Dotykové napětí: normy, ochranná opatření, podmínky výskytu

Při práci v elektroinstalaci, ručním nářadím a dokonce i při používání domácích elektrických spotřebičů hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem. K tomu není nutné uchopit holou část drátu, která je pod vlivem elektrického proudu. Napětí při dotyku může být zdraví škodlivé a přímo ohrožovat život.

Definice pojmu

Samotné slovo „dotek“ vyjadřuje podstatu tohoto konceptu. Napětí je potenciální rozdíl mezi dvěma body. Vzniká v důsledku porušení izolace, indukované statické elektřiny nebo havarijního stavu v technologickém procesu. Dotykové napětí je elektřina, která se objevuje na lidském těle v důsledku jeho kontaktu s body, které mají různé potenciály.

Pokud se na nějakém místě vytvoří podmínky pro současný dotyk dvou vodivých prvků, pak když se tam objeví živý organismus, můžeme mluvit o nebezpečí dotykového napětí. Tuto elektrickou veličinu lze předběžně změřit, abychom měli představu o jejích očekávaných maximálních hodnotách.

Je dotykové napětí bezpečné?

Potenciální rozdíl vyplývající z různých důvodů někdy dosahuje několika stovek voltů. Pro objasnění můžeme uvést příklad, kdy se člověk dotkne uzemněné části zařízení, které se z nějakého důvodu náhle pod napětím. Jeden z potenciálů (ϕ1) je aplikován na nohy, druhý (ϕ2) – v místě kontaktu se zařízením. Hodnota dotykového napětí se bude rovnat:

Pokud jsou získané hodnoty malé, nedojde k poškození zdraví. Jak se však vzdalujete od uzemňovacího bodu zařízení, v tomto případě se hodnota U zvýší a dosáhne maxima tam, kde končí oblast šířící se elektřiny z tohoto uzemňovacího bodu.

Přítomnost v oblasti šíření proudu, když se drát dotkne země, je nebezpečná pro zranění osoby skokovým napětím. Pokud při pokusu o krok pociťujete nepohodlí, musíte vzdálenost kroku snížit na minimum. Z nebezpečné zóny se můžete dostat buď skokem na jedné noze, nebo chůzí bez zvednutí chodidel ze země a položením chodidel co nejblíže k sobě.

Varování! Dotykové napětí nad 42 V AC je nebezpečné pro lidský život a zdraví. Pokud přímá elektřina dosáhne 120 V nebo více, dotyk také představuje značné zdravotní riziko.

Porušení izolace živých kabelů nebo vodičů a současný kontakt lidského těla s uzemněnými kovovými konstrukcemi a oblastí s poškozenou izolací povede k úrazu elektrickým proudem.

Nebezpečí dotykového napětí

Způsoby, jak snížit nebezpečí

GOST 12.1.038-82 (2001) ze dne 01.03. března 2018 je hlavním regulačním dokumentem, který se používá jako vodítko při přijímání nezbytných opatření. Tento GOST zvažuje normy pro maximální možné hodnoty dotykového napětí.

Aby byla zajištěna elektrická bezpečnost osob, platí následující kroky:

• instalace ochranných uzemňovacích zařízení;
• nulování pracovního zařízení;
• instalace systémů vyrovnání potenciálu (EPS);
• oplocení a instalace ochranných štítů na zařízení pod napětím;
• používání sníženého napětí při práci v oblastech se zvýšeným nebezpečím a zvláště nebezpečných;
• poskytování prostředků kolektivní a individuální ochrany personálu: izolované elektrické nářadí a dielektrické prostředky;
• použití proudových chráničů (RCD) a alarmů.

Uzemňovací zařízení jsou navržena tak, aby chránila proti mezifázovému zkratu. Instalují se za účelem snížení napětí mezi zemí a živými částmi elektrických instalací.

Důležité! Všechny kovové části instalací, motory, rozvaděče, konzoly, kovová pouzdra elektrického nářadí a další prvky přístupné na dotek, které mohou vést proud, podléhají povinnému uzemnění.

K ochraně před cizím napětím v místech, kde není připojení k zemní smyčce možné, se používá uzemnění. Pomocí samostatného vodiče je tělo zařízení připojeno k uzemněné nule. Když na něj přes tento vodič zasáhne fáze, spustí se zařízení na ochranu proti zkratu.

Pro snížení rizika úrazu elektrickým proudem pro osoby jsou průmyslové a domácí prostory vybaveny systémy vyrovnávání potenciálu (PES). Jsou základní (OSUP) a doplňkové (DOSUP). Hlavní systém je nezávislý a zajišťuje vyrovnání potenciálu na přístupných kovových plochách zařízení. DOSUP přijímá další opatření ke snížení úrovně potenciálního rozdílu ve zvláštních případech.

Realizace ochranných plotů a instalace štítů chrání osoby před náhodným dotykem živých částí. Jako doplňkové opatření jsou na plotech vyvěšeny výstražné plakáty.

V místech se zvýšeným nebezpečím a zvláště nebezpečnou práci lze provádět pouze s elektrickým nářadím, jehož napájecí napětí není vyšší než 42 V. K tomu se používají snižovací transformátory.

Informace. Místnosti se zvýšeným nebezpečím zahrnují ty, kde je: chemicky agresivní prostředí, vysoká vlhkost (více než 70%), zvýšená teplota (nad 500C), přístupný kontakt s kovovými částmi nebo betonovou podlahou.

Kolektivní a individuální ochranné prostředky (OOPP) zahrnují: dielektrické rohože a stojany, boty, galoše, rukavice a nářadí s izolačními rukojeťmi. Použití takových ochranných souprav snižuje riziko dotykového napětí.

RCD – proudové chrániče instalované v bytě umožňují kontrolovat výskyt proudových úniků a nebezpečného napětí v místech se zvýšeným nebezpečím (kuchyň, koupelna). Při výskytu nebezpečných veličin zařízení vypne napájení, dokud nebude odstraněna příčina jejich vzniku.

Způsob, jak snížit riziko úrazu elektrickým proudem

Výpočet dotykového napětí

Provedením výpočtů se určí možná hodnota proudu v případě kontaktu. Pro výpočty jsou uvažovány dvě schémata elektrické sítě:

• obvod s pevně uzemněným neutrálem;
• systém s izolovaným neutrálem.

V prvním případě, kdy je osoba vystavena fázovému napětí (220 V), je množství proudu, kterým prochází, omezeno odporem obvodu: fáze – tělo – boty – podlaha (zem). Na základě toho vzorec vypadá takto:

Ich = Uph/(Rch + Rob + Rp + R0) ≈ Uph / Rch,

kde:

• R0 – odpor nulového ochranného vodiče transformátoru, R0 ≤ 10 Ohm;
• Uph – fázové napětí;
• Rch – lidský odpor;

Pro lineární napětí se průtokový proud vypočítá pomocí vzorce:

Ich = Ul/√3*( Rch + Rob + Rp + R0).

Ve druhém případě, kdy je neutrál izolován, pracují se vzorci:

• Ich = Ul/Rch – pro okamžik dvoufázového kontaktu;
• Ich = 3Uph/(3Rch + Riz) – varianta jednofázového kontaktování, kde Riz je izolační odpor fázových vodičů vůči zemi.

Dávejte pozor! Pokud je zemnící elektroda singulární, pak bude nejnebezpečnější dotknout se těla zařízení nejdále od ní.

Metody měření

Měření provádí hostující tým speciální laboratoře, která má k provádění těchto měření licenci. Měří se pracovní a nepracovní místa. Měření se provádějí při okolní teplotě 5-400C a vlhkosti vzduchu 35-80%.

Měřicí obvod na pracovišti

Varování! Pracoviště je oblast působení provozního personálu v rámci běžného pracovního procesu. Nepracovní místo je prostor, kde se mohou nacházet lidé, kteří neplní úřední povinnosti související s prací na elektroinstalacích.

Před provedením měření je nulový vodič odpojen od stínění, aby se předběžně změřil odpor zemnící smyčky. Dále, při sestavování měřicího obvodu, je jeden výstup zařízení připojen k ochranné zemnící sběrnici a druhý k proudové elektrodě. Udržujte vzdálenost větší než 25 m od zemnící elektrody, zapíchněte kolík do země a nainstalujte desku, na kterou se položí zátěž 50 kg. Jedná se o napodobeninu lidské nohy. Půda pod deskou je navlhčena. Voltmetr V hlídá dotykové napětí, odpor R = 1 kOhm je ekvivalentní odporu lidského těla.

Při provádění měření na nepracovních místech musí být svorka zařízení T2 připojena k uzemňovacímu bodu poblíž umístěného krytu zařízení.

Umístění proudové elektrody musí být provedeno tak, aby umělá reprodukce zemního poruchového obvodu fázového napětí byla co nejpřesnější.

Další metodou měření je obvod pomocí voltmetru a ampérmetru.

První testuje dotykové napětí, druhý ukazuje velikost proudu procházejícího zemnící elektrodou. Zdrojem energie měřicího obvodu je transformátor s výstupním napětím 500 V a jmenovitým výkonem 100 kVA.

Testování ampérmetru a voltmetru

Jediný pozemek

Jedná se o nejjednodušší typ uzemnění zařízení, u kterého není třeba konstruovat speciální obvod. Přesto se jedná o velmi účinný ochranný prvek, který umožňuje fungování ochranného vypnutí a „obejití“ osoby, která se dostala pod napětí.

Jediné ochranné uzemnění zahrnuje:

• zemnící elektroda délky 2500 mm – úhlová ocel 50*50*0,5 mm nebo trubka o průměru minimálně 4 mm;
• zemnící vodič – válcovaný ocelový drát o průměru minimálně 0,8 mm v exteriéru a 0,6 mm v interiéru nebo ocelový pás o šířce 25 mm a tloušťce 0,5 mm;
• Připojovacím místem pro zemnící vodič je šroub pro připojení na tělese elektroinstalace.

Jako uzemňovací vodič v interiéru je přípustné použít ohebný lankový měděný drát žlutozelené barvy o průřezu minimálně 2,5 mm. Všechny spoje jsou provedeny pomocí elektrického svařování. Švy jsou dlouhé minimálně 10-15 mm. Svařovací plochy a kovové uzemňovací části (kromě elektrody zaražené do země) jsou natřeny černou barvou pro ochranu proti korozi.

Důležité! Minimální zemnící odpor pro síť 220 V by neměl být větší než 8 Ohmů, pro třífázové vedení 380 V minimální hodnota R ≤ 4 Ohmy.

Zemnící elektroda je zaražena nebo zakopána do země tak, aby její horní část byla 0,4-0,5 m pod úrovní terénu.

Skupinové uzemnění

Zemnící smyčka je vytvořena z jednotlivých zemnících vodičů. Jsou umístěny v jedné řadě nebo ve formě geometrického obrazce, aby se snížila celková odolnost konstrukce. Výpočty se provádějí předem, v důsledku čehož je určen požadovaný počet prvků v obvodu.

Informace. Vzdálenost mezi sousedními elektrodami v obvodu je udržována stejná jako délka elektrody. To je způsobeno tím, že maximální účinnosti jedné zemnící elektrody (90%) je dosaženo její oblastí působení. Zóna zahrnuje všechny body, které jsou od ní stejně vzdálené ve vzdálenosti její délky. Oblasti působení nejbližších zemnících vodičů by se neměly protínat.

Ochranná opatření

Ochrana proti dotykovým napětím je celý soubor opatření, podle kterých je možné snížit nejen rozdíl potenciálů, ale také ochránit člověka před jejich vysokými hodnotami. Správný návrh uzemnění, používání osobních ochranných pomůcek a znalost, jak uniknout ze zóny krokového napětí – to vše zachrání život a zdraví pracovníků.

Druhy úrazů elektrickým proudem

K úrazu elektrickým proudem dochází působením oblouku nebo proudu. Dochází k lokálnímu nebo celkovému poškození organismu.

Při místním vystavení lidskému tělu elektrické energii může dojít k následujícímu:

• popáleniny;
• metalizace kůže;
• elektrické značky;
• popálení rohovky očí;
• mechanická poranění kůže a měkkých tkání.

Nepředstavují nebezpečí pro život, vyžaduje se ošetření místních postižených oblastí těla. Výjimkou jsou popáleniny – pokud je procento poškození povrchu kůže příliš vysoké, je možná smrt.

Závažnost elektrického šoku závisí na cestě, kterou elektřina prochází tělem oběti. Existuje pět stupňů elektrického šoku, který má následující důsledky:

• slabé, nedobrovolné svalové kontrakce – křeče jsou sotva patrné;
• křeče se silnou bolestí;
• nedostatek vědomí bez selhání srdce a dýchacích orgánů;
• nedostatek vědomí se ztrátou dýchání a srdečního tepu;
• klinická smrt.

Dávejte pozor! Výsledek závisí na tom, jak rychle se člověk osvobodí od účinků elektřiny a jak úspěšně je poskytována lékařská péče.

Dráhy proudu procházející lidským tělem

Prevence

Včas, minimálně 2x ročně, je nutné změřit ochranné uzemnění a fázovou nulu na pracovištích.

Odstraňte následující příčiny úrazu elektrickým proudem:

• nedodržování bezpečnostních předpisů;
• být blízko přerušeného drátu;
• kontakt s exponovanými částmi elektrických instalací pod proudem;
• dotýkat se částí zařízení, které se náhle stanou pod napětím;
• dotýkajících se prvků elektrických spotřebičů s poškozenou izolací.

Na pracovištích musí být prováděno školení o elektrické bezpečnosti.

Počasí a vnější podmínky

Zemnící spoje se zkouší v zimě v období největšího promrzání půdy a v létě, kdy je půda nejvíce vyschlá v místech, kde se nacházejí ochranné obrysy. Hodnota odporu uzemňovacího zařízení, což znamená jeho účinnost, závisí na stavu půdy. Pokud vezmeme v úvahu, že potenciálový rozdíl od statické elektřiny během bouřky může dosáhnout hodnot nad tisíc voltů, pak systém vyrovnání potenciálu (EPS) musí takové zatížení odolat.

Není možné zcela eliminovat potenciální rozdíly. Vždy existuje nebezpečí vystavení dotykovému napětí. Dodržování bezpečnostních opatření a souboru ochranných opatření pomůže snížit riziko úrazu elektrickým proudem na minimum.