Actiunea curentului electric prin organismul uman

Efectele curentului electric reprezinta un pericol iminent pentru organismul uman. Aceste efecte depind de mai multi factori: Caracteristicile fiziolegice ale organismului Modul de lucru ( uscat sau umed ) Relatia timp curentNumeroase situatii au pus in evident valori periculoase si valori admisibile ale intensitatii curentului, la frecvente diferite, corespunzatoare diveselor durate de actiune a curentului electric. De ce efectele curentilor relativ mici, pentru durate sub 10s, la frecvente de 50/60HZ consta in : Furnicaturi usoare (0,5 mA) Acuzatii suparatoare, cu mentinerea contracurentului muscular (6 mA) Limita de desprindere de elemental aflat sub tensiune (10 mA) Dificultate respiratorie (15 mA) Limita de paralizie respiratorie (30 mA)Riscurile de imposibilitate a desprinderii, oprire a respiratiei sau de fibrilatie cardiaca ireversibila cresc proportional cu durata trecerii curentului prin organism fapt prezentat in figura urmatoare.

0,1102050100200500100020006000t[m/s]100000,20,5125102050100500100020005000I [mA]c2c0c1b1234

In zona 3 (intre curbele b si c1) nu se manifesta afectiuni organice dar sunt probabile contractii musculare,dificultati de respiratie,perturbatii reversibile ale functionarii inimii.In zona 4 pe langa efectele corespunzatoare zonei 3,posibilitatea de fibrilatie este: circa 5% intre curbele C1 si C2 sub 50% intre curbele C2 si C3 peste 50% incepand de la curba C3Gradul de pericol al actiunii curentului electric se evalueaza deci in primul rand prin relatia temperature curent un rol important revine insa si traseul curentului prin corp.Avand in vedere ca valorile intensitatii curentului nu sunt aplicabile direct,mai ales in cadrul masurilor preventive de protectie si ca tensiunea aplicata corpului este determinate de intensitatea electrica sau stabilirea unor valori admisibile pentru tensiunea de contract in functie de durata trecerii curentului.Tensiunea limita de securitate (UL) reprezinta tensiunea maxim admisibila pentru care nu exista un risc major. Este considerata 50V pentru medii uscate ,25 V pentru medii umede.In tabelul de mai jos se prezinta ca exemplu durata maxima in care o persoana poate suporta o tensiuneTensiune de contact prevazuta25507590110150220280

Durata[s]UL = 50V50,60,450,350,270,170,12

UL = 25V50,480,30,250,180,10,050,02

Prize de pamant.Tipuri de prize

In cadrul masurilor de protectie a personalului de mentenanta si exploatare fata de actiunea curentului electric care s-ar putea stabili accidental prin organism,un rol important revine stabilirii intentionate a legaturii retelelor electrice cu prizele de pamant.Prizele de pamant sunt constituite din electrozi ingropati in pamant si dispusi intr-o anumita configuratie bine stabilita inca din faza de proiectie.Prizele de pamant se impart in urmatoarele categorii: prize naturale prize artificial prize mixtePrizele de pamant naturale utilizeaza elementele conductoare ale constructilor aflate in legatura directa si permanenta cu pamantula caror retea prezinta continuitatea electrica: armaturile metalice ale fundatiilor stalpi metalici sau din beton armat conductele ce transporta fluide necombustibile(ex:conductele de apa) invelisurile metalice ale cablurilor electrice pozate in pamantAceasta categorie de prize de pamant nu necesita investitii suplimentare in instalatii.Prizele de pamant artificiale sunt instalatii special realizate,constituite dintr-un electrod (cazul prizelor simple) sau printr-un ansamblu de electrozi ingropati in pamant si legati conductiv intre ei (cazul prizelor multiple).Realizarea prizelor de pamant artificiale se facecu ajutorul electrozilor metalici de forme diferite (teava,bara,placa).La prizele de pamant artificial o atentie deosebita trebuie acordata protectiei anticoroziva a componentelor prizelor.In functie de modul de dispunere a electrozilor ce intra in configuratiea prizelor artificial deosebim: prize artificial orizontale prize artificiale vertical prize artificiale combinateSolutia constructive a prizelor de pamant depinde in principal de rezistivitatea solului din zona de amplasare astfel incat sa se obtina valori cat mai mici ale rezistentelor de dispersie aferente prizelor respective.In practica se folosesc frecvent prizele mixte obtinute prin legarea in parallel a prizelor naturale cu prizele artificial

Priza de pamant simpla

Acest tip de prize este utilizata in instalatiile electrice si este constituita dintr-un electrod. in vederea simplificarii calculelor explicative o prize de pamant simpla e modelata printr-un electod emisferic de raza ,,r cu baza la suprafata solului prin care se scurge la pamant curentul pe punere la pamant (p) si un electrod de raza emisferic infinita prin care se inchide curentul.

rxV=ctdxfig. 1Ip

VXVXVPUP

Solul se amesteca omogen cu rezistivitatea (p)de valoare constanta.Curentul de punere la pamant (p) se distribuie uniform in pamant si simetric in directie radiala iar densitatea de current la o anumita distant (x) de central electrodului se determina utilizand urmatoarea expresie.P = (1)P = intensitatea de curent A/m2p = curentul de punere la pamantEste evident faptul ca densitatea de current scade rapid cu cresterea distantei XIntensitatea campului electric stationar care ia nastere in pamant,caracterizat prin diferenta de potential intre diversele puncte este data de gradientul de curent si cu rezistivitatea soluluiEP = P * jP = (2)Liniile intensitatii campului electric coincid cu liniile densitatii de curent si cu razele sferei.Suprafetele echipotentiale in sol sunt emisferice iar liniile echipotentiale pe suprafata solului sunt cercuri concentrice cu electrodul potentiabil unui punct de pe suprafata solului la o distanta X de central electrodului se determinaVX = * jP * dx = * = VP * VP = * (3)reprezintra potentialul pamantului situate la distanta x fata de central electroduluiDin exp (3) se observa ca potentialul variaza dupa o lege hiperbolica intre o valoare maxima (obtinuta pe electrod) si o valoare minima (aproximativa la o distanta foarte mare de electrod).Practic aproape intreg potentialul se distribuie pe o distanta de 20 m fata de electrod (delimitand asa numita zona de influenta aprizei de pamant).Dincolo de zona de influenta a prizei se poate considera o zona de potential nul in care densitatea de curent in sol devine negrijabila.Conductorul de legatura cu pamantul se va gasi deci la potentialul Vp care poate fi periculos pentru o persoana care vine in contact cu acesta.Diferenta de potential dintre punctele de pe suprafata solului pot prezenta deasemenea un pericol iminent pentru oameni si animalele caror picioare ating pamantul in 2 puncte situate la o anumita distanta.Diferenta dintre cele 2 puncte poarta denumirea de tensiune de pas care reprezinta de fapt diferenta de potential dintre cele 2 puncte.Diferenta fiind asimilata ca fiind legata ca pasul unui an.Aceasta distanta se apreciaza ca fiind aproximativ 0,8 m.O asemenea diferenta de potential este periculoasa pentru animalele a caror marime a pasului este importanta astfel incat in cazul cailor pericolul este accentuat de prezenta potcovelor care realizeaza un contact foarte bun cu solul.Tensiunea de pas este maxima in vecinatatea electrodului si scade pe masura departarii de electrod.Tensiunea dintre electrod si zona de potential nul poarta denumirea de tensiune a prizei de pamant (Up).Corespunzator tensiunii prizei de pamant se defineste rezistenta de dispersie a prizei de pamant la trecerea unui curent electric cu ajutorul urmatoarei relatii:rP = [] (4)Rezistenta prizei de pamant reprezentata prin rezistenta electrica intre electrozii prizei de pamant si zona de potential nul.Rezistenta electrodului si eventual rezistenta de contact intre electrod si sol sunt neglijabile.In cazul electrodului emisferic valoarea rezistentei de pamanat se determina:rp = (5)Pentru alte configuratii ale electrozilor expresile de calcul ale rezistentei prizei de impamantaresunt diferite,toate insa fiind de forma:rp = * K (6) = rezistivitateaK = factor geometric ce tine seama de forma, dimensiunile si amplasarea electrodului.Distributia potentialelor si formelor liniilor echipotentiale se modifica in imediata vecinatate a electrodului afferent prizei de pamant apropiindu-se de cele corespunzatoare emisferei electrodului numai la distante mari.De exemplu rezistenta la dispersie pentru un electrod cilindric (teava) cu diametru ,,d si lungimea ,,l avand caracteristic faptul ca lungimea este mult mai mare decat diametru ingropat in pamant in pozitie vertical la o distanta de 0,5 m fata de suprafata solului se determina utilizand urmatoarea expresie:rp = (lg + + ) (1)

lhfig. 1l/2l0d

h0 =0,5mExpresia 1. este valabila in situatia in care se respecta relatia:h= h0+l/2In situatia in care distanta de la electrod pana la nivelul solului este egala cu zero vom avea:rp = ln (2) h0 = 0In cazul prizelor de pamant simple realizate dintr-o placa metalica de diametru ,,d asezata pe sol valoarea rezistentei de dispersie se determina cu relatia rp = [] (3)Ca ordin de marime de ex. rezistenta unei prize vertical formata dintr-o tava cu diametru de 5 cmsi lungimea de 2 m.Poate varia intre 2 si 40 in functie de rezistivitatea solului.Pentru situatii uzuale chiar la valori medii ale rezistivitatii solului aceasta rezistenta are o valoare mult prea mare in raport cu cerintele de functionare a instalatiei.

Prizele de pamant multiple

Priza multipla este formata din mai multi electrozi legati in parallel si constituie situatia uzuala in vederea obtinerii unor rezistente echivalente ale prizei de pamant la valori mici utilizandu-se in acest sens un consum minim de material.Tot specific prizelor multiple este faptul ca in cazul lor are loc a nivelelor a distributiei potentialelor in zona de montare.La distante mari intre electrozi (practice peste 40m)distributiile de potential a electrozilor sunt independente.Acest aspect este prezentat in figura 1

ldI1I2x > 40mIPUIPfig. 1

fig. 2ldx < 40mIPUULa distante mici intre electrozii campului de dispersie ale curentilor se suprapun, iar potentialul fiecarui electrod este constituit din potentialul propriu at de curentul care il parcurge si de potentialele incluse de campurile celorlalti electrozi rezultand in final o curba de potential rezultant al prizei multiple a carei forma depinde de distanta dintre electrozi precum si de forma,numarul si dispunerea electrozilor aferenti prizei.Aceste aspect sunt prezentate in figura 2.

Datorita legaturii electrice dintre electrozii potentialelor lor sunt intotdeauna aceleasi.Rezistenta echivalentaa prizei formata dintr-un numar de ,,n electrozi identici neglijand resistenta conductoarelor de legatura este data de urmatoarea relatie Rp= n = numarul de electrozi ce intra in configuratia prizei multipleu = factor de utilizare ce ia in considerare cresterea rezistentei de dispersie a electrozilor datorita interactiunii campurilor( cresterea densitatii de curent pe partea dintre electrozi).Factorul de utilizare depinde de forma,dimensiunile,numarul si dispunerea electrozilor valoarea sa scazand concomitent cu cresterea numarului de electrozi si cu miscorarea distantei dintre electrozi.La proiectarea si dimensionarea instalatiilor de inpamantare factorul de utilizare se alege din tabele de valori standardizate pentru structurile practice.La prizele multiple se recomanda ca distanta dintre electrozi sa fie cat mai mare (poate dublu lungimii electrodului) valoarea minima este egala cu lungimea electrodului,constituind un caz de exceptie.La priza de pamant multiple distanta relative mare dintre electrozi mai vizeaza reducerea efectului ecranare reciproca intre electrozi.

Prizele de pamant naturale

Prizele de pamant naturale pot fi apreciate uneori din punct de vedere al valorii rezistentei prin asimilare cu prizele artificial.De exemplu : un stalp metallic sau din beton armat se asimileaza cu o prize de pamant vertical cu sectiunea circulara echivalenta (considerand diametru echivalent al partii metalice).Tinand cont de aceste precizari val rezistentei se determina utilizand urmatoarea expresie:

rp = = rezistivitatea solului [mm2/m]d = diametru partii metalice

Prize de pamant mixte

Prizele de pamant mixte se obtin prin legarea in parallel a unei prize artificial (a carei rezistenta este Rpa) si a unei prize naturale a carui rezistente este RRP.Schematic rezistenta celor doua prize (artificiala si naturala) si modul de legare este prezentat in figura 2.

RprRpnRezistenta echivalenta a celor doua prize arificiala si naturala se determina cu ajutorul relatiei:

+ + = = Amplasarea pe sol sau punerea la pamant

Pentru orice obiect conductiv in legatura cu pamantul simple amplasate pe sol sau o punere la pamant se poate defini similar unui electrod al prizei de pamant a rezistentei de trecere o legatura accidentala la pamant sau la masa a unui element din circuitele curentilor de lucru ale unei instalatii este caracterizata in cazul general pintr-o rezistenta de trecere la locul defectului () in cazul cel mai defavorabil al unui contact la pamant sau la masa se considera ca rezistenta de trecere la locul defectului tinde catre valoarea ,,0. In multe calcule privind electrosecuritatea personalului de exeploatare sau mentenanta de trecere in cazul contactului natural al unei personae cu solul se considera pentru simplificare inclusa in rezistenta corpului Rn.

Contactul electric accidental al personalului de exploatare cu elementele instalatiilor electrice

Contactul electric accidental al unui individ cu daua puncte la care exista un potential diferit poarta denumirea de atingere accidentala. Atigerea poate avea loc cu o parte a corpului omenesc sau prin intermediul unui corp modil conductor.Atingerile accidentale se pot clasifica in doua categorii: atingeri directe atingeri inidirecteAtingerea directa reprezinta contactul cu obiectele conductive din circuitele curentilor de lucru si a echipamentelor sau instalatiilor electrice ( ex: cai de curent, barele de distributie si record).Atingerea directa poate avea loc in urmatoarele situatii: caile de curent, echipamentele si instalatiile sunt aflate sub tensiune echipamantele si instalatiile electrice ramase incarcate capacitive dupa deconectare ( ex: condensatoarele sau linii electrice) atingerea unor instalatii si echipamente electrice scoase de sub tensiunea de lucru dar aflate sub o tensiune indusa datorita unor influente electromagnetice sau electrostatce produse de alte echipamente si instalatii invecinate ( instalatii electrice)Atingere indirect reprezinta contactul cu un element conductive care nu face parte din circuitul curentilor de lucru ( deci nu se afla sub tensiune ), dar care poate intra accidental sub tensiune cum ar fi: carcasele, ingradirile sau elementele de sustinere metalice intrate accidental sub tensiune ca urmare a unui defect in instalatia electrica in special prin deteriorarea izolatiei ruperea sau desprinderea conductoarelor sau descarcarea electrica conducte de fluide intrate sub tensiune indusa de tip electrostatic sau electromagnetic elemente conductive diverse aflate in contact cu alte elemente intrate accidental sub tensine puncte de pe sol sau pardoseala care au potentiale periculoase sau doau puncte de pe sol aflate la potentiale diferiteIn situaltie amintite corpul emenesc devine element al unui circuit electric care se inchide intre doua puncte cu potentiale diferite ale instalatiei, fie direct fie prin intermediul pamantului.Tensiunea aplicata accidental corpului omenesc este definite in general tensiune de contact. Atingere simultana cu ambele picioare a doua puncte aflate in potentiale diferite pe sol in urma unei scurgeri de curent ( ex: in apropiere unei prize de pamant parcurse de curent sau a unui conductor al retelei electrice cazute la pamant) este caracterizata prin tensiune de pas in functie de modul cum se inchide circuitul electric se deosebesc: atigere bipolar atingere unipolaraAtingere bipolar se defineste prin contactul simultan cu doua elemente isolate fata de pamant aflate la potentiale diferite ( raportate la un punct de referinta oarecare) circuitul electric inchizandu-se numai prin corp. Daca omul este izolat fata de pamant fara a mai intervene nici un alt element limitator al curentului.Atingerea unipolara se defineste prin contactul concomitant cu un alt element conductive aflat sub tensiune si pamantul sau cu un obiect metallic oarecare in contact electric cu pamantul ( ex: conductele de fluide, elementele de constructive ). In cazul unei astfel de atingeri circuitul se inchide prin corp ( longitudinal si transversal) prin pamant la neutral sursei de alimentare din retea sau la celelalte faze ale retelei electrice, curentul fiind limitat de rezistenta de izolatie a retelei, de rezistenta solului precum si de situatia din retele in momentul atingerii ( ex: regim normal de functionare sau regim de avarie).Valorile tensiunilor de contact pot atinge valori perpendicular mergand pana la tensiunea de faza sau tensiunea de linie a retelei sau chiar depasind aceste valori ( aceasta situatie specifica regimurilor de defect).Intensitatea curentului electric prin organism poate atinge valori periculoase daca nu sunt luate masuri preventive.Un mare pericol il prezinta chiar pentru personalul calificat si instruit,atingerile indirecte deoarece aparitia tensiunilor accidentale pe elementele conductive care nu fac parte din circuitele curentilor de lucru ne este nici previzibila,nici semnalizabila iar probabilitatea atingerii lor este foarte mare.Valoarea intensitatii curentului electric care strabate organismul uman in cazul unei atingeri accidentale este diferita in functie de configuratia retelelor electrice.Aceasta valoare a intensitati curentului electric depinde in particular (cu exceptia atingeriilor bipolare directe) si de sistem de legare la pamant.

Atingerea accidentala in retelele electrice cu neutrul izolat

Intr-o retea electrica cu neutrul izolat in raport cu pamantul (sistemul de inalta tensiune) la atingerea simultana a unei faze si a pamantului,circuitul curentului prin organism se inchide la retea prin impendantele corespunzatoare celorlalte 2 faze.Atingerea unei faze poate avea loc direct (ex: racordul cu un conductor al retelei sau cu bornele unui echipament electric ca in figura 1.a) dar se refera si la atingerea indirecta realizata prin contactul cu elementele aacidentale sub tensiune ca urmare a unui defect de izolatie (in fig 1.b).

111111RizRizRizRizRiza)b)123Fig. 1

Schema echivalenta privind atingerea accidentala este prezentata in fig.2 in ipoteza impendantei de izolatie egale pentru cele 3 faze.Pornind de la schema echivalenta se poate determina intensitatea curentului electric prin organismul uman la atingerea unei faze (exemplificata pentru 3 faze).

RizRizRizRhU3U2U1IhFig. 2

Intensitatea curentului electric ce se stabileste prin corpul omenesc in cazul atingerii unei faze se determina utilizand urmatoarea expresie:h = * (1)Din relatia (1) se determina cazurile particulare privind atingerea accidentala in retelele electrice:Pentru retele electrice cu capacitate mica vom lua in considerare numai rezistentelec -> 0 => h = * = * = * = * = * = = =>h = (2)Pentru retelele electrice in care rezistenta de izolatie este foarte mare se va constata ca in expresia curentului specific atingerii accidentale va interveni numai componenta capacitiva -> h = * = * = * = * = * =>h = (3)Pentru aceste situatii pot fi apreciate tensiunile de contact conform relatiei:Uc = Rh* h (4)Tinand cont de relatia ,,4 pentru cele 2 cazuri particulare prezentate vom avea:Uc = * = * = Pentru cazul b:Uc = h * Rh = * = * = Similar se poate arata ca in cazul unei retele electrice bifazate sau monofazate (fig.3) se poate determina intensitatea curentului electric.h =

RizRizRhU1Fig. 3Din expresile precedente se observa ca rezistenta de izolatie si capacitatea fazelor fata de pamant diminueaza sensibil valoarea intensitatii curentului electric prin organism si tensiunea de contact.

La atingerea unei faze corpul va fi supus numai la o fractiune redusa din tensiunea de linie deoarece impedantele de izolatie se inseriaza in circuitul respectiv.In functionare normala fara defecte de izolatie retelele electrice fara neutrul izolat sunt avantajoase din punct de vedere al personalului de exploatare si mentenanta.Trebuie avut in vedere insa,faptul ca aceasta constatare este valabila numai atat timp cat izolatia retelei electrice se mentine corespunzatoare si la valori ridicate pe tot traseul.Acest lucru este destul de dificil de realizat in practica mai ales in cazul unui numar mare de receptare a caror rezistenta de izolate este legata in paralel,ceea ce are ca efect diminuarea rezistentei de izolatie,globale ale retelei electriceDe exemplu: deterioararea unei faze (la limita punerea in pamant a fazei adica rezistenta de izolatie sa tinda catre zero) supune organism uman la actiunea tensiunii de timp la atingerea uneia dintre fazele fara defect.De asemenea intreruperea unei faze prin ruperea unuia dintre conductoarele retelei electrice sau prin arderea uneia dintre suprafetelede la receptor are ca rezultata deplasarea punctului neutru al retelei electrice deci cresterea tensiunilor daca intreruperea nu este insotita de un S.C. Tensiunea fazei defecte creste de aproximativ 1,5 ori iar la scurt circuitarea fazei tensiunile fazelor devin egale cu tensiunile de linie.Retelele izolate fata de pamant se recomanda in mediile de lucru forte periculoase din punct de vedere al electrocutarii sau la alimentarea receptoarelor portabile (prin transformatoare coboratoare de tensiune sau transformatoare de separare cu secundaru (izolat fata de pamant) cu conditia mentinerii unei rezistente de izolatie cat mai mari.Pornind de la aceasta precizare se impune controlul permanent al starii izolatiei si deconectarea instalatiei in cazul aparitiei unor defecte de izolatie.Avantajele acestui tip de retea electrica se mentin daca nu se foloseste neutrul in scopuri de exploatare (pentru alimentarea receptoarelor electrice monofazale).Deteriorarea izolatiei neutrului poate duce la transformarea retelei electrice in retea legata la pamant,iar punerea la pamant (intr-o rezistenta relativ mare) mentinuta prin refunctionarea protectiei la suprasarcina (curent mic) poate provoca electrocutarea la atingerea conductorului de nul (prin circuitl faza defecta pamant om conductorul de nul punctul neutru al sursei de alimentare.Alimentarea receptoarelor monofazale trebuie facuta prin receptoare adecvate cu conditia ca racordarea transformatoarelor sa se faca intre faze.

Atingerea accidentala in retelele cu neutrul legat la pamant

Daca punctul neutru al unei retele electrice este legat (voit) direct la o instalatie de legare la pamant (respectiv o priza de pamant) de exploatare (sistemele TT sau TH),cu o rezistenta electrica R0 mica (fig.1) se obtine o serie avantaje din punct de vedere functional si anume

111111RhIhZ1Z2Z3Fig. 1IhU

limitarea deplasarii punctului neutru si deci limitarea tensiunilor faza-pamant si a tensiunii conductorului de sol fata de pamant sub valorile admisibile. nu este necesar controlul izolatiei deoarece o punere la pamant a unei faze echivaleaza cu un S.C. monofazat ,iar partea defecta a instalatiei este deconectata automat prin intermediul aparatelor de protectie la S.C. se asigura protectia impotriva trecerii tensiunilor inalte pe partea de J.T. al transformatorului de alimentare (datorita unor supratensiuni externe sau a unor defecte interne in transformator)La atingerea unipolara a unui element din circuitul curentilor de lucru al unei retele trifazate legate la pamant in conditii normale de functionare,omul este supus la tensiunea retelei fata de pamant (tensiunea de faza Uf = ),iar curentul care se scurge prin organismul uman este limitat de rezistenta omului Rh ,de rezistenta de izolatie a omului fata de pamant (rezistenta de trecere) Rt si de rezistenta prizei de pamant de exploatare R0: h = (1)

Neglijand R0 si Rt fata de Rh rezulta:h = (2)Se observa ca: rezistenta de izolatie fata de pamant a retelei nu intervine in expresia curentului prin organism,neavand deci nici o actiune protectoare asa cum se intampla in retelele izolate fata de pamant, iar intensitatea curentului care trece prin om are valori mari,periculoase (peste 100 mA) aceste dezavantaje sunt insa compensate de avantajele functionale mentionate anterior: valoarea curentului prin om poate fi limitata pana la valori nepericuloase printr-o bara izolare a omului fata de pamant ,astfel incat rezistenta de trecere Rt sa depaseascade exemplu 20 K,ceea ce poate obtine relativ usor folosind mijloace individuale de protectie si pardeseli izolate.De mentinut ca desi rezistenta de izolatie a retelei nu are practic o actiune protectoare este necesar sa se acorde atentie izolatiei echipamentelor electrice fata de pamant deoarece deteriorarea izolatiei fata de echipamentele respective poate avea drept cosecinte accidente prin atingeri indirecte.In caz de defect in retea (punerea neta la pamant a unei faze) deplasarea punctului neutru al retelei este relativ mica si deci tensiunile dintre fazele neafectate si faza defecta depaseste relativ putin tensiunea de faza,fiind deci de aproximativ ori mai mici decat tensiunea de linie,ceea ce reprezinta un avans din punct de vedere al protectiei fata de retelele izolate.

Principii de electrosecuritate

Imporanta deosebita a masurilor de electrosecuritate este determinata de faptul ca functionarea instalatiilor electrice poate afecta persoanele si alte fiinte vii care vin in contact cu instalatia fiind in pericol chiar viata acestora.Protectia personalului impotriva efectului curentului electric si diminuarea pericolului de electrocutare trebuie avute in vedere in toate fazele rezistentei unei instalatii (conceptia echipamentelor si instalatiilor,punerea in functiune, exploatarea ,intretinerea si dezafectul).In general eficienta masurilor de protectie este apreciata prin izolarea preferabil concomitenta: reducerea posibilitatii de acces la elementele sun tensiune sau susceptibile a intra sub tensiune limitarii tensiunii de contact sub valorile maxime admise corelata cu conditiile de mediu si cu durata actiunii curentului electric; eliminarii prezentei tensiunii de contact accidentale prin deconectarea automata a portiunii de retea in care a aparut defectul intr-un interval de timp cat mai scurt,functie de valoarea tensiuniiO statica a cauzelor electrocutarii a aratat ca acestea constau: in proportie de 40-50% in deficientele de exploatare a utilajelor avand ca rezultate scaderea rezistentelor de izolatie,aparitia tensiunilor pe elementele care in mod normal nu constituie cai de curent,nedeconectarea utilajelor in ca de defectiuni de natura electrica; in proportie de 25-30% in organizarea nesatisfacatoare a locului de munca si instructajului nesatifacator al personalului care duc la punerea sub tensiune a utilajelor si instalatiilor la care se efectueaza lucrari de intretinere si reparatii,atingerea cailor de curent aflate sub tensiune,executarea de operatii incorecte.Utilaje care prezinta pericol pentru personal,nerecunoasterea acordarii primului ajutor: in proportie de la 30 35% in deficiente de constructie, incepand de la proiectare si pana la montajul utilajului cum sunt de exemplu: reizolarea sau izolarea insuficienta a cailor de curent,folosirea de carcase si alte elemente constructive metalice acolo unde acestea ar putea fi executate din materiale electroizolante,distante isuficiente intre cailor de curent si elemente metalice ale utilajelor.Avand in vedere ca prima grupa de cauze generatoare de electrocutari include si deficiente de constructie,se poate considera in prima aproximatie ca circa jumatate din numarul accidentelor se datoreaza exploatarii nesatisfacatoare a utilajului.Deci pericolul de electrocutare se poate reduce la jumatate prin masuri tehnico organizatorice simple prin care in primul rand masuri profilactice.Masurile de asigurare a electrosecuritatii in instalatiile electice se pot grupa in 3 categorii: masuri organizatorice: instructaje privind reguli de securitate la afectuarea lucrarilor,organizarea corecta la locul de munca si a activitatii,folosirea afiselor si semnalizarilor de avertizare ,selectarea cadrelor dupa aptitudinile profesionale. masuri tehnice preventive (profilactice): izolarea si ingradirea cailor de curent, suprareglarea izolatiei, alegerea regimului de functionare a instalatiei,folosirea carcaselor si organelor de comanda din materiale electroizolante,prevederea de blocaje electrice sau mecanice masuri tehnice de protectie specifice in scopul prevenirii aparitiei conditiilor de electrocutare sau al reducerii intensitatii curentului electric si a timpului de actiune al acestora prin organism.

Mijloace tehnice de protectie

Pot fi clasificate in 2 categorii: mijloace tehnice de pretoctie principale care au caracteristic faptul ca realizeaza singura protectie necesara mijloace de protectie secundare sau de rezerva care au rolul de a completa mijloacele de protectie principale in vederea cresterii sigurantei protectiei inclusiv in cazul unei nefunctionari a unui mijloc de protectie principal.Reglementarile complete privind masurile tehnice de protectie contra curentilor sunt cuprinse in normative si standarde la nivel national.Cateva din cele mai frecvente mijloace de protectie utilizate le vom prezenta succesiv.Masuri de protectie caracteristice ce concura la prevenirea fenomenului de electrocutare se clasifica in mai multe categorii dupa cum urmeaza: masuri pasive ce au caraceristic faptul ca circuitele electrice de amimentare nu sunt deconectate masuri active cu intreruperea alimentarii circuitelor electrice folosindu-se de regula cu conductor special de protectie.Protectia fara intreruperea alimentarii se realizeaza prin : izolarea de protective reducerea posibilitatilor de acces direct la caile de curent separarea de protective alimentarea la o tensiune redusaProtectia de limitarea tensiunii de contact si intreruperea alimentarii cu tensiune a circuitelor electrice urmareste ca in cazul aparitiei unui defect intr-un circuit dintr-o anumita instalatie electrica tensiunea de contact sa nu depaseasca valoarea admisibila de electrocutare (50 V) si pe cat posibil aceasta sa fie alimentata intr-un timp cat mai scurt.Dintre masurile de protecti utilizate putem preciza: Legarea la pamant de protective Legarea la nul de protective Egalizarea sau dirijarea distributiei potentialelor electrice Deconectarea automata in cazul aparitiei curentilor de defect.

Izolarea de protectie

Are drept scop reducerea curentului electric prin corpul omenesc,prin introducerea unor impedante de valoare mare in circuit:Acest lucru poate fi realizat prin: izolarea elementelor active ale echipametelor electrice si ale retelelor electrice folosirea mijloacelor de protectie de catre personalul de exploatare si mentenanta atunci cand se intervine intr-o instalatie electrica aflata sub tensiune. izolarea amplasamentului personalului de exploatare si mentenanta in zona de activitate (folosirea podelelor neconductive si a covoraselor de cauciuc).Se poate preciza faptul ca circa 80% din electrocutarile suvenite in exploatarea si intretinerea instalatiilor electrice se datoreaza atingerilor unipolare in care intervine pamantul.Izolarea suplimentara poate fi un mijloc principal de protectie la utilajele electrice portabile si la receptoarele electrice din uzul casnic.Este necesara verificarea periodica a rezistentei de izolatie a instalatiilor si echipamentelor electrice prin masurarea cu inductorul ( meghometru) la o tensiune de 1000V c.c pentru J.T. tinand seama ca majoritatea defectelor locale (deteriorari mecanice) ies in evidenta la masurare.In retelele electrice de distributie a energiei electrice izolate fata de pamant se recurge la supravegherea pemanenta a rezistentei de izolatie si la localizarea sub tensiune a defectelor de izolatie folosindu-se adecvate (ASPP).

Reducerea posibilitatilor de acces direct la caile de curent

Accesul la partile active ale retelei si echipamentelor electrice (in cazul operatiilor de intretinere sau veriificare) poate fi impiedicat prin urmatoarele masuri: folosirea de carcase de protectie, neconductive folosirea de bariere sau ingradiri de protectie care sa nu poata fi inlaturate sau deschise decat prin utilizarea unor chei speciale sau dupa deconectarea de la sursa de alimentare a elementelor protejate.Eventualele orificii practicate in sistemul de ingradire,trebuie sa fie de diametru relativ mic astfel incat sa nu permita intrarea in contact cu caile active de curent. folosirea de blocaje electrice sau mecanice intre diverse aparate de comutatie ce intra in configuratia schemelor electrice montarea elementelor susceptibile a fi atinse in afara numitei zone de manipulare a omuluiElementele accesibile simultan trebuie plasate la distante de 2,5 m intre ele.

Alimentarea la tensiune redusa

Ori de cate ori receptoarele electrice permit alimentarea trebuie facuta la o tensiune limita periculoasa maxim admisibila in functie de conditile de activitate. Un domeniu important de aplicare il constituie iluminatul local (fix sau mobil ) cu lampi de incondescenta.Alimentarea acestor receptoare electrice se face de regula prin .speciale de protectie,acumulatoare sau elemente galvanice.

Separarea de protectie

Legarea la pamant a mai multor echipamente la aceeasi priza

Avand in vedere distributia potentialului in vecinatatea prizei,din fig.1, rezulta ca tensiunea de contact la care este supus omult depinde de pozitia acestuia pe sol in raport cu priza de pamant (punctele 1,2).Se observa ca toate carcasele echipamentelor se gasesc la acelasi potential si ca Uh defect la un echipament aduce acest potential la valoarea potentialului prizei,inclusiv la echipamentele fara defect.

111111RpR0b)L1L2L3Fig. 1pPENU0

UpVpXV1V2Ua1Ua2

Tensiunea de contact in cazul cel mai defavorabil cand annual se gaseste in zona de potential nul. = = (1)Datorita scurgerii curentului electric prin pamant,priza de pamant de exloatare si toate elementele conductive cu contact in aceasta vor avea un potential ridicat, putand constituii un pericol in caz de atingere accidentala.Tensiunea de contact pentru priza de pamant de exploatare se obtine similar, conectand rezistentele Rp in paralele cu R0.U10 = (2)RP/R0 = expresile (1) si (2) = = (3)= = = (4)Din cele expuse, se desprind urmatoarele concluzii: tensiunile de contact nu depind nemijlocit de valorile rezistentelor prizelor respective, ci de raportul lor. tensiunea de contact la atingerea carcaselor ehipamentelor legate la pamant este inferioara tensiunii de faza a retelelor si poate fi redusa sub limitele admise prin elegerea corespunzatoare a rezistentelor prizelor de pamant.Diminuarea valorii tensiunii de contact constituite cel mai important avantaj al legarii la pamantPt o rezistenta data a prizei de pamant de exploatare R0, tensiunea de contact limita de securitate UL nu este depasita daca valoarea rezistentei prizei de pamant de protectie satisface conditia:Rp R0 (5)Pe de alta parte,se observa ca:Uco =Uf -Uc (6)Rezulta ca daca tensiunea de contact este adusa sub limita admisibila ,tensiunea de contact in cazul prizei de pamant de exploatare va fi mult peste limita periculoasa.In consecinta, legarea la pamant nu poate asiguratensiunea de contact acceptabile in toate puctele retelei.Pentru a putea fi folosita ca protectie principala in retelele electrice cu neutrul legat la pamant, protectia prin legare la pamant trebuie sa asigure si eliminarea prezentei tensiunii de contact deci sa deconecteze rapid echipamentul defect.Deconectarea circuitului defect se poate realiza prin functionarea aparatelor de protectie la supracurent deja existente in circuit.In acest caz curentul de simpla punere la pamant trebuie sa fie suficient de mare pentru o sensibiliza protectia si pentru a asigura intreruperea in timpul maxim admis,in functie de valoarea tensiunii de contact.Valorile necesare sunt:d = K * (7)respectivd = 1,2 S re (8)In relatiile precedente nt este curentul maximal al sigurantei fazibile.re = curentuul de reglaj al declansatorului electromagnetic al intrerupatorului.Pentru factorul K se pot adapta valori de cel putin 6 pentru 63A si 8 pentru 80AObtinerea acestei vvalori necesita rezistente mici ale prizelor de pamant,care nu se pot realiza totdeauna ca in mod economic pentru a realiza concomitent si limitarea tensiunii de contact la valori adminisibile ,rezistenta prizei de pamant de protectie ar trebui sa fie:Rp (9)

Recomandari privind legarea la pamant a protectiei

Legarea la pamant de protectie se poate folosi atat la sistemele cu neutrul izolat cat si la sistemele cu neutrul legat la pamant, asigurand aducerea tensiunilor de contact si tensiunilor de faza.La retelele cu neutrul izolat, legarea la pamant se foloseste ca protectie principala, cu conditia unui control permanent al izolatiei retelei fata de pamant in acest scop, se folosesc aparate speciale care comanda intreruperea alimentarii in cazul unor defecte majore de izolatie.La retelele electrice cu neutrul legat la pamant se foloseste la protectie suplimentara, protectia principala fiind, de exemplu legarea la nul.

19