نگاهی ساده به شوک الکتریکی و سیم ارتینگ

بدون اغراق هر ساله هزاران حادثه شغلی در کارگاه های کوچک و بزرگ روی می دهد. نتیجه این حوادث از آسیب دیدگی های جزیی تا قطع عضو، معلولیت و حتی مرگ متفاوت است. بدون شک دلیل بخش مهمی از این حوادث ناآگاهی سرپرستان، مهندسین اجرایی و همین طور کارگران از خطرات و روش های ایمنی و حفاظت در عملیات اجرایی در صنایع است.

همه می دانیم، امروزه انرژی الکتریکی به لحاظ دارا بودن قابلیت های ممتاز نظیر:

- مصرف بدون تولید آلودگی

- امکان تبدیل آن به شکل های دیگر یعنی انرژی حرارتی و مکانیکی

- امکان انتقال سریع و آسان آن از مراکز تولید به مصرف

در همه جا مورد استفاده قرار می گیرد، از شهرها گرفته تا روستاها و مزارع به آن نیازمندند و از اینروست که روز به روز با سرعت و گستردگی بیشتری توسعه می یابد ولی متاسفانه به دلایل گوناگون روند رو به رشد و توسعه فرهنگ بهره برداری درست و ایمن از آن با سرعت رشد و توسعه مصرف متناسب نبوده است و در نتیجه مشکلات زیادی را در این رابطه بوجود آورده است.

بطور مثال در بیشتر فعالیت های صنعتی مشاهده می گردد که  تمهیدات ایمنی مربوط به استفاده از تجهیزات الکتریکی کمتر مورد توجه قرار گرفته و حتی کارگران شاغل در این بخش از مخاطرات آن و نحوه استفاده صحیح از تجهیزات برقی آگاهی کامل ندارند.

شوک الکتریکی

شوک الکتریکی هنگامی رخ می دهد که دوعامل زیر به طور همزمان رخ دهد:

• ابتدا فرد باید با یک سیم حامل جریان یا یک قطعه فلزی مرتبط با سیم حامل جریان تماس داشته باشد.
• فرد باید با زمین در ارتباط باشد.

اگر چه در هر مدار الکتریکی طبق استاندارد باید حداقل سه رشته سیم  وجود داشته باشد ولی در کارگاه ها بعضا می بینیم که از کابل های دو رشته استفاده می گردد، که این دو رشته سیم عبارتند از سیم فاز یا سیم حامل جریان که دارای روکش عایق مشکی رنگ بوده و سیم دوم که روکش عایقی آن رنگ آبی است سیم نول می باشد که بی تردید سیم فاز در واقع خطرناک ترین سیم در مدار الکتریکی ساختمان به شمار می رود، چون حامل بار الکتریکی بوده و به محض تماس با اجزای رسانا بار الکتریکی خود را به آنها منتقل می کند. اما جریان الکتریکی تا زمانی که مسیر برگشت به منبع نداشته باشد برقرار نمی شود. سیم نول در واقع همان سیمی است که برای ایجاد این مدار یا مسیر بسته در نظر گرفته می شود. به عبارت دیگر، با قرار دادن کلید یک وسیله الکتریکی در وضعیت روشن، مسیر ارتباطی بین سیم فاز و سیم نول برقرار می شود و به این ترتیب با کامل شدن مدار، جریان الکتریکی برقرار شده و آن وسیله روشن می شود.

این موضوع در واقع دلیل اصلی بروز شوک الکتریکی در هنگام تماس مستقیم دست با سیم فاز است، در هنگام شوک الکتریکی، بدن همانند سیم نول عمل کرده و مدار الکتریکی را کامل می کند. علت این مساله آن است که زمین به خودی خود مسیر بسیار مناسبی برای عبور جریان و کامل کردن مدار الکتریکی به شمار می رود. در واقع در چنین مواردی، سیستم الکتریکی از زمین به عنوان یک مسیر جایگزین استفاده می کند.

همانطور که می دانید آب یکی از المان های مهم بدن انسان بوده که درصد قابل توجهی از بدن انسان را  نیز تشکیل می دهد، از طرفی آب رسانای خوبی برای برق به شمار می رود، به همین دلیل بدن انسان در مقابل جریان الکتریکی بسیار آسیب پذیر بوده و شوک الکتریکی حتی می تواند موجب از کار افتادن قلب انسان گردد.

روش مقابله با شوک الکتریکی

بهترین روش برای مقابله با شوک الکتریکی عبارت است از:

• اطمینان از این که بدن انسان با زمین در ارتباط نیست
• با استفاده از تجهیزاتی مانع از عبور جریان از بدن شویم.

البته به خاطر داشته باشید که جریان الکتریکی تنها در صورتی از بدن انسان عبور خواهد کرد که بدن همانند مسیر عبور جریان به زمین، عمل کند، یعنی بدن مدار الکتریکی را کامل کند. استفاده از لوازم فلزی و یا کار روی زمین خیس این مشکل را تشدید می کند، بنابراین هیچ گاه روی زمین خیس و یا بر روی نردبانی که روی زمین خیس قرار گرفته است با مدارها و تجهیزات الکتریکی کار نکنید. استفاده از ابزارهای برقی و سایر تجهیزات الکتریکی در محدوده سیستم های  لوله کشی نیز می تواند بسیار خطرناک باشد زیرا سیستم های لوله کشی در واقع به عنوان رابط بین بدن شما با زمین عمل می کنند که نتیجه آن ایجاد شوک الکتریکی است.

برای افزایش ضریب ایمنی تجهیزات و مدارهای الکتریکی می توان از مشخصه های ذیل استفاده نمود:

• اتصال بدنه تجهیزات به سیم زمین
• مجهز نمودن سیستم به کلیدهای جریان تفاضلی
• استفاده از تجهیزات حفاظت فردی مناسب کار با وسایل الکتریکی

سیم زمین

هدف از بکارگیری سیم زمین بر طرف نمودن مشکل نشت جریان الکتریکی است. سیم فاز معمولا توسط مواد عایقی پوشیده می شود، ولی به مرور زمان با فرسوده شدن تجهیزات و عایق ها، احتمال نشت جریان وجود دارد و یا در مواردی به دلیل وجود ارتعاشات و یا حرکت های دیگر امکان ساییدگی عایق سیم فاز وجود داشته که خود نیز می تواند ایجاد نشت جریان نماید و در نتیجه بدنه فلزی وسیله الکتریکی برقدار گردد. بدین ترتیب در صورت تماس دست افراد با بدنه فلزی، شوک الکتریکی به فرد منتقل و در صورت تشدید این موضوع احتمال مرگ فرد زیاد خواهد بود.

سیم زمین این امکان را میسر می سازد که جریان نشتی بلافاصله به زمین منتقل گردد، در نتیجه در اندک زمانی جریان قابل توجهی به سمت زمین هدایت شده و همین مقدار جریان از تجهیزات حفاظتی مدار مثل فیوز عبور می نماید، از آنجایی که این جریان بیش از جریان نامی تجهیز حفاظتی است، لذا تجهیز حفاظتی تحریک شده و بلافاصله عمل می نماید و جریان برق مدار مذکور را قطع می نماید و بدین طریق مانع از برق گرفتگی کاربران می گردد.

کلیدهای جریان تفاضلی

کلید جریان تفاضلی (دیفرنسیالی) یک نوع رله است که در مقابل عبور جریان مازاد تفاضل جریان ورودی به خروجی واکنش نشان داده و جریان را قطع می کند. این کلیدها در انواع  25 تا 63  آمپر با قدرت حساسیت 30 و یا 300 میلی آمپر در بازار یافت می شوند که نوع 300 میلی آن در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.

همانطور که اشاره گردید، كلیدهای جریان تفاضلی از اصول حفاظت دیفرانسیل استفاده می كنند. بدین صورت كه در محل تابلو برق اصلی ساختمان سیم فاز و نول شبكه وارد این رله می شوند، در این رله یك بوبین جریانی قرار دارد كه سیم های فاز و نول از وسط این بوبین عبور می كنند که اولیه ترانس را تشكیل می دهند با این عمل و با توجه به خصوصیات بوبین ها جمع جبری جریان های عبوری از داخل رله بدست می آید حال در صورتیكه این مقدار بیشتر از 30 میلی آمپر باشد رله  فیدر خروجی را قطع می كند.

مسلما هنگام برق گرفتگی مسیر جریان از فاز به بدن شخص و از بدن شخص به زمین خواهد بود که در نتیجه این جریان نشتی باعث ایجاد جریان در خروجی بوبین كلید تفاضلی و واکنش آن خواهد شد.  30میلی آمپر حداكثر جریان مجاز عبوری از بدن انسان است كه نمی تواند باعث بروز برق گرفتگی شود .

تجهیزات حفاظت فردی (PPE)

استفاده از وسایل حفاظت فردی معمولا آخرین روش دفاعی در مقابل شرایط خطرناك محیط های كار محسوب می شود. در بیشتر مقررات ایمنی امروزی، كنترل های فنی و مهندسی و در مرتبه بعدی كنترل های مدیریتی به عنوان اولین و مناسب ترین روش حفاظتی كارگران در برابر شرایط خطرناك توصیه می شوند. در همین راستا برای مقابله و حفاظت در برابر برق گرفتگی از تجهیزات حفاظت فردی استفاده می گردد که در برابر عبور جریان از خود مقاومت نشان می دهند، به عبارت دیگر مانع از عبور جریان الکتریکی از بدن کاربران می گردند و در نتیجه از آنها در مقابل برق گرفتگی حفاظت می کنند.

نویسنده : مهندس رضا نیک پیام