اهمیت پیشگیری های لازم در مقابل صدمات ناشی از برق گرفتگی
ایمنی در برق
ایمنی: هر شخص باید احتیاط کردن را در خود پرورش دهد در عین حال بخاطر داشته باشد کاری که به آن اشتغال دارد هنگامی خالی از هر گونه حادثه خواهد بود که کلیه احتیاط های لازم را در انجام آن بکار برد، در غیر اینصورت در نتیجه بی فکری، بی مبالاتی، ریسک های غیر ضروری و .... ، خطرات جبران ناپذیر بسیاری به بار خواهد آورد.
در هیچ مورد فرد بدون مجهز بودن به وسایل استحفاظی و ادوات و ابزار کامل و داشتن اطلاعات لازم نباید بدان کار دست بزند. هر شخص موظف است در ایمنی محیط کارگاه تشریک مساعی کند، چه شما در مقابل ماشینی قرار بگیرید که با سرعت بسوی شما می آید ، چه خود را در مقابل یک شوک الکتریکی قرار دهید، در هر دو حالت شما با خطر مواجه هستید، این خطر ممکن است به قیمت جان شما تمام شود.
در دنیای متمدن امروزی افزایش کاربرد انرژی الکتریکی در صنعت و زندگی باعث افزایش احتمال خطرات ناشی از تماس انسان با آن شده و عدم رعایت مسائل ایمنی ، حوادث ناگواری را بوجود می آورد ، لذا بمنظور جلوگیری از این حوادث الزامی است که تمام افراد جامعه ، اطلاعاتی در مورد برق و روشهای ایمنی داشته باشند.
بعضی از دستورات حفاظتی در مقابل خطرات الکتریکی به شرح ذیل می باشد:
1 ـ هرگز نباید تردید کنید که آیا سیم یا مداری دارای جریان برق هست یا نه؟ هر مداری که هادی و یا عدم هادی بودن آن ثابت نشده حامل جریان برق فرض کنید.
2 ـ جهت تشخیص مدارهای الکتریکی، از وسایل و یا دستگاه مناسب استفاده نمایید.
3 ـ هنگام کار با وسایل الکتریکی ، از تجهیزات حفاظتی لازم از قبیل دستکش لاستیکی ـ زیرپای لاستیکی ـ انبرهای حفاظتی فیوزگیر ـ ابزار آلات عایق دار و امثال آنها استفاده نمائید.
4 ـ در موقع کار با وسایل الکتریکی و تعمیرات آن، حتی الامکان سعی کنید از یک دست خود استفاده نمائید.
5 ـ قبل از شروع بکار در مدارهای الکتریکی ابتدا جریان برق را توسط کلید اصلی قطع کرده و اخطار لازم را بروی کلید برق نصب نمایید. این عمل از وصل شدن جریان برق بوسیله شخص دیگری جلوگیری خواهد کرد . قبل از بستن مجدد کلید برق، اطمینان حاصل نمائید کسی با تجهیزات یا سیمهای الکتریکی کار نکرده و بدین وسیله در میسر جریان برق قرار نگرفته است.
6 ـ همیشه از علائم خطر استفاده کرده و مکانهای مخاطره آمیز را با طناب محصور نمایید.
7 ـ تجهیزات الکتریکی یا سیم کشی های برقی را بطور سالم و مطمئن انتخاب نموده و با اصول صحیح آنها را کار گذارید.
8 ـ فقط به اشخاص مجرب و کاردان اجازه دهید که با دستگاههای الکتریکی کار کنند.
9 ـ مرتباً برنامه های مراقبتی ، جهت بازرسی تجهیزات یا سیمهای الکتریکی ترتیب دهید و بدینوسیله مواظب باشید که عایقهای آنها فرسوده یا خراب نگردد.
10 ـ هرگز فیوزهای سوخته را با سیم یا فلزات دیگر بکار نیاندازید.
11 ـ هرگز اجازه ندهید که شخصی به تنهایی روی مدارالکتریکی کار بکند.
12 ـ هرگز مدارهای الکتریکی را با لامپ امتحان نکنید. زیرا اگر لامپهای 220 ولتی را در ولتاژ 380 ولت قرار دهید، ترکیده و ایجاد حادثه خواهد کرد، برای آزمایش مدار همیشه از وسایل دقیق مانند ولتمتر ـ تسترو فازمتر استفاده کنید.
13 ـ در مواقع سیم کشی و یا کار با مدارهای الکتریکی ، هیچ وقت از نردبانهای فلزی استفاده نکنید.
14 ـ کلیه اجسام هادی را که مجاورت فشار قوی قرار دارند به اتصال زمین وصل کنید .
15 ـ همیشه از تاثیرات خازنی ترانسفور ماتورها و سایر دستگاههای فشار قوی احتراز نمایید. بدنه ماشین در اینگونه وسایل الکتریکی ، به منزله طرف دیگر خازن عمل می کنند، از این رو وقتی شخصی در تماس با این دو عامل قرار گیرد، جریانی از بدنش عبور می کند که در اکثر مواد مهلک و خطرناک است.
16 ـ جداره خارجی کلیه ماشین ها و ترانسفورماتورها را به سیم رابط زمین وصل نمایید.
17 ـ هرگز وقتی که دستهایتان مرطوب یا به علت بریدگی ، خون آلود است مدارهای الکتریکی را لمس نکنید.
18 ـ هرگز در مجاورت جریانهای الکتریکی از خط کشهای فلزی استفاده نکنید.
19 ـ هنگامی که نیاز به تعویض آمپر متر معیوبی که به ترانس جریان متصل است و دائماً تغذیه می شود دارید دو سر ثانویه آنرا (آمپرمتر را از مدار خارج نکنید) باز نکنید در غیر اینصورت ولتاژ القائی در اولیه ترانسفورماتور افزایش یافته و می تواند حادثه آفرین باشد.
20 ـ هیچ وقت نباید ذغالهای روی کلکتور و یا حلقه های برق گیر ماشین های الکتریکی را در مواقع کار باز کنید، زیرا در اثر جدا شدن و فاصله پیدا کردن زغالها، جرقه های شدیدی ایجاد و باعث ایجاد خطر می شود.
21 ـ دقت کنید که کلیه بست ها و اتصالهای الکتریکی ، محکم و مطمئن باشند.
22 ـ هرگز برای قطع مدارهای الکتریکی که حامل جریان زیادی می باشند از کلیدهای ساده و بدون جرقه گیر ماننده چاقوئی استفاده ننمایید.
23 ـ هرگز سوئیچ را به آرامی و با تردید نبندید، سعی کنید که همیشه آنرا سریع و با اطمینان ببندید.
24 ـ هنگام کار در پیرامون دستگاههای الکتریکی مواظب باشید که بندهای فلزی ساعت ـ انگشتر و یا وسایل دیگری که هادی جریان برق هستند را از خود دور سازید.
25 ـ همیشه از کلیدهای نوع بی خطر استفاده کنید و آنها را طوری در مدار قرار دهید که وقتی کلید باز است تیغه ها حامل جریان برق نباشند. فقط به اشخاص وارد و مجرب اجازه دهید که کلیدها را در صورت سوختن تعویض کنند.
26 ـ در هر کارگاه یا کارخانه ای حداقل یک یا چند نفر بایستی تنفس مصنوعی را یاد گرفته باشند تا بتوانند در مواقع لزوم شخص برق گرفته را از مرگ نجات دهند.
حفاظت در مقابل برق فشار ضعیف
خطراتی که فشار الکتریکی ضعیف تولید می کند موضوعی وسیع و دامنه دار است که متاسفانه نمی توان بحث کلی آن را در این جزوه خلاصه کرد. لازم به تذکر است که شوک الکتریکی که اغلب با لمس تجهیزات الکتریکی (هنگام کار) همراه است بدون اطلاع قبلی و اعلام خطر اتفاق می افتد. عده ای فقط فشار قوی را خطرناک می پندارند و تنها ولتاژهای زیاد موجب برق گرفتگی و تلفات جانی می دانند. این گونه افراد چون فقط توجه به مقدار ولتاژ برق دارند به هنگام کار با تجهیزات فشار ضعیف معمولاً دقت و احتیاطی که در مورد تجهیزات فشار قوی مبذول می دارند ، مراعات نمی کنند. خطرهای ناشی از انرژی الکتریکی در نوع خود یکی از مهلک ترین حادثه ها محسوب می شوند. اما اگر از انرژی درست استفاده شود خطر کمتری نسبت به سایر منابع انرژی دارد. بنابراین بایستی وسایل الکتریکی در نهایت دقت ساخته و در محل مناسب نصب شده و درست استفاده شوند ، تعمیرات و نگهداری به موقع از آنها به عمل آید. چنانچه پیشگیریهای لازم به عمل نیاید درصد خطرات ناشی از الکتریسیته به صورتهای زیر افزایش می یابد:
1 ـ شوک الکتریکی
شوک الکتریکی زمانی اتفاق می افتد که قسمتی از بدن شخص بخشی از مدارهای الکتریکی شود و از آن جریان برق کافی عبور کند. عبور جریان الکتریکی از بدن انسان، بستگی به وضعیت فیزیکی آن دارد. ممکن است شوک الکتریکی به سوختن بدن منجر شود و این در شرایطی است که فرکانس الکتریکی زیاد باشد، مثلا فرکانس استاندارد برق شبکه الکتریکی در کشورهای مختلف بین HZ 50 _ 60 (سیکل بر ثانیه) است که متاسفانه این فرکانس می تواند حداکثر تاثیرات فیزیکی را در بدن شخص ایجاد کند. جریانی حدود یک یا دو میلی آمپر بی خطر است و فقط بصورت لرزش خفیف در بدن ممکن است ظاهر شود. در جریان های بیشتر حدود 10 ـ 15 میلی آمپر ممکن است این شوک بصورت گذرا در سطح بدن عبور کند، اما در آمپر بالاتر این اثر بصورت گرفتگی ماهیچه ها نمایان می شود. اگر شخصی سیم های حامل جریان را با کف دست لمس کند در اثر عکس العمل، ماهیچه های دست بسته می شود و دیگر قادر به رها کردن آن نخواهد بود. در این شرایط و در جریانهای بالاتر با درد شدید همراه است، بطوری که در جریان حدود 30 ـ 50 میلی آمپر غیر قابل تحمل خواهد بود. در حقیقت 50 میلی آمپر مرز مقدار جریانی است که اگر بالاتر رود برای انسان خطر مرگ را در پیش خواهد داشت. بافتهای پوستی در جریان 200 میلی آمپر یا بیش تر می سوزند و از بین می روند.
در فرکانس 50 ـ 60 هرتز جریانی که به بدن وارد می شود ، تقریباً بطور یکسان تقسیم می گردد و در صورتیکه قلب یا مرکز کنترل تنفس در مغز ، در مسیر جریان قرار گیرد دچار برق گرفتگی می شود، با احتساب مقاومت بین دو دست (1000 اهم) ولتاژ 75 ولت بین دو دست انسان خطرناک خواهد بود، زیرا در این شرایط بیشتر از 50 میلی آمپر جریان در بدن عبور خواهد کرد.
تاثیر شوک الکتریکی بستگی به مسیری دارد که جریان برق در بدن انسان طی می کند، مسیر همان قدر اهمیت دارد که مقدار جریان و زمان عبور آن ، بطوری که اگر مسیر جریان در یک دست وارد و از دست دیگر خارج شود، خطرات بدی را خواهد داشت ، ممکن است به فلج قلب و توقف سیستم تنفسی منجر شود ، اگر جریان 100 میلی آمپری برای مدت کوتاهی از قلب بگذرد (کمتر از سه ثانیه) انقباضات نامنظم بطنی ایجاد می شود و این بدان معنی است که ضربان قلب مختل شده است و اگر چنین وضعیتی بیش از یک دقیقه به طول انجامد، مرگ حتمی خواهد بود. اگر چه در یک ولتاژ معین خطر برق گرفتگی جریان مستقیم به مراتب از خطر متناوب کمتر است ، ولی نکته قابل توجه این است که چون قوس های الکتریکی جریان مستقیم سوزنده تر از قوس الکتریکی جریان متناوب است، شدت سوختگی نیز در جریان مستقیم به مراتب بیش از جریان متناوب است.
2 ـ سوختگی های ناشی از شوک الکتریکی
همزمان با شوک الکتریکی و عبور جریان از پوست ممکن است محل تماس در اثر قوس الکتریکی ایجاد شده ، بسوزد این حالت معمولا در زمان اتصال کوتاه مدار اتفاق می افتد، زیرا در این حالت جریان نقطه اتصالی بسیار زیاد و قوس الکتریکی هم به همان نسبت خطرناک است، با فشار الکتریکی 1000 ولت معمولا قوس الکتریکی از قطع مدارهای اندوکتیو ایجاد می شود و تاثیر این قوس اگر صدمات چشم را منظور نکنیم چندان مهم نیست.
سوختگی های شدید در شبکه های 35 ـ 220 کیلوولتی و شبکه های 6 ـ 10 ـ 20 کیلو ولتی که دارای ظرفیت زیاد می باشند بوجود می آید . محل اتصال در بدن شخص که جریان از آنجا عبور کرده در بیشتر موارد شکل آماس دایره ای و یا بیضوی دارد ، که کناره آن از نوار سفید و یا خاکستری رنگ احاطه شده است و پوست در محل صدمه دیده سفت شده و بشکل میخچه در می آید (پستی و بلندی نوک تیز) که رنگ زرد و خاکستری دارد. در علائم جریان قرمز شدن پوست، تورم و چرکی شدن مشاهده نمی شود یکی دیگر از مشخصات ، نداشتن درد چه در موقع بوجود آمدن و چه بعد از آن می باشد در بعضی موارد در سطح پوست ذرات فلزات ذوب شده و تبخیر شده از تاثیر جریان جای می گیرد ، محلی که پوست بدین شکل صدمه دیده دارای سطح سفت و ناهموار بوده و شخص احساس جسم خارجی را در همان محل می کند و این نوع صدمه مانند سوختگی بستگی به سطح تماس محل صدمه دیده دارد. اگر جریان زیادی از بدن عبور کند در قسمت های کم مقطع (بازوان و ران گرمای زیاد بوجود آمده و این گرما عضلات آن محل را فاسد می کند و ماده ی رنگی عضله (میگلوبین) را فاسد کرده و وارد جریان خون می نماید، اگر مقدار این ماده ی رنگی از حد معینی تجاوز کند وارد بدن بخصوص کلیه ها شده و شخص پس از چند روز بعلت مسمومیت عمومی بدن از بین می رود. آزمایش ادرار شخص میزان درجه مسمومیت را مشخص می کند، علاوه بر موارد بالا بایستی صدمات چشم در اشعه و قوس الکتریکی ، ضرب خوردگی ، شکستگی استخوان را در مواقع سقوط از بلندی جزو صدمات ناشی از برق گرفتگی بحساب آورد.
بطور خلاصه جریان برق به سه طریق به انسان صدمه می زند:
1 ـ در اثر عبور جریان از بدن و تاثیر روی دستگاه عصبی
2 ـ در اثر عبور جریان از بدن و تاثیر روی قلب
3 ـ در اثر جرقه و قوس الکتریکی و سوزاندن سطحی و عمقی پوست یا داخل بدن
1 ـ بررسی مقاومت بدن در مسیرهای مختلف بدن
بدن یک موجود زنده مانند سایر اجسام در طبیعت دارای یک مقاومت الکتریکی است، ولی چون موجودات زنده از عناصر بسیار گوناگون ساخته شده و ترکیب آنها متغیر است، دارای مقاومت الکتریکی ثابتی نیستند.
مقاومت الکتریکی بدن انسان نیز در افراد مختلف ، بسیار متفاوت است از 100000 نفر افرادای که تحت آزمایش قرار گرفته اند مقاومت بدن تعداد بسیاری محدودی (2 یا 3 نفر) در حدود 1000 اهم و مقاومت بدن تعداد کمی نیز در حدود 40000 اهم بوده سات . (از فرق سر تا کف پا) و بین انگشتان دست راست و چپ بطور متوسط مقاومت بدن افراد بین 2500 تا 5000 اهم است ، با این حال مقاومت بدن انسان در شرایط مختلف گرسنگی ، تشنگی، خستگی، بی خوابی ، در حال خواب و بیداری، هنگام کار فکری یا بدنی، خوشحالی و اندوه و بالاخره بیماری و سلامتی مرتباً تغییر می کند. وقتی که بدن انسان مرطوب و عرق کرده است مقاومت آن خیلی کمتر است، علاوه بر مقاومت داخلی بدن ، نقاط اتصال به سیم های برق و زمین نیز دارای مقاومت الکتریکی است. هر قدر محل تماس کوچکتر و فشار الکتریکی کمتر باشد مقاومت الکتریکی بیشتر است.
توجه داشته باشید که مقاومت بدن انسان را نمی توان از روی آزمایش بدست آورد چون نمی توان ولتاژ الکتریکی را به بدن وصل نمود مقاومت بدن انسان در مقابل عبور جریان الکتریسیته در قسمت های مختلف بدن متفاوت است، بطوریکه استخوان و پوست و چربی و غضروف نسبت به عضلات و خون مقاومت بیشتری را در مقابل عبور جریان برق نشان می دهد. بزرگترین مقاومت تشکیل دهنده بدن قسمت بشره پوست (قسمت شاخی) می باشد که فاقد رگهای خونی و عصب می باشد. این قشر حدود 2/0 تا 5/0 میلی متر ضخامت دارد که می توان آن را تقریباً جزء عایق محسوب نمود و مقاومت کلی بدن انسان تا موقعی که قشر شاخی سالم باشد بستگی به مقاومت این قشر دارد. و مقاومت کلی بدن انسان تا موقعی که قشر شاخی سالم می باشد بستگی به مقاومت این قشر دارد. طبق تجارب بدست آمده پوست خشک و سالم دارای مقاومت 10000 تا 100000 اهم است ، در صورتی که قشر شاخی پوست برداشته شود این مقاومت به 7000 تا 8000 اهم تنزل پیدا خواهد کرد و در صورت از بین رفتن محل بشر پوست مقاومت تا 600 اهم تنزل پیدا می کند ، بعلاوه مقاومت بدن انسان بستگی به محل تماس ، سطح تماس و محل ورود و خروج جریان دارد. طبق آزمایشاتی که توسط «فریبرگر» در آلمان روی اجساد انسان در حالات مختلف صورت گرفت ، پوست خشک و مرطوب و خیس در فشار الکتریکی 250 ولت ، مقاومت از 1000 اهم کمتر نمی باشد و برای حالتی که بدن داخل آب اس به 750 اهم رسیده است پرفسور جورنو که حالت تحریک قلب را بوسیله فشار الکتریکی 5000 ولت بوجود آورده مشاهده نمود که مقاومت داخل سینه در حدود 50 اهم می باشد مقاومت بدن بین دو دست و یا دست و پا متغیر بوده و در موقع عبور جریان از قلب حادثه مرگبار پیش می آید .
پوست بدن را نمی توان عایق غیر کاملی بحساب آورد که عوامل زیر در مقاومت آن موثرند:
1 ـ ضخامت پوست 2 ـ وضع رطوبت پوست، درجه حرارت و مقدار نمک 3 ـ فشار تماس پوست به قسمت برقدار 4 ـ شدت جریان الکتریکی 5 ـ مسیر عبور جریان 6 ـ نوع جریان الکتریکی (DC و AC) متناوب و یا مستقیم 7 ـ فرکانس جریان متناوب 8 ـ مدت زمان عبور جریان از بدن
با رطوبت و عرق کردن مقاومت پوست خیلی کم می شود هر قدر سطح تماس سیم ها بیشتر باشد این مقاومت کمتر می شود و در فشار الکتریکی بین 50 ـ 60 ولت می توان فرض نمود که مقاومت پوست بدن انسان نسبت معکوس با سطح تماس آن دارد. مقاومت پوست با مقدار جریان و ازدیاد آن کم می شود و اگر مدت عبور جریان بیشتر شود از بین رفتن پوست پیش آمده و کم شدن مقاومت بدن مشاهده می شود. آزمایشات و تجربه نشان داده که اگر مقاومت بدن انسان در مقابل جریان 1/0 میلی آمپر 500000 اهم باشد ، در عبور جریان 10 میلی آمپر به 8000 اهم می رسد . فشار الکتریکی متصل به پوست تاثیر زیادی دارد، بطوریکه با فشار الکتریکی ، بشره پوست سوراخ شده و مقاومت پوست تقلیل می یابد. این اثر در پوست های نازک در فشار الکتریکی 10 الی 40 ولت مشاهده می شود و در فشارهای الکتریکی 250 ولت و بیشتر مقاومت پوست بدن مثل پوست بدون بشره می باشد. در سلولهای پوستی پرده هایی وجود دارند که قابلیت نفوذ کمی دارند، در مقابل آنها ، یونها تحت تاثیر اختلاف سطح جمع شده و با ازدیاد فشار الکتریکی بین قسمت هایی که با عناصر هادی تماس دارند نیروهای جاذبه بین یونها و الکترونها بوجود آمده و تحت تاثیر حوزه الکتریکی معینی این پرده سوراخ می گردد. میزان سوراخ شدگی بستگی به سطح تماس دارد.
ضخامت پوست نقش مهمی دارد بطوریکه مقاومت پوست دست یک کارگر در حالت خشک قابل مقایسه با مقاومت پوست یک بچه نمی باشد. مایعات و جنس آنها و درجه حرارتشان در مقاوت پوست اثر می کند، اسید، باز ، نمک ، عرق پوست ، مقاومت آن را خیلی پایین می آورند.
برای پوست سالم و خشک تا ولتاژ 50 ولت مقاومت ورودی و خروجی پوست بستگی به سطح و فشار تماس، رطوبت و نمکی بودن پوست و درجه حرارت دارد. بین فشارهای الکتریکی 50 ـ 150 ولت عوامل فوق عامل حوزه الکتریکی با اختلاف سطح نیز اضافه می گردد. بطوریکه با ازدیاد فشار الکتریکی تاثیر این عوامل بیشتر از سایر عوامل می گردد بین 150 ـ 200 ولت عامل فشار الکتریکی اهمیت بیشتری پیدا می کند. در فشار الکتریکی بیشتر مقاومت خیلی کمتر می باشد بطوریکه عایق پوست در عرض چند ثانیه از بین می رود. مقاومت الکتریکی در محل ورود و خروج بستگی به مسیر جریان از بدن دارد.
1 ـ اگر هر دو دست با سیم های برق تماس حاصل کند، جریان بین دو دست و از طریق هر دو ریه و قلب برقرار می شود در اینصورت هم تنفس قطع می شود و هم قلب از کار باز می ماند، به این دلیل اکیداً توصیه می شود که هرگز نباید با دو دست به سیم های برق دست زد. در این حالت در ولتاژ های پائین مقاومت 5000 اهم در محل خشک ، 2000 اهم در محل مرطوب است. در فشار الکتریکی تا 250 ولت اثر حفاظتی پوست کمتر شده، این مقاومت به 2000 اهم برای تماس جزئی در محل خشک و 1000 و 1500 اهم برای تماس کامل در محل خشک می باشد، ولی در هوای مرطوب به 500 اهم می رسد و اگر پوست مجروح باشد این مقاومت تنزل پیدا می کند.
2 ـ اگر تماس بین دست و پا باشد مقاومت کفش در این حالت دخالت می کند، مقاومت عبور جریان از بدن را زیادتر می کند البته این مقاومت بستگی به تماس با زمین، با کفشهای گوناگون بصورت خشک یا تر دارد، بعلاوه وضع تماس و عبور جریان این مقاومت را کمتر می سازد که بصورت های زیر اتفاق خواهد افتاد:
الف ـ تماس دست راست با سیم های برق و اتصال پاها و زمین باعث می شود که جریان از انگشتان دست راست ـ شانه راست ـ ریه راست ـ کبد ـ ران و ساق پای راست به زمین هدایت می شود، در اینصورت نیمه راست بدن در معرض تشنج و انقباض عضلات و شوک قرار می گیرد.
ب ـ تماس دست چپ با سیم های برق اگر پاها به زمین متصل باشد جریان برق از دست چپ و ریه چپ و قلب و طحال به پای چپ و از آنجا به زمین هدایت می شود . در این حالت چون قلب در معرض عبور جریان قرار دارد در اثر انقباض شدید از کار باز می ماند . بنابر این کارکردن با دست چپ خطر بیشتری دارد.
مقاومت بدن در جریان متناوب برای این حالت در حدود 100000 اهم است به شرطی که تحت فشار 10 ولت قرار بگیرد، در صورتی که فشار الکتریکی را بالا ببریم ، این مقاومت کم می شود و از 1000 ولت به بالا مقدار آن تقریباً 600 اهم می شود و در صورت حذف بشره این مقاومت 600 اهم می شود که به مقدار فشار الکتریکی بستگی نخواهد داشت و برای ولتاژ 220 ولت حدود 15000 الی 20000 اهم خواهد بود.
3 ـ اگر سیم برق به فرق سر متصل شود و جهت جریان از فرق سر به طرف پاها و زمین باشد از خطرات ذکر شده در بالا برخوردار می باشد و مقدار آن حدود 8000 اهم می شود.
4 ـ اگر به دلایلی هر دو گوش انسان با سیم های برق تماس حاصل نماید در این حالت مقاومت بین دو گوش حدود 100 الی 200 اهم خواهد بود.
توجه داشته باشید مدت عبور جریان اهمیت زیادی در مقاومت پوست دارد، زیرا در محل تماس گرما ایجاد می شود و این گرما مقاومت الیاف را کم کرده و سبب آسان شدن حرکات یونها از میان مایعات می گردد ، پس هر علتی که درجه حرارت را بالا ببرد مقاومت پوست را کمتر خواهد ساخت.
2 ـ احساس های فیزیولوژی بدن انسان در مقابل شدت جریانهای مختلف عبوری از بدن
اثر فیزیولوژیکی برق در بدن انسان از زمانهای خیلی پیش تا اندازه ای شناخته شده است حوادثی که در اثر سقوط صاعقه در طول تاریخ زندگی بشر پیش آمده است ؛ مطالعات زیادی را بوسیله کارشناسان و متخصصین موجب گردیده است . آزمایشهایی که روی حیوانات و حتی در ایالات متحده روی انسانهای محکوم به مرگ به عمل آمده نشان داده است که پدیده های حاصل از عبور جریان برق از بدن دو نوع بوده است:
الف ـ پدیده های Subjeclifs یا عوارض آنی
ب ـ پدیده های Consectif یا عوارض بعدی
ولی مرگ بر اثر عبور جریان برق، در اثر عوامل زیر پیش می آید:
1 ـ فساد و خرابی نسوج زنده در اثر فشار الکتریکی (ضربات صاعقه)
2 ـ تحریک شدید عصبی که منجر از کار افتادن قلب می گردد.
3 ـ فلج شدن عضلات حنجره که موجب خفقان در مدتی در حدود 6 دقیقه می شود، بعلاوه عوامل دیگری مانند تجزیه شیمائی خون و موادتشکیل دهنده بافتهای بدن که موجب عفونت خون و ضعف عضلانی می شود منتهی به مرگ می گردد.
ثابت شده است که اختلالات فیزیولوژیکی حاصله از عبور جریان الکتریکی مربوط به ولتاز نیست بلکه بستگی به شدت جریان دارد. در ضمن مقاومت هادیها نقش مهمی در تولید حوادث برق گرفتگی بازی می نماید. مثلا کم شدن ناگهانی مقاومت هادی ، شدت جریان را فوراً بالا می برد . ممکن است جریانهای الکتریکی که معمولاً بی آزار هستند ناگهانی کشنده شوند و بالعکس . ازدیاد مقاومت هادی از زیان شدت جریان می کاهد .
علاوه بر خصوصیات فیزیکی یک عده عوامل فیزیولوژیکی ناشناخته نیز وجود دارد که باعث می شود در همان شرایط مساوی ، یک جریان معین در شخص بی اثر بوده باشد ، ولی در فرد دیگر تولید ضایعاتی نماید. مثلا هنگام زیاد شدن فشار خون و یا افزایش عصب پنوموگاستریک Pneumogastrique حساسیت در برابر الکتریسیته شدیدتر می شود و یا چنانچه حادثه برق زدگی همزمان با آخر سیستول Systole (انقباض قلب) روی دهد خطرناکتر می شود.
احساس عبور جریان برق بستگی به چگالی آن و محل ورود و خروج و نسبت به سطح تماس و اشخاص فرق می کند. اگر جریان 7 ـ 8 میلی آمپر از دستها، عبور نماید باعث انقباضات عضلات بدن می شود و برای شدت جریان بالاتر از 15 میلی آمپر تشنجات دست طوری است که نمی توان سیم گرفته شده در دست را را رها کرد. این انقباضات ممکن است به بازوان و پاها نیز برسد. در بعضی از موارد انقباض عضله ای سبب قطع تماس می گردد و همچنین ممکن است شخص سانحه دیده سایر عضلات خود را که کمی از عبور جریان متاثر شده است بکار انداخته و خود را از محل تماس آزاد نماید.
جریانهای که مانع کنترل ارادی عضلات می گردند روی استخوان بندی اثر نموده و خطرناک می باشند زیرا مسیر آنها از جسم به عضلات تنفسی اثر نموده و سبب قطع تنفس هنگام شوک می گردد ادامه عبور این جریانها سبب مرگ ناشی از خفگی خواهد شد. برای شدت جریان بیشتر از 25 میلی آمپر در قفسه سینه جریان از عضله قلبی عبور نموده و اگر قطع جریان خون بیش از 6 ـ 8 دقیقه طول بکشد انهدام سلولهای عصبی تغذیه نشده سبب مرگ خواهد شد. این پدیده ها را که انقباض عضله ای بوجود می آورند نباید با قطع تنفس که از اثر شدت جریان روی مرکز عصبی تنفس بوجود می آید یکسان در نظر گرفت . پس از قطع شوک الکتریکی مدتی تحریک عصبی قفسه سینه ادامه پیدا نموده و اگر تنفس مصنوعی داده نشود مرگ بهمراه خواهد داشت. قطع تنفس از مراکز عصبی تنفس ، توقف کار قلب را سبب شده و اگر در عرض چند دقیقه کمکی به شخص برق زده نشود مرگ حتمی خواهد داشت. در بعضی حالات الیاف قلبی بطور مغشوشی منقبض شده و بجای اینکه تپش قلب همزمان شود نقش موثر تلمبه قلبی از بین رفته و حجم بطن قلب در اطراف مقدار متوسطی تغییر می یابد و تلمبه قلبی از کار می افتد . در این شرایط که قلب و مغز تغذیه نمی شوند در عرض چند دقیقه مرگ فرا می رسد، این پدیده قابل برگشت نیست مگر اینکه فورا یک شوک الکتریکی مخالف را با شدت جریان زیادی در ناحیه عضله قلبی داده و آنرا به حرکت در آورد تا قلب تپش عادی خود را از سر گیرد ولی اغلب وسایل فوری در دسترس نبوده و باعث مرگ شخص می شود.
بالاترین حد شدت جریانی که قلب انسان می تواند تحمل کند در حدود 50 میلی آمپر است اگر مدت تاثیر شدت جریان از 30 ثانیه بیشتر شود و جریان متناوب 50 ـ 75 میلی آمپر احتمالا باعث مرگ خواهد شد.
خطرناکترین حد شدت جریان بین 75 میلی آمپر و 3 آمپر است که اگر مدت تاثیر آنها بیش از 2/0 ثانیه باشد ، باعث از کار افتادن قلب و مرگ انسان می شود. جریان بیش از 3 آمپر در صورتی که مدت تاثیرش کم باشد بندرت باعث مرگ می شود ولی شدیداً باعث سوختگی خواهد شد.
توجه داشته باشید که اثر جریانهای برق روی انسان قبلاً در قسمت شوک الکتریکی توضیح داده شده است .
3 ـ تاثیر برق گرفتگی بر روی قلب از نظر فیزیولوژی
ضربان قلب بستگی به چثه انسان داد هر چه انسان بزرگتر باشد ضربان قلب کمتر بوده و برعکس هر چه جثه انسان کوچکتر باشد ضربان قلب بیشتر می باشد. همچنین ضربان قلب بستگی به سن افراد نیز دارد هر چه سن افراد کمتر باشد ضربان بیشتر می باشد و هر چه سن افراد بیشتر باشد ضربان کمتر خواهد بود. بعنوان مثال قلب یک نوزاد 80 بار در دقیقه می زند و ضربان قلب یک انسان 40 ساله تقریباً 60 بار در دقیقه می باشد.
ضربان قلب در حالتهای استراحت ، عادی ، کار و تلاش فرق دارد. در حالت استراحت(درازکشیدن) تقریباً 60 الی 65 بار در دقیقه و در حالت عادی (نشستن و راه رفتن) تقریباً 60 الی 70 بار در دقیقه و حالت کار و تلاش (انجام فعالیت های کاری) تقریباً بیشتر از 70 بار در دقیقه خواهد بود.
توجه داشته باشید که ضربان قلب، حساسیت بدن را برابر الکتریسیته شدیدتر می سازد و با ازدیاد ضربان قلب حساسیت بدن در برابر الکتریسیته بیشتر شده و خطر برق گرفتگی را زیادتر می سازد و برعکس وقتی قلب در معرض عبور جریان برق قرار می گیرد ابتدا ضربانهای خارج از موقع پیدا می شود. بعد ضربانهای مضاعف و یا چهار برابر تولید می گردد. تعداد ضربانهای گاهی به 8 برابر ضربانهای طبیعی می رسد و پس از آن قلب به رعشه می افتد .
حساسترین عضو بدن در مقابل جریان برق قلب انسان است و در اکثر موارد توقف قلب موجب مرگ گردیده است همچنین از کار افتادن عضلات حنجره و انقباض شدید ریوی که مانع ادامه تنفس می شوند دومین عامل مرگ بوده است.
عضله ای که تحت تاثیر جریان برق قرار گیرد دارای انقباضات کزازی شکل می شود و هنگامی که جریان قطع می شود انقباض عضلانی نیز از میان می رود، لیکن اگر حجاب حاجز که خود یک عضله مخصوص است دچار جریان برق شود. استفراغهای متوالی پیدا می شود که ممکن است باعث خفگی گردد.
4 ـ تاثیر فرکانس در برق گرفتگی
الف ـ جریان مستقیم
اگر جریان برق مستقیمی که از بدن انسان عبور کند بیش از 05/0 آمپر باشد(50میلی آمپر) برای غالب افراد خطرناک است. جریان برق روی سیستم اعصاب اثر فوری دارد وموجب انقباض شدید عضلات می شود. اگر مدت عبور جریان خیلی کم باشد. انسان فقط دچار ضربه عصبی CHOC می شود در اثر این شوک به یک طرف پرتاب و یا عضلات او منقبض شده و تکانهای شدیدی می خورد ولی اگر زمان جریان طولانی شود قلب فلج شده و از کار می افتد و تنفس بعلت انقباض ریه ها و حنجره غیر ممکن و انسان دچار حالت خفگی می شود. ادامه عبور جریان مستقیم از بدن باعث تجزیه خون و مواد شیمیایی بافتها و عضلات شده و آنها را فاسد نموده و خطر مرگ حتمی است.
ب ـ جریان متناوب
مقاومت بدن در مقابل عبور جریان خیلی کمتر است و بعلت تغییر مداوم جهت جریان، ضربان و درد بر سلسله اعصاب شدیدتر است. باین جهت عبور 025/0 آمپر(25 میلی آمپر) جریان متناوب که فرکانس آن 25 الی 100 هرتز باشد برای انسان خطرناک است، انقباض شدید عضلات ، قدرت دفاعی بدن را در مقابل خطر از بین می برد و شخص برق گرفته نمی تواند خود را از آن رها کند.
اگر سیم برق در کف دست قرار گیرد در اثر انقباض ماهیچه های دست انگشتان انسان قفل شده و اتصال سیم را محکمتر می کند. خطر جریانهای متناوب با فرکانس زیاد برای انسان کمتر است زیرا این جریانها بیشتر از پوست بدن عبور کرده و به اعضای داخلی صدمه نمی رساند.
ج ـ اثر فرکانس در برق گرفتگی
جریانهای متناوب با فرکانسهای 15 الی 75 هرتز برای انسان خطر بیشتری دارند زیرا مقاومت بدن در مقابل عبور جریانها بسرعت کم می شود . فرکانسهای زیاد باعث مرگ نمی شوند.
با ازدیاد فرکانس مقاومت الکتریکی بدن انسان که دارای ظرفیت (خازنی ) می باشد کم می گردد زیرا در رابطه می توان چنین تصور کرد که با ازدیاد فرکانس مقدار جریان عبوری از بدن انسان بیشتر خواهد شد. در صورتی که تجربه عکس این موضع را ثابت کرده و نتیجه آزمایش روی سگ ها طبق جدول بالا می باشد.
فرکانسهای زیاد باعث مرگ نمی شوند بلکه ایجاد سوختگی محل اتصال می باشند. مثلا فرکانس 3000-10000 هرتز یا بیشتر هرگز باعث مرگ نشده و سوختگی ایجاد می کند. تاثیر جریان مستقیم به اعضاء بدن انسان نشان می دهد که مقاومت بدن انسان در مقابل برق زدگی از جریان مستقیم نسبت به متناوب بیشتر است. در شبکه های تا 1000 ولتی یا شبکه ی 6 تا 10 کیلو ولتی با ظرفیت کم ، در مرحله اول که مقاومت بدن انسان بیشتر است و مقدار عبور جریان کم می باشد تشنج عضلات انگشتان دست و پا بوجود می آیاد و اگر شخص برق گرفته در این لحظه نتواند خود را از برق جدا کند مقاومت بدن وی کم گشته مقدار جریان عبوری زیادتر شده و به این علت تشنج عضلات بیشتر می شود و قطع تماس از برق غیر ممکن می گردد.
بطور کلی جریانهای با فرکانس زیاد مثلا 100000 هرتز بمراتب کم خطرتر از فرکانسهای کم 15 الی 50 سیکل است، زیرا در جریانهای بالا بعلت شتاب زیاد الکترونها، الکترونها سعی می کنند بیشتر به سطح جانبی جسم هادی متمایل گردند. مثلا در اغلب سیم های حامل جریانهای فرکانس بالا به جای سیم از لوله های هادی استفاده می شود . زیرا همانطور که می دانید جریان از مقطع سیم ، کمتر عبور می کند، روی این اصل وقتی انسان دفعتا دستش با این نوع سیمها تماس حاصل می کند فقط محل سطح تماس می سوزد و بعضی اوقات شدت سوختگی زیاد و این جریانها از سطح خارجی بدن عبور می نماید و هیچگونه اختلالی در داخل ایجاد نمی کند. اختلاف سطح از 50 ولت به پایین خطرناک نیست.
انواع الکترودهای زمین
بطور کلی چرا مبادرت به اتصال زمین می کنیم. ؟
دو علت اصلی برای اینکار وجود دارد که یکی از نظر فنی و اقتصادی دارای اهمیت بسیار بوده ودیگری از نظر حفاظت و ایمنی موجودات زنده واموال، مهم می باشد. قبل از اینکه به بحث درباره یک یک این علل و نحوه استفاده از اتصال زمین جهت رفع اشکالات و خطرات بپردازیم لازم است مسئله را از زاویه ای دیگر نیز مورد توجه قرار دهیم زیرا نباید فراموش کنیم که استفاده از اتصال زمین بمنظور رعایت نکات فنی و ایمنی اگر شرایط غیر از آنچه هست می بود، نه میسر می گردد و نه اینکه اصولا احتیاجی به اینکار وجود می داشت .
سه شرطی که استفاده از اتصال زمین را ضروری و میسر می سازد عبارتند از :
ــ خواص ذاتی برق
ــ خواص ذاتی محیط زیست
ــ خواص ذاتی موجودات زنده به طور کلی و بخصوص انسان
خاصیت ذاتی برق با توجه به موضوع مورد بحث اجمالاً و بدون وارد شدن به مباحث نظری و بطور کلی عبور جریان برق از هادیها ، در اثر وجود اختلاف سطح و خاصیت ذاتی محیط زیست هادی بودن نسبی زمین و مصالح و لوازم و دستگاههائی است که به طور روزمره در دسترس می باشد علاوه بر این یکی دیگر از خواص ذاتی محیط زیست وجود پدیدهائی نظیر رعد برق می باشد که در سیستمهای الکتریکی اثر مخرب داشته و لازم است بنحوی آنها را حفظ و حراست نمود.دیگر اینکه در سیستم های الکتریکی بعلت وجود زمین و خواص محیط و سیستم بر روی هم جریانهای خازنی بوجود می آید که خود در موضوع مورد بحث بی تأثیر نمی باشد همچنین یکی دیگر از خواص ذاتی محیط زیست وجود مواد قابل اشتعال طبیعی و مصنوعی در آن به مقدار فراوان می باشد (چوب،پارچه ،مواد شیمیایی و مصنوعات آن وغیره ) وبالاخره خاصیت ذاتی موجودات زنده این است که عبور جریان برق از بدن آنها در اغلب قریب به اتفاق موارد ناخوشایند، مضر و کشنده است.
همانطوری که گفته شد اتصال به زمین در سیستم های الکتریکی از دو نقطه نظر حائز اهمیت می باشد. حفاظت فنی و مسائل اقتصادی از یک طرف و حفاظت و ایمنی موجودات زنده از طرف دیگر . ذیلاً هر کدام از موارد فوق را به تنهائی مورد بررسی قرار خواهیم داد ولی قبل از انجام این کار لازم است قدری راجع به مفهوم اتصال زمین نیز صحبت شود .
اتصال زمین – مقاومت اتصال زمین (مقاومت الکترود زمین )
وقتی درباره اتصال زمین یا مقاومت زمین یا دقیق تر ،مقاومت الکتریکی الکترود زمین صحبت می شود این سوال ممکن است پیش آید که در مقایسه با مفهوم یک مقاومت عادی مقاومت الکترود زمین چگونه بیان میشود.؟
بعبارت دیگر در مفهوم عادی ،مقاومت یک نقطه نسبت به نقطه دیگری بیان یا اندازه گیری می شود در صورتی که یک الکترود زمین که ظاهراً فقط یک نقطه اتصال داردنسبت به چیزی اندازه گیری و بیان میشود ؟ اگر بخواهیم جواب ساده و جامعی به این سوال داده باشیم باید بگوئیم مراد ، مقاومت الکتریکی الکترود نسبت به جرم کلی زمین می باشد ولی این بیان ، مفهوم جدیدی را طرح می نماید که خود احتیاج به توضیح وشکافتن دارد .
درباره سنجیدن مقاومت الکترود زمین نسبت به جرم کلی زمین چنین برمی آید که یک الکترود زمین که یک سر آن در دسترس می باشد سر دیگرش در مکانی است که آن را جرم کلی زمین نامیده ایم و اگر بخواهیم بصورت عادی مقاومت این مجموعه را اندازه گیری نمائیم لازم خواهد بود بنحوی به نقطه دوم مقاومت یعنی جرم کلی زمین دسترسی پیدا کنیم وتنها راهی که این کار را ممکن می نماید ایجاد یک الکترود زمین ، مشابه به الکترود اولی است که در این صورت دارای دو الکترود می شویم که دو سر آنها موجود بوده و دو سر دیگر آنها به جرم کلی زمین وصل می باشد .
اگر فرض کنیم زمین مورد آزمون کاملا همگن و یک دست بوده و الکترود ها از هر نظر مشابه یکدیگر باشند با اندازه گیری مقاومت دو الکترود که در این حالت بصورت سری خواهند بود و تقسیم نتیجه بدست آمده بر 2،مقاومت هر الکترود زمین نسبت به جرم کلی زمین بدست خواهد آمد .
ولی قبل از نتیجه گیری سریع از این موضوع لازم است قدری بیشتر در این باره مطالعه کنیم :
چنانچه در یک زمین یا محیط مشابه کاملا همگن دو الکترود را که یکی ثابت بوده و آن را الکترود اصلی خواهیم نامید و محل دیگری را که الکترود کمکی می نامیم از نزدیکی الکترود اصلی بتدریج دور نموده و هر بار مقاومت زمین را اندازه گیری و یادداشت نمائیم ملاحظه خواهد شد که تا زمانی که الکترود ها خیلی به یکدیگر نزدیک باشند مقدار مقاومت بدست آمده برای هر کدام کم بوده و بتدریج هر چه الکترود کمکی را از الکترود اصلی دور نمائیم مقاومت زیادتر شده تا جائی که با وجود دور، و دور تر نمودن الکترود کمکی ، دیگر تأثیر قابل توجهی در نتیجه بدست آمده برای مقاومت مشاهده نخواهد شد .
اگر در حالی که از الکترود ،جریان عبور نماید و به کمک یک ولتمتر ولتاژ بین الکترود و نقاطی از سطح زمین اطراف آن را که در جهت شعاعی از الکترود قرار دارند اندازه گیری نمائیم ملاحظه خواهد شد .
اتصال زمین سیستم
این نوع اتصال زمین که معمولا در زبان انگلیسیARTHING SYSTEM E و یا سیستم GROUNDING SYSTEM می گویند. بمنظور محدود کردن ولتاژ هر یک از هادی های برق دار سیستم نسبت به زمین میباشد . هدف از اینکار جلوگیری از ایجاد خرابی در عایق بندی و یا تقلیل آن از راه محدود کردن ولتاژ قسمتهای برق دار سالم نسبت به زمین در صورت بروز اتصال زمین بین یکی از قسمتهای برق دار آن سیستم در درجه اول و ایجاد مسیری با مقاومت کم برای برقراری جریانهای اتصالی با شدتهای نسبتا زیاد برای کار وسایل حفاظتی سیستم می باشد
اتصال زمین حفاظتی PROTECTIVE EARTHING
همانطور که قبلا نیز اشاره شد یکی از خواص ذاتی برق تاثیر نامطلوب و گاهی کشنده آن بر روی موجودات زنده و انسان می باشد . رسوخ لوازم برقی به کلیه شئون زندگی امروزی از کارخانه و کوچه و خیابان ، امکان برق گرفتگی را بسیار زیاد نموده و لزوم چاره اندیشی جهت پیشگیری از آنرا محرز می نماید . باز هم لازم به یادآوری است که اگر محیط زندگی بطور کلی و جنس پوشش اغلب لوازم برقی مورد استفاده هادی نمی بود شاید احتیاجی به ایجاد حفاظت هائی که از آن صحبت می شود نمی گردید . پس حفاظت در برابر برق گرفتگی به طور کلی معلول وجود برق گرفتگی و هادی بودن محیط زیست و بدنه های هادی لوازم و دستگاههای الکتریکی است . ( یادآوری می نماید امروزه بعضی از لوازم الکتریکی که دارای به اصطلاح عایق بندی مضاعف می باشند احتیاج به اتصال زمین نداشته و از نظر برق گرفتگی ایمن می باشند .)
انواع الکترود های زمین
از انواع روشها و لوازم زیر می توان بصورت انفرادی یا اشتراکی استفاده کرد:
1- میله های فولادی مخصوص با روکش مس ، بصورت کوبیده شده زمین ، با حداقل میلیمتر قطر؛
2- لوله های گالوانیزه (لوله آب) بصورت کوبیده شده یا دفن شده (قائم) ، حداقل 1 اینچ
3- تسمه فولادی گالوانیزه گرم ، با حداقل 100 میلیمتر مربع سطح مقطع و 3 میلیمتر ضخامت (30*5/3 میلیمتر؛
4- صفحه مسی دفن شده در زمین (چاه به ابعاد حداقل 50 * 50 سانتیمتر و با 2 میلیمتر ضخامت ؛
5- هادی مسی (تسمه با سطح مقطع حداقل 50 میلیمتر مربع و با 2 میلیمتر ضخامت – هادی چند مفتولی 35 میلیمتر مربع باحداقل هرمفتول 8/1میلیمتر؛
6- الکترودهای جاسازی شده در پیها ، با حداقل ضخامت فولاد 3 میلیمتر ؛
7- میله های فولادی در بتن مسلح ؛
8- هر نوع جرم فلزی دفن شده در زمین ، به شرط اینکه استفاده از آن ایجاد خرابی نکند (الکترولیز) ؛
9- زره وغلاف فلزی کابلهای دفن شده ، به شرطی که نسبت به برقرار بودن دائمی آنها اطمینان وجود داشته باشد و در تماس با زمین باشد .
يادآوري
مقاومت الكتريكي الكترود زمين به عوامل فراوان و از آن جمله شرايط و نوع خاك بستگي دارد؛ به اين ترتيب، براي احراز دو اهم مقاومت زمين براي ايمني، ممكن است از يك يا چند روش ذكر شده در بالا استفاده كرد.
رديف پ 1-4-1- ملاحظه شود.
پ 1-9-3- حداقل عمق الكترود زمين
عمق دفن يا كوبيده شدن الكترود بايد به قدري باشد كه خشك شدن يا يخ زدگي زمين در فصول سال اثر قابل ملاحظه اي بر مقاومت آن نداشته باشد. در عين حال، عمق الكترودها نبايد از مقادير زير كمتر باشد:
- الكترودهاي كوبيده شده يا دفن شده به صورت قائم: 2 متر
- لبه بالايي الكترود صفحه اي از سطح زمين: 5/1 متر
- الكترودهاي افقي تسمه اي يا هادي مسي: 8/0 متر
الكترودهاي زمين نبايد در خاك دستي كوبيده يا دفن شوند،براي همين عمق الكترودها از سطح زمين بكر اندازه گيري مي شود.
پ-1-9-4- اندازه گيري مقاومت الكتريكي الكترود زمين
در پايان كار احداث هر الكترود زمين، و از آن پس به صورت دوره اي، بايد مقاومت آن نسبت به جرم كلي زمين را به كمك دستگاههاي قابل قبول براي انجام اين كار و توسط افراد كار آزموده اندازه گيري كرد و اگر تغييرات قابل ملاحظه اي در مقاومت الكتريكي مشاهده شد، نسبت به توسعه سيستم اتصال زمين يا احداث الكترودهاي جديد، با هدف احراز دو اهم براي سيستم، اقدام كرد.
براي هر الكترود زمين يا سيستم زمين بايد يك پرونده مخصوص تشكيل شود و اندازه گيريهاي دوره اي ، با ذكر تاريخ دقيق، در آن ثبت شود. اين پرونده بايد در اختيار فرد، افراد يا تشكيلات بهره بردار از سيستم و براي بازرسي در دسترس باشد.
يادآوري
براي تقليل مقاومت الكترود زمين مي توان آن را به وسائل مختلف آبياري كرد، مشروط به اينكه آبياري به صورت مداوم انجام شود.
پ-1-9-5- الكترود زمين اساسي (براي هر دو نوع زمين، حفاظت سيستم و ايمني)
در اغلب نقاط كشور، متداولترين روش احداث الكترود زمين همان است كه به آن "چاه زمين" مي گويند و آن عبارت است از يك صفحه مسي كه در عمق زمين دفن مي شود.
عمق نصب الكترود منطقه اي از زمين محاسبه مي شود كه در آن نم طبيعي به طور دائم وجود داشته باشد. صفحه مسي بايد به صورت قائم در ته چاه قرار داده شود و در اطراف آن، حداقل به ضخامت 20 سانتيمتر از هر طرف،پودر ذغال هيزم ريخته و كوبيده شده باشد.
اتصال هادي زمين به صفحه مسي ممكن است به يكي از دو روش زير انجام شود:
الف) در انتهاي هادي،يك كابلشوي مسي،كه به حداقل دو عدد پيچ با مهره هاي قفل كننده مجهز است ، نصب مي شود. اين كابلشو ممكن است از نوع پرسي (با پرس هيدروليك) باشد.
كابلشو، به كمك دو عدد پيچ مسي مجهز به مهره هاي اصلي و قفل كننده به صفحه مسي محكم مي شود.
ب) به جاي استفاده از پيچ مي توان اتصالات را با استفاده از جوش اكسيژن (لحيم سخت) انجام داد ؛ در اين حالت بايد دقت شود هادي به كابلشو و كابلشو به صفحه مسي در كل سطح تماس خود جوشكاري شده باشد و تنها به جوشكاري در طول محيط كابلشو اكتفا نشود.
پس از آنكه صفحه مسي در داخل زغال كار گذاشته شد، متناوباً 5 لايه سنگ نمك خرد و سرنده شده و 5 لايه پودر ذغال ، هر يك به ضخامت 15 سانتيمتر، در داخل چاه ريخته و فشرده مي شود. از آن به بعد، چاه با خاك سرند شده پر، و لايه به لايه فشرده مي شود.
هنگام انجام عمليات ياد شده بايد ، تا جايي كه ممكن است هادي اتصال زمين در وسط چاه قرار بگيرد و به هيچ وجه نبايد آن را تحت نيروي كششي قرار داد. هادي زمين از محل اتصال به صفحه مسي تا خارج شدن از زمين بايد يكپارچه باشد و هيچ نوع زدگي و خوردگي در طول آن وجود نداشته باشد.
يادآوري 1
به جاي صفحه مسي مي توان 5 حلقه هادي اتصال زمين را ، كه قطر متوسط حلقه هاي آن 50 سانتيمتر باشد كنار هم پيچيده و در زمين قرار داد. بقيه شرايط مانند حالت استفاده از صفحه خواهد بود.
يادآوري 2
در انجام اتصالات نباید از لحيم نرم (سرب يا قلع) استفاده شود.
يادآوري 3
در حالي كه عمق لبه بالايي صفحه مسي نبايد از 5/1 متر كمتر باشد، براي حداكثر آن حدي تعيين نمي شود. مناسبترين عمق چاه، عمقي است كه در آن " نم دائمي زمين" وجود دارد.
يادآوري 4
قبل از اقدام به حفر چاه براي اتصال زمين ، توصيه مي شود با شركت برق منطقه اي محل يا موسسه جايگزين آن مشورت شود تا نسبت به شرايط محلي زمين اطلاعات كافي كسب شود و آمادگي لازم به دست آيد. در هر حال عمق چاه را مقامات صلاحيت دار تعيين خواهند كرد.
يادآوري 5
چاهي كه به منظور احداث الكترود زمين حفر مي شود بايد مختص همان كار باشد و از آن نبايد براي هيچ منظور ديگري استفاده شود. به همين ترتيب،استفاده از هر گونه چاه ديگري (آب يا فاضلاب و غيره) به منظور ايجاد اتصال زمين تحت هر عنوان و به هر دليلي ممنوع است.
پ-1-9-6 – الكترود زمين ساده ( فقط براي وصل به هادي خنثي فشار ضعيف)
گاهي احداث الكترود زمين اساسي براي همه مشتركان برق عملي و اقتصادي نخواهد بود، براي همين براي مواردي كه تعداد مشتركان در سيستم زياد است و مي توان با احداث تعدادی الكترود ساده تر با مقاومت بيشتر به مقاومت زمين مطلوب، دست يافت. از اين نوع الكترود استفاده خواهد شد.
الكترود زمين ساده يك لوله گالوانيزه به قطر حداقل 1 اينچ (لوله آب) است كه در زمين كوبيده يا به صورت قائم دفن مي شود. حداقل طول لوله در زمين بكر نبايد از دو (2) متر كمتر باشد. لوله بايد يكپارچه ، (بدون هر بوشن و جوش) و سالم باشد و در زمان نصب ، هيچ گونه خراشيدگي ، زنگ زدگي ، خميدگي و
فرورفتگي نداشته باشد. اگر لوله به روش كوبيدن نصب شود ، مي تواند از دو طرف داراي بريدگي هاي 45 درجه ( فارسي) باشد تا لوله راحت تر در زمين فرو رود.
در صورتي كه لوله دفن مي شود، بايد ابتدا چاهي به عمق حداقل 2 متر در زمين بكر بكنند (عمق خاك دستي، در صورت وجود، به حساب نمي آيد) و پس از قرار دادن لوله در وسط آن ، چاه را با 5 لايه پودر ذغال چوب و 5 لايه نمك سنگ خرد شده و سرند شده به تناوب پر كنند و آن را بكوبند. ضخامت هر لايه ذغال يا نمك 15 سانتيمتر خواهد بود ؛ از آن پس چاه را با خاك سرند شده پر مي كنند و آن را لايه به لايه مي كوبند.
در محل خروج لوله از زمين ، يك چاهك بتني يا آجري (با ملات سيمان) كه ابعاد آن حداقل ( 30*30 *30 ) سانتيمتر خواهد بود، سر لوله را كه بايد حداقل 20 سانتيمتر از كف چاهك بالاتر باشد ، در بر خواهد گرفت. كف چاهك به قطر 20 سانتيمتر خالي از هر گونه مصالح ساختماني خواهد بود تا هنگام آبياري آب به بالاي الكترود نفوذ كند. چاهك با يك دريچه مجهز به چارچوب فلزي بسته مي شود و در داخل آن نبايد اجسام ديگري غير از سر لوله و بست اتصال زمين و انتهاي هادي زمين ، وجود داشته باشد. بست اتصال هادي زمين به لوله نبايد از جنس آلومينيم يا آلياژهاي آن باشد. اين بست يا با پيچ محكم به دور لوله بسته مي شود. هادي زمين بايد با دو عدد پيچ و مهره به ترمينال مخصوصي كه قسمتي از بست را تشكيل مي دهد بسته مي شود. بايد بتوان هادي اتصال به زمين را در طول عبور از محل اتصال به ترمينال الكترود زمين تا محل ترمينال اصلي زمين در پاي كنتور، به خوبي ديد ؛ مگر در جاهايي كه اين هادي، براي محفوظ بودن از درون يك لوله غير فلزي محافظ رد شده باشد.
در پايان كار، و سپس به صورت دوره اي، بايد چاهك و هادي زمين را بازديد كرد تا از محكم بودن اتصالات و مصون ماندن آنها از زنگ زدگي و خوردگي اطمينان حاصل شود.
يادآوري 1
به خاطر لزوم آبياري الكترود زمين بايد آن را در محلي احداث كرد كه رطوبت حاصل به ساختمان و تاسيسات آن آسيب نرساند.
يادآوري 2
يادآوري شماره 5 ، در زير رديف پ-1-9-5- ، در اين مورد نيز صادق است.
پ- 1-9-7 : شرايط استفاده از يك يا دو الكترود زمين براي حفاظت سيستم و ايمني
پ-1-9-7-1- شرايط استفاده از يك الكترود زمين
چنانچه در يك پست ترانسفورماتور خطوط ورودي و خروجي فشار متوسط همگي كابلي باشند و طول هر يك از خطوط قبل از پست از 3 كيلومتر كمتر نباشند ، مي توان براي هر دو منظور حفاظت سيستم و ايمني آن را يك الكترود زمين استفاده كرد. در غير اين صورت لازم است طبق مفاد پ-1-9-7-2- عمل شود. بدنه هاي هادي مربوط به فشار متوسط و فشار ضعيف و نقطه خنثي فشار ضعيف، همگي به اين الكترود وصل مي شوند.
پ-1-9-7-2 شرايط استفاده از دو الكترود زمين
در مواردي كه امكان انتقال ولتاژ فشار قوي (به خصوص صاعقه) به تجهيزات فشار ضعيف وجود دارد، لازم است از دو الكترود زمين استفاده شود. در اين صورت، فاصله دو الكترود از يكديگر، در نزديكترين نقطه، نبايد از 20 متر كمتر باشد و در مورد الكترود هاي قائم اين فاصله نبايد از 20 متر يا دو برابر عمق الكترود ها – هر كدام كه بيشتر است- نزديكتر باشد.
احداث دو الكترود براي هر پست در موارد زير لازم خواهد بود:
الف) چنانچه حتي يكي از خطوط فشار متوسط ورودي يا خروجي پست ، هوايي باشد ( عليرغم مجهز بودن به صاعقه گير)
ب) در صورتي كه خط يا خطوط فشار متوسط ورودي و خروجي پست كابلي باشند، حتي اگر يكي از آنها هم در فاصله اي كمتر 3 كيلومتر به خط هوايي تبديل يا به خط هوايي وصل شده باشد ، باز هم بايد براي هر پست دو الكترود استفاده كرد.
ياد آوري 1
اگر طول خط كابلي كمتر از 3 كيلو متر باشد ، ولتاژ صاعقه فرصت تخليه از طريق زره يا غلاف كابل را نخواهد يافت.
ياد آوري2
در پستهايي كه، طبق مقررات، احداث دو الكترود زمين الزامي باشد، معمولاً الكترود حفاظتي را در اطراف پست و الكترود ايمني و سيستم (خنثي فشار ضعيف) را در نقطه اي دورتر احداث مي كنند. هر يك از رشته هاي هادي خنثي كابل هاي خروجي حامل نيرو ، در صورت داشتن شرايط مناسب، (رديف پ -1-5-1) مي توانند براي اتصال به الكترود زمين مورد استفاده قرار گيرند.
اگر خطوط خروجي از پست از نوع هوايي باشند مي توان الكترود زمين خنثي فشار ضعيف را يك يا دو دهنه بعد از پست احداث و به هادي خنثي وصل كرد.
بدنه هاي هادي مربوط به تجهيزات فشار متوسط و فشار ضعيف ، بسته به نوع ساختمان پست ، از نظر شرايط طبيعي وصل بودن بدنه هاي هادي ، مي توانند به دو حالت زير به الكترود هاي زمين وصل شوند:
الف) در مواردي كه تفكيك تابلوها و تاسيسات فشار متوسط از فشار ضعيف ممكن نباشد (مانند پست هاي تمام فلزي يا بتن مسلح كه تابلوهاي فشار متوسط و ضعيف آن از طريق اجزاي ساختمان آن ، يا ميله هاي آهني بتن ، به همديگر وصل شده اند) ، لازم است بدنه هاي هادي كليه لوازم و تجهيزات ، اعم از فشار ضعيف و متوسط، به الكترود زمين حفاظتي وصل شوند. در اين موارد نقطه خنثي فشار ضعيف بايد به الكترود سيستم ايمني وصل شود.
ب) در مواردي كه امكان تفكيك تابلوها و تاسيسات فشار متوسط از فشار ضعيف وجود دارد ، مي توان بدنه هاي هادي تابلوها و وسائل فشار ضعيف را به جاي وصل به الكترود حفاظتي ، به هادي خنثي ، و از آن طريق ، به الكترود ايمني وصل كرد. البته بدنه هاي هادي سيستم فشار متوسط، مانند حالت الف ، به الكترود زمين حفاظتي وصل مي شوند.
يادآوري 3
نظر به اينكه در اغلب ساختمانهاي پست ، تفكيك بدنه هاي فشار متوسط و فشار ضعيف مشكل است ، وصل همه بدنه ها ، اعم از فشار متوسط و ضعيف به الكترود حفاظتي، مطمئن تر خواهد بود.
هادیهای اتصال زمین
اتصال بین هادی خنثی و الکترودهای زمین در سیستمهای کابلی باید به اندازه قابلیت هدایت هادی خنثی مربوطه باشد. در مورد شبکه های هوایی نصب یک نوار فولادی گالوانیزه به ابعاد 5/3 × 30 میلیمتر (100 میلیمتر مربع) کافی می باشد. از نظر استحکام مکانیکی ابعاد زیر باید مورد توجه قرار گیرد:
در تاسیسات ثابت و حفاظت شده از نظر مکانیکی (در لوله و غیره)
سیم مسی حداقل یک و نیم میلیمتر مربع
در تاسیسات ثابت ولی حفاظت نشده از نظر مکانیکی
سیم مسی حداقل 4 میلیمتر مربع
با نوار فولادی با ضخامت حداقل 5/2 میلیمتر حداقل 50 میلیمتر مربع
اندازه گیری مقاومت اتصال به زمین (الکترود زمین)
روشی که در ذیل برای اندازه گیری الکترود زمین شرح داده می شود ساده ترین و شاید موثرترین نحوه اندازه گیری از این نوع باشد البته برای انجام اندازه گیری با این روش دستگاههای آماده ای وجود دارند که معمولاً دارای منبع تغذیه داخلی می باشند و بدون احتیاج به هر گونه محاسبه ای مستقیماً مقاومت زمین را نشان می دهد.
باید توجه داشت که با وجود سادگی ظاهری اندازه گیری مقاومت زمین، در عمل بعلت عوامل متعددی که در انجام اینکار موثر می باشند بدست آوردن نتیجه صحیح و مقدار واقعی مقاومت زمین کاری پیچیده و مشکل بوده و احتیاج به انجام اندازه گیری های متعدد با تغییراتی در روش گفته شده باشد.
در شکل زیر (2) نحوه شماتیک استقرار الکترود مورد اندازه گیری (X) ودو الکترود کمکی (Y) و (Z) وسایل اندازه گیری که متشکل از یک آمپر متر و یک ولتمتر و یک منبع تغذیه می باشد نشان داده شده است.
شرح روش اندازه گیری
جریان معینی بین دو الکترود مورد اندازه گیری (X) و الکترود کمکی جریان (Y) عبور داده شده بوسیله آمپر مترA مقدار آن اندازه گیری می شود. ولتاژ بین دو الکترود (X) الکترود کمکی دیگری که الکترود ولتاژ (Z) خوانده می شود نیز بوسیله ولتمتر V اندازه گیری می شود. مقاومت الکترود (X) حاصل تقسیم ولتاژ به جریان اندازه گیری شده خواهد بود.
منبع تغذیه
منبع تغذیه ممکن است مستقیم(باطری) یا جریان متناوب با فرکانس شبکه باشد ، در صورت استفاده از منبع تغذیه با فرکانس شبکه لازم است که ترانسفور ماتوری با دو سیم پیچی مجزا (غیر از اتوترانسفورماتور) استفاده شود و مقاومت ولتمتر نیز در مقایسه با مقاومت الکترود کمکی ولتاژ (z) خیلی بالا باشد مقاومت الکترود(z) ممکن است به حدود 1000 اهم نیز برسد در اینصورت برای انجام یک اندازه گیری با دقت حدود 5 درصد ، لازم خواهد بود مقاومت ولتمتر حداقل 20000 اهم باشد. ضمناً لازم خواهد بود الکترود از سیستمی که به آن وصل میباشد جدا شده باشد. در اغلب موارد جریانهای سرگردانی که در زمین وجود دارند ، مانع از انجام آزمایش شده و مسبب وارد شدن اشتباهات فاحش در اندازه گیری میشوند برای از بین بردن این مانع در صورتیکه وجود داشته باشد، لازم خواهد بود از یک ژنراتور دستی با فرکانس متغیر که باتند و کند چرخاندن دسته آن تغییر می کند استفاده نمود؛ در اینصورت پریدن نامنظم عقربه دستگاه که در اثر جریانهای سرگردان دستگاه بوجود می آید با کمی تغییر در چرخش ژانراتور از بین رفته و اندازه گیری در این حالت انجام می شود در صورتیکه از جریان مستقیم برای اندازه گیری استفاده شود لازم خواهد بود آزمایش دوبار و پس از تعویض قطبهای باطری انجام و در کوتاهترین مدت ممکن بعمل آید زیرا گازهای جمع شده در اطراف الکترودها ممکن است منشاء اثر اشتباهات فاحش شود، متوسط دو اندازه گیری ملاک عمل قرار می گیرد.
الکترودهای کمکی
این الکترودها معمولاً برای آسان کوبیدن آنها در زمین از فولاد بوده و مناسب ترین آن لوله فولادی گالوانیزه بقطر 2/1 اینج می باشد که بعمق حدود 1 متر در زمین فرو برده می شود. انتخاب محل کوبیدن الکترودهای زمین حائز اهمیت فراوان بوده و شاید عامل اصلی در یک اندازه گیری صحیح و بدست آوردن نتیجه رضایت بخش یا بالعکس باشد.
بطور کلی باید دقت شود که الکترود کمکی جریان(Y) خارج از حیطه اثر مقاومت الکترود اصلی (x) باشد. عملاً نمی توان اینکار را بطور کامل انجام داد زیرا حیطه مقاومت هر الکترود از نظر تئوریک تا بی نهایت امتداد دارد ولی در عمل فاصله استقرار الکترود کمکی را می توان بنحوی انتخاب نمود که اثر حیطه مقاومت الکترود اصلی بر روی اندازه گیری عملاً کم اهمیت شود. اگر الکترود اصلی(x) از نوع ساده باشد بدین معنی که الکترود عبارت است از یک میله عمود کوبیده شده در زمین یا صفحه ای که در چاه دفن شده است باشد ، میتوان الکترود کمکی (Y) مثلاً در فاصله 30 متری آن قرار داد و الکترود (Z) را نیز در وسط دو الکترود دیگر مستقر نمود پس از انجام اندازه گیری اولیه با تغییر الکترود(Z) بطور حدود 7 متر یکبار به طرف (Y) و یکبار به طرف (X) دو اندازه گیری دیگر انجام داده می شود در صورتیکه اندازه گیری های سه گانه در حد دقت مورد نظر باشند متوسط آنها بعنوان مقاومت الکترود(X) انتخاب می شود و در صورتیکه که اندازه گیری ها در حد مطلوب نباشد باید الکترود(Y) را تغییر مکان داده و مثلا فاصله 45 متری از الکترود (X) مستقر نموده و کلیه اندازه گیری ها ی ذکر شده در بالا را دوباره تکرار نمود تا مقادیر مطلوب با حد دقت لازم به دست آید.
روش ذکر شده در بالا مواردی که مقاومت الکترود اصلی (X) کم بوده و مثلاً 1 اهم یا کمتر باشد و مقاومت الکترود جریان(Y) خیلی زیاد باشد نتایج مطلوب نخواهد داد. در چنین مواردی حیطه مقاومت الکترود کمکی(Y) خیلی بزرگتر بوده و لازم خواهد بود فاصله آن از الکترود اصلی خیلی بیشتر باشد. این مسئله در مواردی که اندازه گیری مقاومت الکترود زمین یک نیروگاه یا پست اصلی که دارای سیستم های زمین بسیار گسترده می باشند انجام می شود ، ممکن است خودنمائی کند. برای اینگونه موارد نمی توان از دستور العمل های مشخصی پیروی نمود بلکه لازم خواهد بود منحنی یا منحنی های مقاومت زمین بترتیب زیر تهیه شود:
الکترود کمکی (Y) در فاصله غیر مشخص قرار داده شده و با تعییر جای الکترود (Z) در فواصل معینی از الکترود (x) مقاومت ها برای موقعیت الکترود (z) اندازه گرفته شده و در روی محور مختصات منتقل می شود. چنانچه با متصل نمودن نقاط مورد بحث در منحنی بدست آمده ، قسمتی که اساساً افقی باشد خودنمائی کند ، مقاومت الکترود زمین مورد اندازه گیری ، معادل همین قسمت افقی خواهد بود. در صورتیکه منحنی فاقد قسمت افقی باشد لازم خواهد بود الکترود(Y) را دورتر برده و اندازه گیری های جدید انجام و منحنی دیگری کشیده شود. به این عمل تا وقتی که در منحنی بدست آمده قسمت افقی مورد بحث در منحنی الزماً در وسط منحنی (وسط الکترودهای(X) و (Y)) نمی باشد مثلاً در یک مورد که مقاومت الکترود(X) 05/0 اهم و فاصله الکترود (Y) از الکترود(X) ، 600 متر بوده است قسمت افقی منحنی در فواصل بین 60 تا 90 متری از الکترود (X) بدست آمده بود.
خطر برق گرفتگی تماس مستقیم و غیر مستقیم
برق گرفتگی در اثر تماس در تاسیسات با ولتاژ کمتر از 1000 ولت را که عموم مردم با آن سر و کار دارند به دو طریق، تماس مستقیم و تماس غیر مستقیم صورت می گیرد که در هر دو حالت عامل اصلی برق گرفتگی، اعمال یک ولتاژ در اثر لمس و ایجاد اختلاف ولتاژ بین دو نقطه بدن است.
مقدار مجاز ولتاژ تماس ( ) بستگی به عوامل زیر دارد:
1 ـ نوع ولتاژ سیستم (متناوب یا مستقیم)
2 ـ مدت زمان در تماس بودن با ولتاژ
3 ـ مقدار مقاومت بدن و مسیر عبور جریان برق
بطور کلی در صورتی که ولتاژ تماس کمتر از 50 ولت باشد، خطر برق گرفتگی وجود ندارد و بر طبق تحقیات انجام شده مقاومت بدن انسان ( ) بین 1300 تا 3000 اهم است که با فرض حداکثر ولت متناوب، میزان مجاز جریان عبوری از بدن عبارت است از :
مفهوم ولتاژ تماس:
RB = مقاومت زمین ترانس
RE = مقاومت زمین مرجع
R = مجموع کلیه مقاومت ها زمین
UF = ولتاژ در محل وقوع خطا
UB = ولتاژ تماس
تماس قسمتی از دستگاه الکتریکی دارای فشار الکتریکی با قسمتی از هادی دستگاه البته به غیر از قسمتی که به مدار جریان تعلق دارد مثلاً با بدنه موتور، صفحه های میز اجاق برقی، پایه یک چراغ رومیزی و غیره را اتصال بدنه گویند.
و در اکثر موارد علت اتصال بدنه مربوط به اشکالات عایق است. ناگفته نماند که اغلب یک اتصال بدنه را با یک اتصال زمین اشتباه می گیرند. عواقب ناشی از اتصال بدنه ظاهر شدن ولتاژ خط (UF) است و آن مقدار فشار الکتریکی را گویند که ما بین یک قسمت هادی دستگاه الکتریکی که در مدار الکتریکی قرار نگرفته با زمین بوجود می آید.
حال اگر شخصی با قسمتی از دستگاه تماس حاصل نماید قسمتی از آن فشار الکتریکی روی بدن شخص قرار دارد که این مقدار فشار الکتریکی را ، فشار الکتریکی تماس نام نهاده اند.
مقدار جریانی که بخاطر فشار الکتریکی (UF) عبور می کند جریان خطا(IF) می گویند ، رابطه بین سیم حامل جریان را با زمین یا قسمتی از دستگاه مربوطه را اتصال زمین گویند. اگر جریان خطا IF از 20 میلی آمپر تجاوز نماید، برای انسان خطرناک بوده، و در بعضی از مواقع کمتر از این مقدار هم خطرناک خواهد بود . ولتاژ خطا و جریان خطا را همچنین ولتاژ عیب و جریان عیب نام نهاده اند.
بنابراین حداکثر فشار الکتریکی تماس توسط VDE ، 65 ولت تعیین شده است. برای فشار الکتریکی تماس بالاتر بایستی به مقررات ایمنی توجه بیشتری مبذول داشته و در بعضی موارد فشار الکتریکی مجاز 42 ولت و 24 ولت می باشد. ولتاژ تماس بسیار کوچک خواهد بود که در عمل نیز چنین است. ولتاژ تماس تقریباً برابر ولتاژ فاز به زمین سیستم یعنی 220 ولت خواهد بود.
همانگونه که در بالا اشاره شد، حفاظت در برابر تماس به دو نوع متفاوت تقسیم می شود که در زیر به شرح آنها می پردازیم.
1 ـ حفاظت در برابر تماس مستقیم
تماس مستقیم به مفهوم تماس انسان با قسمت های برق دار تاسیسات الکتریکی در عملکرد سیستم است که برای حفاظت در مقابل آن بایستی پیش بینی لازم از نظر فیزیکی و الکتریکی بعمل آید.
2 ـ حفاظت در مقابل تماس غیر مستقیم
منظور از تماس غیر مستقیم آن است که هنگام بروز خطایی در سیستم احتمال دارد قسمت های فلزی وسایل الکتریکی که در حالت عادی برق دار نیستند، تحت تاثیر این خطا دارای ولتاز شوند و در اثر تماس با آنها در چنین مواقعی برق گرفتگی و شوک ایجاد شود. بنابراین رعایت نمودن حفاظت به شرح ذیل برای تماس مستقیم نمی تواند ایمنی لازم را در یک تاسیسات الکتریکی در حالت وقوع خطا تامین کند:
1) حفاظت توسط عایق کردن قسمت های زنده دستگاه
2) حفاظت توسط محفظه یا مانع
3) حفاظت توسط قرار گرفتن در خارج از دسترس
4) حفاظت توسط رله های حفاظت جان
بعنوان مثال در صورتی که عایق وسیله ی الکتریکی در اثر ضربه مکانیکی و یابالا رفتن درجه حرارت از بین برود، امکان دارد قسمت های زنده آن به بدنه فلزی وسیله مزبور اتصال پیدا کند و باعث ایجاد ولتاژ بدنه دستگاه و زمین شوند. همانند مثالی که در قبل گفته شد (مربوط به شکل (3)) بنابراین علاوه بر این که باید اصول و موازین لازم را جهت جلوگیری از تماس مستقیم یا قسمت های برق دار رعایت کرد، ضرورت دارد که از بروز ولتاژ های تماس بالاتر از حد مجاز جلوگیری بعمل آمد. این موازین و مقررات را که برای حفاظت جان افراد در مقابل تماس غیر مستقیم لازم است(موازین ایمنی اضافی) می نامیم .
طبق این موازین لازم است به محض وقوع خطا در سیستم، مدار الکتریکی مربوطه توسط عنصر حفاظتی اتوماتیک(مثلا فیوز یا کلید خودکار و ...) در زمان مناسبی قطع شود بطوری که احتمال عبور جریان غیر مجاز از بدن افراد از بین برود. همانطور که می دانید هر چه ولتاژ تماس بیشتر باشد، مدت زمانی که شخص می تواند آن را تحمل کند کاهش می یابد.
البته ولتاژ DC باید بدون ریپل باشد ؛ بنابراین خروجی یکسو کننده نیم موج یا تمام موج را نمی توان به عنوان ولتاژ مستقیم در نظر گرفت، بلکه چنین شکل موج های یکسو شده را باید بعنوان ولتاژ متناوب در نظر گرفت، منظور از ولتاژ مستقیم DC در جدول فوق ولتاژی است همانند ولتاژ صاف یک باطری است.
یکی از روشهای مقابله با برق گرفتگی در اثر تماس غیر مستقیم که هنگام بروز خطا در سیستم بوجود می آید ، زمین کردن سیستم الکتریکی است. البته در مورد سیستم های زمین نشده نیز روشهایی جهت حفاظت افراد از تماس غیر مستقیم وجود دارد که مورد بررسی قرار خواهدگرفت.
روش های حفاظت در مقابل برق گرفتگی
حفاظت الکتریکی: عبارتست از اقداماتی که باید در تاسیسات الکتریکی بعمل آورد تا اینکه خطرات ناشی از جریان برق باعث صدمه زدن به اشخاص ، حیوانات، دستگاها، مولدها، مصرف کننده ها و سیستم های حامل جریان نگردد.
اتصال های ناشی از جریان برق را عمدتاً به سه دسته می توان تقسیم نمود:
1 ـ اتصال بدنه که عبارتست از اتصال یکی از سیم های جریان برق به بدنه دستگاه
2 ـ اتصال کوتاه که عبارتست از دو سیم لخت که نسبت به هم دارای اختلاف پتانسیل الکتریکی می باشند(به یکدیگر) .
3 ـ اتصال زمین که عبارتست از اتصال یکی از سیم های جریان
برق به زمین
در شکل (4) انواع خطاها نشان داده شده است
اتصالیهای مذکور، معمولاً به دو صورت کامل و ناقص می تواند اتفاق بیفتد. اگر چنانچه اتصالی کامل باشد. به این معنی است که در محل اتصالی هیچ مقاومتی وجود ندارد و جریان بسیار زیادی که چندین برابر جریان مصرفی دستگاه است از این نقطه عبور می کند. اما اگر اتصال ناقص باشد، در محل اتصالی مقاومت وجود دارد بنابراین جریان اتصالی نسبت به حالت قبل کمتر است این نوع اتصالی اغلب خطرناک می باشد. زیرا به راحتی قابل تشخیص نیست، در هر مورد اتصالیهای گفته شده بایستی سیستم حفاظتی خاصی بکار برد.
انواع روشهای حفاظت در مقابل برق گرفتگی
1 ـ محافظت بوسیله عایق کاری
یکی از بهترین روش ها که متاسفانه در همه جا عملی نیست ، عایق کردن دستگاه با انسان در مقابل زمین است. امروزه ما وسایل خانگی زیادی را مشاهده می کنیم که ایزوله شده اند و بهمین سبب تصادفات تا حد قابل ملاحظه ای کاهش یافته است. در اطاقها با کف ایزوله شده احتیاجی به پریز مجهز به کنتاکت محافظ نبوده و بر عکس محل هایی که کف آن ایزوله نشده است( بخصوص آشپزخانه ها) بایستی حتماً پریزهای با کنتاکت محافظ مجهز باشند.
دو شاخه های با کنتاکت محافظ می توانند مورد استفاده هر دونوع مدل پریزهای قرار گیرد ، در تابلو ، خانه ها و محل هایی که ما را ملزم به قطع و وصل کلیدهای فلزی می کند وسائلی از قبیل فرش لاستیکی، کفش لاستیکی انسان را در مقابل تماس با فشار الکتریکی ایزوله می کند. دستگاههایی که بوسیله عایق کردن حفاظت می شوند دارای سیم های رابط بدون حفاظتی می باشند( مانند دستگاه های متحرک خانگی از قبیل جاروی برقی، ریش تراش ، چرخ گوشت، رادیو و ..)
2 ـ حفاظت توسط کلید محافظ
همانند فشار الکتریکی پایین در کلید محافظ نیز ازیک ترانسفورماتورایزوله استفاده می شود که در طرف اولیه تا 500 ولت و ثانویه تا 380 ولت مجاز است قدرت انتقالی 5/7 کیلو وات بازاء جریانی معادل 5/1 آمپر محدود شده است. در ضمن می توان فقط یک مصرف کننده به ترانسفور ماتور ایزوله اتصال نمود طرف ثانویه را نبایستی به زمین و یا نول متصل کرد. مزایای ایمنی قبل از هر چیز آن است که امکان استفاده همه ماشین های معمولی توسط اتصال به ترانسفورایزوله وجود دارد.
3 ـ حفاظت توسط سیم محافظ سیستم
کارگاه هایی که خود ، دارای دستگاههای تولید برق و یا پست های ترانسفورماتور را نمی توان به قسمت هایی که بمقدار تعلق دارد، بدنه یا قسمتی از اسکلت فلزی ساختمان و غیره ، توسط یک سیم مشترک محافظ اتصال نموده و به سیم زمین اتصال کرد که توسط آن بتوان از فشار الکتریکی تماسی بالا جلوگیری نمود.
زمین کردن شبکه بایستی خوب قابل رویت باشد و تمام تجهیزات نبایستی مقاومت زمین بیشتر از 2 اهم داشته باشد، اگر مقاومت زمین حتی با زمین کردن اضافی معادل 2 اهم نگردید بایستی فشارالکتریکی بین دو سیم محافظ و زمین توسط تعدادی رله کنترل گردد تا با حصول مرز 65 ولت دستگاهها بدون تاخیر زمانی قطع شوند در سیم های چند رشته ای سیم محافظت برنگ قرمز بوده و یا بدنه فلزی که مخصوص نصب روی دیوار می باشد mm2 5/2 × 20 با رنگ سیاه با خط سفید DIN40705 مشخص شده اتصال دارد.(شکل 6) هر دو ولتمتر وصل شده در حالت معمولی مقداری معادل 5/0 فشار الکتریکی فاز را نشان می دهد، در صورت بروز اشکالات عایقی و یا اتصال زمین و غیره، عقربه ها دارای حرکات غیر مساوی شده و یا سیگنال اتصالی را نشان می دهد ، بدون اینکه دستگاه ها بلافاصله قطع شوند در تاسیسات تولید آب و با کوره های ذوب کننده و غیره خیلی ضروری است که محل عیب را شناخته و مشخص نمود.بدون اینکه اختلالی در روند کار پیش آید، تا زمانی که فشار الکتریکی تماس از 65 ولت تجاوز ننماید، سطح مقطع نامی سیم محافظ بایستی متناسب با سطح مقطع خارجی باشد و نبایستی در سیم کشی ها محافظت شده از mm2 5/1 و در غیر اینصورت از mm2 4 تجاوز نماید.درشکل (6) می توان از ولتمتر ، لامپ سیگنال و یا دستگاه اعلام خطر اکوستیکی تشکل شود.
به گزارش 
