ایمنی و بهداشت در برق

Electrical Safety and Health

الکتریسیته

• الکتریسیته: از الکترون (-) و پروتون (+) تشکیل شده است.
• اتم: به کوچکترین جزء از یک عنصر که خواص آن عنصر را داشته باشد اتم گویند.
• مزیت انرژی الکتریکی:

  1- به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها است.

  2- انتقال آن با راندمان خوبی انجام می شود.

• دو شرط برای برقراری انرژی الکتریکی:

  1- منبع ولتاژ

  2- مدار بسته

  فرمول اساسی برق   V=R.I

• شدت جریان:

  میزان عبور تعداد الکترونهای جهت گرفته در یک مدار را گویند. (آمپر)

  (1018*28/6  مقدار یک کلون)

  q : مقدار الکتریسیته (کولن)    t : زمان (ثانیه)     I : شدت جریان (آمپر)

• اختلاف پتانسیل(ولتاژ):

  نیرویی که باعث حرکت الکترونهای آزاد موجود در یک مدار بسته میشود را گویند.

• مقاومت الکتریکی:

  عکس العمل هر جسم در مقابل عبور جریان را گویند. واحد اندازه گیری مقاومت اهم است

• مقاومت مخصوص فلز:

  نسبت مقدار ولتاژ منبع به شدت جریان عبوری از سیم را گویند.

• تأثیر سطح مقطع هادی در مقدار مقاومت الکتریکی:

مقدار مقاومت الکتریکی هر هادی با سطح مقطع آن رابطه ی عکس دارد.

• تأثیر طول هادی در مقدار مقاومت الکتریکی:

  هر چه طول سیم بیشتر شود مقاومت الکتریکی آن نیز بیشتر میشود.

• ولتاژ مستقیم:

  ولتاژی را که مقادیر لحظه ای آن نسبت به زمان ثابت باشد را گویند و جریان عبوری از آن را جریان مستقیم (DC) گویند.

• ولتاژمتناوب: 

  ولتاژی را که مقادیر لحظه ای آن نسبت به زمان تغییر کند و جهت آن به صورت قرینه تغییر جهت دهد را گویند و جریان عبوری از آن را جریان متناوب (AC) گویند.

• فرکانس:

  تعداد سیکلهای کامل در هر ثانیه را فرکانس گویند.(هرتسHz)

 

انرژی الکتریکی

انرژی الکتریکی با ولتاژ زیاد از طریق خطوط هوایی به شبکه ی سراسری متصل میشود.
فشارضعیف: V   500-380-220-125
فشارمتوسط:   KV  63-30-25-20-15-10-6-5-3
فشار قوی:KV       400-220-110

ولتاژ برای مصارف خانگی:

ولتاژ (220 به 231) و (380 به 400) تبدیل میشود.
– برای موتورهای با قدرت زیاد از ولتاژ بین دو فاز (400ولت) استفاده میشود.

– حد نهایی فاصله برای ولتاژ متناوب 800 الی 1000 کیلومتر است و برای فواصل بیشتر از ولتاژ مستقیم استفاده میشود.

شبکه ی فشار ضعیف کامل:

1- سیم نول

2- فاز شب

3- فاز برق

در این شبکه ولتاژ بین دو فاز 380 ولت و ولتاژ بین فاز و نول 220 ولت است.

حداقل سطح مقطعهای سیمها:

1- نول 16 میلیمتر مربع

2 –فاز شب 25 میلیمتر مربع

3 –فاز های اصلی 25 میلیمتر وبیشتر

 

برق گرفتگی

• مقاومت بدن انسان:

  1- اعضای زیر پوست(مقاومت داخلی)

  2- پوست(مقاومت خارجی)

• مقاومت بدن انسان:

  در مقابل جریان متناوب حدود 3000  اهم و در مقابل جریان مستقیم حدود 4500  اهم است.

اثرات فیزیولوژیکی برق بر روی بدن انسان:

1- جریان کم حدود 1 تا 2 میلی آمپر به صورت یک لرزش است.

2- جریان بیشتر حدود 10 تا 15 میلی آمپر به صورت یک شوک گذرا است.

3- جریانهای بالاتر از 15 میلی آمپر به صورت گرفتگی ماهیچه است.

4- جریان 25میلی آمپر را مرز خطر مرگ گویند.

میزان خطر برق گرفتگی به عوامل زیر بستگی دارد:

1- مسیر عبور جریان (مهمترین نکته)

2- مقدار جریان

3- مدت تأثیر جریان

4 – فرکانس جریان

5 -ولتاژ

-معمولاً مقاومت بدن انسان حدود 1300 الی  3000اهم است.

– ولتاژ خطرناک برای انسان 65V است.

حفاظت الکتریکی:

اقداماتی که باید در تأسیسات الکتریکی به عمل آورد تا خطرات ناشی از جریان برق باعث صدمه زدن به اشخاص ‎‌‌، حیوانات ، دستگاه ها و مصرف کننده ها و سیمها و کابلها نشود.

خطاهای ناشی از جریان برق:

1- اتصال بدنه: اتصال یکی از سیمهای حامل جریان به بدنه ی دستگاه را گویند.

2- اتصال کوتاه: اتصال دو سیم لخت که نسبت به هم دارای ولتاژ هستند را گویند

3- اتصال زمین: اتصال یکی از سیمهای حامل جریان به زمین را گویند.

انواع فیوز:

1- ذوب شونده

2- اتوماتیک

فیوز بر روی سیم فاز نصب می شود.

فیوز در مدار به طور سری قرار می گیرد.

حفاظت اشخاص توسط سیم زمین:
– اتصال زمین توسط نوار و لوله و صفحه انجام می شود.
– اتصال زمین توسط سیمهای مسی تابیده ، به سطح مقطع 25mm2  انجام می شود.
– سیم اتصال زمین معمولاً دارای رنگ زرد با نوار سبز است.
– یک اتصال زمین مناسب باید حداکثر دارای مقاومتی برابر 2 اهم باشد.

 

مقدار مقاومت مدارها بستگی دارد به:
1-تعداد و نوع مصرف کنندگانی که مدار را تشکیل میدهند
2-ترتیب قرار گرفتن مصرف کننده ها در مدار
3-مقاومت کلیدها و وسایل کنترل
4-مقاومت سیمهایی که انرژی را از منبع تغذیه به مصرف کننده ها میرسانند
5-مقاومت داخلی مدار
٭ گزینه ی 1 و 2 قسمتهای اصلی مقاومت یک مدار هستند
٭٭ در صورتی که مقاومت مصرف کننده ها خیلی کم باشد مقاومت سیمها اثر بیشتری روی مقاومت کل مدار و جریان مدار دارند

برای اینکه افت ولتاژ به حد اقل برسد باید:
1-سطح مقطع سیم مناسب باشد

2-میزان جریان عبوری از سیم مناسب باشد

• جنس فلز سیم:

  1- مس   2- آلومینیوم

• ویژگیهای فلز مس:

  1-استحکام مکانیکی خوب   2-مقاومت در برابر تاثیرات جوی   3-شکل پزیری

  ٭ مقاومت مخصوص عایقها با جذب رطوبت کاهش می یابد

  ٭ برای آنکه هدایت سیم آلومینیومی برابر سیم مسی باشد بایستی در دو سیم با طول مساوی سطح مقطع آلمینیوم 6/1برابر سطح مقطع مس باشد

استقامت الکتریکی:

ولتاژ قابل تحملی که میتواند از دو سیم موجود در یک کابل که بین آنها را عایق پر کرده است عبور کند به طوری که در عایق جرقه ای ایجاد نشود.

٭ هر چه استقامت الکتریکی عایق بیشتر باشد میتوان عایق را با ضخامت کمتری به کار برد.

خواص عایقها:

1-استقامت الکتریکی

2-قابلیت جذب رطوبت نداشته باشند

3-در برابر حرارت مقاوم باشند و به آسانی مشتعل نشوند

4-استحکام مکانیکی داشته باشند

 

انواع عایق:

1-ابونیت: در مقابل اسیدها مقاوم و در مقابل چربیها و روغنها دوام ندارد( برای ساخت ظرف باطریها استفاده می شود)

2-کاغذ: عایق مصنوعی- به آسانی جاذب رطوبت به همین خاطر به لاکها و روغنها آغشته میکنند (در کابلها و ماشینهای الکترونیکی و ترانسفورماتورها برای عایق سیم پیچها و ورقه های آهنی استفاده میشود)

3-چینی: استقامت الکتریکی زیاد و عایق رطوبتی- ترد و شکننده (در بدنه ی فیوزها به رنگ سفید و در سیم کشی هوایی به صورت مقره و به رنگ قهوه ای استفاده می شود)

4-روغنهای معدنی: دارای استقامت الکتریکی زیاد نسبت به هوا- به غیر از خاصیت عایق گرمای دستگاهها را نیز می گیرد (در کابلهای فشار قوی و ترانسفورماتورها و کلیدهایی با ولتاژ زیاد استفاده میشوند)
٭ روغنهای معدنی نباید حاوی مواد اضافی و رطوبت باشند و زود مشتعل شوند

5-لاستیک و پلاستیک: در سیم مسی با عایق لاستیک بایستی با یک لایه از قلع مس را اندود کند تا گوگرد موجود در لاستیک بر مس اثر نگذارد ولی این مسأله در زمان استفاده از پلاستیک صدق نمیکند (در عایق بندی سیمها استفاده میشود)

مهمترین مواد پلاستیکی:

• P.V.C
• 1-غیر قابل اشتعال
• 2-عایق در برابر زنگ زدگی

  ٭ افزایش حرارت استقامت این ماده را کاهش میدهد (استفاده از آن در دمای بالاتر از 70 درجه و پایینتر از 5- درجه ممنوع است)

  ٭٭ هر میلیمتر از (20kV  (P.V.C مقاومت دارد

روشهای مختلف سیم کشی:

1-سیم کشی داخل ساختمان

2-سیم کشی در هوای آزاد

3-سیم کشی بر روی پایه در هوای آزاد

4-کابل کشی

انواع سیم کشی:

1-روکار: (مزیت:پیدا کردن عیوب ساده است)(مشکل:1-برق زدگی به همراه دارد 2-از زیبایی میکاهد)

2-تو کار:
1-استفاده از سیمهای مخصوص که دارای چند لایه عایق است «سیم زیر گچی» (در دیوارهای نازک و تیغه آجری و… به کار میرود)
2-عبور سیم از درون لوله و قرار دادن لوله زیر گچ (در ساختمانهای مسکونی و ا داری و هتلها و… به کار میرود

٭ سیم زیر گچی تخت است و در محلهایی که امکان عبور لوله وجود ندارد استفاده میشود

حروف استاندارد شناسایی سیم:

A .  برای یک هزار ولت

 

N. سیم نرم شده بر اساس استاندارد V.D.E

F . سیمی که از تعداد سیم نازکتر تشکیل شده

Y . رو پوش پروتودور

اتصالات سیمها:

• 1-سوالی کردن و قرار دادن زیر پیچ:

  الف-سوالی باید در جهت گردش بسته شدن پیچ باشد

  ب-اگر پیچ دارای واشر باشد بایستی سیم زیر واشر قرار گیرد

  ج-اگر لبه واشر استفاده شده خم باشد نیازی به سوالی نیست

• 2-اتصالات سر سیمها به یک دیگر:

  الف-سر به سر ب-طولی ج-سه راه د-مقاطع نا مساوی

٭ هیچ گاه در سوالی نباید روکش سیم زیر پیچ قرار گیرد و بایستی یک میلیمتر از پیچ فاصله داشته باشد

کابل:

هر نوع هادی که بتواند جریان الکتریکی را از داخل خود عبور دهد و توسط موادی از اطراف عایق شده باشد به طوری که ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمین برابر صفر باشد و در روی سطح سیم نسبت به زمین دارای ولتاژ فازی باشد را کابل گویند

• عایق کابلها:

  1-کاغذهای آغشته به روغنهای مخصوص

  2-مواد پلاستیکی

  3-P.V.C

کابلها:

الف- کابل فشار ضعیف: هادی آن مس و عایقش از لاستیک وPVC  به نام پروتودور است

ب- بریدن و خم کردن کابلها

ج-اتصال کابل به مدار:

به وسیله 1-کابلشوها و 2-پرسی و 3-لحیمی انجام می پذیرد

حروف استاندارد شناسایی کابلها:

N .  کابل نرم شده

Y .  عایق پروتودور ( Yاول)

Y .  روپوش پروتودور (Y دوم)

A .  نوع هادی از جنس آلومینیوم

٭ مهمترین مشخصه ی کابلها ولتاژ نرمال است. ولتاژ نرمال به موارد زیر بستگی دارد:

1-ضخامت عایق دو سیم

2-حداکثر جریانی که میتواند از هادی عبور کند

٭ کابلها از نظر جنس هادی به دو دسته ی مسی و آلومینیومی تقسیم میشوند

• سطح مقطع:

  r . مقطع گرد    s . مقطع مثلثی

• تعداد رشته ها:

  e. یک رشته ای     m. چند رشته ای

• ٭ سیم آبی همیشه MP و سیم زرد و سبز برای محافظت هستند (در کابلها)

انواع لوله ها:

1-فولادی

2-خرطومی

3-خرطومی فلزی

4-پولیکا (p.v.c)