelele electrice nu sunt perfecte, intre fiecare conductor de faza si pamant existand o rezistenta de izolatie legata in paralel cu o capacitate.

Rezistentele si capacitatile uniform distribuite in lungul retelei alcatuiesc impreuna impedanta normala de scurgere la pamant, ce poate fi plasata in punctul neutru, rezultand in acest mod o schema cu neutrul legat la pamant printr-o impedanta.

Fig. 11.15. Schema IT cu neutrul distribuit, legat la pamant printr-o impedanta de scurgere.

Schemele IT pot fi fara neutru distribuit (fig.11.14) sau cu neutrul distribuit pentru alimentarea receptoarelor monofazate (fig.11.15).

Alegerea schemelor de legare la pamant se face in functie de caracteristicile lor, tinand cont ca o instalatie electrica trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii:

- protectie impotriva socurilor electrice;

- continuitate in alimentarea cu energie electrica;

- protectie la focul de origine electrica;

- protectie impotriva supratensiunilor;

- protectie impotriva perturbatiilor electromagnetice.