Praca przy urządzeniach elektroenergetycznych wymaga szczególnej uwagi i ostrożności występujących zagrożeń. Bezpieczeństwo pracy uwarunkowane jest w szczególności znajomością budowy i zasad pracy urządzeń, prawidłowym wykonywaniem czynności eksploatacyjnych oraz ścisłym przestrzeganiem zasad organizacji pracy i wymagań przepisów.
Dotknięcie przez człowieka jednocześnie dwóch punktów, między którymi panuje napięcie elektryczne, powoduje przepływ prądu elektrycznego przez organizm. Nazywa się to rażeniem prądem elektrycznym, którego efektem jest wystąpienie całego szeregu zmian i zakłóceń w normalnym funkcjonowaniu człowieka.
Zmiany te dotyczą:
- zaburzeń w pracy serca
- zaburzeń w układzie oddychania
- cieplnego działania prądu
- szoku i reakcji z nim związanym
Mogą również wystąpić pośrednie efekty związane z przepływem prądu, takie jak: poparzenie łukiem elektrycznym, uszkodzenie wzroku, słuchu, urazy mechaniczne spowodowane upadkiem itd.
Na stopień porażenia prądem elektrycznym wpływają czynniki:
- elektryczne, tj. rodzaj prądu( stały lub przemienny), wielkość natężenia prądu, czas i droga przepływu prądu
-fizjologiczne, tj. budowa ciała( mężczyzna, kobieta, dziecko), stan emocjonalno-fizyczny, stany chorobowe( choroba wieńcowa, astma, gruźlica, padaczka, cukrzyca, choroby skóry), alkoholizm
-zewnętrzne( środowiskowe), tj. czynniki, które zmniejszają odporność człowieka na skutki rażenia( wilgotność, temperatura), czynniki ułatwiające przepływ prądu do ziemi( stanowiska na gołej ziemi, przewodząca podłoga itd.); związku z tym przepisy rozróżniają dwie grupy warunków środowiskowych:
-Warunki środowiskowe 1 - przy rezystancji stanowiska pracy Rc> 1000 ohm - występują w pomieszczeniach suchych i nieprzewodzącej podłodze.
-Warunki środowiskowe 2 - przy rezystancji stanowiska pracy Rc< 1000 ohm - występują w pomieszczeniach wilgotnych na terenach otwartych i przewodzącej podłodze.
Już wartość 1 mA jest nieprzyjemna dla człowieka, przekroczenie wartości 25 mA może być już śmiertelne, chociaż człowiek jest w stanie przetrzymać wartości natężenia prądu wynoszące 300-400 mA przez kilka sekund.
Przyjmuje się, że natężenie prądu przepływającego przez człowieka jest najważniejszym czynnikiem określającym skutki rażenia; w związku z tym wyróżnia się trzy charakterystyczne wartości prądu zwane poziomami bezpieczeństwa( każdy odmiennie nazywany, odpowiednio do podstawowych efektów działania takiego prądu). Są to:
- poziom I - z prądami do 1 mA - próg odczuwalności
- poziom II - prądami do 10 mA - próg samo uwolnienia( prądy o większych wartościach przepływające przez układ mięśniowy i kostny powodują np.: zaciskanie się ręki na przewodzie wiodącym prąd elektryczny i niemożność jej samodzielnego oderwania).
-poziom III - z prądami do 25 mA - prąd graniczny niebezpieczny dla zdrowia i życia( prąd o wartościach powyżej 25 mA z dużym prawdopodobieństwem może być przyczyną, groźnego dla życia, migotania komór serca - silnej arytmii pracy serca).
Rezystancja ciała człowieka stanowi tylko jeden składnik całkowitej rezystancji obwodu; niekiedy jest ona dominująca, ponieważ rezystancja przewodów i innych części obwodu jest niewielka w porównaniu z rezystancją ciała. Tak będzie np.: gdy rezystancja podłoża, na którym stoi człowiek jest znikoma( bosą nogą na wilgotnej ziemi), natomiast gdy rezystancja podłoża będzie duża( człowiek w obuwiu na gumowej podeszwie stoi na podłożu dobrze izolowanym), całkowita rezystancja obwodu będzie znacznie większa do rezystancja ciała człowieka, a tym samym tylko niewielka część napięcia powodującego przepływ prąd rażenia przypadnie na ciało człowieka.
Definicje:
Napięcie robocze - napięcie, przy którym urządzenie elektryczne pracuje( między elementem obwodu a ziemią); co do wartości może być ono różne od tzw. napięcia znamionowego( np.: przepisy dopuszczają możliwość podwyższenia napięcia przez transformatory zasilające o 5%), tj. napięcia na które dane urządzenie zostało zaprojektowane.
Napięcie dotykowe - napięcie między dwoma punktami nie należącymi do obwodu elektrycznego, z którymi mogą zetknąć się równocześnie ręce lub ręka i stopy, albo inne części ciała człowieka. Napięcie dotykowe może wystąpić bezpośrednio na obudowie lub osłonie urządzenia elektrycznego, gdy przewód z uszkodzoną izolacją styka się z tymi częściami.
Napięcie wrażeniowe - napięcie występujące na drodze przepływu prądu przez ciało człowieka, a więc jest to część napięcia dotykowego oddziałująca bezpośrednio na człowieka.
Napięcie krokowe - różnica potencjałów między dwoma punktami na powierzchni gruntu oddalonymi o długość kroku.
Oporność( rezystancja stanowiska pracy) - z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy pożądane jest, aby rezystancja stanowiska pracy była duża; uważa się, że stanowisko jest źle przewodzące, jeśli Rst>50 kiloohmów, dla napięcia roboczego wglądem ziemi 250 V i Rst>100 kiloohmów dla napięcia roboczego względem ziemi 500 V.
Wpływ na efekty rażenia ma częstotliwość przebiegów; częstotliwość mała, ok. 50 Hz, jest groźniejsza od częstotliwości wielkich, ze względu na rytm pracy serca, a głębokością wnikania prądu elektrycznego w głąb ciała człowieka zmniejsza się ze zwiększeniem częstotliwości napięcia elektrycznego.
Istotnym parametrem wpływającym na skutki rażenia jest czas; im dłuższy czas rażenia tym groźniejsze skutki. Czas kilku sekund może już wywołać porażenie śmiertelne. Stąd w przepisach można znaleźć rozróżnienie - rażenie długotrwałe( o czasie trwania powyżej 1 s) i krótkotrwałe( o czasie trwania poniżej 1 s).
Skutek rażenia zależy od indywidualnych cech człowieka rażonego( spocone lub mokre ręce, sposób dotyku, stan psychiczny, zmęczenie) i stanu otoczenia( suche, wilgotne, gorące, podłoga sucha czy mokra i przewodząca).
Przy eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych występuje możliwość porażenia prądem elektrycznym, głównie z powodu nieostrożności, lekkomyślności i lekceważenia przepisów, pomyłki, braku nadzoru, braku konserwacji i nieznajomości instrukcji obsługi.
Przepływ prądu przez ciało i związane z tym negatywne dla zdrowia i życia człowieka skutki mogą nastąpić w wyniku:
- porażeń od napięć roboczych( 60% wszystkich porażeń), czyli zetknięcia się człowieka z częściami obwodu elektrycznego znajdującymi się pod napięciem lub wskutek nadmiernego zbliżenia się do takich urządzeń( porażeniem łukiem elektrycznym).
-porażeń od napięć dotykowych(ok. 40% wszystkich porażeń), czyli zetknięcie się człowieka z częściami metalowymi nie znajdującymi się normalnie pod napięciem lub obcymi przedmiotami metalowymi nie należącymi do urządzeń elektrycznych( obudowy maszyn i urządzeń elektrycznych, metalowe przyciski, manipulatory, konstrukcje nośne, fundamenty metalowe itp.), na których może się pojawić napięcie w wyniku uszkodzenia izolacji roboczej urządzenia.
- porażeń od napięć krokowych( ok. 1% wszystkich porażeń) pojawiający się na długości kroku człowieka w czasie przepływu prądu przez ziemię. Prądy doziemne o dużych wartościach, które zdarzają się przy zwarciach z ziemią w sieciach wysokiego napięcia lub wskutek atmosferycznych wyładowań elektrycznych bywają szczególnie niebezpieczne ze względu na możliwość wystąpienia dużych napięć krokowych.
Nawiązując do podanych wcześniej danych statystycznych, można jeszcze dodać, że 80% wypadków zdarza się przy eksploatacji urządzeń niskiego napięcia( do 1000 V), a około 20% przy eksploatacji urządzeń wysokiego napięcia( powyżej 1000 V).
Napięcie bezpieczne wg przepisów ochrony przeciwporażeniowej
Rodzaj prądu |
Napięcie bezpieczne w V |
||
|
Warunki środowiskowe 1 ( normalne)
|
Warunki środowiskowe 2 (szczególne) |
Warunki ekstremalnego zagrożenia |
Prąd przemienny |
Do 50 |
Do 25 |
Do 12 |
Prąd stały |
Do 120 |
Do 60 |
Do 30 |
Środki ochrony przeciwporażeniowej
Możemy podzielić na dwie grupy:
1.Organizacyjne:
-systematyczne szkolenia pracowników
-właściwe kwalifikacje personelu
-korzystanie ze środków informacji wizualnej
-konserwacja i pomiary
-właściwe oświetlenie
-stosowanie sprzętu ochrony osobistej
2.Techniczne:
A. Podstawową( przed dotykiem bezpośrednim), która ma na celu zapobiegać porażeniom od napięć roboczych, a jej zadaniem jest niedopuszczenie do zetknięcia się człowieka z przewodzącymi elementami obwodów elektrycznych; funkcję takie spełniają:
-stosowanie izolacji roboczej części wiodących prąd elektryczny
-stosowanie obudów i osłon
-wykonywanie uchwytów, rękojeści, przycisków, pokręteł, manipulatorów z materiałów nieprzewodzących
-umieszczenie części będących pod napięciem poza zasięgiem ręki
-stosowanie poręczy, osiatkowań, przegród oddzielających urządzenia znajdujące się pod napięciem
B. Dodatkową; ochrona taka ma na celu zapobieganie porażeniom od napięć roboczych, a jej zadaniem jest niedopuszczenie do wystąpienia i długotrwałego utrzymywania się niebezpiecznego napięcia dotykowego( np.: powyżej 50 V przy prądzie zmiennym i warunkach środowiskowych 1). Do środków ochrony dodatkowej zalicza się:
-zerowanie
-uziemienie ochronne
-sieć ochronną
-wyłączniki przeciwporażeniowe różnicowoprądowe
-izolacja ochronna
-separacja odbiornika
-izolowanie stanowiska pracy
Klasyfikacja odbiorników ze względu na stosowany rodzaj ochrony przeciwporażeniowej.
W zależności od zastosowanej ochrony wszystkie odbiorniki i przyrządy na napięcia znamionowe nie przekraczające 500 V dzieli się na 5 klas ochronności:
- Klasa 0 - odbiorniki i przyrządy, które posiadają tylko izolację roboczą i nie są wyposażone w żadne zaciski i styki ochronne; stosowane w sytuacjach, w których nie jest wymagana ochrona dodatkowa urządzeń
- Klasa 0I - odbiorniki i przyrządy, które posiadają izolację roboczą jako zasadniczą ochronę, mimo to dodatkowo są wyposażone w zacisk ochronny
- Klasa I - odbiorniki i przyrządy wyposażone w zacisk ochronny lub żyłę ochronną i wtyczką ze stykiem ochronnym, jeżeli przyrząd jest wyposażony rozłączalny przewód ochronny( przystosowalnie do połączenia części metalowych w przewodem ochronnym): np.: domowa pralka, lodówka itp.
- Klasa II - odbiorniki i przyrządy, w których wszystkie dostępne części powierzchni zewnętrznych są oddzielone od przewodzących części obwodu elektryczne izolacją podwójną lub wzmocnioną; nie posiadają zacisku ochronnego lub żyły ochronnej np.: młynek do kawy, domowa suszarka do włosów itp.
- Klasa III - obejmuje odbiorniki i przyrządy o napięciu znamionowym nie przekraczającym 42 V; brak zacisku ochronnego.
Sprzęt ochronny - nazywane są wszelkie przenośne przyrządy i urządzenia chroniące osoby pracujące przy obsłudze urządzeń elektrycznych lub w pobliżu tych urządzeń przed porażeniem prądem elektrycznym, szkodliwym działaniem łuku elektrycznego lub obrażeniami mechanicznymi( będącymi pośrednim skutkiem porażenia prądem).
Sprzęt ochronny dzielimy na 4 grupy:
- sprzęt izolujący ma izolować człowieka od urządzeń pod napięciem.
Nazwa sprzętu ochronnego |
Przeznaczenie do 1 kV |
Przeznaczenie > 1 kV |
Zasadniczy |
Drążki i kleszcze izolacyjne, wskaźniki napięcia, rękawice dielektryczne, izolacyjne narzędzia monterskie |
Drążki i kleszcze izolacyjne, wskaźniki napięcia |
Dodatkowy |
Kalosze izolacyjne, dywaniki i chodniki gumowe, pomosty izolacyjne |
Rękawice dielektryczne, półbuty dielektryczne, dywaniki i chodniki gumowe, pomosty izolacyjne |
-sprzęt chroniący przed pojawieniem się napięcia - uziemiacze ochronne i zarzutki( używany przez ekipy naprawcze linii energetycznych i służący do zwierania i uziemiania odcinka naprawianej sieci)
-sprzęt chroniący przed działaniem łuku elektrycznego i obrażeniami mechanicznymi; należą tu okulary ochronne przeciwodpryskowe, maski przeciwgazowe, rękawice azbestowe, pasy i szelki bezpieczeństwa, drabiny i podnośniki, słupołazy
-sprzęt pomocniczy, do którego zalicza się: przenośne ogrodzenia i płyty izolacyjne, bariery, liny, nakładki izolacyjne, siatki ochronne, tablice ostrzegawcze.
Ratowanie osób porażonych prądem elektrycznym
Nawet najlepsza ochrona przeciwporażeniowa nie jest w stanie w 100% zagwarantować, że człowiek obsługujący urządzenie elektryczne nie ulegnie porażeniu prądem elektrycznym. W takiej sytuacji niezwykle ważą umiejętnością jest udzielenie pierwszej, przedlekarskiej pomocy; szanse ratunku szybko spadają wraz z upływem czasu. W pierwszej minucie po porażeniu istnieje 98% szans na uratowanie życia, po 3 minutach - 72%, po 5minutach - 25%, po 8 minutach 5%.
Osoby udzielające pomocy przedlekarskiej obowiązane są postępować według określonych zasad aż do chwili dzielenia akcji ratowniczej przez personel lekarski.
W trakcie udzielenia pierwszej pomocy należy działać szybko, sprawnie i spokojnie. Jeśli w pobliżu są inne osoby, poprzez nie należy wzywać lekarza( pogotowie ratunkowe). Jeżeli poza udzielającym pomocy nie m przy porażonym innej osoby, nie należy odstępować porażonego, nie wolno przerywać akcji ratowniczej, pomocy wzywać krzykiem.
Pierwszą czynnością ratownika powinno być natychmiastowe uwolnienie rażonego spod działania prądu elektrycznego.
Uwolnienie rażonego spod działania prądu elektrycznego o napięciu do 1 kV należy dokonać jedną z poniższych metod:
1. Przez wyłączenie napięcia tj. przez:
- otwarcie właściwych łączników od strony zasilania, przy czym w przypadku, gdy uchwyt łącznika nie jest izolowany, wyłączenia należy dokonać przy użyciu dostępnego w danej chwili materiału izolującego z jednoczesnym odizolowaniem się od podłoża i przedmiotów przewodzących.
-przez usunięcie wkładek topikowych z obwodu zasilania, przy czym przypadku uszkodzenia główki bezpiecznikowej, wyłączenia należy dokonać z zachowaniem szczególnych środków ostrożności, a wyjmowanie bezpieczników mocy powinno obywać się za pomocą przeznaczonych do tego celu uchwytów.
-poprzez przecięcie przewodów od strony zasilania za pomocą narzędzi z izolowanymi rękojeściami i przy zastosowaniu środków ochrony przed skutkami łuku elektrycznego; tego sposobu nie wolno stosować w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem.
-przez zwarcie przewodów od strony zasilania; sposób możliwy do zastosowania tylko w liniach napowietrznych, a zwarcia dokonuje się za pomocą specjalnej zarzutki.
2. Odciągnięcie porażonego od urządzeń będących w stanie załączenia; sposób stosowany wtedy, gdy wyłączanie napięcia trwałoby zbyt długo, względnie byłoby trudniejsze i bardziej niebezpieczne.
3. Przez odizolowanie porażonego, uniemożliwiające przepływ prądu przez jego ciało; możliwe są tu dwa sposoby postępowania:
- przy przepływie prądu przez ciało rażonego od ręki do nóg, przy jednoczesnym zaciśnięciu dłoni na urządzeniu będącym pod napięciem - odizolowanie należy wykonać przez podsunięcie pod nogi porażonego materiału izolacyjnego.
-przy przepływie prądu od jednej do drugiej ręki( podłoże izolowane) należy przerwać obwód za pomocą podkładania materiału izolacyjnego pod kolejno odginane palce jednej dłoni.
Przy uwalnianiu porażonego spod działania prądu o napięciu do 1 kV, należy stosować podstawowy materiał izolacyjny sprzęt ochronny zasadniczy i dodatkowy( rękawice gumowe, półbuty, dywaniki, drążki itp.). W razie braku sprzętu ochronnego można stosować materiały zastępcze - suche drewno, tworzywa sztuczne, suche materiały tekstylne.
Osoba ratująca musi dokonać wyboru metody i sposoby uwolnienia rażonego spod działania prądu w zależności od warunków, w jakich nastąpiło porażenie, mając na uwadze własne bezpieczeństwo oraz konieczność natychmiastowego działania.
Gdy porażenie nastąpiło na wysokości, a wyłączenie napięcia może spowodować groźny upadek porażonego, należy przed wyłączeniem napięcia zabezpieczyć się prze skutkami tego upadku.
Uwolnienie rażonego spod działania prądu elektrycznego o napięciu powyżej 1 kV należy dokonać jedną z poniższych metod:
Przez wyłączenie napięcia właściwego obwodu elektrycznego - przez otwarcie właściwych łączników; przez zdjęciem rażonego z urządzenia, które zostało wyłączone, należy upewnić się o braku napięcia za pomocą wskaźnika, a następnie rozładować urządzenie, zachowując wymagane dla tych czynności środki ostrożności. Można też, aby zyskać na czasie, odciągnąć porażonego od urządzenia za pomocą sprzętu ochronnego.
Przez odciągnięcie porażonego od urządzeń będących pod napięciem - działanie wymagane wtedy, gdy nie jest możliwe wyłączenie napięcia; należy przy tym posługiwać się sprzętem ochronnym zasadniczym i dodatkowym z wykluczeniem możliwości bezpośrednio dotknięcia porażonego oraz dotknięcia urządzeń będących pod napięciem.
Bezpośrednio po uwolnieniu spod działania prądu elektrycznego należy wykonać następujące czynności:
- jeśli porażony krwawi - zatrzymać krwawienie
- podjąć decyzję o zakresie dalszej pomocy i sposobie jej udzielenia.
Sposób ratownictwa zależy od stanu porażonego; może on być przytomny lub nieprzytomny, człowiek nieprzytomny może oddychać lub nie oddychać, a w przypadku braku oddychania - należy szybko sprawdzić pracę serca( brak krążenia może być spowodowany zatrzymaniem lub niewydolną pracą serca, migotaniem komór serca).
Podstawowe zasady postępowania w różnych sytuacjach:
Porażony jest przytomny - należy rozluźnić ubranie w okolicy szyi, klatki piersiowej i brzucha oraz ułożyć porażonego w pozycji leżącej. Jeśli to możliwe - przewieź porażonego do lekarza, a jeśli transport jest niemożliwy - wezwać lekarza na miejsce wypadku; praktycznie każde porażenie powinno skończyć się badaniem przez lekarza, tym bardziej, że skutki rażenia mogą ujawnić się dopiero po pewnym czasie od chwili wypadku.
Porażony przytomny, nie oddycha( nie porusza się klatka piersiowa, nie słychać szmeru wydechu, np.: gładki przedmiot - lusterko nie pokrywa się parą, narasta sinica twarzy i paznokci), krążenie krwi jest utrzymane( najlepszy sprawdzian na tętnicy szyjnej), ale stopniowo wzrasta niedotlenienie mózgu. Należy położyć rażonego na wznak, porozpinać uciskające części garderoby, oczyścić jamę ustną z resztek jedzenia, zapewnić dopływ świeżego powietrza, rozpocząć sztuczne oddychanie( np.: bezpośrednią metodą usta-usta lub usta-nos, w cyklu 1-15 razy na minutę) i wezwać lekarza.
Porażony nieprzytomny, nie oddycha - krążenie krwi jest zatrzymane, niedotlenienie mózgu stanowi o bezpośrednim zagrożeniu życia. Sztuczne oddychanie musi być połączone z pośrednim masażem serca( rytmiczne ugniatanie klatki piersiowej w okolicy mostka w rytmie 60-70 razy na minutę). Połączone działania reanimacyjne w wykonaniu jednego ratownika przebiegają według schematu - 3 oddechy,
12-15 uścisków, 3 oddechy, 12-15 uścisków itd. Natomiast przy współdziałaniu dwóch ratowników rytm jest następujący - 1 oddech, 4-5 uścisków, 1 oddech, 4-5 uścisków itd.