INSTRUCIUNI DE PROTECIA MUNCII SPECIFICE LABORATORULUI ACIONRI ELECTRICE

edinele de lucrri se in numai n prezena cadrului didactic. ntruct tensiunea de alimentare a meselor de lucru este de 3x380 V, 50 Hz, se impune

respectarea normativelor n vigoare referitoare la lucrul n instalaii sub tensiune. Cadrul didactic este obligat s execute semestrial instructajul de protecia muncii, iar studenii vor lua not de aceasta, sub semntur pe fia individual de protecia muncii. Nu se admite intrarea n laborator a studenilor dect dup efectuarea instructajului pentru protecia muncii, verificarea acestui instructaj completarea i semnarea procesului verbal contrasemnat de instructor.

Studenii vor executa doar acele montaje indicate n ndrumarul de laborator sau de ctre cadrul didactic. naintea nceperii efecturii montajului precum i naintea oricrei modificri a acestuia, se verific daca ntreruptoarele care fac legtura cu reeaua sunt deschise, respectiv cordonul de alimentare scos din priza.

Se examineaz aparatele de msur i dispozitivele de reglaj pentru a se depista eventualele defeciuni evidente i. pentru a fi nlocuite

Montajul se efectueaz cu cordoane bine izolate, de lungime adecvat, iar bornele trebuie bine strnse. Circuitele parcurse de cureni mari vor fi realizate cu conductoare de seciune corespunztoare evitndu-se nclzirea acestora la curentul de lucru.

Papucii sau terminalele conductoarelor nu trebuie s fac scurtcircuite sau contact electric la masa metalic a aparatelor.

Conductoarele de legtur se aranjeaz astfel nct s nu mpiedice manevrarea dispozitivelor de comand i reglaj sau citirea aparatelor de msur i s nu ating pri mobile.

Dup executarea conexiunilor se vor ndeprta din vecintatea montajului conductoarele i aparatele nefolosite, precum i alte obiecte metalice (urubelni, patent, etc.).

Studenii care au de manevrat ntreruptoare reostate etc , trebuie s se asigure n prealabil c nu vor atinge cu o alt parte a corpului pri metalice aflate sau nu sub tensiune (borne, carcase, caloriferul, centura de punere la pmnt, etc).

Conectarea montajului la sistemul trifazat (introducerea mai nti a fiei n priz urmat de acionarea ntreruptorului pe poziia nchis) se va realiza dup efectuarea legturilor din montaj (nu exista astfel pericolul electrocutrii).

Conectarea la tensiune a montajului iniial sau a montajului modificat se face de ctre studentul responsabil cu alimentarea sau de ctre cadrul didactic dup ce n prealabil acesta a verificat montajul realizat de studeni.

Studentul care urmeaz s pun schema sub tensiune (sau cadrul didactic) este obligat s avertizeze colegii din grupa de lucrri despre aceast intenie i s nu efectueze conectarea dect dup ce s-a asigurat c nimeni nu vine n contact cu prile instalaiei.

Supravegherea funcionrii montajului se face de asemenea de ctre cadrul didactic. Toate montajele realizate vor utiliza module de comanda asigurndu-se n acest mod protecia automat n cazul unor manevre greite

n timpul ncercrilor experimentale instalaiile nu trebuie suprasolicitate la tensiune sau curent pentru a nu le defecta i a nu provoca accidente.

Se va reine c n timpul lucrului n montajele alimentate prin autotransformatoare exist

pericol de electrocutare cnd primarul este conectat la tensiunea de 220 V, chiar daca tensiunea de ieire de la AT este de valoare mica sau nula, ntruct AT nu separ circuitul de ieire de cel de intrare. n consecin pentru a preveni o eventuala electrocutare a operatorului nu este suficient aducerea n poziie zero a cursorului AT, ci este obligatorie deconectarea primarului de la tensiunea de 220 V. Din aceleai motive, tensiunea de la reea se va aplica la bornele marcate corespunztor ale primarului i anume: faza la ,,220 V" i nulul la ,,0, cursorul fiind adus n prealabil n poziia 0"

Este interzisa modificarea schemei aflate sub tensiune. De asemenea nu se va modifica aranjarea aparatelor din montaj ct timp acesta se afla sub

tensiune pentru a se evita atingerea prilor metalice sau desfacerea conexiunilor. Nu se las montajul n funciune nesupravegheat La apariia oricrui defect de natur electric sau mecanic se deconecteaz imediat tensiunea

de alimentare i se anun conductorul lucrrilor. n cazul apariiei unor defeciuni n funcionarea modulelor de protecie depnrea acestora se

va realiza de la caz la caz de personal specializat al unitii. La terminarea lucrrii, n primul rnd se deconecteaz montajul de la sursa de alimentare prin

acionarea ntreruptorului; apoi se desfac, legturile de la sursa de alimentare (tablou, priza, sursa de c.c.) pentru a se evita situaia n care s-ar putea efectua o nou manevra de conectare a sursei Aceasta ar nsemna punerea sub tensiune a montajului pe neateptate ceea ce ar putea provoca accidente sau deteriorri de aparate.

1. Cauzele producerii accidentelor electrice Accidentele electrice se clasifica n electrocutri i arsuri electrice.

Electrocutrile se produc: a) prin atingere direct, n care o parte a organismului intr n contact direct cu prile

conductoare aflate sub tensiune, cu elemente ale instalaiilor electrice scoase de sub tensiune, ns rmase ncrcate cu sarcini electrice datorit capacitilor (care nu sunt descrcate dup deconectare) sau cu elementele instalaiilor electrice scoase de sub tensiune, dar aflate sub o tensiune indus pe cale electromagnetic sau electrostatic de alte instalaii aflate sub tensiune (prin omiterea legrii la pmnt a elementelor deconectate).

b) prin atingere indirect, n care contactul se face cu elemente ale instalaiilor electrice care normal nu sunt sub tensiune (carcase, suporturi metalice), dar care intr sub tensiune datorit unui defect (deteriorare a izolaiei, conturnare, desprindere de conductoare), elementele altor categorii de instalaii, intrate sub tensiune datorit unor influente electromagnetice sau electrostatice.

c) prin tensiunea de pas, la care electrocutarea apare ca urmare a contactului cu dou puncte de pe sol aflate la poteniale electrice diferite ca urmare a scurgerii prin pmnt a unui curent (fig. 1).

Arsurile electrice se produc n diverse situaii de scurtcircuit, la nlocuirea siguranelor n timp ce n reea exist un defect, care n-a fost nlturat, la deconectarea separatoarelor aflate sub sarcina , etc.

Arsurile electrice se produc pe de o parte datorita cldurii provocate de cldura mare dezvoltat de arcul electric, iar pe de alt parte datorit curentului de intensitate mare, care trece prin corp.

2. Efectele fiziologice ale curentului electric asupra organismului La trecerea curentului electric printr-un organism viu pot s apara urmatoarele efecte fiziologice:

ocuri electrice; arsuri i metalizri ale pielii; paralizia muchilor periferici; fibrilaia muchiului cardiac.

Efectele fiziologice ale curentului depind de intensitatea, frecvena, durata i traseul curentului electric prin corp.

ocurile electrice sau electrocutrile se datoreaz aciunii curentului electric asupra sistemului nervos i asupra organelor interne i se manifesta prin zguduiri sau comoii, pierderea cunotinei, pierderea temporar a auzului i a vocii, fibrilaia sau oprirea inimii.

Electrotraumatismele constau n arsuri i metalizri ale pielii, adic ptrunderea n tegument a metalului topit.

Limita maxima a intensitii curenilor nepericuloi este de 10mA pentru curentul alternativ de frecventa industriala i de 50mA pentru curent continuu. Un curent alternativ de peste 50mA, care trece prin organism un timp mai mare de 0,1-0,2 s poate provoca un accident mortal.

Curentul continuu n gama 1-3mAcc nu este periculos pentru organism, n gama 10-15mAcc provoac paralizia muchilor periferici, n gama 25-50mAcc provoac paralizia muchilor toracelui cu senzaia de sufocare i n unele cazuri chiar fibrilaia muchiului cardiac (adic pulsaia inimii cu 300-400 bti/minut, ceea ce determin inima s nu-i mai ndeplineasc rolul de pomp de vehiculare a sngelui la nivelul plmnilor i astfel se produce moartea prin sufocare).

Curenii mai mari de 50mA, provoac fibrilaia muchiului cardiac i dac nu se intervine la timp pentru acordarea primului ajutor se produce moartea prin electrocutare.

Curentul alternativ avnd frecventa de 40-60Hz este cel mai periculos, din cauz c la aceste frecvene se produc convulsii care fac ca omul s nu se mai poat elibera de sub aciunea curentului

de valori relativ mici. La frecvene mai mari de 400KHz nu se mai produc ocuri, ns efectele se manifest sub forma arsurilor.

Dac durata de trecere a curentului este mai mic de 0,1-0,2 s, orice valoare a intensitii curentului este nepericuloas. Aceasta deoarece fibrilaia muchiului cardiac se produce dac se acoper toata zona critica de 0,15s din ciclul cardiac ce este de 0,75s. Deci se poate evita moartea prin electrocutare daca exist dispozitive de protecie ultrarapide.

Valoarea curentului electric I, care trece prin corp depinde de tensiunea electrica U, la care este supus corpul i rezistena total a corpului omenesc Rh.

Rezistena totala a corpului este suma rezistentei de contact la intrarea curentului, rezistena organismului i rezistentei de contact la ieirea curentului. Rezistena corpului este datorat n cea mai mare parte pielii.

Rezistena Rh este diferit pentru fiecare persoan pe de o parte i variaz la aceeai persoan n anumite condiii, pe de alt parte.

Daca pielea este intacta i uscata, Rh = 40.000-100.000 Daca pielea este umed, Rh = 600-1.000, iar la nlturarea epidermei sau strpungerea

acesteia ( n cazul n care U > 60-100 V), Rh devine 200. La verificarea eficacitii msurilor de protecie se consider rezistena omului Rh= 3.000,

n cazul atingerilor indirecte i Rh= 1.000 n cazul atingerilor directe. Rezistena de contact depinde de felul ncperii, astfel se disting:

ncperi foarte periculoase (umiditatea aerului este peste 97%, medii corozive, temperatura ambianta peste 350C) ;

ncperi periculoase (pardoseala este bun conductoare de electricitate, de genul placi metalice, pmnt, beton, mediu ambiant cu temperatura ntre 25-350C, umiditatea relativ ntre 75-97%) ;

ncperi puin periculoase (ncperi uscate, cu pardoseala din materiale electroizolante).

3. Determinarea curentului electric ce trece prin corp Valoarea curentului electric care trece prin corp la atingerea unui element aflat sub tensiune

depinde de tipul reelei la care este racordat elementul respectiv. Valoarea maxima a curentului se obine atunci cnd se ating concomitent dou elemente cu

tensiuni diferite, deoarece atunci intervine doar rezistena corpului . La atingerea unui singur element aflat sub tensiune pe de o parte apare tensiunea fata de

pmnt, care este mai mic dect tensiunea ntre faze, iar pe de alt parte intervine i rezistena de punere la pmnt.

Msurile de protecie sunt diferite pentru reelele de joasa tensiune i de nalt tensiune. Se considera reele de joasa tensiune acele reele pentru care tensiunea dintre o faza i nul este de pn la 250V sau acele reele cu tensiunea ntre faza i nul de pn la 1000V, dar care au neutrul izolat fata de pmnt.

Reelele cu neutrul legat la pmnt Reelele trifazate legate la pmnt au punctul neutru al sursei de alimentare legat la pmnt

printr-o priza de pmnt de exploatare. Punctul neutru legat la pmnt se numete punct de nul sau nulul reelei.

La atingerea unei faze, curentul care se scurge prin om, prin pmnt i prin priza rezistenei de exploatare Ro este:

Dar Ro=4, iar Rh=1000 rezulta c

Deci chiar daca tensiunea este mica, curentul care se stabilete poate fi mortal. Din aceast cauz este necesar s se foloseasc echipamente de protecie.

Reele cu neutrul izolat fa de pmnt La atingerea unei faze a reelei izolate, curentul se nchide prin om, prin pmnt i prin

rezistentele de izolaie fa de pmnt. ntr-o reea trifazat cu neutrul izolat fa de pmnt sarcinile pe cele trei faze sunt echilibrate, iar diferena de potenial ntre punctul neutru i pmnt este egal cu zero.

Daca un om va atinge o faz intr-o poriune neizolat , reeaua se va dezechilibra i punctul neutru se va afla la un potenial U0 fata de pmnt.

Curentul rezultant care se nchide prin rezistenele de izolaie va fi:

Considernd ca limita curentului nepericulos este Ih = 0,01A, pentru a fi evitat pericolul de electrocutare trebuie ca rezistena de izolaie fa de pmnt a fiecrei faze s fie Riz=63000.

Se observa c, n cazul reelelor izolate, intensitatea curentului ce trece prin om poate fi limitat la valori nepericuloase, dac rezistena de izolaie a reelei se menine la valori corespunztoare. Din acest motiv reelele izolate se folosesc acolo unde pericolul de electrocutare este mare.

Descrcri capacitive Atingerea direct a unor elemente care fac parte din circuitele curenilor de lucru poate fi

periculoas, chiar dac elementele respective sunt scoase de sub tensiune n momentul atingerii. Valoarea tensiunii reziduale U0 n instalaiile de curent continuu este egal cu tensiunea

reelei, iar n instalaiile de curent alternativ depinde de procesul tranzitoriu de deconectare, putnd atinge chiar valori egale cu dublul valorii maxime a tensiunii.

Daca un om este izolat fa de pmnt i atinge dou conductoare aflate la tensiunea reziduala U0, curentul care se nchide prin corp are valoarea:

unde C este capacitatea ntre cele dou conductoare. Se observ c nainte de a lucra cu elemente conductoare, nu este suficient numai

deconectarea lor, fiind necesar scurtcircuitarea i legarea lor la pmnt, astfel nct s se descarce reeaua de sarcinile electrice remanente.

4. Masuri de protecie a) La atingerea direct:

construirea utilajelor astfel nct elementele de sub tensiune s nu fie accesibile atingerii ntmpltoare;

folosirea de tensiuni reduse; folosirea de covoare electroizolante; folosirea de mijloace individuale de protecie, mnui, cizme de protecie; folosirea de indicatoare de avertizare, interzicere i informare (de genul : Sub

tensiune. Pericol de electrocutare!!) ; limitarea influentelor electrostatice i electromagnetice.

b) La atingerea indirect Se poate discuta de mai multe tipuri de protecie: prin legare la pmnt, prin legare la nul, prin

deconectarea automat la tensiunea de atingere. 4.1. Protecia prin legare la pmnt

Protecia prin legare la pmnt este o metod de protecie des ntlnit n practic, pentru evitarea pericolului de electrocutare prin atingeri indirecte, datorit simplitii constructive i preului de cost sczut.

Se consider o reea trifazat cu neutrul legat la pmnt printr-o priz de exploatare. De la aceasta reea se consider alimentat un consumator (motor trifazat de c.a.). Dac carcasa metalica a echipamentului electric este legata la pmnt, la un defect de izolaie fa de carcas, curentul de defect se nchide prin rezistena prizei de pmnt i rezistena prizei de exploatare.

Pentru ca curentul de defect s treac prin Rp i nu prin Rh se impune ca Rp < 4. Legarea la pmnt se face printr-un conductor izolat i printr-un ru de diametru d = 50mm

i o lungime l = (1500-2500) mm, deoarece se considera ca la o asemenea adncime n pmnt umiditatea este persistent asigurnd o rezistena foarte mic.

In cazul n care un om se afl pe carcasa utilajului electric i cu picioarele la un potenial nul, tiind ca rezistena prizei de pmnt este mult mai mica dect rezistena corpului, tensiunea de atingere este determinata de curentul de defect Isc i rezistena legturii la pmnt Rp.

Tensiunea de atingere U are valori n gama 24-65V. 4.2. Protecia prin legare la nul

Protecia prin legare la nul este cea mai rspndit n practic i se aplic la reelele trifazate cu neutrul sursei de alimentare legat la priza de pmnt.

n cazul reelelor trifazate cu neutrul legat la pmnt se poate realiza protecia prin legarea nulului de protecie de la carcasa la nulul de lucru.

Legarea carcasei echipamentului electric prin intermediul nulului de protecie la nulul de lucru are ca urmare, n cazul unui defect de izolaie, producerea unui scurtcircuit ntre faza defect i nulul reelei. Curentul de scurtcircuit trebuie s topeasc fuzibilul siguranei sau s determine declanarea ntreruptorului automat care protejeaz sectorul defect (deci conductorul de nul de protecie trebuie s aib o seciune suficient de mare pentru a suporta acel curent ).

in care

este tensiunea fazei defecte

este impedana conductelor fazei defecte, de la sursa pn la locul defectului este impedana conductorului de nul prin care se nchide curentul de defect.

Se folosete platband zincat, care din motive de protecie suplimentara ( n cazul cnd conductorul s-ar ntrerupe) se leag n anumite puncte la instalaia prizei de pmnt, crendu-se astfel ci suplimentare de trecere a curenilor de defect.

La receptoarele monofazate nu se va lega conductorul de nul la carcasa, deoarece n cazul ntreruperii accidentale a acestuia, carcasa primete tensiunea fazei prin receptor. Din acest motiv conductorul de nul de protecie va fi diferit de conductorul de nul de lucru.

Pentru protecia receptoarelor trifazate se folosete dubla protecie prin legarea la pmnt i legarea la nul.

n laborator poate avea loc electrocutarea numai prin atingere directa. n acest sens montajele vor fi efectuate de la receptor ctre surs, ultima etapa fiind cea de conectare la tensiune. 4.3. Protecia prin deconectare automata la tensiunea de atingere

Aceasta protecie se aplica att n reelele cu neutrul izolat, cat i n cele cu neutru legat la pmnt.

ntre carcasa echipamentului protejat i pmnt se conecteaz un releu de tensiune, prin intermediul unei prize de pmnt auxiliare (figura 6).

La apariia unei tensiuni de atingere periculoasa, releul de tensiune acioneaz asupra ntreruptorului automat al receptorului. 4.4. Protecia prin deconectarea automat la curent de defect

Acest tip de protecie se poate aplica reelelor cu neutrul izolat sau pus la pmnt. Protecia se realizeaz cu un releu de curent alimentat de un transformator homopolar, cu trei

transformatoare de curent montate n paralel sau cu un transformator de curent montat pe conductorul de nul (figura 7).