3. vrste (izvori) opasnosti od elektriČne struje · pdf fileprevisoki napon dodira ......
TRANSCRIPT
1/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3. VRSTE (IZVORI) OPASNOSTI OD
ELEKTRIČNE STRUJE
SIGURNOST U PRIMJENI ELEKTRIČNE ENERGIJE
Izv.prof. dr. sc. Vitomir Komen, dipl. ing. el.
2/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
SADRŽAJ:
3.1 Podjela opasnosti od električne struje s obzirom na način ozljeđivanja
3.2 Izravan dodir dijelova električnih postrojenja i instalacija pod naponom
3.3 Opasnost približavanja vodičima visokog napona
3.4 Neizravan dodir
Previsoki napon dodira kao posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
3.5 Previsoki napon dodira i koraka kao posljedica prolaska struje kroz
uzemljivače
3.6 Iznošenje potencijala iz EE postrojenja
3.7 Inducirani naponi
3.8 Preskok visokog napona na postrojenja niskog napona
3.9 Preopterećenja i kratki spojevi
3.10 Opasnosti od električnog luka
3.11 Statički elektricitet
3.12 Zaostali naboj
3.13 Atmosferski prenaponi
3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka
3/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.1 Podjela opasnosti od električne struje s obzirom na
način ozljeđivanja
Vrste opasnosti od ozljeđivanja električnom strujom:
• izravan dodir dijelova električnih postrojenja i instalacija pod naponom,
• približavanje dijelova postrojenja pod visokim naponom,
• neizravan dodir, odnosno previsok napon dodira kao posljedica kvara na
izolaciji električnih uređaja niskog napona,
• previsoki napon dodira i napon koraka uvjetovan prolaskom struje kroz
uzemljivače,
• iznošenje potencijala,
• inducirani naponi,
• preskok visokog napona na postrojenjima niskog napona,
• preopterećenja i kratki spojevi,
• električni luk,
• zaostali naboj,
• statički elektricitet,
• atmosferski elektricitet,
• utjecaj električnog polja i magnetskog polja na čovjeka.
3.1 Podjela opasnosti od električne struje s obzirom na
način ozljeđivanja
4/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Izravan (direktan) dodir dijelova električnih postrojenja
i instalacija pod naponom
Vrste izravnog dodira dijelova električnih postrojenja i instalacija pod
naponom:
1. Izravan dodir dva vodiča pod naponom jednog električnog sustava
2. Izravan dodir jednog vodiča pod naponom jednog električnog sustava
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
5/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.2.1 IZRAVAN DODIR DVA VODIČA POD NAPONOM
• Izravan dodir dva vodiča pod naponom – izravan spoj dvije točke čovjekovog
tijela (npr. ruka – ruka, ruka – obje noge, i sl.) sa
- dva fazna vodiča električnog sustava
- jednog faznog vodiča i neutralnog vodiča električnog sustava NN,
Un=0,4 kV
• Izravan dodir dva vodiča pod naponom električnog sustava niskog napona
NN, Un=0,4 kV
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
6/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
7/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
8/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
9/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE • Izravan dodir dva vodiča pod naponom električnog sustava visokog napona
VN, Un > 1 kV (10 kV, 20 kV, 35 kV, 110 kV, 220 kV, 400 kV)
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
10/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.2.2 IZRAVAN DODIR JEDNOG FAZNOG VODIČA POD NAPONOM
• Izravan dodir jednog faznog vodiča pod naponom – izravan spoj jedne točke
čovjekovog tijela (npr. ruka, leđa, prsa, i sl.) kad čovjek stoji na zemlji, sa
jednim faznim vodičem električnog sustava sa uzemljenom neutralnom
točkom.
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
11/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
Zatvoreni strujni krug: fazni napon faze sa dodirom – fazni vodič – čovjekovo
tijelo – mjesto stajanja čovjeka – zemlja kao povratni vodič – uzemljivač
neutralne točke – fazni napon faze sa dodirom
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
12/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
13/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE • Izravan dodir jednog faznog vodiča pod naponom električnog sustava niskog
napona NN, Un=0,4 kV sa uzemljenom neutralnom točkom
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
14/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
15/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
16/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE • Izravan dodir jednog faznog vodiča pod naponom električnog sustava
visokog napona VN, Un = 10, 20, 35, 110, 220, 400 kV sa uzemljenom
neutralnom točkom
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
17/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
18/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
19/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2.3 IZRAVAN DODIR JEDNOG FAZNOG VODIČA POD NAPONOM
KOD ELEKTRIČNIH SUSTAVA (MREŽA) S NEUZEMLJENOM
(IZOLIRANOM) NEUTRALNOM TOČKOM
• Električni sustavi (mreže) s neuzemljenom (izoliranom) neutralnom točkom –
neutralna točka izvora (energetskog transformatora, generatora) kao ni jedna
točka faznih vodiča nije spojena sa zemljom.
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
20/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
21/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
22/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.2.4 UTJECAJ ZAŠTITNIH IZOLACIJSKIH SREDSTAVA NA STRUJU
KROZ ČOVJEKA KOD IZRAVNOG DODIRA
• Izolacijska zaštitna sredstva
- izolacijske zaštitne rukavice
- izolacijska zaštitna kaciga
- izolacijski ili izolirani električarski alat
- izolacijske navlake i prevlake
• Tehničke karakteristike izolacijskih zaštitnih sredstava
Izolacijski otpor RI (Ω)
Primjer: Izolacijske zaštitne rukavice
RI = 1.500.000 (Ω)
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
23/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Djelovanje izolacijskih zaštitnih sredstava kod izravnog dodira dva fazna
vodiča pod naponom
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
24/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE • Djelovanje izolacijskih zaštitnih sredstava kod izravnog dodira jednog faznog
vodiča pod naponom
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
25/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Zaključak:
3.2 Direktan dodir dijelova električnih postrojenja i
instalacija pod naponom
26/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.3 Opasnost približavanja vodičima visokog napona
• Kod približavanja čovjeka neizoliranim vodičima dijelova postrojenja i
uređaja visokog napona Un > 1 kV (10, 20, 35, 110, 220, 400 kV), na određenoj
kritičnoj udaljenosti jakost električnog polja poprima iznos veći od probojne
čvrstoće zraka kao izolatora, te dolazi do električnog proboja zraka –
električna iskra i/ili električni luk kroz vodljivi zrak zatvore strujni krug
vodič – čovjek – zemlja
• Promatrajmo čovjeka koji stoji na zemlji (potencijal zemlje) u blizini
neizoliranih, golih vodiča dijelova elektroenergetskih postrojenja i uređaja
visokog napona Un > 1 kV (10, 20, 35, 110, 220, 400 kV).
3.3 Opasnost približavanja vodičima visokog napona
27/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.3 Opasnost približavanja vodičima visokog napona
28/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.3 Opasnost približavanja vodičima visokog napona
29/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Opasnost od električnog proboja zraka
na neizoliranim vodičima dijelova
postrojenja i uređaja visokog napona
je to veća što je:
• nazivni napon veći
• razmak čovjeka i vodiča manji
• Primjer:
Stupne transformatorske stanice
3.3 Opasnost približavanja vodičima visokog napona
30/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.4 Neizravan (indirektni) dodir
Previsoki napon dodira kao posljedica proboja
izolacije uređaja / trošila
3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
31/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
Dodir kućišta trošila kod proboja izolacije vodiča uređaja
3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
32/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
Očekivani napon dodira kao razlika potencijala
3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
33/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
Očekivani napon dodira kod
dobrog spoja sa zemljom
Napon dodira pri vodljivom tlu
3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
34/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
35/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
36/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.4 Indirektni dodir; Previsoki napon dodira kao
posljedica proboja izolacije uređaja / trošila
37/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.5 Previsoki napon dodira i koraka kao posljedica
prolaska struje kroz uzemljivače
• Opasni naponi mogu se pojaviti na uzemljivačima ili na površini zemlje oko
njih ako kroz takve uzemljivače teče velika struja u zemlju.
• Struja kvara protječe zemljom u svim smjerovima radijalno od uzemljivača, a
njena prostorna raspodjela i njena gustoća ovisi o obliku uzemljivača,
specifičnom otporu tla, te udaljenosti od uzemljivača.
Raspodjela potencijala na površini
zemlje oko uzemljivača Napon dodira i napon koraka u naponskom lijevku
Vzgz RIU
3.5 Previsoki napon dodira i koraka kao posljedica
prolaska struje kroz uzemljivače
38/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
Prostorna raspodjela potencijala oko štapnog uzemljivača (naponski lijevak)
3.5 Previsoki napon dodira i koraka kao posljedica
prolaska struje kroz uzemljivače
39/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Raspodjela potencijala na površini zemlje bitna je zbog potencijalnih razlika
(napona) koje mogu djelovati na ljude u blizini uzemljivača, kad kroz
uzemljivač protječe struja kvara. Pritom razlikujemo napon koji nastaje kad
čovjek, odmaknut od uzemljivača, dodirne taj uzemljivač, te svojim tijelom
premosti dvije točke različitih potencijala i napon koraka koji nastaje kad
čovjek hoda u blizini uzemljivača, te svojim korakom premosti dvije točke
različitog potencijala na površini zemlje.
• Napon dodira mjerimo između neke točke na uzemljenim dijelovima
postrojenja i neke točke na tlu, s tim da je vodoravna udaljenost između tih
dviju točaka jedan metar.
Napon koraka mjerimo između dviju točaka na površini zemlje koje su,
također, međusobno udaljene jedan metar.
• Previsoki, a time i opasni, naponi dodira mogu nastati u niskonaponskim i
visokonaponskim postrojenjima ako uzemljivači imaju prevelike otpore.
Opasni naponi koraka pojavljuju se u visokonaponskim postrojenjima gdje
su struje kvara veće, a time i potencijal uzemljivača veći.
3.5 Previsoki napon dodira i koraka kao posljedica
prolaska struje kroz uzemljivače
40/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Dozvoljene vrijednosti napona dodira u niskonaponskim postrojenjima i
instalacijama
- krivulje L1 i L2
- UD = 50 / 25 / 12 V
• Dozvoljene vrijednosti napona dodira i koraka u visokonaponskim
postrojenjima
- krivulje za VN postrojenja
- UD = 125 V (1 sek).
• Opasnosti previsokih napona dodira i koraka postoje i kod gromobranskih
instalacija ako se za vrijeme prolaska struje groma dodiruju dijelovi
gromobranskih instalacija i ako se stoji u neposrednoj blizini gromobranskih
uzemljivača, jer struje groma podižu potencijal tih uzemljivača na vrlo visoke
iznose.
3.5 Previsoki napon dodira i koraka kao posljedica
prolaska struje kroz uzemljivače
41/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.6 Iznošenje potencijala iz EE postrojenja
• U visokonaponskim postrojenjima s izravno uzemljenim zvjezdištem može
potencijal uzemljivača poprimiti vrijednosti od nekoliko kilovolta prema
dalekoj, neutralnoj (referentnoj) zemlji u slučaju kvara na visokonaponskom
postrojenju ili mreži.
• Poseban oblik opasnosti može predstavljati iznošenje potencijala izvan
visokonaponskog postrojenja posredstvom željezničkih tračnica,
vodovodnih cijevi, telekomunikacijskih kabela, te niskonaponskih vodova
ako izlaze iz postrojenja, a spojeni su na zajednički uzemljivač unutar
visokonaponskog postrojenja.
3.6 Iznošenje potencijala iz EE postrojenja
42/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Istovrsna opasnost postoji i kod distribucijskih transformatorskih stanica
kad se zaštitno uzemljenje visokonaponskog dijela postrojenja koristi i kao
pogonsko uzemljenje zvjezdišta niskonaponske strane transformatora.
3.6 Iznošenje potencijala iz EE postrojenja
43/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• U slučaju jednopolnog kratkog spoja na uzemljivaču će se pojaviti napon
uzemljivača UZ kojeg dobijemo iz izraza:
Vzgz RIU
pri čemu je:
UZ napon uzemljivača,
Ig struja kvara,
RZ ukupni otpor rasprostiranja uzemljivača.
• Ovaj napon uzemljivača posredstvom neutralnog vodiča bit će prenesen u
niskonaponsku mrežu i instalacije i uzrokuje:
- opći porast potencijala cijele mreže i instalacija u odnosu prema
zemlji, što dodatno napreže izolaciju i može je probiti i
- opći porast napona dodira znatno iznad dopuštenih vrijednosti.
• Primjerice, ako se takav kvar događa u TN sustavu, opasan potencijal
pojavljuje se na svim metalnim kućištima električnih trošila i aparata.
3.6 Iznošenje potencijala iz EE postrojenja
44/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.7 Inducirani naponi
• Opasnost od induciranih napona postoji kod rada u blizini visokonaponskih
postrojenja, a posebno kod radova na paralelnim vodovima visokog napona,
kao i u postrojenjima gdje zbog tehnološkog procesa teku struje iznimno
velike jakosti.
• Inducirani naponi mogu biti izazvani:
a) elektrostatskim utjecajima
- kapacitivna veza dva elementa
- ovisnost o visini napona i međusobnom razmaku
b) elektromagnetskim utjecajima
- oko vodiča protjecanog strujama velikog iznosa formira se
promjenjivo magnetsko polje koje u paralelnom vodiču nekog
drugog strujnog kruga inducira napon
- ovisnost o iznosu struje i međusobnom razmaku
3.7 Inducirani naponi
45/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE PRIMJER: dva paralelno vođena nadzemna voda, jedan visokonaponski
nadzemni vod, a drugi niskonaponski vod
Induciranje napona kod paralelnih vodova
• Kroz cijelo vrijeme dok se visokonaponski vod nalazi pod naponom, na
vodičima niskonaponskog voda postojat će inducirani napon uslijed
kapacitivne veze između ta dva voda.
3.7 Inducirani naponi
46/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE • Jednako tako, postoji elektromagnetski utjecaj visokonaponskog voda na
niskonaponski vod čim kroz vodiče visokonaponskog voda protječe neka
struja. Ta izmjenična struja stvara oko vodiča izmjenično magnetsko polje.
Ako je paralelno tom visokonaponskom vodu položen na malom odstojanju
drugi vod, promjenjivo magnetsko polje će obuhvatiti i vodiče drugog voda i
u njima inducirati neki napon. Ovako inducirani naponi mogu poprimiti i
visoke vrijednosti ako kroz vodiče teku velike struje greške, primjerice struje
kratkog spoja.
• Vrijednost induciranog napona se može izračunati:
V102 6 KIND IlMkfU
M (μH/km) - koeficijent međuindukcije među vodičima
l (km) - duljina približavanja dionica
IK (A) - struja kroz vod visokog napona
Veličina induciranih napona elektromagnetskog podrijetla ovisi o veličini
struje koja stvara magnetsko polje, a potom o međusobnom razmaku oba
voda, te o ukupnoj duljini paralelnih dionica vodova.
• Ako se na takvom niskonaponskom vodu izvode radovi u iskopčanom stanju
voda, a s neuzemljenim vodičima, zaposlenici koji tijekom rada dotiču i
hvataju vodiče, mogu u tom trenutku biti izloženi električnom udaru.
3.7 Inducirani naponi
47/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Ta opasnost najistaknutija je pri radovima na dvosustavnim nadzemnim
vodovima na istim stupovima, u slučaju da se radi na jednom sustavu, a da je
istodobno drugi sustav pod naponom.
Slične opasnosti prijete kod razvlačenja metalnih užeta i žica u neposrednoj
blizini visokonaponskih postrojenja i nadzemnih vodova.
Pojava ovako induciranih napona uočava se na vozilima, cisternama,
dugačkim metalnim ljestvama i dizalicama u blizini postrojenja visokog
napona. Pražnjenje ovih napona preko čovjeka može biti bolno, te izazvati
ozljede.
• Uklanjanje opasnosti uslijed induciranih napona postižemo odgovarajućim
uzemljivanjem vodiča na mjestu rada.
3.7 Inducirani naponi
48/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.8 Preskok visokog napona na postrojenja niskog
napona
• U elektroenergetskim postrojenjima postoji i opasnost uslijed prelaska
visokog napona na postrojenja niskog napona, i to:
- međusobni proboj između visokonaponskog i niskonaponskog
namota transformatora koji napaja niskonaponsku mrežu,
- međusobni dodir vodiča zračnih mreža s različitim nazivnim
naponima.
• U oba slučaja, ako nisu provedene određene zaštitne mjere, može doći do
razaranja postrojenja, požara i teških povreda osoblja koje u tom trenutku
rukuje električnim uređajima.
3.8 Preskok visokog napona na postrojenja niskog
napona
49/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.9 Preopterećenja i kratki spojevi
3.9 Preopterećenja i kratki spojevi
50/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.9 Preopterećenja i kratki spojevi
51/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.9 Preopterećenja i kratki spojevi
52/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.10 Opasnosti od električnog luka
• Električni luk samostalno je izbijanje u plinovima i metalnim parama koje
nastaje između dvije elektrode, a odlikuje se vrlo velikim gustoćama struje i
malim naponom potrebnim za održavanje luka.
Električna struja prolazi od jedne elektrode do druge posredstvom metalnih para.
• Obilježja električnog luka visoka su temperatura i jaka svjetlost.
• Električni luk nastaje:
- razdvajanjem kratko spojenih elektroda kad kroz njih teče struja
(primjerice, prekidanje strujnog kruga otvaranjem rastavljača ili nekvalitetnim prekidačem)
- uslijed proboja zraka kao izolatora između vodiča pod naponom i
ostalih dijelova postrojenja, odnosno zemlje.
• Električni luk djeluje štetno na elektroenergetsko postrojenje.
• Električni luk djeluje vrlo štetno na ljudski organizam zbog isijavanja ultraljubičastih i infracrvenih zraka, kao i zbog svoje izvanredno visoke
temperature.
Najčešće ozljede izazvane lukom su opekotine i oštećenja očiju. Primjenom
brojnih zaštitnih mjera, sprječava se nastajanje električnog luka i njegovo
štetno djelovanje.
3.10 Opasnosti od električnog luka
53/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.11 Statički elektricitet
• Statički elektricitet je nagomilani električni naboj u mirovanju (pozitivni i
negativni naboj).
• Statički elektricitet može nastati na četiri načina:
- ako se dvije izolirane elektrode priključe na izvor istosmjernog napona i onda odvoje od izvora,
- ako se dvije različite tvari taru i onda razdvoje,
- električnom influencijom,
- kad se s kondenzatora ili nekog drugog uređaja velikog električnog
kapaciteta isklopi izmjenični napon.
• Do elektrostatičkih naboja dolazi u svakodnevnom životu i tehničkoj praksi
zbog električne influencije, a još češće zbog trenja dviju različitih materija,
primjerice, pri pretakanju benzina, nafte ili prigodom izlaska plinova pod
tlakom iz cijevi.
• Električni naboji ako se nagomilaju na nekoj relativno maloj plohi mogu stvoriti vrlo visoke potencijale prema drugim nenabijenim predmetima i
zemlji, koji mogu dostizati vrijednosti do 150.000 V.
AsCUQ
3.11 Statički elektricitet
54/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Električni naboj, unatoč velikih potencijalnih razlika prema zemlji, ne
predstavlja direktnu opasnost za čovjeka zbog svoje premalene energije,
izuzev visokonaponskih kabela i kondenzatora i munje.
Izbijanje elektrostatičkih naboja preko čovjeka može biti bolno, a može
izazvati nesvjesne pokrete, ali ne i smrt, izuzev izbijanja visokonaponskih
kabela ili kondenzatorskih baterija.
• Najveća opasnost od elektrostatskih naboja nastaje onda kad stvoreni naboji
izbijaju preko iskre u zapaljivoj ili eksplozivnoj atmosferi.
25,0 CUWaWW IminI
3.11 Statički elektricitet
55/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• U nastojanju da ne dođe do nezgode (požara, eksplozija) u pogonima se
poduzimaju različite zaštitne mjere, a nekad više njih zajedno.
Prvenstveno se nastoji ili spriječiti stvaranje elektrostatičkog naboja ili ga se
odvodi u zemlju, primjerice:
- uzemljivanjem metalnih dijelova na kojima se skuplja naboj,
- međusobnim povezivanjem dijelova stroja zbog izjednačenja
potencijala,
- održavanjem visoke vlage u zraku,
- povećanjem vodljivosti električki nevodljivih tvari i
- ionizacijom zraka.
• U elektroprivrednoj djelatnosti najčešće se javljaju opasni elektrostatski
naboji u termoelektranama pri pretakanju goriva, strujanju plinova i prašine,
te svugdje kod radova na visokonaponskim kabelima i kondenzatorima.
3.11 Statički elektricitet
56/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.12 Zaostali naboj
• Poznato je da će svaki kondenzator, koji je bio priključen na neki napon,
ostati nabijen nakon isključenja napona. Ako je kondenzator bio priključen
na istosmjerni napon, on zadržava približno jednaku vrijednost napona na
koji je bio priključen. Kod izmjeničnih napona, zadržani napon na
kondenzatoru može imati i vrijednost veću od efektivne vrijednosti
izmjeničnog napona, koji je bio priključen na kondenzator, ovisno o tome u
kojem je trenutku trenutne vrijednosti izmjeničnog napona nastupilo
isključenje.
• Jednako tako, poznata je pojava da će svaki kondenzator – koji je bio nabijen na neki napon, potom ispražnjen kratkim spajanjem stezaljki ili preko otpora
ili ostavljen stanovito vrijeme otvorenih stezaljki – ponovo pokazati neki
naboj. Uzrok je toj pojavi zaostali naboj.
• Pri pražnjenju kondenzatora ne dolazi do potpunog izbijanja naboja, već
jedan dio čestica dielektrika ostaje i nadalje naelektriziran. Preostali napon, nakon izbijanja, može iznositi do 10% od iznosa napona prije izbijanja.
I u jednom i u drugom slučaju riječ je o pojavi statičkog elektriciteta relativno
veće energije.
3.12 Zaostali naboj
57/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Dodir čovjeka sa stezaljkama nabijenog kondenzatora, odnosno s
elementima postrojenja koji ima znatne međukapacitete ili dozemne
kapacitete, može biti opasan ako su energija električnog polja kondenzatora i
napon dovoljno veliki i koji će izazvati protjecanje opasnih struja kroz tijelo
čovjeka.
• Prigodom radova na visokonaponskim kabelima, koji su u izvjesnoj mjeri
također kondenzatori, potrebno je uzimati u obzir i ovu pojavu.
Svaki će se kabel, ako ga nakon izbijanja ostavimo otvorenim, ponovno
nabiti, doduše, na neki manji ali još uvijek opasan napon koji može
prouzročiti ozljeđivanje ljudi.
• Slična pojava događa se i na energetskim transformatorima. Svaki će
transformator nakon isključenja i odvajanja od napona, zadržati neki napon
na svojim stezaljkama. Uzrok tome je što namoti transformatora međusobno,
a i prema kotlu, tvore kondenzator koji ostaje nabijen. Zbog toga je nužno prije rada provesti izbijanje zaostalog naboja iz namota.
3.12 Zaostali naboj
58/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
3.13 Atmosferski prenaponi
• Atmosferski prenaponi predstavljaju veliku opasnost kako za električna
postrojenja tako i za ljude koji rade na njima.
Oštećenja postrojenja i ozljeđivanje ljudi uslijed atmosferskog prenapona
može nastati na tri načina:
- direktnim udarom groma u postrojenje ili instalaciju,
- putujućim prenaponskim valom duž nadzemnog voda zbog udara groma
u nadzemni vod,
- putujućim prenaponskim valom duž nadzemnog voda zbog udara groma
u neposrednoj blizini nadzemnog voda ili postrojenja.
3.13 Atmosferski prenaponi
59/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Kod udara groma u vodiče nadzemnog voda, golemi električni naboj razdvaja
se na mjestu udara groma u dva putujuća prenaponska vala, koji se velikom
brzinom gibaju duž nadzemnog voda, od mjesta udara groma prema
krajevima nadzemnog voda.
Stvaranje putujućeg prenapona uslijed udara groma u nadzemni vod
Ukoliko takav prenaponski val naiđe na oslabljeno mjesto na izolaciji voda ili
postrojenja, izazvat će proboj izolacije.
3.13 Atmosferski prenaponi
60/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Slična pojava događa se i kod udara groma u neposrednoj blizini nadzemnog
voda. Prije izbijanja groma, nad nadzemnim vodom se nalazi oblak nabijen
elektricitetom. Na vodičima voda koji se nalaze ispod takvog nabijenog
oblaka pojavljuju se velike količine električnog naboja iz oblaka zbog električne influencije. Uslijed udara groma u zemlju, dolazi do naglog
rasterećenja naboja iz oblaka. Nestat će privlačne sile koje su privlačile
naboje na vodičima nadzemnog voda i taj će se naboj gibati vodičima duž
voda u obliku dva putujuća prenaponska vala.
Stvaranje putujućeg prenapona uslijed udara groma pokraj nadzemnog voda
3.13 Atmosferski prenaponi
61/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Parametri atmosferskih prenapona
- jakost struje gromova
- učestalost udara gromova
- izokeraunička razina
- valni oblik struje groma
• Jakost struje groma se kreće u granicama od 5 do 60 kA. U našim krajevima
možemo računati s jakostima od približno 10 kA.
• Od štetnog djelovanja atmosferskog prenapona postrojenja se štite
ispravnim postavljanjem odvodnika prenapona i iskrišta, te zaštitnim
gromobranskim užetima i gromobranskim uzemljenjem.
Električne instalacije i uređaji u objektima štite se gromobranskim
instalacijama.
Na mjestu rada štitimo se od atmosferskih prenapona postavljanjem naprava
za privremeno uzemljenje i kratko spajanje, te prestankom rada za vrijeme grmljavine.
3.13 Atmosferski prenaponi
62/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE 3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka
Čovjek u elektromagnetskom polju dalekovoda ABC – trofazni vod;
H – E smjer magnetnih i električnih sila ispod vodiča
3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka
63/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE • Danas se sve više primjenjuju vrlo visoki naponi, kao što su 380 kV, 500 kV i
750 kV za prijenos električne energije. Tako visoki naponi stvaraju u
električnim postrojenjima vrlo jaka električna polja.
Električna polja ispod vodova visokih napona imaju sljedeće vrijednosti:
Napon vodova
(kV) 110 220 380 750
Jakost polja (kV/m) 1…2 3…6 6…8 10…13
Jakost električnog polja ispod vodova visokog napona
• U električnim postrojenjima visokog napona ispod sabirnica vrijednosti
jakosti električnih polja iznose:
- 220 kV od 6 kV/m do 8 kV/m
- 380 kV od 12 kV/m do 14 kV/m
• Kroz vodiče nadzemnih vodova i vodiče unutar električnih postrojenja teku
izmjenične struje koje proizvode izmjenična magnetska polja sljedećih
jakosti:
- ispod visokonaponskih nadzemnih vodova do 0,2 mT,
- u rasklopnim postrojenjima do 0,4 mT.
3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka
64/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Kad ljudi borave u električkim poljima jakosti 3 kV/m do 20 kV/m, odnosno u
magnetskim poljima jakosti 0,1 mT do 5 mT, uočavaju se sljedeće pojave:
- u čovjeka se induciraju jakosti struja 100 mA do 250 mA,
- gustoća struje od 1 mA/m2 do 10 mA/m2,
- te struje mogu doseći iznose i veće od 0,5 mA pri radovima pod
naponom na potencijalu vodiča,
- gumene rukavice i ostala slična izolacijska zaštitna sredstva nemaju nikakvog učinka na smanjivanje ovih struja,
- osim ovih induciranih struja, tzv. struja pomaka, kroz čovjeka mogu teći
struje pražnjenja (u slučaju dodira čovjeka s različitim predmetima
mogu iznositi i nekoliko ampera),
- jedino se primjenom ekrana koji smanjuju jakost električnih polja ili ekranizirajućih odijela (odijela koja su protkana metalnim i vodljivim
nitima i predstavljaju neku vrstu Faradayevog kaveza) mogu smanjiti
struje kroz ljudsko tijelo na neznatne vrijednosti,
- magnetska polja mogu se vrlo malo smanjiti jedino ekranizacijom s
feromagnetski vodljivim materijalima.
3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka
65/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Usporedo sa spoznajom navedenih činjenica postavilo se logičko pitanje:
ima li boravak i rad ljudi u tim električkim, magnetskim i elektromagnetskim
poljima štetne posljedice na zdravlje?
Intenzivna istraživanja ovih pojava, koje provode znanstvenici i biolozi širom
cijelog svijeta, datiraju od 1972. godine. Znanost do danas nije dala
definitivan odgovor u kojoj mjeri jaka električka polja i uz koje vrijeme
trajanja štetno djeluju na ljude.
Neki ljudi počinju zamjećivati iskričasto izbijanje (pražnjenje) u električkim
poljima od 3 kV/m na više, a osjećaju prisutnost električnih polja već od
jakosti 2 kV/m do 10 kV/m.
Izloženost električkim i magnetskim poljima može izazvati promjene u
staničju, u fiziološkom događanju te ponašanju. Premda ta otkrića nisu dala
konačne odgovore, danas rezultati studija služe kao upozorenje da treba
izbjegavati nepotrebna izlaganja električkim i magnetskim poljima.
• Što se tiče djelovanja magnetskih polja na zdravlje ljudi, domaćica je daleko
više izložena djelovanju tih polja nego elektromonter pri radovima ispod nadzemnih vodova ili u električnim postrojenjima.
Električni štednjak primjerice stvara magnetsko polje približne jakosti 1 mT,
sušilo za kosu 2,5 mT, a ispod visokonaponskih nadzemnih vodova rijetko će
jakost polja dosegnuti vrijednost 0,2 mT.
3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka
66/66 SIGURNOST U PRIMJENI EL. ENERGIJE :: 3. Vrste (izvori) opasnosti od električne struje © Komen
SUPEE
• Najveći problem i neizvjesnost u svim ovim istraživanjima je u tome što
znanost nije mogla do sada dati vjerodostojne podatke o oštećenjima
zdravlja glede trajanja izloženosti u takvim poljima.
Opći zaključak je da treba, prema mogućnostima, izbjegavati nepotrebna
izlaganja ovim poljima, te primjenjivati oprezno razumne mjere zaštite.
U namjeri da se preventivno zaštiti svekoliko pučanstvo od eventualnog
štetnog dugotrajnog izlaganja električnim i magnetskim poljima
Međunarodna udruga za zaštitu od zračenja (IRPA/INIRC) u svojim
preporukama predlaže dopuštene granične vrijednosti jakosti električnih i
magnetskih polja prema tablici.
Učestalost Efektivna vrijednost
električnog polja (kV/m)
Efektivna vrijednost
gustoće magnetskog polja (mT)
50
16 2/3
5
10
0,1
0,3
Granične vrijednosti jakosti električnih i magnetskih polja niske frekvencije
Prema ovim smjernicama, u mnogim europskim zemljama donešene su
smjernice koje se primjenjuju za bolnice, škole, igrališta, parkove i stambene
zgrade.
3.14 Utjecaj električnih i magnetskih polja na čovjeka