BEZPEČNOST V ELEKTROTECHNICE 3.

Transkript

1 BEZPEČNOST V ELEKTROTECHNICE 3

2 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická Elektrotechnická kvalifikace Doc. Ing. Mirko Cipra, CSc., Ing. Michal Kříž, Ing. Vladimír Kůla, CSc Vydavatelství ČVUT

3 Pokyny ke cvičení : Osnova cvičení: Procvičení přednášené látky v souladu s platným Příkazem děkana číslo 4/ Diskuse k problematice ZŠ BOZP, rizik a příčin úrazů elektrickým proudem. 2. Písemné přezkoušení (test) : Elektrotechnická kvalifikace na úrovni BP3. 3. Záznam do zvláštního razítka v indexu (BP3). 4. Zápočet 5. Účast na cvičení je povinná. Indexy s sebou!!!

4 Osnova opakovaného ZŠ BOZP pro studenty Elektrotechnické fakulty ČVUT (Příkaz děkana ČVUT FEL č.4/2009) 1) Systém bezpečnostních předmětů na FEL ČVUT v Praze 2) Základní právní podklady BOZP 3) Obecné zásady při zajišťování BOZP 4) Základní požadavky na zajištění BOZP a bezpečnosti technických zařízení 5) Povinnosti zaměstnavatele při zajišťování BOZP 6) Povinnosti a práva zaměstnance při zajišťování BOZP 7) Povinnosti při nástupu do práce 8) Bezpečnost práce s elektrickým zařízením 9) Bezpečnost práce s počítači 10) Pracovní úraz, evidence a registrace 11) Důležité telefony 12) Laboratorní řád Stručné znění ZŠ BOZP:

5 1. Systém bezpečnostních předmětů na FEL ČVUT v Praze Bezpečnostní předmět Symbol Termín Program Studium Základní školení BOZP BPZS Na začátku Všechny 1. semestru programy Bezpečnost v elektrotechnice 1 BP1 1. semestr EEM, KME, KYR 2. semestr OI STM Bakalářské Bezpečnost v elektrotechnice 2 + Všechny BP2 4. semestr opakované Základní školení BOZP programy Bezpečnost v elektrotechnice 3 + Všechny BP3 1. semestr opakované Základní školení BOZP programy Magisterské

6 Rozsah a doby platnosti Bezpečnostních předmětů na Elektrotechnické fakultě ČVUT Bezpečnostní předmět Typ studia Rozsah výukových hodin Přednášky Cvičení Seznámení s riziky oboru na úrovni vyhlášky 50/78 Sb. Maximální doba platnosti BPZS BS 1 x 2h 1 x 2h 3 do absolvování BP2 BP1 BS 2 x 2h 4 x 2h 4 4 roky BP2 BS 1 x 2h 1 x 2h 5 4 roky BP3 MS 1 x 2h 1 x 2h 6 3 roky

7 Osoba poučená ( 4) je osoba prokazatelně poučená osobami znalými, umožňující jí vyvarovat se nebezpečí, které elektřina může vytvořit. O tom, jaké konkrétní činnosti může osoba poučená vykonávat ve smyslu požadavků ČSN rozhodne učitel v dané laboratoři. Studenti ČVUT FEL dle Příkazu děkana nesmí v laboratořích pracovat samostatně vždy alespoň s dohledem učitele. Dle ČSN mohou osoby poučené maximálně: - samostatně obsluhovat jednoduchá elektrická zařízení, - pracovat na částech elektrického zařízení nn bez napětí, v blízkosti nekrytých živých částí ve vzdálenosti větší než 20 cm s dohledem, na částech pod napětím pracovat nesmějí, - měřit zkoušecím zařízením.

8 Osoba znalá ( 5) je osoba s odpovídajícím vzděláním, znalostmi a zkušenostmi, umožňujícími jí vyvarovat se nebezpečí a vyhodnotit rizika, která elektřina může vytvořit. O tom, jaké konkrétní činnosti může osoba znalá vykonávat ve smyslu požadavků ČSN rozhodne osoba odpovědná za elektrické zařízení (učitel v dané laboratoři). Studenti ČVUT FEL dle Příkazu děkana nesmí v laboratořích pracovat samostatně vždy alespoň s dohledem učitele. Dle ČSN mohou osoby znalé maximálně: - samostatně obsluhovat elektrická zařízení, - pracovat na částech elektrického zařízení nn samy, a to na částech bez napětí, v blízkosti živých částí a na částech pod napětím.

9 Osoba znalá s vyšší kvalifikací ( 6) je osoba s odpovídajícím vzděláním, znalostmi a zkušenostmi, umožňujícími jí vyvarovat se nebezpečí a vyhodnotit rizika, která elektřina může vytvořit. O tom, jaké konkrétní činnosti může osoba znalá s vyšší kvalifikací vykonávat ve smyslu požadavků ČSN rozhodne osoba odpovědná za elektrické zařízení (učitel v dané laboratoři). Studenti ČVUT FEL dle Příkazu děkana nesmí v laboratořích pracovat samostatně vždy alespoň s dohledem učitele. Dle ČSN mohou osoby znalé s vyšší kvalifikací maximálně: - samostatně obsluhovat elektrická zařízení, - pracovat na částech elektrického zařízení nn samy, a to na částech bez napětí, v blízkosti živých částí a na částech pod napětím podle pracovních postupů.

10 Pracovní postupy Před zahájením práce musí být stanoven pracovní postup: - pro práce bez napětí - pro práce v blízkosti živých částí - pro práce pod napětím Dílčí ustanovení: - zajištění pracoviště - povolení k zahájení práce - dozor při práci - opětovné uvedení zařízení do provozu

11 TAB. 6.3 Minimální potřebný stupeň kvalifikace osob pro práce na elektrických zařízeních a v jejich blízkosti. PRÁCE Bez napětí V blízkosti živých částí Pod napětím Napětí do V (mn, nn) SEZNÁMENÁ - podle pokynů POUČENÁ - podle pokynů ZNALÁ - sama SEZNÁMENÁ - v bezpečné vzdálenosti (TAB. 6.1) POUČENÁ - s dohledem (min. 20 cm od živých částí pod napětím) ZNALÁ - sama ZNALÁ - sama (v prostorech normálních) ZNALÁ - pod dozorem (venku, ve vlhkých a v mokrých prostorech) ZNALÁ s vyšší kvalifikací - sama Napětí nad V (vn, vvn) SEZNÁMENÁ -s dohledem POUČENÁ - s dohledem ZNALÁ - sama SEZNÁMENÁ -. v bezpečné vzdálenosti (TAB. 6.1) POUČENÁ - pod dozorem ZNALÁ - s dohledem ZNALÁ s vyšší kvalifikací - s dohledem Vždy dle pracovních postupů! ZNALÁ - pod dozorem ZNALÁ s vyšší kvalifikací - pod dozorem

12 Provoz laboratoří na ČVUT FEL 1) Splnění požadavků na odbornou způsobil ost v elektrotechnice pro studenty a učitele (Příkazy děkana ČVUT FEL) 2) Odborný dozor při výuce (max. 10 studentů na jednoho odborného učitele) 3) Seznámení s místními a provozními předpisy (laboratorní řád) 4) Před zahájením výuky učitel přezkouší ov ladač vypínacího zařízení (bezpečnostní tlačítko) 5) Používání ochranných pracovních pomůcek 6) Bezpečnostní tabulky

13 subjektivní Odpor těla Způsob dotyku fyzický stav psychický stav Trvání průchodu proudu Podmínky pro vznik úrazu elektřinou napětí Proudová soustava objektivní Vlastnosti prostoru Pracovní podmínky Odbornost uživatele

14 Rizika a příčiny úrazů v elektrotechnice Vliv - lidského faktoru - technického uspořádání Nebezpečí úrazu závisí na - velikosti proudu - frekvenci - tvaru vlny nebo pulsu - době trvání průtoku proudu lidským tělem - trajektorii průtoku Velikost proudu závisí na - velikosti napětí - impedanci lidského těla

15 Zjednodušené náhradní schéma vnitřní impedance lidského těla, kde Z ip je dílčí vnitřní impedance jedné končetiny (paže nebo nohy) Z i - vnitřní impedance, Z p1, Z p2 - impedance kůže Z T - celková impedance

16 Celková impedance lidského těla pro stejnosměrný a střídavý proud (50/60 Hz)

17 Zóny fyziologických účinků střídavého sinusového proudu (15 Hz až 100 Hz) mez uvolnění proudová křivka L mez vnímání 3,5 práh bolesti

18 Ustálený (dotykový) proud, nahromaděný náboj Mezní hodnoty Účinky proudu Proud v ma a náboje Náboj v µc střídavý stejnosměrný Mez vnímání 0,5 2 0,5 Práh bolesti 3,

19 Perioda zranitelnosti (vulnerabilní fáze) srdečního cyklu a spouštění komorové fibrilace Legenda: a) elektrický potenciál srdce (EKG), b) krevní tlak v aortě

20 Automatický externí defibrilátor (AED) Základní charakteristika přístroje: zjistí přítomnost arytmie sám zvolí vhodný okamžik k defibrilaci vydává pokyny pro zachránce po nalepení elektrod a vyhodnoceném měření bezpečně vyšle defibrilační výboj AED analyzuje srdeční rytmus moderní verze AED mají další funkce řízení masáže srdce

21 Pásma pravděpodobnosti úspěšné defibrilace Úspěšnost defibrilace 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 1 3 minuty % 3 10 minut % minut 10 0 % čas (minuty)

22 Automatický externí defibrilátor na FEL AED umožňuje: - konvertovat komorovou fibrilaci do normálního srdečního rytmu - veřejný přístup k defibrilaci pro zaměstnance a studenty FEL ČVUT - redukovat čas potřebný pro zahájení defibrilace - bezpečné užití i pro laiky-software AED je navržen tak, aby byl odolný proti chybám obsluhy Umístění: monoblok Dejvice, Technická 2, vrátnice Budova E, Karlovo náměstí 13 vrátnice

23 Neodkladná resuscitace - uvolnění dýchacích cest a udržení jejich průchodnosti - umělé dýchání z plic do plic - nepřímá srdeční masáž Protišoková opatření - ticho - teplo - tekutiny - tišení bolesti - transport - protišoková poloha

24 První pomoc při úrazu elektrickým proudem rozšířená o AED (zjednodušené schéma) Základní první pomoc Technická první pomoc Přivolání odborné pomoci Protišoková opatření Resuscitace KPR Automatická defibrilace AED Masáž srdce Umělé dýchání

25 Jednotná symbolika a označování v elektrotechnice - bezpečnostní barvy, značky a tabulky - grafické značky na elektrických předmětech - značení vodičů barvami nebo číslicemi - značení svorek elektrických předmětů a vybraných vodičů

26 Značení izolovaných vodičů a žil kabelů barvami VODIČ, ŽÍLA fázový nebo krajní ochranný, PEN střední POZNÁVACÍ BARVA černá, hnědá, šedá zelená/žlutá světlemodrá

27 Označení svorek elektrických předmětů pro připojování některých vybraných vodičů a označení konců těchto vybraných vodičů Vybraný vodič Vodič střídavé rozvodné soustavy: fáze 1 fáze 2 fáze 3 střední vodič Vodič stejnosměrné rozvodné soustavy: kladný pól záporný pól střední vodič Ochranný vodič Vodič PEN Písmenno - číslicové označení SVOREK KONCŮ ELEKTRICKÝCH Pozn. VYBRANÝCH PŘEDMĚTŮ VODIČŮ U V W N C D M PE - L1 L2 L3 N L + L - M PE PEN Pozn.

28 Příklad použití písmenno-číslicového označení vodičů a svorek elektrického zařízení

29 Rozvodná síť TN-C-S Trojfázová síť s přímo uzemněným uzlem zdroje, v první části sítě plní vodič PEN současně funkci ochranného i středního vodiče, ve druhé části je vodič PEN rozdělen na ochranný (PE) a střední (N) vodič. Ochranný vodič (2), místo rozdělení vodiče PEN (3) i vodič PEN mohou být přizemněny.

30 Ochrana před úrazem elektrickým proudem Rozlišujeme - nebezpečné napětí - bezpečné malé napětí Mezní hodnoty - bezpečného malého napětí - ustáleného proudu - nahromaděného náboje - dotykového napětí - požadované doby odpojení

31 (TAB. 5.3) Meze bezpečných malých napětí živých částí Při obsluze možný přímý dotyk se živou částí Prostory Bezpečné malé napětí živých částí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné Zvlášť nebezpečné - - Při obsluze možný pouze dotyk s krytem, izolovaným od živých částí Prostory Bezpečné malé napětí živých částí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné Zvlášť nebezpečné 12 25

32 (TAB. 5.4) Mezní hodnoty dotykového napětí na neživých částech Působícího trvale Prostory Dovolené meze dotykového napětí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné Zvlášť nebezpečné - - Působícího krátkodobě (v době, kdy je zařízení v poruše) Prostory Dovolené meze dotykového napětí (V) střídavé stejnosměrné Normální i nebezpečné Zvlášť nebezpečné 12 25

33 Ochrana omezením ustáleného dotykového proudu Ochrana omezením náboje (Maximální dovolené hodnoty) Ustálený (dotykový) proud, nahromaděný náboj Mezní hodnoty Účinky proudu Proud v ma a náboje Náboj v µc střídavý stejnosměrný Mez vnímání 0,5 2 0,5 Práh bolesti 3,

34 Elektrický předmět třídy ochrany I Neživá část elektrického předmětu Ochranná svorka Základní izolace PE L N Soustava ochranného pospojování Živé části

35 Uspořádání izolací na elektrickém předmětu třídy ochrany II Legenda: (1) základní izolace, (2) vnitřní kovová část, (3) přídavná izolace, (4) vnější kovová část a (5) zesílená izolace

36 Třídy ochran elektrických a elektronických předmětů Základní charakteristiky předmětu Opatření k zajištění bezpečnosti Grafická značka Použití v instalacích Třídy ochrany 0 I II III Přídavná Opatřeno izolace a žádné prostředky pro prostředky pro připojení připojení ochranného ochranného vodiče PE vodiče PE Žádné prostředky pro připojení ochranného vodiče PE Pouze okolím - Není v ČR povolena Spojení s ochranným vodičem PE S ochranným vodičem PE nebo s vodičem PEN Nejsou potřebná Všeobecné použití Konstruováno pro napájení ze zdroje SELV Připojení ke zdroji SELV Všeobecné použití

37 Prostředky ochrany Třída předmětů instalace ochrany Základní ochrana Ochrana při poruše Nevodivé prostory 0 *) Základní izolace - Ochrana oddělením obvodů (pouze jedno zařízení) I Základní izolace Ochranné Ochrana automatickým pospojování odpojením Základní izolace Přídavná izolace II Zesílená izolace nebo ekvivalentní konstrukční řešení - III Omezení výše napětí - Ochranné oddělení obvodů SELV a PELV Legenda: *) Třída ochrany 0 není podle Elektrotechnických předpisů a ČSN v ČR dovolena. Popis a požadavky jsou zde uvedeny pouze z důvodů její identifikace. TAB.16.3 Nejobvyklejší kombinace prostředků ochran před dotykem neživých částí

38 Třída I Třída I Třída II Třída I Třída II NEDOVOLENÉ Povolené pouze ve stávajících Předepsané pro nová zařízení dle zařízeních dle ČSN ČSN Připojování jednofázových spotřebičů pohyblivými přívody a zásuvkami k sítím TN-C (a,b,c) a TN-S (d,e)

39 Podmínky pro obvod SELV 1) Použití malého bezpečného napětí 2) Elektrické oddělení SELV od ostatních obvodů 3) Prostorové oddělení SELV 4) Obvod SELV musí být izolovaný (neuzemněný) 5) Použití nezáměnných vidlic a zásuvek

40 Základní bezpečnostní parametry informační techniky Charakteristika zařízení informační techniky: většina zařízení je třídy ochrany I, některá zařízení jsou třídy ochrany II, resp. III na samotném zařízení je často umístěna zásuvka pro připojení dalšího spotřebiče třídy ochrany I síťové části zařízení (zdrojové jednotky) jsou většinou tvořeny kompaktními jednotkami třídy ochrany I tyto jednotky slouží jako zdroje SELV pro napájení dalších částí zařízení jednotlivá zařízení jsou uvnitř i navzájem propojena množstvím (většinou stíněných) datových spojení, znemožňujících přesné změření odporu ochranného vodiče R PE vnitřní izolace jsou často dimenzovány pouze na jmenovitá napětí (hrozí případná ztráta dat) a proto je nevhodné provádět měření izolačního odporu R ISO (napětím 500 V)

41 Lidské tělo (zjednodušené náhradní schéma vnitřní impedance lidského těla, kde Z ip je dílčí vnitřní impedance jedné končetiny) jako elektrický předmět zařazený mezi dvěma místy s různými potenciály

42 Obr. 8.2 Legenda: Lidské tělo jako elektrický předmět zařazený mezi dvěma místy s různými potenciály spolu s izolacemi, kde je: Z i - impedance izolace živé části elektrického předmětu, Z 1 - impedance izolace obuvi, Z 2 - impedance izolace místa, na kterém člověk stojí

43 Základní pravidlo ochrany před úrazem elektrickým proudem Nebezpečné živé části Přístupné vodivé části nesmějí být za normálních podmínek přístupné nesmějí být nebezpečné ani za normálních podmínek ani za podmínek jediné poruchy Ochrana Základní ochrana (za normálních podmínek) Při poruše Prostředky zvýšené ochrany ochrana před přímým dotykem Ekvivalentní názvosloví ochrana před dotykem živých částí ochrana před nepřímým ochrana před dotykem dotykem neživých částí Prostředky zajišťující jak základní ochranu, tak ochranu při poruše Ochrana před dotykem živých i neživých částí

44 Ochrana před úrazem elektrickým proudem Omezení velikosti a doby průtoku proudu lidským tělem - zvětšení celkové impedance obvodu - snížení napětí na živých i neživých částech - omezení doby průtoku proudu lidským tělem Technická opatření ochrany před nebezpečným dotykem

45 Přehled skupin ochran před nebezpečným dotykem Skupina Ochrana před nebezpečným dotykem 1 ŽIVÝCH I NEŽIVÝCH ČÁSTÍ 2 ŽIVÝCH ČÁSTÍ Princip Malé bezpečné napětí na živých částech nemůže při dotyku s nimi vyvolat v lidském těle nebezpečný proud-tř. ochr. III Omezení (přerušení) dotykového proudu při dotyku s živými částmi Omezení dotykového proudu při dotyku s krytem-tř.ochr. II 3 NEŽIVÝCH ČÁSTÍ Omezení trvání dotykového napětí na neživých částech samočinným odpojením-tř.ochr. I

46 Jistící a ochranné prvky elektrických zařízení Negativní jevy - přetížení - zkrat Pojistka Jistič Chránič- proudový - napěťový

47 Samočinné odpojení Princip Hlavní zásady - uzemnění neživých částí - připojení na společný zemnič - ochranné pospojování

48 Proudový chránič v síti TN-S

49 Samočinné odpojení - poruchová smyčka v síti TN-C

50 Elektromagnetická kompatibilita Vzájemné ovlivňování systémů - zdroj rušení - příjemce rušení Možnosti zlepšování - snižování úrovně emise zdrojů rušení - omezování elektromagnetických vazeb - zvyšování úrovně imunity rušených systémů Ochrana před bleskem - přepěťová ochrana

51 Elektromagnetická kompatibilita Odolnost proti rušení Vyzařování rušení Elektromagnetická citlivost Elektromagnetická interference Citlivost na vazbu: Galvanická Indukční Kapacitní Elektromagnetickým polem Vazba přenášející rušení: Galvanická Indukční Kapacitní Elektromagnetickým polem Elektromagnetické prostředí

52 Komplexní ochrany proti přepětím Činitel sítě 30 blesková přepětí Kategorie přepětí spínací přepětí 6000 V krátkodobá zvýšení napětí zvlnění, pomalé i rychlé poklesy napětí sítě krátkodobé poklesy napětí sítě 4000 V 2500 V 1500 V 0 0 Nejčastější poruchové jevy v síti nízkého napětí t

53 speciálně chráněná zařízení Zásuvkové vývody zařízení na začátku instalace zařízení součástí pevné instalace Hlavní rozváděč zařízení určená pro připojení k pevné instalaci - podružný rozváděč 6 4 6kV u (kv) kategorie přepětí dle ČSN EN kV 2,5kV 1,5kV IV III II I (požadavky na izolace EZ) třídy ochrany dle ČSN EN I II III (ochranná zařízení v budovách) třídy požadavků dle DIN VDE A B C D ( třídy požadavků na svodiče Aaž D ochranné úrovně) Souvislost ochranné úrovně SPD a standardů pro koordinaci izolace

54 Struktura systému ochrany před bleskem Systém ochrany před bleskem vnější ochrana před bleskem vnitřní ochrana před bleskem jímací zařízení svody uzemnění prostorové stínění pospojování vyrovnání potenciálů oddělovací vzdálenost

55 L1 L2 L3 N Součtové jiskřiště N-PE Potlačení příčných přepětí mezi L a N Galvanické oddělení pracovních vodičů L,N od ochranného vodiče PE Uspořádání svodičů přepětí (SPD) 3+1 v síti TN-S

56 Uspořádání jednoduchého jiskřiště Pracovní charakteristika jiskřiště omezující úroveň i dobu trvání přepětí

57 Omezující charakteristika varistoru

58 Rozhraní mezi zónami HDS hlavní rozváděč podružný rozváděč jemná ochrana třída I (B) třída II (C) třída III (D) hlavní PVP místní PVP Zapojení svodičů v síti TN-C-S ochranný systém v zapojení 3+1

59 Komplexní ochrana proti přepětím SYSTÉM PŘEPĚŤOVÝCH OCHRAN - základní opatření EMC Základní princip ochrany proti přepětím : potenciálové vyrovnávání (hlavní, místní) na rozhraních mezi zónami Zdroje přepětí -bleskové proudy (vysoká energie) -průmyslová přepětí (nízkoenergetické zdroje rušení) Zařízení ochrany před přepětím (svodiče bleskového proudu, svodiče přepětí- SPD) elektrické přístroje určené k omezení výskytu vzniklého přepětí na bezpečnou úroveň napětí Napěťová koordinace ochran Energetická koordinace ochran Sítě nízkého napětí (TN-S) Jemná ochrana pro elektronické systémy postupné kaskádní snižování napětí na hodnoty napětí pod úrovně stanovené pro instalace uvnitř budovy, rozdělení na jednotlivé zóny zajišťuje rozdělení energie odváděného přepětí mezi jednotlivé stupně ochrany, aby nebyl přetížen žádný svodič Svodiči přepětí se zajišťuje potlačení - příčných přepětí mezi pracovními vodiči L a N, - podélných přepětí mezi N a PE Citlivá elektrická a elektronická zařízení musí splňovat požadavky na požadovanou odolnost proti přepětí Požadavky ochrany před nebezpečným dotykem jsou zásadně nadřazené požadavkům ochrany před přepětími