ايمنی و بهداشت در برق

Electrical Safety and Health

الكتريسيته

• الكتريسيته: از الكترون (-) و پروتون (+) تشكيل شده است.
• اتم: به كوچكترين جزء از يك عنصر كه خواص آن عنصر را داشته باشد اتم گويند.
• مزيت انرژي الكتريكي:

  1- به سادگي قابل تبديل به ساير انرژي ها است.

  2- انتقال آن با راندمان خوبي انجام مي شود.

• دو شرط براي برقراري انرژي الكتريكي:

  1- منبع ولتاژ

  2- مدار بسته

  فرمول اساسي برق   V=R.I

• شدت جريان:

  ميزان عبور تعداد الكترونهاي جهت گرفته در يك مدار را گويند. (آمپر)

  (1018*28/6  مقدار يك كلون)

  q : مقدار الکتريسيته (کولن)    t : زمان (ثانيه)     I : شدت جريان (آمپر)

• اختلاف پتانسيل(ولتاژ):

  نيرويي كه باعث حركت الكترونهاي آزاد موجود در يك مدار بسته ميشود را گويند.

• مقاومت الكتريكي:

  عكس العمل هر جسم در مقابل عبور جريان را گويند. واحد اندازه گيري مقاومت اهم است

• مقاومت مخصوص فلز:

  نسبت مقدار ولتاژ منبع به شدت جريان عبوري از سيم را گويند.

• تأثير سطح مقطع هادي در مقدار مقاومت الكتريكي:

مقدار مقاومت الكتريكي هر هادي با سطح مقطع آن رابطه ي عكس دارد.

• تأثير طول هادي در مقدار مقاومت الكتريكي:

  هر چه طول سيم بيشتر شود مقاومت الكتريكي آن نيز بيشتر ميشود.

• ولتاژ مستقيم:

  ولتاژي را كه مقادير لحظه اي آن نسبت به زمان ثابت باشد را گويند و جريان عبوري از آن را جريان مستقيم (DC) گويند.

• ولتاژمتناوب: 

  ولتاژي را كه مقادير لحظه اي آن نسبت به زمان تغيير كند و جهت آن به صورت قرينه تغيير جهت دهد را گويند و جريان عبوري از آن را جريان متناوب (AC) گويند.

• فركانس:

  تعداد سيكلهاي كامل در هر ثانيه را فركانس گويند.(هرتسHz)

 

انرژي الكتريكي

انرژي الكتريكي با ولتاژ زياد از طريق خطوط هوايي به شبكه ي سراسري متصل ميشود.
فشارضعيف: V   500-380-220-125
فشارمتوسط:   KV  63-30-25-20-15-10-6-5-3
فشار قوي:KV       400-220-110

ولتاژ براي مصارف خانگي:

ولتاژ (220 به 231) و (380 به 400) تبديل ميشود.
– براي موتورهاي با قدرت زياد از ولتاژ بين دو فاز (400ولت) استفاده ميشود.

– حد نهايي فاصله براي ولتاژ متناوب 800 الي 1000 كيلومتر است و براي فواصل بيشتر از ولتاژ مستقيم استفاده ميشود.

شبكه ي فشار ضعيف كامل:

1- سيم نول

2- فاز شب

3- فاز برق

در اين شبكه ولتاژ بين دو فاز 380 ولت و ولتاژ بين فاز و نول 220 ولت است.

حداقل سطح مقطعهاي سيمها:

1- نول 16 ميليمتر مربع

2 –فاز شب 25 ميليمتر مربع

3 –فاز هاي اصلي 25 ميليمتر وبيشتر

 

برق گرفتگي

• مقاومت بدن انسان:

  1- اعضاي زير پوست(مقاومت داخلي)

  2- پوست(مقاومت خارجي)

• مقاومت بدن انسان:

  در مقابل جريان متناوب حدود 3000  اهم و در مقابل جريان مستقيم حدود 4500  اهم است.

اثرات فيزيولوژيكي برق بر روي بدن انسان:

1- جريان كم حدود 1 تا 2 ميلي آمپر به صورت يك لرزش است.

2- جريان بيشتر حدود 10 تا 15 ميلي آمپر به صورت يك شوك گذرا است.

3- جريانهاي بالاتر از 15 ميلي آمپر به صورت گرفتگي ماهيچه است.

4- جريان 25ميلي آمپر را مرز خطر مرگ گويند.

ميزان خطر برق گرفتگي به عوامل زير بستگي دارد:

1- مسير عبور جريان (مهمترين نكته)

2- مقدار جريان

3- مدت تأثير جريان

4 – فركانس جريان

5 -ولتاژ

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

– ولتاژ خطرناك براي انسان 65V است.

حفاظت الكتريكي:

اقداماتي كه بايد در تأسيسات الكتريكي به عمل آورد تا خطرات ناشي از جريان برق باعث صدمه زدن به اشخاص ‎‌‌، حيوانات ، دستگاه ها و مصرف كننده ها و سيمها و كابلها نشود.

خطاهاي ناشي از جريان برق:

1- اتصال بدنه: اتصال يكي از سيمهاي حامل جريان به بدنه ي دستگاه را گويند.

2- اتصال كوتاه: اتصال دو سيم لخت كه نسبت به هم داراي ولتاژ هستند را گويند

3- اتصال زمين: اتصال يكي از سيمهاي حامل جريان به زمين را گويند.

انواع فيوز:

1- ذوب شونده

2- اتوماتيك

فيوز بر روي سيم فاز نصب مي شود.

فيوز در مدار به طور سري قرار مي گيرد.

حفاظت اشخاص توسط سيم زمين:
– اتصال زمين توسط نوار و لوله و صفحه انجام مي شود.
– اتصال زمين توسط سيمهاي مسي تابيده ، به سطح مقطع 25mm2  انجام مي شود.
– سيم اتصال زمين معمولاً داراي رنگ زرد با نوار سبز است.
– يك اتصال زمين مناسب بايد حداكثر داراي مقاومتي برابر 2 اهم باشد.

 

مقدار مقاومت مدارها بستگي دارد به:
1-تعداد و نوع مصرف كنندگاني كه مدار را تشكيل ميدهند
2-ترتيب قرار گرفتن مصرف كننده ها در مدار
3-مقاومت كليدها و وسايل كنترل
4-مقاومت سيمهايي كه انرژي را از منبع تغذيه به مصرف كننده ها ميرسانند
5-مقاومت داخلي مدار
٭ گزينه ي 1 و 2 قسمتهاي اصلي مقاومت يك مدار هستند
٭٭ در صورتي كه مقاومت مصرف كننده ها خيلي كم باشد مقاومت سيمها اثر بيشتري روي مقاومت كل مدار و جريان مدار دارند

براي اينكه افت ولتاژ به حد اقل برسد بايد:
1-سطح مقطع سيم مناسب باشد

2-ميزان جريان عبوري از سيم مناسب باشد

• جنس فلز سيم:

  1- مس   2- آلومينيوم

• ويژگيهاي فلز مس:

  1-استحكام مكانيكي خوب   2-مقاومت در برابر تاثيرات جوي   3-شكل پزيري

  ٭ مقاومت مخصوص عايقها با جذب رطوبت كاهش مي يابد

  ٭ براي آنكه هدايت سيم آلومينيومي برابر سيم مسي باشد بايستي در دو سيم با طول مساوي سطح مقطع آلمينيوم 6/1برابر سطح مقطع مس باشد

استقامت الكتريكي:

ولتاژ قابل تحملي كه ميتواند از دو سيم موجود در يك كابل كه بين آنها را عايق پر كرده است عبور كند به طوري كه در عايق جرقه اي ايجاد نشود.

٭ هر چه استقامت الكتريكي عايق بيشتر باشد ميتوان عايق را با ضخامت كمتري به كار برد.

خواص عايقها:

1-استقامت الكتريكي

2-قابليت جذب رطوبت نداشته باشند

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

4-استحكام مكانيكي داشته باشند

 

انواع عايق:

1-ابونيت: در مقابل اسيدها مقاوم و در مقابل چربيها و روغنها دوام ندارد( براي ساخت ظرف باطريها استفاده مي شود)

2-كاغذ: عايق مصنوعي- به آساني جاذب رطوبت به همين خاطر به لاكها و روغنها آغشته ميكنند (در كابلها و ماشينهاي الكترونيكي و ترانسفورماتورها براي عايق سيم پيچها و ورقه هاي آهني استفاده ميشود)

3-چيني: استقامت الكتريكي زياد و عايق رطوبتي- ترد و شكننده (در بدنه ي فيوزها به رنگ سفيد و در سيم كشي هوايي به صورت مقره و به رنگ قهوه اي استفاده مي شود)

4-روغنهاي معدني: داراي استقامت الكتريكي زياد نسبت به هوا- به غير از خاصيت عايق گرماي دستگاهها را نيز مي گيرد (در كابلهاي فشار قوي و ترانسفورماتورها و كليدهايي با ولتاژ زياد استفاده ميشوند)
٭ روغنهاي معدني نبايد حاوي مواد اضافي و رطوبت باشند و زود مشتعل شوند

5-لاستيك و پلاستيك: در سيم مسي با عايق لاستيك بايستي با يك لايه از قلع مس را اندود كند تا گوگرد موجود در لاستيك بر مس اثر نگذارد ولي اين مسأله در زمان استفاده از پلاستيك صدق نميكند (در عايق بندي سيمها استفاده ميشود)

مهمترين مواد پلاستيكي:

• P.V.C
• 1-غير قابل اشتعال
• 2-عايق در برابر زنگ زدگي

  ٭ افزايش حرارت استقامت اين ماده را كاهش ميدهد (استفاده از آن در دماي بالاتر از 70 درجه و پايينتر از 5- درجه ممنوع است)

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

روشهاي مختلف سيم كشي:

1-سيم كشي داخل ساختمان

2-سيم كشي در هواي آزاد

3-سيم كشي بر روي پايه در هواي آزاد

4-كابل كشي

انواع سيم كشي:

1-روكار: (مزيت:پيدا كردن عيوب ساده است)(مشكل:1-برق زدگي به همراه دارد 2-از زيبايي ميكاهد)

2-تو كار:
1-استفاده از سيمهاي مخصوص كه داراي چند لايه عايق است «سيم زير گچي» (در ديوارهاي نازك و تيغه آجري و… به كار ميرود)
2-عبور سيم از درون لوله و قرار دادن لوله زير گچ (در ساختمانهاي مسكوني و ا داري و هتلها و… به كار ميرود

٭ سيم زير گچي تخت است و در محلهايي كه امكان عبور لوله وجود ندارد استفاده ميشود

حروف استاندارد شناسايي سيم:

A .  براي يك هزار ولت

 

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

F . سيمي كه از تعداد سيم نازكتر تشكيل شده

Y . رو پوش پروتودور

اتصالات سيمها:

• 1-سوالي كردن و قرار دادن زير پيچ:

  الف-سوالي بايد در جهت گردش بسته شدن پيچ باشد

  ب-اگر پيچ داراي واشر باشد بايستي سيم زير واشر قرار گيرد

  ج-اگر لبه واشر استفاده شده خم باشد نيازي به سوالي نيست

• 2-اتصالات سر سيمها به يك ديگر:

  الف-سر به سر ب-طولي ج-سه راه د-مقاطع نا مساوي

٭ هيچ گاه در سوالي نبايد روكش سيم زير پيچ قرار گيرد و بايستي يك ميليمتر از پيچ فاصله داشته باشد

كابل:

هر نوع هادي كه بتواند جريان الكتريكي را از داخل خود عبور دهد و توسط موادي از اطراف عايق شده باشد به طوري كه ولتاژ روي سطح عايق نسبت به زمين برابر صفر باشد و در روي سطح سيم نسبت به زمين داراي ولتاژ فازي باشد را كابل گويند

• عايق كابلها:

  1-كاغذهاي آغشته به روغنهاي مخصوص

  2-مواد پلاستيكي

  3-P.V.C

كابلها:

الف- كابل فشار ضعيف: هادي آن مس و عايقش از لاستيك وPVC  به نام پروتودور است

ب- بريدن و خم كردن كابلها

ج-اتصال كابل به مدار:

به وسيله 1-كابلشوها و 2-پرسي و 3-لحيمي انجام مي پذيرد

حروف استاندارد شناسايي كابلها:

N .  كابل نرم شده

Y .  عايق پروتودور ( Yاول)

Y .  روپوش پروتودور (Y دوم)

A .  نوع هادي از جنس آلومينيوم

٭ مهمترين مشخصه ي كابلها ولتاژ نرمال است. ولتاژ نرمال به موارد زير بستگي دارد:

1-ضخامت عايق دو سيم

2-حداكثر جرياني كه ميتواند از هادي عبور كند

٭ كابلها از نظر جنس هادي به دو دسته ي مسي و آلومينيومي تقسيم ميشوند

• سطح مقطع:

  r . مقطع گرد    s . مقطع مثلثي

• تعداد رشته ها:

  e. يك رشته اي     m. چند رشته اي

• ٭ سيم آبي هميشه MP و سيم زرد و سبز براي محافظت هستند (در كابلها)

انواع لوله ها:

1-فولادي

2-خرطومي

3-خرطومي فلزي

4-پوليكا (p.v.c)