2.Bezpieczeństwo Urzytkowania Urządzeń Elektrycznych - skrypt.doc

BEZPIECZEŃSTWO UŻYTKOWANIA URZĄDZEŃ ELKTRYCZNYCH

Do użytku wewnętrznego.

2005

Spis treści

Przedmowa……………………………………………………………………..…………....5

1.Wstęp…………………………………………………………………………..…………..7

              1.1 Rodzaje zagrożeń……………………………………………………...............7

              1.2. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy………………….……………....10

              1.3. Kwalifikacje osób zajmujących się eksploatacją

              urządzeń elektrycznych……………………………………………………….…..12

2. Działanie prądu elektrycznego na organizm człowieka………………………..14

              2.1. Wstęp              …………………………………………………………...................14

              2.2. Wpływ rodzaju prądu na skutki rażenia…………………………………....14

              2.3. Wartości progowe………………………………………………...................16

              2.4. Zmiany w organizmie              ………...…………………………………………......19

3. Ochrona przeciwporażeniowa …………..………………………………………....21

              3.1. Wstęp………………………………………….……………………………....21

              Układy sieciowe……………………………………………….…………………...23

              Rodzaje ochron i środków ochrony przeciwporażeniowej…………...………..26

              Wymagania dotyczące szybkiego odłączenia……………………………….....33

              Niektóre oznaczenia stosowane w ochronie przeciwporażeniowej……….….37

              Zakres i metodyka badania ochrony przeciwporażeniowej…………………...38

4. Oddziaływanie pól elektromagnetycznych i promieniowania………………...46

              4.1. Wstęp              ……………………………………………………………………….46

              4.2. Pole elektromagnetyczne w otoczeniu człowieka              ………………………..47

              4.3. Wpływ pola elektromagnetycznego na organizm człowieka ……………52

              4.4. Zagrożenia związane z innymi źródłami promieniowania …….…………58

                            4.4.1. Promieniowanie podczerwone …….……………………………..58

                            4.4.2. Promieniowanie nadfioletowe……………………………………..59

                            4.4.3. Promieniowanie laserowe………………………………………….60

                            4.4.4. Promieniowanie jonizujące………………………………………...61

                            4.4.5. System ochrony radiologicznej………………………………...….62

5. Zagrożenia związane występowaniem elektryczności statycznej……...........64

              5.1. Wstęp……………………………………………………………....................64

              5.2. Następstwa i zagrożenia……………………………………………………..65

              5.3. Zapobieganie elektryczności statycznej……………………………………68

              5.4. Ładunki elektrostatyczne na człowieku…………………………………….70

              5.5. Odporność urządzeń i elementów elektronicznych na ESD……………..74

6. Bezpieczeństwo użytkowania komputerów……………………………………...78

              6.1. Wstęp…………………………………………………………………………..78

              6.2. Uziemienia……………………………………………………………………..79

              6.3. Ochrona przed porażeniem w instalacji elektrycznej

              sieci komputerowej…………………………………………………………………81

              6.4. Zagadnienia ochrony przed promieniowaniem

              w otoczeniu monitorów komputerowych………………………………………...83

              6.5. Zalecenia dla stanowisk pracy z monitorami ekranowymi…………….…86

7. Ochrona przed skutkami łuku elektrycznego…………..……………….............89

              7.1. Wstęp………………………………………………………………................89

              7.2. Szkody i zniszczenia powodowane łukiem………………………....... ......90

              7.3. Systemy ochrony od zwarć łukowych………………………………… …...91

8. Ochrona przeciwprzepięciowa…………………………………………...…… …...97

              8.1.Wstęp………………………………………………………………….…....97

              8.2. Wymagania ogólne ochrony zewnętrznej………………………….......98

              8.3. Ochrona wewnętrzna……………………………………………………101

              8.4. Strefowa koncepcja ochrony…………………………………………...104

              8.5. Elementy i układy ochrony przeciwprzepięciowej……………………109

9. Zasady stosowania urządzeń elektrycznych w strefach

zagrożonych wybuchem………….………………………………………………..113

              9.1. Klasyfikacja przestrzeni stref zagrożenia wybuchowego…………....113

              9.2. Wymiary stref zagrożenia wybuchowego…………………………......115

              9.3. Zasady doboru urządzeń………………………………………….........116

              9.4. Zasady eksploatacji……………………………………………………...121

10. Bezpieczeństwo użytkowania w aspekcie certyfikacji urządzeń…........126

              10.1. Warunki dopuszczenia urządzeń do stosowania…...………………126

              10.2. Europejski system oceny wyrobów i usług…………………….........127

              10.3. Tendencje w zakresie normalizacji międzynarodowej……………...129

              10.4. Badania kompatybilności elektromagnetycznej…………………..…131

11.Zakończenie……………………………...……………………………………….133

Załącznik „Postępowanie przy ratowaniu osób

Porażonych prądem elektrycznym”…………………………………………….......135

Literatura………………………………………………………….…………..............144

Normy i przepisy………………………………………………….…………………...145

Przedmowa

Skrypt Bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elektrycznych zawiera wiadomości z dziedziny zasad bezpiecznego użytkowania urządzeń elektrycznych i elektronicznych zarówno z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkownika, jak i bezpieczeństwa urządzenia. W skrypcie omówiono zagadnienia zagrożeń i sposoby ochrony ludzi i urządzeń przy obsłudze urządzeń elektrycznych, elektroenergetycznych, oddziaływanie pól elektromagnetycznych, ochrony przed szkodliwym promieniowaniem, zagrożeń związanych z występowaniem elektryczności statycznej oraz bezpieczeństwo użytkowania komputerów.

Odrębne rozdziały poświęcono ochronie przed łukiem elektrycznym, ochronie przeciwprzepięciowej i zasadom stosowania urządzeń elektrycznych w warunkach zagrożenia wybuchowego. Zagadnienia bezpieczeństwa i higieny pracy zostały przedstawione w aspekcie obowiązujących norm i przepisów przy uwzględnieniu europejskiego systemu certyfikacji i dyrektyw. Na końcu skryptu podano spis literatury, pozwalającej na poszerzenie zakresu wiadomości będących przedmiotem opracowania.

Skrypt został napisany jako materiał pomocniczy do przedmiotu „Bezpieczeństwo użytkowania urządzeń elektrycznych" dla studentów Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH, ale może być również wykorzystany w procesie dydaktycznym przy realizacji tematyki „Bezpieczeństwo i higiena pracy"' oraz „Bezpieczeństwo użytkownika urządzeń elektrycznych" znajdującej się w programach większości uczelni i szkół technicznych.

1. Wstęp

1.1. Rodzaje zagrożeń

Podczas eksploatacji urządzeń elektrycznych mogą wystąpić różnego rodzaju zagrożenia, zależnie od budowy urządzeń i odbiorników energii elektrycznej, sposobu wykonania instalacji, dopasowania urządzeń elektrycznych do warunków technicznych i otoczenia panujących w miejscu zainstalowania urządzeń oraz od umiejętności personelu obsługującego te urządzenia. Można wymienić następujące niebezpieczeństwa związane z obsługą urządzeń elektrycznych:

- możliwość porażenia prądem elektrycznym;

zagrożenie ludzi i urządzeń działaniem łuku elektrycznego;

- możliwość eksplozji niektórych urządzeń, szczególnie znajdujących się w pobliżu obsługi, jak np. bezpieczników, półprzewodnikowych przyrządów mocy, wyłączników instalacyjnych;

- niekontrolowany start, (samorozruch) silnika;

- pożar lub wybuch, którego bezpośrednią przyczyną może być nieodpowiedni dobór urządzenia, nieodpowiednie zabezpieczenie od zwarć i przeciążeń, zastosowanie palnych materiałów izolacyjnych;

- awarie mechaniczne, np. jako skutek rozbiegania się nieobciążonego silnika szeregowego prądu stałego itp.

Większość zagrożeń występujących przy użytkowaniu urządzeń elektrycznych jest powodowana przez niewłaściwy stan izolacji elektrycznej odbiorników i urządzeń, jej uszkodzenie lub spadek jej rezystancji, tzw. efekt starzenia się materiałów izolacyjnych w trakcie użytkowania.

Na stan izolacji ma wpływ:

- oddziaływanie elektryczne, w tym. wyładowania atmosferyczne;

- oddziaływanie mechaniczne, siły zewnętrznej, drgań itp.;

- oddziaływanie środowiska: temperatury, wilgotności, promieniowania UV;

- działanie środków chemicznych i biologicznych,

Ogólnie rozróżnia się trzy rodzaje skutków uszkodzenia izolacji:

1)        zwarcie do obudowy,

2)        zwarcie międzyprzewodowe,

3)        zwarcie do ziemi.

Każde takie uszkodzenie izolacji może objawić się jako zwarcie pełne lub niepełne, o ile zwarcie do obudowy określa się jako niebezpieczne ze względu na zagrożenia porażeniowe, to zwarcie międzyprzewodowe lub doziemienie kwalifikuje się jako zagrożenie pożarem. Najczęściej występującym zagrożeniem dla użytkownika urządzeń elektrycznych jest niebezpieczeństwo porażenia prądem elektrycznym.

Na rysunku 1.1 pokazano kilka typowych przypadków rażenia prądem elektrycznym wskutek nieprzestrzegania zasad pracy w pobliżu linii elektroenergetycznych.

                                          a                            b                                          c                                          d

Rys. 1.1. Typowe wypadki porażenia występujące przy napowietrznych liniach elektroenergetycznych; a) zwarcie wysięgnika dźwigu z linią; b) nieprawidłowe użycie drabiny metalowej; c) nieuwaga przy budowie; d) przenoszenie długich przedmiotów przewodzących

Dla obiektów, w których znajdują się urządzenia i instalacje elektryczne można określić miejsca, w których ludzie narażeni są na niebezpieczeństwo porażeniowe. W miejscach 'tych konieczne jest ograniczenie możliwości, dostępu osób lub odpowiednie ograniczenie wartości napięcia, które może spowodować przepływ prądu rażeniowego tzw. napięcia dotykowego (rażeniowego). Zostało to podane w tabeli. 1.1.

Poważnym zagadnieniem związanym z bezpieczeństwem użytkowania urządzeń elektrycznych i. elektronicznych lub przebywaniem w pobliżu tych urządzeń jest działanie pól elektromagnetycznych. Różnorodność pól elektrycznych i elektrostatycznych występujących w otoczeniu człowieka, ich różny charakter i wartości występujących natężeń, powodują szereg trudności w ocenie ich. oddziaływania na organizm ludzki.

Dlatego też należy rozpatrywać oddzielnie zagadnienia oddziaływania pól stałych i wolnozmiennych występujących np. przy urządzeniach elektroenergetycznych, pól przemysłowych oraz pól wysokiej częstotliwości występujących obecnie powszechnie podczas użytkowania komputerów lub telefonii komórkowej.

Trudności w ocenie skutków ekspozycji operatorów na pola elektromagnetyczne

wynikają m.in.z:

-                      jednoczesnego oddziaływania pól z różnych zakresów częstotliwości,

-                      złożonego przebiegu czasowego pól,

-                      dodatkowego oddziaływania innych czynników obciążających organizm, (np. napięcie psychiczne, wymuszona nieruchoma postawa ciała)

Zakłócenia procesu produkcji czy zagrożenie pożarowe lub wybuchowe związane być mogą z elektrycznością statyczną i dotyczą na ogół specyficznych przypadków występowania tego zjawiska w niektórych środowiskach przemysłowych.

Tabela 1.1

Miejsca, w których na stanowiskach dostępnych obowiązuje ograniczenie napięć dotykowych