مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

1- فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه. 1

اثرات فيزيولوژي جريان بر روي بدن انسان.. 1

مقاومت الكتريكي بدن انسان.. 1

مقدار جريان مصدوم كننده. 3

مدت عبور جريان.. 4

مسير شدت جريان مصدوم كننده. 4

اثر فركانس‌.... 4

ولتاژ مجاز. 5

آسيب‌هاي برق‌گرفتگي.. 5

آسيب‌هاي خارجي.. 5

آسيب‌هاي داخلي.. 6

علل برق‌گرفتگي.. 7

حفاظت با استفاده از رله جريان نشتي به زمين.. 11

راه‌هاي جلوگيري از برق‌گرفتگي.. 12

محافظت به وسيله‌ي كليد ديفرانسيل جريان.. 13

كمك‌هاي اوليه به برق گرفته. 13

علت و چگونگي رساندن كمك‌هاي اوليه. 14

كمك‌هاي اوليه به شخص برق گرفته. 15

پس از جداسازي مصدوم از جريان برق:15

انواع تنفس مصنوعي.. 16

تنفس مصنوعي به روش هولكرنيلسون.. 16

تنفس مصنوعي به روش سيلوستر. 17

نجات شخص برق گرفته بر بالاي تير. 18

حفاظت الكتريكي.. 20

اتصال زمين.. 29

اصول زمين كردن حفاظتي.. 30

مقاومت اتصال زمين.. 31

سيستم‌هاي سه فاز كميسيون بين‌المللي الكتروتكنيك.... 32

سيستم TN... 33

سيستم TT.. 33

سيستم IT.. 33

تأثير عوامل محيطي به برق‌گرفتگي و يا بروز حريق.. 34

خطر برق‌گرفتگي در اثر تماس مستقيم و غيرمستقيم.. 35

جلوگيري از حادثه هنگام كار و نگهداري سيستم‌هاي فشار قوي.. 36

رعايت نكات ضروري و تدابير ايمني در سيستم‌هاي فشار ضعيف.... 36

استانداردهاي مقررات ايمني توزيع نيروي برق.. 38

تعاريف كلي.. 39

فهرست لوازم ايمني انفرادي.. 41

فهرست لوازم ايمني گروهي.. 41

لوازم ايمني گروهي.. 42

فازمتر فشار ضعيف.... 42

ولت چك يا فازمتر دوبل فشار ضعيف.... 42

فازمتر دوبل فشار متوسط... 42

فازمترهاي فشار متوسط يا قوي.. 43

چوب پرچ.. 43

تفنگ پرتاب سيم.. 44

طريقه استفاده. 44

فرش عايق.. 45

دستگاه اتصال زمين موقت... 45

مقرات ايمني قبل از انجام كار. 45

مقرارت ايمني حين انجام كار. 46

لزوم كنترل مرغوبيت وسايل و وضع و رعايت مقررات ايمني.. 46

مقررات ايمني و كنترل مرغوبيت وسايل در ايران.. 46

مقررات بين‌المللي ايمني و كنترل مرغوبيت... 47

علائم استاندارد. 47

مقدمه

ايمني به عنوان يك مقوله با اهميت در صنايع و تأسيسات و به خصوص براي افرادي كه با تأسيسات و تجهيزات كار مي‌كنند و راهبري دستگاه‌ها را به عهده دارند اولين شرط است زيرا فقط با تكيه بر ايمني در كار مي‌توان به تحقق برنامه اميدوار بود و هر برنامه‌ريزي توليد با توجه به ضرورت ماشين و بدون ايمني امري اجتناب‌ناپذير است. در مرحله‌ي اول در ميدان وسيع فعاليت‌ها و تنوع در فعاليت تأمين ايمني و جلوگيري از حوادث و تأمين اتمام فعاليت با تكيه بر عقل سليم است كه هميشه عوامل حوادث و خطرات را احساس مي‌نمايد ليكن بي‌برنامگي و عجله و كم‌انديشي باعث خطرات و حادثه‌ها مي‌شود كه قطعاً امري غيرعاقلانه و غيراقتصادي و كاملاً مردود است. پس در موفقيت و اجراي صحيح يك برنامه رعايت اصول ايمني لازم است و ايمني در آن بايد يك قانون و فرهنگ تلقي شود.

كتاب ايمني در برق با تشويق دانشجويان و اساتيد اهل فن گردآوري شده است و جهت تدريس در رشته برق صنعتي و تأسيسات الكتريكي تدوين شده است اميد است با راهنمايي‌هاي همكاران جهت رشد و شكوفايي عزيزان اين مرز و بوم اقدامات لازم صورت گيرد.

اثرات فيزيولوژي جريان بر روي بدن انسان

اثرات فيزيولوژي جريان‌هاي الكتريكي از مدت‌ها پيش با استفاده از تجارب زير مورد مطالعه قرار گرفته است:

الف) سوانح ناشي از صاعقه: از اين سوانح نمي‌توان نتيجه قطعي گرفت زيرا ضربه صاعقه و نوع جريان آن با جريان صنعتي اختلاف دارد.

ب) حوادث ناشي از تماس با سيم‌هاي برق: البته در اين‌جا مشاهدات كامل وضع برق‌زده كه منجر به مرگ مي‌شود امكان‌پذير نيست.

ج) اعدام با برق: چون مشاهدات جنبه‌ي كشتن مجرم را دارد اين عمل نمي‌تواند نتيجه عملي داشته باشد.

د) تجارب آزمايشگاهي روي حيوانات: تجاربي كه در آزمايشگاه‌ها روي حيوانات به عمل مي‌آيد مي‌تواند جنبه تأثير فيزيولوژي جريان‌هاي برق را روشن سازد. ولي نتايج حاصل كاملاً قابل تطبيق به انسان نمي‌باشد. مگر در مواردي كه مقدار جريان، نوع جريان و اثرات آن را تا حدي براي بدن انسان بتوان در نظر گرفت.

مقاومت الكتريكي بدن انسان

مقاومت بدن انسان در مقابل عبور جريان الكتريسيته در قسمت‌هاي مختلف بدن انسان متفاوت است. به طوري كه استخوان، پوست، چربي، غضروف نسبت به عضلات و خون مقاومت بيشتري را در مقابل عبور جريان الكتريسيته نشان مي‌دهد. بزرگ‌ترين مقاومت الكتريكي بدن در قشر پوست است كه فاقد عصب و رگ‌هاي خوني است كه آن را قسمت شاخي پوست مي‌نامند.

اين قشر در حدود 05/0 تا 2/0 ميلي‌متر ضخامت دارد كه مي‌توان آن را عايق (didectric ) ناميد. مقاومت كلي بدن انسان تا موقعي كه قشر شاخي سالم باشد، بستگي به مقاومت اين قشر دارد.

طبق تجاربي كه به عمل آمده است پوست خشك و سالم داراي مقاومت Ωk 10 تا Ωk 100مي‌باشد. در صورتي كه قشر شاخي پوست برداشته شود اين مقاومت به Ω800 تا Ω1000 تنزل پيدا مي‌كند. و در صورت از بين بردن قشر پوست مقاومت تا Ω600 تنزل مي‌يابد. مقاومت پوست بدن مقدار ثابتي نيست و بستگي به عوامل مختلف مانند موارد زير دارد:

الف) وضع پوست

ب) ولتاژ

ج) مقدار شدت جريان

د) سطح پوست و استحكام اتصال

با رطوبت و تعريق مقاومت الكتريكي پوست خيلي كم مي‌شود، هرقدر سطح تماس الكترودها بيشتر باشد اين مقاومت كمتر مي‌شود. در ولتاژ‌هاي كم بين 50 تا 60 ولت مي‌توان فرض نمود كه مقاومت پوست بدن نسبت معكوس با سطح تماس دارد، سفتي محل اتصال و فشار الكترودها به پوست مقاومت آن را تغيير داده و آن را كم مي‌كند. (شكل1- 1 )

اگر مدت عبور جريان زياد باشد، تعريق پوست به عمل آمده و كم شدن مقاومت مشاهده مي‌شود. تجربه نشان داده است كه اگر مقاومت بدن انسان در مقابل جريان 1/0 ميلي‌آمپري برابر Ωk 500 باشد، در مقابل جريان 10 ميلي‌آمپري به Ω8000 مي‌رسد.

ولتاژ بر پوست تأثير زيادي دارد به طوري كه ولتاژ طبقه شاخي پوست سوراخ شده و مقاومت پوست تقليل مي‌يابد.

اين اثر در پوست‌هاي نازك در ولتاژ 10 تا 30 ولت مشاهده مي‌شود. در ولتاژهاي 250 ولت و بيشتر مقاومت پوست بدن مانند پوست بدون طبقه شاخي عمل مي‌كند.

مقاومت بدن انسان مقاومت اكتيويست، از روي اسيلوسكوپ و واتمتر مي‌توان به اختلاف فازي كه بين شدت جريان و ولتاژ در موقع عبور جريان متناوب از بدن انسان به وجود مي‌آيد پي برد.

مقدار جريان مصدوم كننده

شدت جريان الكتريكي كه بستگي به مقاومت بدن انسان و مقدار ولتاژ دارد عامل اصلي شوك و مرگ انسان مي‌باشد. مقدار اين شدت جريان كه براي انسان بدون مخاطره باشد در فركانس‌هاي HZ50 و HZ60 در حدود mA10 و در جريان دايم mA50 است.

در جدول (1-1) نوع تأثير و مقدار جريان دايم و متناوب و تأثيرات فيزيولوژي آن ديده مي‌شود. اين جدول با مطالعه روي مصدومين برق و محاسبه شدت جريان پس از سانحه از روي رله و پارامترهاي شبكه به دست آمده است.

شدت جريانMA	جريان متناوب 60-50 هرتز	جريان دايم
6/0 تا 5/1	احساس عبور جريان- لرزش كم دستان	محسوس نيست
2 تا 3	لرزش شديد انگشتان دست	محسوس نيست
5 تا 7	تشنج دست‌ها	درد با خارش- احساس گرما
8 تا 10	دست‌ها به سختي تكان مي‌خورد ولي مي‌توان آن‌ها را از الكترودها جدا نمود، درد شديد در انگشتان و مفاصل دست‌ها، بي‌حسي‌دست‌ها	احساس تشديد گرما
11 تا 12	تشنج عضلات تا شانه‌ها ادامه يافته و درد شديدي احساس مي‌شود تماس با الكترودها را تا 35 ثانيه مي‌توان تحمل كرد	احساس تشديد گرما
13 تا 14	رها كردن الكترودها با اشكال امكان دارد و تماس با الكترودها را تا 15 ثانيه مي‌توان تحمل نمود.	احساس تشديد گرما
15	رها كردن الكترودها غيرممكن بوده است و تعريق دست‌ها به وجود مي‌آيد	احساس تشديد گرما
20 تا 25	دست‌ها ناگهان فلج شده و الكترودها را نمي‌توان رها كرد درد شديد عارضه گشته و تنگي‌نفس به وجود مي‌آيد.	احساس تشديد گرما انقباض كم عضلات دست
50 تا 80	بند آمدن نفس- لرزش بطن‌هاي قلب	احساس تشديد ازدياد گرما انقباض عضلات و تشنج سختي تنفس
90 تا 100	قطع تنفس- اگر بيش از 3 ثانيه طول بكشد قلب فلج شده و حركات بطن‌هاي قلب كند مي‌شود	بند آمدن نفس

 

مدت عبور جريان

مدت عبور جريان اهميت زيادي در مقاومت پوست دارد. زيرا به خاطر عبور جريان، در محل تماس، گرما به وجود آمده و اين گرما مقاومت الياف را كم كرده و سبب آسان شدن حركت يون‌ها از ميان مايعات سلول‌ها مي‌گردد. در صورتي‌كه مدت عبور جريان خيلي كم باشد، تأثير آن بستگي به وضع فعاليت قلب در زمان عبور جريان دارد كه بعد از بحث در مورد فيبريلاسيون قلبي اثر مدت عبور جريان بهتر مشخص مي‌شود.

مسير شدت جريان مصدوم كننده

به عقيده‌ي اغلب پژوهشگران مسير جريان نقش مهمي در اثر آن بر بدن انسان دارد، زيرا ممكن است اين جريان از قلب و سيستم تنفسي يا مغز عبور نمايد. يا اين‌كه بدون عبور از مغز و يا قلب اختلالات مراكز عصبي و تنفسي را سبب شود، مشاهدات تجربي مسير جريان به شرح زير مي‌باشد:

مسير جريان دست ← دست	3/3 درصد كل جريان از قلب مي‌گذرد
مسير جريان دست چپ ← پاها	7/3 درصد كل جريان از قلب مي‌گذرد
مسير جريان دست راست ← پاها	7/6 درصد كل جريان از قلب مي‌گذرد
مسير جريان پاها ← پا	4/0 درصد كل جريان از قلب مي‌گذرد

طبق جدول فوق مسير جريان و مقداري از جريان كه از قلب و يا سيستم تنفسي عبور مي‌كند بستگي به محل اتصال الكترودها دارد و ماكزيمم آن از دست چپ و پا نبوده بلكه از دست راست و پاها مي‌باشد.

در آزمايش‌هايي كه روي سگ به عمل آمده است مشاهده شده كه اگر الكترود اول به پاي جلو و الكترود دوم را به پاي عقب متصل كنيم در شدت جريان خيلي كم، قلب سگ آناً فلج مي‌شود. در صورتي‌كه اگر الكترودها زير فك پايين و پشت گردن سگ وصل گردد حتي بعد از عبور جريان 4/0 آمپر به مدت s30 فعاليت قلب سگ مختل نمي‌گردد و پس از قطع برق، تنفس دوباره برقرار مي‌گردد.

هم‌چنين تجربه نشان داده است كه سگ را نمي‌توان از پاهاي عقبي حتي در ولتاژ 960 ولت به مدت 12 ثانيه كشت. خرگوش‌ها با همين شرايط ولتاژ بين 180 تا 400 ولت را به مدت 5/0 تا 5/12 ثانيه مي‌توانند تحمل كنند. البته نمي‌توان گفت اگر چنين آزمايش‌هايي با همين شرايط روي انسان انجام گيرد ضرر جاني در بر نداشته باشد. به طور مثال ممكن است به خاطر عبور جريان از يك پا به پاي ديگر تشنج عضلات پا بوجود آمده و پس از اين‌كه انسان نقش زمين گشت مسير جريان از طريق دست و پا برقرار مي‌گردد.

اثر فركانس‌

به عقيده‌ي محققين با ازدياد فركانس، مقاومت الكتريكي بدن انسان كه داراي اثر خازني مي‌باشد كم مي‌گردد. زيرا در رابطهمي‌توان نتيجه گرفت كه با ازدياد فركانس مقدار جريان عبوري از بدن بيشتر خواهد شد. در صورتي كه تجارب عكس اين را ثابت مي‌كند.

به عقيده‌ي بيشترين محققين، فركانس‌هاي 50 تا 60 هرتز مهلك‌ترين فركانس براي انسان است و اگر اين فركانس را كم يا زياد سازيم خطرات مرگ را كمتر خواهيم كرد. آمار نشان مي‌دهد كه ژنراتورهاي فركانس بالا KHZ تا KHZ10 (لامپي/ ماشيني) به قدرت Ωk10 هرگز باعث مرگ نشده بلكه موجب سوختگي محلي شده‌اند، اما تأسيسات برقي كه ولتاژ آن‌ها بين 6 تا 10 كيلوولت بوده و با فركانس 500 هرتز كار مي‌كنند حوادثي را به وجود آورده‌اند كه موجب مرگ شده است.

ولتاژ مجاز

مسئله تعيين شدت جرياني كه از بدن انسان در چه شرايطي عبور مي‌نمايد تقريباً غيرممكن است. زيرا مقدار اين شدت جريان بستگي به عوامل مختلف متغيري دارد و شدت جريان بدون مخاطره را نمي‌توان پيش‌بيني كرد. در صورتي كه اگر ولتاژ را در نظر بگيريم بهتر مي‌توانم مخاطرات برق‌زدگي را بررسي نمود. مطابق استانداردهاي بين‌المللي ولتاژ الكتريكي به ضعيف، قوي و خيلي قوي تقسيم‌بندي مي‌شود. معمولاً در ولتاژ ضعيف پتانسيل هر يك از خطوط برق نسبت به زمين از 250 ولت تجاوز نمي‌كند ولي تجربه نشان داده است كه كاربرد كلمه ضعيف در اين‌جا صحت ندارد. زيرا مشاهده شده است كه دستگاه‌ها‌ي جوشكاري كه ولتاژ كمتري دارند در 65 ولت برق‌گرفتگي توأم با مرگ را به همراه داشته‌اند.

تجربه نشان داده است كه در ولتاژ بين 30 تا 40 ولت مرگ مشاهده نشده است ولي در موارد استثنايي مرگ با 12 ولت نيز ديده شده است. ولتاژ مجاز در كشورهاي مختلف متفاوت است و هر كشوري براي خود مقدار استانداردي را پذيرفته است. مثلاً در لهستان، چكسلواكي و سوئيس 50 ولت و هلند و سوئد 24 ولت و فرانسه براي جريان متناوب 24 ولت و جريان دايم 50 ولت مي‌باشد. در شوروي نسبت به شرايط محيط اين مقدار 12، 36 و 65 ولت پذيرفته شده است.

آسيب‌هاي برق‌گرفتگي

به طور كلي از نقطه‌نظر فيزيولوژي تأثير جريان بر بدن انسان، آسيب‌هاي برق‌گرفتگي به دو دسته خارجي و داخلي تقسيم مي‌شوند.

آسيب‌هاي خارجي

در اثر عبور جريان برق يا قوس الكتريكي در بدن ممكن است سوختگي بوجود آيد. تا ولتاژ حدود 1 كيلو ولت قوس الكتريكي ناشي از قطع مدار ممكن است باعث سوختگي گردد كه اگر از صدمات احتمالي به چشم صرف‌نظر گردد چندان اثري ندارد. ولي در شبكه‌هاي 10 تا 20 كيلو ولت قوس الكتريكي باعث سوختگي مي‌گردد. اين سوختگي بدين طريق ايجاد مي‌گردد كه شخص با نزديك شدن به تجهيزات برق فشار قوي فاصله تخليه الكتريكي را نسبت به خود كمتر از حد مجاز مي‌نمايد و از بدن انسان جريان شديدي در حدود چندين آمپر همراه با قوس الكتريكي مي‌گذرد كه عكس‌العمل آني ايجاد كرده و باعث دور شدن شخص از وسيله و در نتيجه قطع قوس و قطع جريان مي‌گردد.

آسيب‌هاي داخلي

- احساس عبور جريان:احساس عبور جريان بستگي به چگالي آن و محل ورود و خروج آن دارد. اگر الكترودها استوانه‌اي بين دو دست و به قطر تقريبي 3 سانتي‌متر باشند، حس عبور جريان در افراد مختلف متفاوت بوده و بين 1 تا 3 ميلي‌آمپر مي‌باشد. احساس ناراحتي از عبور اين مقدار شدت جريان خطري در بر ندارد. ولي ازدياد شدت جريان اثرات مختلفي دارد كه به ترتيب توضيح داده مي‌شوند.

- تشنج عضلات: به خاطر عبور جريان بين 7 تا 8 ميلي‌آمپر در عضلات بدن انقباض به وجود آمده و براي شدت جريان 10 تا 15 ميلي‌آمپر تشنج در دست‌ها طوري است كه نمي‌توان الكترودها را رها نمود و اين انقباض ممكن است به بازوها و پاها نيز برسد. در بعضي موارد انقباض عضله‌اي سبب قطع كنتاكت مي‌گردد و ممكن است شخص آسيب ديده ساير عضلات خود را كه كمي از عبور جريان متأثر شده‌اند بكار انداخته و خود را از محل تماس آزاد نمايد. اگر جريان به اندازه‌اي باشد كه باعث عدم كنترل ارادي عضلات شود، روي استخوان‌بندي اثر نموده و خطرناك مي‌باشد.

براي شدت جريان بيش از 25 ميلي‌آمپر، جريان در قفسه سينه از عضله قلبي عبور نموده و اگر قطع گردش خون بيش از 6 تا 8 دقيقه طول بكشد، سلول‌هاي عصبي تغذيه نشده و باعث مرگ مي‌گردد. اين پديده را كه از انقباض عضله‌اي به وجود مي‌آيد نبايد با قطع تنفسي كه از اثر شدت جريان روي مركز عصبي تنفس بوجود مي‌آيد اشتباه نمود.

- قطع تنفس: پس از قطع شوك الكتريكي مدتي تحريك عصبي قفسه سينه ادامه دارد و اگر تنفس مصنوعي داده نشود، مرگ به همراه خواهد داشت. به هر حال اضمحال ناگهاني مراكز عصبي فقط ناشي از شدت جريان‌هايي مي‌گردد كه از ناحيه‌ي عصبي عبور نمايند. در كنتاكت‌هاي عادي بين دست و پاها پديده ديگري قبل از حمله عصبي به وجود مي‌آيد كه آن را فيبريلاسيون (fibrilation ) قلبي مي‌گويند.

- فيبريلاسيون قلبي: اين حالت عبارت از اين است كه الياف قلبي به طور مغشوش منقبض شده و به عوض اين‌كه طپش قلب همزمان گردد اثر مؤثر تلمبه قلبي از بين رفته و حجم بطن قلب در اطراف مقدار متوسط تغييري نمي‌نمايد و تلمبه قلبي از كار مي‌افتد، در اين شرايط مغز و قلب ديگر تغذيه نشده و در عرض چند دقيقه مرگ فرا مي‌رسد.

آستانه تحريك فيبريلاسيون بستگي به مدت جريان دارد. در شكل (4-1) كه الكتروكار دياگرام از يك قلب معمولي را نشان داده، مدت زمان يك سيكل كامل 4/3 ثانيه بوده و مدت زمان بحراني T₁ نقش مهمي دارد. چون اگر شوك‌هاي كوتاه‌مدت در خارج از T₁ (T₁ را فاز نافرماني جزئي مي‌نامند) اتفاق بيفتد فيبريلاسيون ايجاد نمي‌شود. ولي اگر يك شوك به مدت كوتاه، تمام يا قسمتي از اين فاز T₁ را احاطه نمايد فيبريلاسيون شروع مي‌شود.

چون فاز T₁ حدود 20% زمان كل سيكل قلبي است، اگر وسيله‌اي ايمني به طوري تعبيه گردد كه جريان كنتاكت را با سرعت خيلي زياد قطع نمايد احتمال تطابق مدت شوك الكتريكي با اين مدت بحراني كم شده و به عبارت ديگر خطر برق‌گرفتگي از نظر فيبريلاسيون قلبي تقليل مي‌يابد. اگر تماس با وسيله برقي ايجاد شود و اين وسيله برقي در مدت زمان كمتر از msec30 (msec 160= T₁ ) ثانيه بتواند از مدار قطع گردد احتمال سانحه كمتر از كسر و حتي مي‌گردد.

پديده فيبريلاسيون قابل برگشت نيست مگر اين‌كه بلافاصله شوك مخالف الكتريكي با شدت جريان زيادي در ناحيه عضله قلبي داده و آن را به حركت در آورند تا قلب تپش عادي خود را از سر بگيرد. مدار تقريبي وسيله‌هايي كه براي دادن شوك به شخص برق گرفته به كار مي‌رود.

علل برق‌گرفتگي

در هنگام كار با برق در صورتي كه به طريقي جريان از بدن انسان بگذرد باعث برق‌گرفتگي مي‌شود. در اين قسمت به ترتيب مسيرهاي عبور جريان از بدن انسان نشان داده مي‌شود.

- برق‌گرفتگي در اثر تماس با دو فاز:هم‌چنان كه در شكل (6-1 ) نشان داده شده است. به علت تماس دو دست شخص با فاز R و S ولتاژ بين دو فاز به بدن وصل شده است و با اين‌كه شخص روي تير چوبي كار مي‌كند جريان زيادي از بدن شخص مي‌گذرد كه بدترين نوع برق‌گرفتگي است. در اين حالت فرض بر اين است كه نقطه نول به زمين وصل شده است.

- برق‌گرفتگي در اثر تماس با يك فاز: در اين حالت اگر شبكه نول به زمين وصل نشده باشد و به عللي عايق يكي از فازها خراب و در نتيجه فاز به زمين وصل شده باشد، اگر شخص به فاز ديگري دست بزند و زير پاي او عايق نباشد، جريان در مسير بين فاز S، بدن شخص، زمين و فاز T برقرار مي‌گردد. (شكل 7-1 )

- برق‌گرفتگي در اثر تماس با يك فاز : در اين حالت اگر شبكه نول به زمين وصل نشده باشد و شخصي كه روي زمين بدون عايق ايستاده است به فاز T دست بزند در صورت زياد بودن ولتاژ شبكه خازني هادي فاز S و R عبور مي‌كند.

هم‌چنان كه در شكل 8-1 ديده مي‌شود ولتاژ بين R و S با فاز T روي بدن شخص قرار مي‌گيرد. مقدار جريان عبوري بستگي به ولتاژ شبكه و مقدار خازن‌هاي سيم‌ها نسبت به زمين دارد.

- برق‌گرفتگي در اثر تماس با يك فاز : در اين حالت اگر شبكه نول به زمين وصل شده باشد در صورت تماس بدن شخص به فاز، جريان در مسير فاز T، بدن، زمين و سيم نول از بدن شخص عبور خواهد كرد.

- برق‌گرفتگي در اثر تماس با يك فاز : در اين قسمت نول به زمين وصل شده و شخص روي زمين غير عايق ايستاده است. اگر سيم محافظ كه بدنه دستگاه را به نول وصل مي‌كند قطع شده و يكي از فازها مانند T به بدنه دستگاه وصل شده باشد، جريان در مسير فاز T و بدنه دستگاه، بدن شخص، زمين و سيم زمين باعث برق‌گرفتگي مي‌گردد.

- برق‌گرفتگي در اثر تماس با بدنه دستگاه و فلز ديگر: در اين حالت اگر كف داراي عايق باشد و مانند حالت قبل سيم محافظ قطع شده و فاز به بدنه دستگاه وصل شده باشد جريان از مسير فازT، بدنه دستگاه، بدن شخص، فلز ديگري به زمين وصل است عبور نموده و باعث برق‌گرفتگي مي‌گردد. (شكل 11-1 )

- برق‌گرفتگي در اثر ولتاژ گام (قدم) :اگر به هر دليلي يكي از فازها به زمين وصل شود (يا به بدنه دستگاهي كه به زمين وصل است، اتصال كوتاه شود) ولتاژ فاز بر روي زمين مانند شكل (12-1) توزيع مي‌شود. بنابراين اگر شخصي بين نقطه A و B بايستد باندازه ولتاژ US روي بدن او ولتاژ قرار مي‌گيرد كه اگر مسايل ايمني در زمين رعايت نشده باشد همين مقدار ولتاژ كه به آن ولتاژ گام مي گويند نيز خطرناك است. در نيروگاه‌ها معمولاً براي از بين بردن خطر برق‌گرفتگي در اثر ولتاژ گام با قرار دادن ميله‌هاي افقي يا عمودي مقاومت زمين را طوري تغيير مي‌دهند كه شيب ولتاژ به صورت خطي در آمده و ولتاژ گام نيز از حد مجاز كه معمولاً 65 ولت است بيشتر نشود و يا اين‌كه با قرار دادن شبكه‌هاي فلزي در محدوده دستگاه، ولتاژ نقاط مختلف يكسان مي‌گردد كه به اين روش هم پتانسيل كردن مي‌گويند. براي اطلاعات بيشتر به فصل ششم كتاب (تجهيزات نيروگاه‌ها) نوشته مهندس سلطاني مراجعه نماييد.

- اصول زمين كردن حفاظتي: هدف از زمين كردن حفاظتي جلوگيري از برقرار شدن ولتاژهاي زياد و خطرناك روي بدنه فلزي وسايل و تجهيزات برقي نسبت به زمين است.

نوترال شبكه در پست توزيع به زمين متصل شده است و داراي مقاومت محدودي مثلاً 2 اهم نسبت به زمين است. در صورتي كه نقطهA در وسيله‌ي برقي يا بدنه دستگاه اتصالي پيدا كند ولتاژ 220 ولت نسبت به زمين روي بدنه برقرار مي‌شود كه بسيار خطرناك است. دقت كنيد اين‌گونه اتصالي موجب قطع فيوز نمي‌گردد و كسي از وقوع آن مطلع نمي‌شود. در صورتي كه شخصي روي زمين ايستاده با بدنه وسيله كه پيوسته بدون خطر فرض مي‌شود تماس حاصل كند دچار برق‌گرفتگي شديد خواهد شد.

حالا ببينيم اتصال بدنه به زمين چگونه خطر برق‌گرفتگي را دفع مي‌كند. فرض كنيد بدنه فلزي وسيله‌ي برقي به زمين متصل باشد و مقاومت اتصال آن نيز 2 اهم باشد. حالا به محض اتصال نقطه‌ي A به بدنه‌ي يك مدار برقي كامل از طريق فازR، نقطه اتصالي A، بدنه فلزي، اتصال به زمين نوترال كه داراي مقاومت كل 4 اهم است تشكيل مي‌شود كه جرياني برابر 55= 4 ÷ 220 آمپر را حمل مي‌كند كه سريعاً موجب قطع فيوز 10 آمپري مدار و قطع ولتاژ خطرناك از بدنه‌ي وسيله مي‌شود.

حالا وضعيت ديگري را در نظر بگيريد. فرض كنيد مقاومت‌هاي اتصال به زمين نوترال و بدنه هر كدام به جاي 2 اهم برابر 10 اهم است. در اين حالت مقاومت كل مدار اتصالي 20 اهم خواهد بود كه جرياني برابر 11= 20÷ 220 آمپر مي‌كشد كه البته قادر به قطع فيوز 10 آمپري نخواهد شد. در اين حالت بدنه وسيله برقي در ولتاژ 220 ولت باقي مي‌ماند و مي تواند موجب برق‌گرفتگي و هلاك افراد شود. بنابراين دقت كنيد كه كار حفاظت از طريق ايجاد مسيري با امپدانس كم براي جريان انجام مي‌شود به طوري كه جريان زيادي برقرار شود و سبب عمل كردن رله‌ها يا فيوزهاي حفاظتي كه حفاظت عليه بار اضافي را عهده‌دار هستند گردد.

- حفاظت عليه بار اضافي:اتكا به وسايل حفاظت عليه بار اضافي براي تأمين ايمني در موارد اتصالي زمين تنها در مواردي مجاز است كه جرياني كه در مدار برقرار مي‌شود حداقل سه برابر ظرفيت اسمي فيوز محافظ مدار و يا بيشتر از 5/1 برابر ظرفيت اسمي كليد خودكار محافظ باشد تا از قطع كردن به موقع آن اطمينان حاصل شود. حداكثر امپدانس مجاز مدار اتصالي زمين به ترتيب عبارتند از:

در معادلات بالا if و ich به ترتيب ظرفيت اسمي فيوز و كليد محافظ است.

حداكثر امپدانس مجاز مدار اتصالي زمين را براي مدار تكفازي كه با فيوز 10 آمپري و هم‌چنين براي مدار تكفازي كه با كليد خودكار 10 آمپري محافظت مي‌شود حساب كنيد.

براي مداري كه با فيوز محافظت مي‌شود:

براي مداري كه با كليد خودكار حفاظت مي‌شود:

در حالتي كه امپدانس مدار اتصالي زمين از حداكثر مقدار مجاز متجاوز گردد وسيله حفاظت عليه بار اضافي به احتمال زياد قادر به قطع مدار و رفع خطر نخواهد بود و در اين صورت بدنه فلزي دستگاه در ولتاژي نسبت به زمين باقي مي‌ماند. اگر اين ولتاژ بيش از 40 ولت باشد خطرناك است و در اين‌گونه موارد بايد براي حفاظت از رله‌هاي جريان نشتي به زمين استفاده كرد. در مثال اتصال زمين يك بخاري برقي تك فاز 2 كيلووات 220 ولت مطابق شكل 2-11 مقاومت بين الكترود زمين بست و ترمينال زمين خانه 3 اهم است (الكترود زمين خانه 2 اهم و الكترود زمين بست 1 اهم) مقاومت اتصالي و سيم‌ها قابل صرف‌نظر است. در صورت اتصالي،‌ آناً حفاظت كافي توسط فيوز حفاظتي 10 آمپري مدار تأمين مي‌شود.

براي تأمين حفاظت كافي، مقاومت كل مدار اتصالي نبايد از مقدار زير متجاوز گردد.

مقاومت بخاري برابر است با:

بسته به محل اتصالي ممكن است مقاومت كل مدار اتصالي از 33/7 اهم متجاوز گردد. فرض كنيد اتصالي در محلي كه تا انتهايي كه به فاز متصل است مقاومت X اهم است دارد اتفاق مي‌افتد.

بنابراين روشن است كه اگر اتصالي تا محل 73/4 اهم از انتهايي كه به فاز متصل است اتفاق بيفتد مي‌توان اطمينان داشت كه فيوز قطع و خطر رفع مي‌گردد. در صورتي كه محل اتصالي پايين‌تر از اين محل باشد احتمالاً فيوز عمل نمي‌كند و موجب رفع خطر نمي‌گردد. ولتاژ بدنه نسبت به زمين در اين حالت حداكثر مقدار خود را خواهد داشت. ولتاژ بدنه نسبت به زمين پست برابر است با:

 

ولتاژ بدنه نسبت به زمين مقدار ⅔ بالا است كه ولتاژي خطرناك است. لذا حفاظت با فيوز محافظ مدار عليه بار اضافي كافي نيست.

حفاظت با استفاده از رله جريان نشتي به زمين

در بسياري از موارد به علت سيم‌هاي زمين معيوب يا قطع شده و با افزايش مقاومت بين الكترود و زمين به علت خشك شدن زمين اطراف الكترود، مقاومت مدار اتصالي بيش از حد مجاز مي‌شود و در اين صورت لازمست از رله‌هاي جريان نشتي به زمين و كليدهاي خودكار براي قطع برق و رفع خطر استفاده كنيم. دو نوع كليد خودكار معمول يكي براساس ولتاژ بدنه دستگاه‌ها نسبت به زمين و ديگري براساس جريان نشتي زمين عمل مي‌كند.

- كليد قطع خودكار با استفاده از ولتاژ:اين روش محافظت در شكل 4-11 نشان داده شده است. اين كليد خودكار به صورت يك كنتاكتور روي برق ورودي قرار مي‌گيرد. سيم‌پيچ كنتاكتور بين سيم زمين كه بدنه همه وسايل برقي را به هم متصل نموده و الكترود زمين ساختمان متصل است. سيمي كه الكترود زمين را به سيم‌پيچ متصل مي‌كند عايق‌بندي شده است به طوري كه مانع نشت جريان به مسيرهاي ديگري شود. كنتاكتور را طوري طرح‌ريزي مي‌كنيم كه در صورتي كه ولتاژي در حدود 40 ولت بين سيم زمين و الكترود برقرار شود جريان كافي در مدار سيم‌پيچ جاري شود و سبب باز شدن كنتاكتور گردد.

براي كسب اطمينان از درست كار كردن كليد آن را به مداري براي آزمايش مجهز مي‌كنيم و هرچند يك بار آن را مورد آزمايش قرار مي‌دهيم. با فشار بر دكمه آزمايش ولتاژي برابر 40 ولت به سيم‌پيچ اعمال مي‌گردد كه بايد موجب قطع كنتاكتور گردد. و با برداشتن انگشت از دكمه، مدار به حالت كار برمي‌گردد.

- كليد قطع خودكار با استفاده از جريان نشتي به زمين: اين روش مطابق شكل 5-11 است.

به طوري كه ملاحضه مي‌كنيد در اين روش دو سيم‌پيچ ثانويه روي فاز و نوترال پيچيده شده و به طور موازي متصل شده‌اند. در حالت عادي كه سيستم اتصالي ندارد و جرياني به زمين نشت نمي‌كند جريان‌هاي فاز و نوترال برابرند. مجموع جريان ثانويه القايي صفر مي‌شود و هيچ‌گونه جرياني از مدار سيم‌پيچ كنتاكتور نمي‌گذرد. در صورت بروز اتصالي، قسمتي از جريان فاز از طريق اتصال زمين بر مي‌گردد و جريان نوترال كمتر از جريان فاز مي‌شود كه موجب برقراري جرياني در مدار سيم‌پيچ و باعث تحريك آن و باز شدن كنتاكتور مي‌شود. براي كسب اطمينان از درست بودن كليد خودكار آن را به مدار آزمايش مجهز مي‌كنيم. با فشار بر دكمه آزمايش جريان مناسب در مدار سيم‌پيچ برقرار مي‌شود كه بايد موجب قطع مدار گردد. با برداشتن انگشت از دكمه آزمايش مدار به حالت كار بر مي‌گردد.

راه‌هاي جلوگيري از برق‌گرفتگي

براي جلوگيري از برق‌گرفتگي معمولاً راه‌هاي زير پيشنهاد مي‌شود:

- حفاظت به وسيله‌ي سيم زمين: در اين روش مانند شكل (13-1 ) براي ولتاژهاي تا حدود 1 كيلو ولت، بدنه‌ي دستگاه‌هاي موجود در محل كار يا منزل به زمين وصل مي‌شوند. در صورت اتصال فاز به بدنه دستگاه‌ها جريان زيادي از زمين عبور كرده و از طريق زمين به نول برق وصل مي‌شود كه اين جريان زياد باعث سوختن يا پريدن فيوز دستگاه مي‌شود. مقاومت زمين را با قرار دادن تسمه، ميله و يا لوله در زمين طوري بايد تغيير داد كه در هنگام اتصال كوتاه و عبور جريان از زمين ولتاژ بدنه‌ي دستگاه از 65 ولت تجاوز نكند.

- محافظت به وسيله‌ي سيم نول: در جاهايي كه امكان زمين كردن موجود نباشد بدنه دستگاه را به سيم نول وصل مي‌كنند. در صورت اتصال فاز به بدنه دستگاه جريان زيادي از طريق فاز، بدنه‌ي دستگاه و سيم نول از فيوز عبور كرده و باعث سوختن يا پريدن فيوز مي‌گردد. در روش جديد به جاي اتصال بدنه‌ي دستگاه به سيم نول در هر نقطه از پشت تابلو برق، سيمي به نول وصل كرده و با بقيه‌ي سيم‌ها وارد ساختمان مي‌نمايند و در هر نقطه، بدنه‌ي دستگاه به اين سيم وصل مي‌شود. اين به خاطر جلوگيري از احتمال جابجايي سيم فاز و نول در دستگاه مي‌باشد.

- محافظت به وسيله‌ي كليد محافظ ولتاژ عيب

 

محافظت به وسيله‌ي كليد ديفرانسيل جريان

- حساسي كم:در اين نوع كليدها كه معمولاً براي محافظت موتورها بكار مي‌رود كليد سر راه موتور قرار مي‌گيرد و ساختمان طوري است كه در حالت عادي جريان‌هاي سه فاز فلوي مؤثري را به وجود نمي‌آورند و ولتاژي در ثانويه القا نمي‌گردد. ولي اگر زماني فاز به بدنه متصل شده باشد و مقاومت زمين طوري باشد كه ولتاژ روي بدنه از 24 يا 65 ولت بيشتر شود و شخصي با بدنه‌ي دستگاه تماس حاصل نمايد جرياني از بدن او عبور كرده و جرياني هم از طريق سيم زمين عبور مي‌نمايد، در اين حالت تعادل جريان فازها به هم خورده و ولتاژي در سيم‌هاي ثانويه بوجود مي‌آيد كه رله را بكار انداخته و كنتاكتور اصلي را از كار مي‌اندازد.

- حفاظت به وسيله‌ي مدار مجزا: در محل‌هايي كه امكان زمين كردن، نول كردن و قرار دادن كليدهاي محافظ وجود نداشته باشد از ترانسفورماتور جدا كننده استفاده مي‌شود.

- حفاظت در مقابل رعدو برق: در منازلي كه در مناطق كوهستاني هستند يا ارتفاع آن‌ها خيلي زياد است در پشت‌بام برق‌گير كه شامل ميله‌اي است نصب شده و به وسيله‌ي سيمي به زمين وصل مي‌گردد تا در هنگام رعدو برق جرقه به ميله‌ي برق‌گير اصابت كرده و ولتاژ آن از طريق زمين شدن خنثي گردد.

كمك‌هاي اوليه به برق گرفته

هم‌چنان كه قبلاً توضيح داده شد به طور كلي آسيب‌هاي برق‌گرفتگي عبارتند از: خفگي، سوختگي و از كار افتادگي قلب در اثر شوك الكتريكي يا فيبريلاسيون. بنابراين تا قبل از رسيدن دكتر به محل (تنفس مصنوعي) بهترين روش ممكن مي‌باشد.

به طوري كه معلوم است قبل از دو دقيقه از بيهوشي بايد تنفس مصنوعي را شروع نماييد. اگر بعد از 4 دقيقه تنفس مصنوعي را شروع نماييد امكان بهبودي براي مصدوم كم است. ولي باز بايد اين عمل را شروع كرد و ادامه داد. حتي مصدوم‌هايي ديده شده‌اند كه نيم ساعت بعد از بيهوشي به آن‌ها تنفس مصنوعي داده شده و به هوش آمده‌اند.

1. شخص را از محل اتصال برق جدا كنيد.

2. چنان‌چه تنفس شخص آسيب ديده قطع شده است تنفس مصنوعي بدهيد.

3. ضمن ادامه تنفس مصنوعي پزشك را خبر كنيد.

4. ممكن است شخص برق گرفته در اثر عبور شدت جريان از داخل بدن دچار سوختگي شده باشد در اين موارد وقت را براي التيام سوختگي تلف نكنيد.

در شكل 1 ميزان خطرات جريان برق در حالات مختلف نشان داده مي‌شود.

 

 

 

 

 

هنگام تنفس مصنوعي به نكات زير توجه كنيد:

- مواد زايد را از دهان بيمار خارج كنيد.

- دستتان را به پشت گردن بيمار تكيه داده و سر او را به ملايمت به طرف عقب فشار دهيد.

- فك پايين بيمار را از ناحيه گردن به جلو فشار دهيد تا اطمينان حاصل شود كه زبان او راه تنفس را مسدود نكرده است.

- دهانتان را كاملاً باز كرده و نفس عميق بكشيد. سوراخ‌هاي بيني بيمار را با دست گرفته لب‌هاي خود را به دهان بيمار بچسبانيد و سپس به ملايمت بدميد تا شش‌هاي او پر شود.

- دهان خود را از روي دهان بيمار برداشته به حركت سينه او دقت كنيد هنگامي كه سينه بيمار كاملاً بالا آمد (اگر حركتي مشاهده نشد به ملايمت روي سينه او فشار دهيد) عمل دميدن را دو بار تكرار كنيد تا بيمار خودش به تنفس ادامه دهد.

علت و چگونگي رساندن كمك‌هاي اوليه

كمك اوليه يعني مراقبت سريع و موقتي از قربانيان حوادث، سوانح و بيماري‌هاي ناگهاني تا رسيدن پزشك.

شايد معناي ديگر اين كلمه تفاوت مابين مرگ و زندگي باشد مابين استعلاج سريع و بستري شدن طولاني و مابين عدم توانايي سريع مصدوم دايم باشد. در هر صورت كمك‌هاي اوليه اگر به طور صحيح انجام گيرد نه تنها ناراحتي‌هاي حاصله را در مورد مصدوم رفع مي‌كند بلكه كار پزشك را نيز كه جهت درمان بيمار احضار مي‌شود آسان‌تر مي‌سازد.