Ciało ma pewną imp. Jeśli przyłożymy do dwóch punktów ciała napięcie to popł. prąd. Wielkość tego prądu zależy od wielu czynników (zmęczenie, wielkość elektrod, siłaich nacisku itd.). Imp. ciała składa się z: 1) imp. naskórka 2) impedancja tkanek wewn. Ad2- jest stała .Ad1) zależy od napięcia .Imp. każdej z kończyn to ok. 500om .Imp. nask. zmienia się w zależności od napięcia. Dla małych napięć (do 20kilku) naskórek jest izolatorem. W miarę wzrostu nap. wzrasta prąd i powoduje miejscowe podgrzewanie naskórka i gruczołów co powoduje wydzielanie potu , który jest elektrolitem, co powoduje szybki wzrost prądu.(wykres). Skutki przepływu prądu: porażenie, 1) bezpośrednie (gdy prąd przepływa przez ciało), 2)pośrednie(łuk elektryczny, upadki z wysokości na skutek porażenia). Ad1) Skurcze i rozkurcze mięśni, praca układu nerwowego, równowaga elektrolityczna – tak pracują niektóre części ciała. Zakłócić je może przepływ prądu. Grozi to: a) np. zaciśnięcie elektrody w dłoni, b) przy przepł. prądu przez klatkę, skurcz mięśni i niemożliwość zaczerpnięcia oddechu, c) fibrylacja komór serca. Skurcze są sterowane elektrycznie (kilkadziesiąt na minutę).Wpada ono wtedy w skurcze o f. ok. 400-600 sk/min. Jeśli to dotyczy przedsionków- można leczyć, jeśli komór – zatrzymanie krążenia co powoduje śmierć z niedotlenienia mózgu. Fibrylacja nie ustaje po zaniknięciu przepływu prądu. Konieczny jest zastrzyk lub elektrowstrząs. Porażenie układu nerwowego: paraliż, niedowład, omdlenie, stany lękowe .Skutki termiczne P=I2R, poparzenie naskórka w miejscach wpływu i wypływu prądu(przy średnich prądach), przy dużych prądach np. zagotowanie się płynów ustrojowych, poparzenie narządów wewnętrznych. Prądy o wysokiej f. Prądy te mają działanie bardziej powierzchowne, ponieważ mniej wnikają w głąb tkanek Jednak impedancja skóry zawiera składową pojemnościową jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości, a więc maleje przy jej wzroście. Wartości prądów rażeniowych wzrastają ze wzrostem częstotliwości. Np.: próg percepcji dla prądu przemiennego o częstotliwości 50Hz wyn. 0,5mAto dla f=10kHz=10mA. Przy prądach rażeniowych rzędu kilkuset mA, przy f>100Hz, pierwszym objawem jest uczucie wzrastającego ogrzania w miejscu styku z elektrodą, a nie łaskotanie i mrowienie jak przy niższych częstotliwościach. Są to prądy bezpieczniejsze niż prądy o f technicznej,(prądy techniczne mają f zbliżoną do f pracy serca).Występują uszkodzenia termiczne w związku z wyższym progiem odczuwania.(prąd o dużej f ma tendenję do płynięcia po powierzchni naskórkowości).Uziom – kawałek metalu o odp. kształcie umieszczony w ziemi. Odgromowe- służy do odprow. do ziemi ładunków z wyładowań atmosferycznych. Robocze- uziemienie określonego odcinka obwodu elektr. w celu zapewnienia jego poprawnej pracy. Ochronne- wykonane wcelu ochrony przeciwporaż.(zacisk na obudowie urządzenia do uziomu). Pomocnicze- niektóre urządzenia potrzebują oddzielnych uziemień w celu poprawnej pracy. Nap. dotykowe. Ręka znajduje się na potencjale obudowy , a nogi na niższym. Wystąpi różnica potencjału zwana nap. dotykowym (Ud). Im dalej uziomu tym większa różnica potencjałów Ir=Ud/Rc+0,5Rp. Nap krokowe. Im bliżej uziomu tym nap. będzie większe. Nap. krokowe powoduje zagrożenie gdy jest płyną duże prądy: wyładowanie atmosferyczne, awarie sieci energetycznych, awarie stacji energetycznych. Ir=Uk/Rc+2Rp .Rażenie prądem dotykowym jest dużo groźniejsze niż krokowym(różnica 4 razy) Rażenie nap. fazowym. Dotyk bezpośredni- gdy człowiek dotknie częścią ciała bezp. do sieci . Bezp TT Ir= Uf/(Zf+Rr+Rc+0,5Rp), TN=TT, IT-Izolacja na każdy wolt musi wynosić 1000om. Izolacje wykonane z gumy lub tworzyw sztucznych. Ulegają one starzeniu. Mogą się pojawiać uszk. elektryczne: przebicia itp. Dokonuje się sprawdzeń izolacji we wszystkich budynkach oprócz domów mieszkalnych co około 5 lat. Jeżeli wystąpi przypadek(*) linia pracuje dalej ,rażenie podobne do fazowego. Pośr TT Ud=UfRo/Zf+Ro+Rr ; Ir=Ud/Rc+0,5RP .TN-c Ud=UfZPEN/Zf+ZPEN ;Ir=Ud/Rp+Rc+0,5Rp TN-s-podobnie. 1)Ochrona podstawowa- zespół środków chroniących przed dotykiem części znajdujących się pod napięciem oraz przed przeniesieniem napięcia na inne części. 2)Dodatkowa- zespół środków chroniących przed porażeniem napięciem dotykowym. 3)Stosowanie bardzo niskiego napięcia bezpiecznego (SELV) lub ochronnego (PELV). Ad1) Izolowanie części czynnych (izolacja robocza) ,części czynne powinny być pokryte całkowicie izolacją usuwaną tylko przez jej zniszczenie, izolacja musi spełniać wymagania przepisów, ogrodzenia (przegrody) lub obudowy (osłony)- mogą być otwierane za pomocą odpowiednich narzędzi, trwałość zależna od warunków w jakich pracuje urządzenie, bariery (przeszkody) –mogą być otwierane bez narzędzi i kluczy, ich konstrukcja powinna uniemożliwić przypadkowe otwarcie, dwie części o różnych potencjałach nie powinny być bliżej niż 2,5m, wył. różnicowo- prąd (środek uzupełniający, może występować tylko z innymi środkami) Ad2 Stosuje się przed skutkami niebezpiecznego napięcia dotykowego, jakie może się pojawić w wyniku awarii na częściach urządzeń nie będących normalnie pod napięciem. Środki ochrony dodatkowej: samoczynne wyłączenie zasilania przez przetężeniowe lub różnicowoprądowe, stosowanie urządzeń II klasy ochronności, separacja odbiornika, izolowanie stanowiska, zastosowanie nieuziemionych połączeń wyrównawczych. Obejmujemy nią wszystkie dostępne dla dotyku części urządzeń elektrycznych, mogą zapobiegać pojawianiu się niepożądanych napięć, mogą redukować napięcie do poziomu bezpiecznego, mogą po pojawieniu się napięcia niebezpiecznego w odpowiednim czasie wyłączyć zasilanie. 4 klasy ochronności . Klasa0- ochrona zapewniona tylko przez izolację roboczą, I- obudowy przeznaczone są do połączenia z przewodem ochronnym, II- urządzenia wykonane z zastosowaniem izolacji ochronnej, III- Urządzenie przeznaczone do zasilania napięciem bezpiecznym. Ad3) Zakłada się że w normalnych warunkach napięcie ~50V jest bezpieczniejsze od napięcia stałego 120V.Warunki normalne: środowisko niewilgotne, nie ma możliwości dotyku wielkopowierzchniowych, można się uwolnić spod źródła prądu (nic ściskanego), w zasięgu ręki nie powinno być części uziemiających. Gdy te warunki nie są spełnione, progi napięciowe obniża się o połowę. Kryteria wymagane do spełnienia (3). SELV+PELV.1. poziom napięć (50~, 120V=) lub (25~,60V=). 2. żródło napięcia- nie powinno umożliwaiać przeniesienia napięcia wyższego niż ma występować.: akumulatory, generator prądotwórczy, trafo ochronny.3. części czynne obwodów oddzielone od obwodów o wyższym napięciu. 4. wtyki i gniazda unikatowe (aby nie zachodziła możliwość podłączenia do normalnego obwodu.) SELV 9obw. nieuziemione).5. częsci czynne obw. SELV nie powinny być połączone z uziomem ani przewodami ochronnymi innych obw. 6. jeżeli nap. przekracza 25V~ lub 60= należy dodatkowo zapewnić ochronę przed dotykiem bezpośrednim przez izolację lub ogrodzenie czy obudowę. PELV 5. Ochrona przed dotykiem bezpośrednim należy zapewnić przez ogrodzenia, obudowy lub izolację.6. Ochrona z pkt. 5 nie jest konieczna, jeżli urządzenie znajduje się w strefie objętej wpływem połączenia wyrównawczego a UZN<=(25V~, 60V=) lub (6V~, 15V=). Jeżeli stosujemy te środki ochrony nie trzeba stosować innych. Separacja elektryczna. 1.Żródło napięcia transformator izolacyjny lub inny ochronny.2. UN<=500V. 3.l=50k dla UN=100k dla UN>500V. Warunki: 1. izolacja ścian i podłogi. 2. części przewodzące dostępne powinny być by człowiek nie mógł dotknąć jednocześnie 2 częsci przewodzących dostępnych lub części przewodzącej dostępnej i części obcej o ile mogą znależć się pod różnymi potencjałami. 3. Nie wolno umieszczać przewodu ochronnego 4. należy zapobieć przenoszeniu potencjału z zewnątrz przez części przewodzące obce. Nieuziemione miejscowe połączenia wyrównawcze. wymagania: 1. przewody wyrównawcze muszą łączyć między sobą wszystkie części przewodzące dostępne i części przewodzące obce. 2. system połączeń wyrównawczych nie powinien mieć połączenia z ziemią. 3. należy zapobiec porażeniu przy wejściu na stanowisko. Samoczynne wyłączanie napięcia zasilania. IŻ=Uf /(Zf+ZPEN)=Uf /ZS. Uziemienie dodatkowe. Skutki dodatkowe: 1. ZS maleje, Iż rośnie, twył maleje, 2, Ud maleje 3. gdyby przewód uziemjający uległ uszkodzeniu Ud maleje, Iż>>0, UdIA wył. nap. 2. IZR0<=50V nap. bezp. IAR0<=50V. Jeżeli jest spełniony ten warunek, to zawsze to zawsze jest spełniony war. 1 lub 2. t wył<=5s. Sieci IT. warunki: 1. całk. odizolowanie części czynnych od ziemi.2. w przypadku pojedynczego zwarcia do obudowy nap. nie musi być wyłączone jeśli IZR0<=50V. Uziemienie ochronne służy przedewszystkim przypadkom zwarcia podwójnego. ZS<=(3*Uf )/(2*IA) 3 przewody Zs’in, in<=30mA. TT if-in=iZ,
iZ> in. Ochrona przecipożarowa. Wyłączniki te działają b. szybko. Prąd zadziałania jest praktycznie równy prądowi nastawionemu,, co powoduje szybkie i precyzyjne zadziałanie. Ch=ka zadziałania. Łączenie kaskadowe. chodzi o selektywność działania.Jeśli nastąpi uszkodzenie w gał. 2 to ma zadziałać wyłącznik w gał. 2 a nie w pierwszej. Charakt. ich nie mogą się przecinać. PI1 powinien mieć wydłużony czas działania, lub nastawiony. Ograniczenia w stosowaniu. Wystąpienie takiego przebicia nie spowoduje zadziałania wył., bo nie ma różnicy prądów. Przekł. różnicowo-prąd. nie może być wykorzyst. w sieciach TN-C jeśli chodzi o ukł. samoczynnego wyłączania. Przewodu neutralnego nie można uziemiać za wyłącznikeim różnicowo-prąd. ponieważ może to spowodować jego zadziałanie co jest w tej sytuacji niepotrzebne. Wyłączniki nadmiarowo-prąd. Mogą spełniać kilka różnych funkcji: 1. elem. realizujące samoczynne wyłączenie. 2. zabezpieczenie przed prądem przeciążeniowym Zbyt duży prąd w instalacji może spowodować jej uszkodzenie. kryteria: IN<=Inb<=Idd, I2=1,95 Idd. IN-prąd znamionowy obciążenia, Inb-prąd znam. urządz. zabezp., Idd-długotrwała dopuszczalna obciążalność przewodu. I2-prąd zadziałania urządz. zabezpieczającego( prąd przy którym urządzenie zadziała w ciągu 1 godz.)3. zabezp. przed prąd. zwarciowym. Urządzenie musi mieć zdolność wyłączania prąd. zwarciowego. Połączenia wyrównawcze. Tam gdzie jest samoczynny wył. zasil. (TN) powinny być połączenia wył. gł. Poł. wyrówn. główne łączy ze sobą.a)przewód ochronny obw. rozdzielczego. b) główny zacisk uziemiający c)rury i inne urządz, zasilające d)metal. elem. konstrukcyjne. Przekrój-nie mniej niż połowa najgrubszego przewodu ochronnego ale nie mniej niż 6 i nie więcej niż 25 mm2. Poł. wyrównawcze dodatkowe. gdy np. prąd zwarcia jest zbyt mały do wył. zasilania w odp. czasie a nie można zastosować wyłącznika różinicow-prądowego. Przekrój-nie mniejszy niż 0,5 przewodu ochronnego instalacji.
