تحقیق مقاله ایمنی در برق

ایمنی در برق

با توجه به مهم بودن امر آموزش HSE برای پرسنل مشغول به فعالیت در شرکتها و آشنایی آنان با اصول ایمنی ، خطر ، حوادث ، اجرای اقدامات پیشگیرانه و .... سعی بر آن است با در اختیار گذاردن مطالب آموزشی فوق کارشناسان ایمنی را در جهت اجرای آموزش فوق یاری رسانیم .

مقدمه

زندگی بشر امروزی بدون استفاده از انرژی الکتریکی غیرممکن بوده و علیرغم استفاده از لوازم الکتریکی هنوز به بیست درصد مزایای این انرژی نیز پی برده نشده است . امروزه کاربرد برق در زندگی روزمره بحدی معمول گردیده است که است که زندگی بدون آن امکان پذیر نبوده و قابل تصور نمی باشد . شاید بتوان عصر فعلی را عصر الکترونیک نامید که در آن تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی در کنار اینکه بسیاری از کارها را که در گذشته ای نه چندان دور انجام آنها غیر عملی می رسید بسیار سهل و آسان نموده . بنابراین با شناخت برق و کسب اطلاعات اولیه درباره آن ، شناخت خطرات مرتبط با آن نیز خود به خود آسان می گردد .

الکتریسیته چیست ؟

در نتیجه اصطکاک و مالش بعضی از اجسام با یکدیگر پدیده ای بوجود می آید که به آن الکتریسیته می گویند.

                                          الکتریسیته ساکن

انواع الکتریسته

                                          الکتریسته جاری

 الکتریسیته ساکن : عدم حرکت و جابجایی بارها در یک مکان را الکتریسیته ساکن گویند .

الکتریسته جاری : الکتریسیته ای را که در آن بارها حرکت می کنند الکتریسیته جاری گویند مانند جریان برق که عبارت است از حرکت الکترونها .

جریان الکتریکی :

اگر دو جسم با یکدیگر اختلاف پتانسیل داشته باشند یعنی اینکه بار الکتریکی یکی از آنها مثبت و دیگری منفی باشد و به وسیله یک جسم هادی به هم متصل شوند الکترونها از جسمی که بار منفی دارد به جسمی که بارش مثبت است جاری می گردد که به آن جریان الکتریکی می گویند .

                                                   جریان الکتریکی مستقیم

جریانهای الکتریکی

                                                   جریان الکتریکی متناوب

جریان الکتریکی مستقیم یا DC عبارتست از عبور الکترونها از یک سیم هادی که از نظر سو و جهت یکسو و ثابت است بنابر این در جریان مستقیم قطبها ثابت بوده و جهت جریان همواره به یک طرف است بعبارت دیگر اینکه مقدار جریان با گذشت زمان تغییر نمی کند مانند جریان باطریها

جریان الکتریکی متناوب یا AC جریانی است که شدت و جهت آن در فواصل معین و مشخص زمانی تغییر می نمایند یعنی اینکه جهت جریان با گذشت زمان تغییر کرده و ثابت و یکسو نمی باشند . جریان متناوب بهترین نوع جریان برق از نقطه نظر تولید انرژی به مقدار زیاد و توزیع آن تا مسافتهای دور مورد توجه می باشد .

تقسیم بندی مواد از لحاظ کاربرد در برق :

1. هادیها :

تمام مواد در مقابل جریان الکتریسیته دارای حدی از مقاومت می باشند موادی که به الکترونها اجازه حرکت آسان دهند رسانا و یا هادی نامیده می شوند .نظر به اینکه هادیها تعداد زیادی الکترون آزاد دارند جریان الکتریسیته را به خوبی از خود عبور می دهند . در صنعت برق مهمترین هادی الکتریسیته که در مقیاس بسیار زیادی بکار گرفته می شود مس بوده که بعد از طلا و نقره از بهترین هادیهاست .

2. عایقها

این قبیل مواد تعداد بسیار کمی الکترون آزاد داشته و به همین خاطر جریان الکتریکی را از خود عبور نمی دهند یعنی در برابر عبور جریان ممانعت و مخالفت می نمایند . از مواد عایق می توان به مواد زیر اشاره کرد : شیشه ، میکا ، لاستیک ، چوب ، کوارتز ، ابریشم

3. نیم هادیها

ضریب هدایت الکتریکی نیمه هادیها تابع درجه حرارت بوده و با افزایش درجه حرارت ضریب هدایت نیز بالا می رود . از نیمه هادیها می توان به سیلیسیوم و ژرمانیوم اشاره کرد .

این انرژی دارای خصوصیات منحصر بفردی است که باعث شده است بر سایر انرژیها ارجحیت پیدا بکند . بعنوان مثال آلودگی ایجاد نمی کند و استفاده و انتقال آن راحتر است .

این انرژی با وجود این همه خصوصیات مناسب ، در صورت غفلت می تواند خطرناک نیز باشد . نکته ای که ذکر آن اینجا حائز اهمیت می نماید این است که متاسفانه تلفات این انرژی بین افراد مطلع و وارد به آن بیش از افراد عادی می باشد . شاید بتوان مخاطرات این انرژی را در دو دسته زیر جای داد.

الف ) مخاطرات اولیه :  برق گرفتگی ، شوک الکتریکی ، سوختگی ها ، آتش سوزیها ، انفجارات ناشی از این انرژی

ب  ) مخاطرات ثانویه :  شوکهای کوچکی که باعث انقباضات عضلانی لحظه ای در افراد می شود و پیامد آن دستپاچگی ، .... می باشد و احتمال دارد که فرد دچار حادثه دوم شود و حادثه دوم مانند برخورد به ماشین آلات که با جریان برق کار می کنند .    

برق گرفتگی :

شوک الکتریکی زمانی اتفاق می افتد که قسمتی از بدن بخشی از مدار الکتریکی را تشکیل دهد و برق از آن عبور نماید . حال اگر این جریان کمی افزایش یافته و زمان هم طولانی شود ماهیچه ها منقبض و نظم و ترتیب تپش قلب مختل می شود که در صورت عدم رسیدگی فوری منجر به جراحات شدید و یا حتی مرگ می گردد. شدت جریانی که از بدن انسان عبور می کند به مقاومت بدن بستگی دارد اما با توجه به تجربیات ، مشخص شده که مقاومت بدن در مقابل عبور جریان الکتریکی در بخش های گوناگون بدن متفاوت است به طوری کهپوست ، چربی و استخوان نسبت به ماهیچه ها و خون مقاومتی بیشتر در مقابل جریان الکتریکی نشان می دهند

مهمترین عواملی که در ایجاد برق گرفتگی نقش دارند ، موارد زیر است :

•1.      ولتاژ :

بطورکلی مقدار اختلاف پتانسیلی که بدن یک فرد می تواند بدون هیچ عارضه ای تحمل کند بستگی به نوع جریان و زمان دارد . بطور کلی حد آستانه تحمل افراد نسبت به جریانهای متناوب کمتر از جریان برق مستقیم است . بر اساس استاندارد کشور انگلستان حداکثر ولتاژ مجاز تماس در فرکانس 50 هرتز برای جریان برق متناوب 50 ولت و در استاندارد آلمان 65 ولت است . هر دونوع استاندارد یاد شده برای جریان مستقیم ولتاژ 120 ولت را پیشنهاد کرده اند . لازم بذکر است برای جانوران در برق متناوب 25 ولت و مستقیم 60 ولت است .

از نظر زمان ، مقدار ولتاژ قابل تحمل برای فرد به سرعت با تغییر زمان تغییر می کند به عبارتی زمان بیشتر ، ولتاژ کمتر و برعکس است .

•2.      شدت جریان :

استانداردهای متفاوت برای جریان متناوب و مستقیم فرکانس های مختلف شدت جریان های مختلفی را بعنوان حدود مجاز تعریف کرده اند : بر اساس استاندارد کمیسون بین المللی برق ، حد بی خطر شدت جریان برای انسان 10 میلی آمپر و حدی که باعث مرگ می شود 25 میلی آمپر برای جریان برق متناوب است . حد کشنده برای جریان مستقیم 50 میلی آمپر تعریف شده است . ولی حساسیت اندامهای مختلف متفاوت می باشد شبکیه چشم ، زبان و پوست بیشترین تاثیر در برابر شدت جریان را دارد .

•3.      مقاومت : 

از آنجای که بخش اعظم بدن انسان را آب و مایعات الکترولیت تشکیل داده است ، در حالت کلی بدن انسان یک جزء تقریبا رسانا محسوب می شود . ولی بخاطر مقاومتی که دارد بخشی از انرژی وارده را به حرارت تبدیل می کند . هرچه مقاومت بدن انسان بیشتر باشد . بخش بیشتری از انرژی بصورت گرما هدر می رود . در نتیجه این گرما تجزیه مایعات داخل بدن است .

•4.      مسیر عبور جریان :

مسیر عبور جریان و همچنین سطحی که جریان آن از بدن می گذرد می تواند نقش بسزایی در پیامدهای حادثه داشته باشد . بعنوان مثال در صورتی که مسیر جریان دست به دست باشد شدت پیامدها بسیار وخیم تر خواهد بود ، در صورتیکه برق گرفتگی در سر باشد علت اصلی مرگ خفگی است •5.      زمان برق گرفتگی :

هرچه مدت زمان برق گرفتگی بیشتر باشد صدمه نیز بیشتر است .

•6.      فرکانس :

فرکانس جریان یکی از تعیین کننده ترین عوامل در شدت جریان برق گرفتگی ها می باشد که دلیل آن توانایی اعصاب در فرکانسهایی مختلف است . بطور کلی فرکانسهای 50 تا 60 هرتز فرکانسهایی هستند که باعث بیشترین تحریک اعصاب می گردند این شدت تحریک با کاهش و افزایش فرکانسها به شدت تغییر پیدا می کند .

برای مثال برای احساس جریان الکتریسیته در فرکانس 50 هرتز ، شدت جریانی در حدود 3 / 1 میلی آمپر کافی خواهد بود . در حالی که فرکانسهای 1000 هرتز برای احساس برق گرفتگی و تاثیرات آن ممکن است شدتی معادل 80 میلی آمپر لازم باشد . فرکانس بالا یکی از عللی است که باعث می شود صاعقه منجر به مرگ نشود ، چون هرچه فرکانس برق بالاتر رود برق از سطوح بدن بیشتر عبور می کند تا درون عمق بدن علاوه بر عوامل یاد شده پارامترهای نظیر سن افراد ، شرایط جوی ، رطوبت بدن ، خستگی ، جنسیت و ....... می تواند بر شدت برق گرفتگی تاثیر گذارد .   

بطور کلی ، عوامل زیر در مقدار مقاومت بدن انسان در برابر جریان الکتریکی موثرند :

1) ضخامت پوست

2) میزان رطوبت ، درجه حرارت و مقدار نمک پوست

3) فشار تماس پوست با قسمت برق دار

4) شدت جریان برق

5) مسیر عبور جریان

6) مدت عبور جریان

7) نوع جریان الکتریکی و بسامد آن

                                        برق گرفتگی مستقیم

برق گرفتگی

                                       برق گرفتگی غیر مستقیم

برق گرفتگی مستقیم :

در این حالت سیستم الکتریکی سالم بوده و فرد در اثر علل مختلف با هادی برقدار تماس پیدا کرده و دچار حادثه می شود . این نوع برق گرفتگی ها کمتر رخ می دهند .

برق گرفتگی غیر مستقیم :

در صوریتکه به هر دلیلی عایق بندی یک وسیله برقدار خراب شده باشد در تماس انسان باقسمتهای رسانای دستگاهها یا ابزار آلات قرارگیرد منجر به حالت برق گرقتگی خواهد شد که به آن برق گرفتگی غیر مستقیم می گویند .

  مهمترین اصول حفاظتی در برابراینگونه برق گرفتگی ها عبارت است از :

جلوگیری از ورود جریان الکتریکی به بدن انسان

 جلوگیری از خروج جریان الکتریکی از بدن انسان

 محدود کردن جریان عبوری از بدن

قطع خود کار مدار تغذیه به محض بروز حادثه

برخی از حالات برق گرفتگی بشرح زیر می باشد :

1) تماس با قسمت برقدار ( فاز )

2) زمانی که بارهای الکتریکی بصورت خازن در دستگاهی که قبلا خاموش شده است جمع شده باشد .

3) تماس با قسمت نول در شرایط یکسان نبودن ولتاژ در فازهای مختلف .

4) هنگامیکه فاز به بدنه دستگاه متصل شده باشد .

5) ایجاد اختلاف ولتاژ بین دو قسمت از بدن

  از دیگر مخاطرات اولیه نیروی برق ، آتش سوزی و انفجارات ناشی از جریان برق است . پس از شوک های الکتریکی و سوختگی ها ( سوختگی ژول ، سوختگی تشعشعی ، سوختگی ذوب فلزات ناشی از برق و .. ) از تهدیدهای عمده جریانات الکتریکی آتش سوزی و انفجارات می باشد که معمولا" جراحات ناشی از آنها علاوه بر سوختگی می تواند در اثر استنشاق گازهای خطرناک صورت گیرد .

علل عمده ای که باعث بروز آتش سوزی ها در اثر جریانات الکتریسیته می شوند می تواند شامل موارد زیر   باشد :

1.      بارهای بیش از حد ( Over Load  ) :

زمانی است که از یک رسانا بار بیش از حدکشیده شود . در سیم با بار زیاد مقاومت بالا می رود . گرمای تولید بالا می رود و منجر به آتش سوزی می شود . عامل اصلی حوادث خانگیover load  است که دو دلیل عمده دارد : یا مداری که طراحی شده است برای با مشخص توانایی ندارد یا درست طراحی شده ولی بار بیش از حد از آن کشیده می شود .

2.      اتصالاتی که محکم نیستند ( Loos Conection ) :

یعنی مدار کاملا" برقرار نشده است ، دو تا سیم به هم وصل شده ولی چون شل است ، جرقه می زند و حادثه می آفریند .

3.      جریانات نشت از زمین (Earth Leakage  ) :

بخشی از جریانات برق از جایی به بیرون نشت و منجر به حادثه می شود .

4.      اتصالات کوتاه ( Short Circuit ) :

زمانی که بدون یک مقاومت با مصرف کننده سیم فاز در مجاورت سیم نول قرار بگیرد که این اتصالات با جرقه های شدیدی همراه است ولی رله با فیوزهای که در مسیر است این اتصالات را حس کرده و بیرون می زند .

5.      گرم شدن مواد قابل اشتعال :

که این مواد در نزدیکی تجهیزات الکتریکی قرار دارند