ایمنی در تأسیسات برق

پیشگفتار نویسنده

امروزه برق جزء لاینفک زندگی بشر بوده بطوریکه استفاده از شبکه‌ های برق در منزل یک مادربزرگ روستایی تا صنایع بزرگ و پیشرفته دیده می‌شود و در کنار خدمات و آسایش آن، خطرات و حوادث خود را به همراه دارد.

عمده خسارت ‌ها و پیامدهای حوادث مانند بخش زیر آب یک کوه یخ، ناپیدا و پنهانی است. ظاهر خسارت ‌های جانی و مالی حوادث که قابل محاسبه عددی است، به مثابه قسمت بیرون از آب یک کوه یخ است ولی اثرات عمده و اساسی آن مانند فقدان و یا ضعف در کارایی منابع انسانی آسیب دیده و عوارض روانی و اجتماعی آن که قابل محاسبه عددی نیست به مرور زمان و بعضاً ناپیدا و تاثیرگذار خواهد بود.

حوادث برق به علت همه ‌گیر بودن و اثرات خطرناک آن از جایگاه ویژه ‌ای برخوردار است و لازم است تمامی آحاد جامعه خصوصاً نیروی انسانی فعال در بخش ‌های صنعت، تولید، کشاورزی، تجاری و... به تناسب و نیاز خود دانش لازم ایمنی برق را فراگرفته و از آن استفاده کنند.

کتاب ‌های زیادی در زمینه ایمنی برق تالیف شده که هر کدام در جایگاه خود قابل تقدیر و مفید هست. اینجانب با تجربه کاری30 ساله در صنایع بزرگ کشور و 2 دهه آموزش‌ های ایمنی و تجزیه و تحلیل حوادث برقی و بنا بر مصداق زکات ‌العلم نشره، بر آن شدم تا این تجربیات، خصوصاً مباحثی که نیاز روز صنعت برق بوده و یا سوالات زیادی در ذهن علاقه‌ مندان به این صنعت ایجاد کرده مانند ارتینگ، بررسی سیم نول، علل حوادث برقی، تجزیه و تحلیل شرایط و تجهیزات پرخطر مثل برق‌ گرفتگی در آب و یا کولرهای آبی و... را به زبانی گویا و علمی، به رشته تحریر درآورده تا انشاالله قدم کوچکی در ارتقای دانش ایمنی برق باشد.

مطالب اصلی در قالب 11 فصل مجزا و بصورت کاملاً واضح بر پایه اصول مهندسی برق و به دور از فرمول‌ ها و تئوری‌ های پیچیده اثباتی ارائه و سعی شده بصورت سلیس و روان و با دسته‌بندی‌ های کاربردی و مرحله به مرحله توضیح داده شود.

در بخش پیوست‌ها 11 موضوع کاربردی بصورت جداگانه تشریح و تجزیه و تحلیل شده است.

هر چند فصول و پیوست‌ ها بصورت مجزا و تفکیکی ارائه شده ولی توصیه می‌ شود جهت استفاده و برداشت بهتر و عمیق‌ تر، کتاب از اول و به ترتیب مطالعه شود.

کتاب از تعاریف اولیه تا مباحث تخصصی و فنی ایمنی برق را دربرداشته و لذا مناسب تمام گروه ‌های مختلف جامعه از جمله گروه‌ های زیر می‌باشد:

1ـ مهندسان، تکنسین ‌ها، متخصصین و دانشجویان رشته برق

2ـ مهندسان، تکنسین ‌ها، کارشناسان و بازرسین ایمنی و فنی و بهداشت کار

3ـ کلیه برقکاران و فعالین در حوزه صنعت برق

4ـ اساتید رشته برق در سطح متوسطه و دانشگاهی

5ـ واحدهای فنی و مهندسی و طراحی و نظارت

6ـ کلیه سرگروه ها، سرپرستان، رؤسا و مدیران حوزه بهره ‌برداری و نت (نگهداری و تعمیرات)

7ـ کلیه علاقمندان به مباحث ایمنی برق

در پایان از کلیه کسانی که در پدید آمدن کتاب کمک نمودند از جناب آقای مهندس ترابیان مدیریت انتشارات ارکان‌دانش که برای چاپ و انتشار کتاب قبول زحمت نمودند و پرسنل زحمت‌ کش انتشارات از جمله سرکارخانم‌ نسرین مختاری که در مراحل مختلف تهیه و تولید کتاب و ویرایش نهایی متن یاریگر ما بودند از سرکار خانم فاطمه چلمغانی که صفحه ‌آرایی و ادیت کتاب را به عهده داشتند همچنین سرکار خانم حمیده ختمی‌ پناهی به خاطر طراحی روی جلد کتاب صمیمانه تقدیر و تشکر می‌ نمایم.

امید است این انجام وظیفه ناچیز، مورد رضایت حق تعالی و استفاده مخاطبان قرار گیرد.

علیرضا علی عسگری

زمستان 1399

alyasgaryalyreza@gmail.com 

فهرست مطالب

فصل اول: تعاریف

کمیت‌ های الکتریکی

اجزای الکتریکی

واحدهای الکتریکی

تعریف برق ‌گرفتگی یا شوک الکتریکی

شبیه ‌سازی الکتریکی بدن انسان در برق‌ گرفتگی

فصل دوم: بدن انسان در برق‌ گرفتگی

مقاومت بدن انسان

تفاوت‌ های برق متناوب AC با مستقیم DC در برق ‌گرفتگی           

عوارض برق‌ گرفتگی

تحلیل حوادث

فصل سوم: سیستم ‌های ارتینگ (نیرو)

سیستم ‌های اولیه

معایب و خطرات سیستم ‌های اولیه

اولین سیستم ‌های زمین شده

 سیستم‌ های ارتینگ TT     

            الف : سیستم TT اولیه        

            ب : سیستم TT همبندی شده          

سیستم‌ های ارتینگ TN      

            الف : سیستم ارتینگ TN-C 

            ب : سیستم ارتینگ TN-S   

            ج : سیستم ارتینگ TN-C-S 

راهکار کاهش اثرات قطع سیم PEN یا نول

لزوم اتصال زمین مرکز نیرو در سیستم TN        

سیستم‌ های ارتینگ IT

استفاده از سیم نول در سیستم IT      

فصل چهارم: الکترودهای ارتینگ

نوع و کاربرد ارتینگ           

محل مناسب نصب الکترود   

میزان مقاومت مورد نیاز سیستم زمین  

آشنایی با انواع الکترودها      

عوامل موثر در میزان مقاومت الکترود زمین        

نوع خاک

همگن بودن خاک 

رطوبت خاک       

دمای خاک          

فشردگی خاک      

نمک خاک          

تاثیر قطر الکترود بر مقاومت آن         

تاثیر طول الکترود بر مقاومت آن        

تاثیر سطح الکترود بر مقاومت آن       

تعیین میزان تقریبی مقاومت الکترود قبل از اجرا 

انتخاب الکترود     

چند نکته اساسی  

فصل پنجم: اندازه‌ گیری مقاومت زمین

بررسی سنجش مقاومت زمین با اهم متر یا مگر

تحلیل حوزه ولتاژ یک الکترود

اندازه ‌گیری مقاومت الکترود زمین به روش افت پتانسیل 62 درصد

اندازه ‌گیری مقاومت الکترود زمین به روش افت پتانسیل سه نقطه‌ ای

اندازه ‌گیری مقاومت الکترود زمین به روش دو الکترودی (ارت مرده)  

استفاده از لوله‌های آب به عنوان الکترود ارت

اندازه ‌گیری مقاومت الکترود زمین بوسیله تزریق جریان (کلمپ)      

اندازه ‌گیری مقاومت الکترود زمین با ولت متر و آمپر متر   

اندازه‌ گیری مقاومت مخصوص خاک    

اندازه‌ گیری تقریبی مقاومت مخصوص خاک با ارت سنج سه سیمه

تست پیوستگی     

فصل ششم: حفاظت در برابر برق‌ گرفتگی

انواع برق‌گرفتگی

راهکارهای پیشگیری از برق‌گرفتگی

ارت کردن

عایق دوبل

همبندی برای هم ولتاژ کردن

جدایی الکتریکی (ترانس ایزوله)

ولتاژ ایمن Selv    

محیط عایق

قطع خودکار مدار

نجات فرد برق گرفته

فصل هفتم: حفاظت در برابر صاعقه

اثرات صاعقه

اثرات ثانویه صاعقه

حفاظت در برابر صاعقه

سیستم زمین صاعقه          

الزامات اجرای سیستم LPS (حفاظت در برابر صاعقه)       

حفاظت در برابر اثرات ثانویه صاعقه

حفاظت‌های عمومی و انفرادی مواجهه با صاعقه

تخمین حدودی فاصله صاعقه

فصل هشتم: تجهیزات حفاظتی مدارات الکتریکی

مدارشکن ‌ها

انواع مدارشکن ‌ها  

کلیدهای مینیاتوری یا MCB

کلیدهای MCCB  

رله‌های اضافه بار

کلید RCD (محافظ جان)    

نحوه عملکرد کلید RCD (محافظ جان)           

نحوه صحیح استفاده از کلید RCD (محافظ جان)           

معایب و نقایص کلید  RCD (محافظ جان)       

توصیه ‌های لازم در استفاده از کلید RCD (محافظ جان)   

محافظ‌ های برق

رله ‌های کنترل فاز

فصل نهم: انتخاب هادی ‌های برق

محاسبه و انتخاب هادی فاز

انتخاب هادی نول

انتخاب هادی حفاظتی PE

انتخاب هادی همبندی اصلی

انتخاب سیم زمین

انتخاب الکترود زمین

مطالب تکمیلی

انتخاب رنگ عایق هادی ‌ها

فصل دهم : گرم شدن و آتش‌ سوزی سیم ‌ها و کابل ‌ها

شرایط محیطی

استفاده از سیم یا کابل موازی

عدم تناسب وسیله حفاظتی با سیم و کابل

اتصال دو یا چند تکه کابل یا سیم غیر هم سایز

فرسودگی عایق و پوشش سیم ‌ها و کابل‌ ها

جمپر کردن

اتصال سرسیم ‌ها بصورت پیچاندن

عدم آچارکشی تجهیزات الکتریکی

عدم استفاده از سر سیم یا سر کابل

فصل یازدهم : بررسی خطرات و خطاهای سیم نول

قطع سیم نول در شبکه ‌های سه فاز

علل برقدار شدن سیم نول   

مقاومت زمین نامناسب در سیستم TT 

تماس فاز با زمین  

افت ولتاژ خط      

بررسی استفاده از سیم نول یک شبکه دیگر       

فازها و نول از یک ترانس     

فازها و نول از دو ترانس       

پیوست ‌ها

پیوست1: ایمنی برق کولرهای آبی

علل پتانسیل خطر در کولرهای آبی

بررسی انواع کلیدهای کولر آبی

توصیه ‌های ایمنی

بررسی دو حادثه

پیوست2 : حریم خطوط برق   

پیوست3 : ولتاژ گام

تشریح الکتریکی ولتاژ گام

راهکارهای ایمنی

پیوست 4 : فعالیت جرثقیل‌ ها نزدیک خطوط برق

            اصول ایمنی فعالیت مکانیزم ‌ها در محدوده خطوط برق     

            توصیه‌ های تصویری           

پیوست5: برق گرفتگی در آب

برق‌ گرفتگی داخل آب

ماهیگیری با اعمال ولتاژ

راهکارهای ایمنی

پیوست 6: پرندگان روی خطوط برق

آویزان شدن انسان از سیم ‌های برق

پیوست 7 : دستگاه ‌های جوشکاری

ایمنی برق دستگاه‌ های جوش

رعایت ایمنی کابل ‌ها و ولتاژ خروجی دستگاه جوش

سایر دستورالعمل‌ های ایمنی جوشکاری

پیوست8: شبکه ‌های توزیع برق شهری

کنتورهای برق مشترکین

ارتهای شبکه توزیع

کابل ‌های خود نگهدار ABC 

توپ‌ های نشانگر خطوط برق

پیوست9: حفاظت IP          

پیوست 10:  فازمتر

نکات ایمنی در مورد فازمتر

روش اصولی استفاده از فازمتر

پیوست11 : بازرسی ‌ها

بازرسی موارد ایمنی تابلوهای برق

بازرسی موارد ایمنی ارتینگ

بازرسی موارد عمومی ایمنی برق

چک لیست بازرسی اتاق برق