PROTECTIA INSTALATIILOR INTERIOARE

PROTECTIA INSTALATIILOR INTERIOARE

1. ACCIDENTE DATORATE CURENTULUI ELECTRIC

Daca intre doua puncte ale corpului omenesc se aplica o diferenta de potential, prin corp trece un curent electric. Aceasta trecere este insotita de fenomene ale caror efecte se manifests prin socuri electrice, electrocutari si arsuri.

1.1. Electrocutarile

Electrocutarile reprezinta actiunea curentului electric asupra sistemului nervos si muschiula^ si pot avea urmatoarele efecte:

contractia muschilor;

oprirea respiratiei ;

fibrilatia inimii';

pierde'rea temporara a auzului si vocii ;

pierderea cunostintei ;

Electrocutarile se produc prin:

S   atingeri directe, adica atingerea elementelor conductoare ale unei

instalatii electrice aflate sub tensiune, (Fig.l, a). atingeri indirecte, reprezinta atingerea unui element conductor care In

mod normal nu este sub tensiune, dar care, In mod accidental, poate fi

pus sub tensiune (Fig.l, b).

Tensiunea la care este supus omul in cazul atingerii indirecte se numeste tensiune de atingere, U_a.

Tensiunea de pas, U_pas, este tensiunea la care este supus omul la atingerea a doua puncte de pe sol sau pardoseala (considerate la 0,8m) aflate la potentiale diferite. Tensiunea de pas poate sa para in apropierea unor prize de pamant de exploatare sau de protectie, prin care trece curentul de exploatare, sau in apropierea unui conductor aflat sub tensiune si cazut la pamant.

Fig. 1 Aparitia electrocutarilor:

a)  prin atingere directa, se atinge reteaua aflata sub tensiune

b) prin atingere indirecta, se atinge carcasa motorului electric care in mod normal nu este sub tensiune dar poate fi pusa sub tensiune ca urmare a unui defect.

Pentru prevenirea accidentelor electrice prin atingere directa un rol important il au normele de protectia muncii, pe baza carora omul este instruit:

>           sa nu atinga echipamentele aflate sub tensiune

>           sa foloseasca echipamentul de lucru si de protectie

>           sa organizeze punctul de lucru astfel incat sa nu existe pericolul de electrocutare

Pentru prevenirea accidentelor electrice prin atingere indirecta, se folosesc diferite instalatii de protectie care sa actioneze imediat in caz de defect, limitand tensiunile de atingere la valori reduse admise de norme si sa deconecteze in timp echipamentul afectat.

Factorii care determina gravitatea electrocutarilor:

valoarea curentului prin corpul omenesc;

calea de inchidere a curentului;

durata actiunii curentului;

starea fizica a omului;

frecventa curentului;

atentia omului in timpul atingerii.

1.1.1. Valori maxime admise ale marimilor in instalatiile de protectie impotriva electrocutarii

Valorile maxime admisibile Imax adm. nepericuloase ale curentului electric prin corpul omenesc la un timp de trecere mai mare de 3s si rezistentele corpului omenesc sunt date in tabelul 1

Tabelul 1

Valorile maxime admise pentru tensiunile de lucru sunt date in tabelul2 Acestea se dau in functie de tipul echipamentului electric folosit si de categoria locului de munca In care acesta se utilizeaza.

Tabelul 2

Valorile tensiunilor de pas Upas, si de atingere, Ua in instalatiile cu tensiuni nominale de pana la 1000V, sunt date in tabelul 3

Tabelul 3

Valorile maxim admise ale tensiunilor induse in conducte pentru transportul fluidelor sau alte obiecte metalice lungi sunt: 24V, daca linia inductoare este in regim normal de functionare. valorile din tabelul 4 daca linia inductoare este in regim de defect.

Tabelul 4

1.1.2 Rezistenta electrica a corpului omenesc

Un alt factor deosebit de important care determina gravitatea electrocutarilor este rezistenta electrica a corpului omenesc in momentul atingerii. Valoarea si caracterul rezistentei electrice a corpului omenesc depind de: tesutul muschiular, aparatul circulator, organele interne,de sistemul nervos cat si de procesele biofizice si biochimice foarte complicate care au loc in corpul omenesc. Tinand seama de toate acestea este foarte greu de stabilit rezistenta echivalenta a corpului. In tabelul 5 se prezinta rezistivitatile unor lichide si tesuturi ale corpului omenesc, masurate separat, la tensiuni cu frecventa de 50 Hz.

Se poate afirma ca rezistenta corpului poate fi pnvita ca doua rezistente: rezistenta tesuturilor interne si rezistenta pieHi. Din tabelul 5 rezulta ca valoarea'rezistivitatn pieln este cea mai importanta deci putem spune ca rezistenta corpului omenesc depinde de rezistenta stratului de piele In figura 2 este prezentata schema electnca sirSplificata a corpuiui.

Daca pielea este uscata si intacta, rezistenta corpului este de 40.000 - 100.000 Q. Daca la locul atingern stratul superior al pieln are taieturi, ranirn sau alte leziuni, rezistenta corpului poate sa scada pana la 600 Q.

Facto'ni de care depinde rezistenta corpului omenesc sunt:

tensiunea la care este supus corpul

locul de pe corp cu care omul a atins elementul sub tensiune

suprafata de contact

umiditatea mediului

temperatura mediului inconjurator

durata de actiune a curentului

Am prezentat aceste cateva notiuni pentru a intelege ce inseamna pencolul electrocutarii. Fiecare electrician ca executant cat si personalul de coordonare trebuie sa cunoasca factorii de care rezistenta corpului omenesc si sa respecte conditiile specifice de lucru la instalatiile electrice.

Din experienta si pe baza masuratorilor efectuate se poate considera rezistenta corpului omenesc raportata la omul viu de 1000 Q, in cazul unei cai de curent mana' -picior sau mana stanga mana dreapta.

Daca omul se afla in stare de oboseala fizica sau stare de ebrietate, el este supus unui soc electric mai putemic. La fel si bolnavn de imma. De asemenea, important este si traseul de trecere al curentului pnn corpul omenesc. Traseele penculoase sunt acelea in care intra inima sau regiuni de mare sensibilitate nervoasa (regiunea capului, a pieptului etc.)

1.2 Arsurile

Arsurile electrice se pot produce in diferite situatii de scurtcircuitare accidentals, la inlocuirea sigurantelor in timp ce in retea este un defect care nu a fost inlaturat, la deconectarea unor separatoare sub sarcina, punerilor la pamant insotite de arcuri electrice etc.

Arsurile si metalizarea pielii pot avea loc in general cand omul se afla in aproprierea unui arc electric si se datoresc in general caldurii mari degajate de arcul electric. Sunt si arsuri datorate trecerii unui curent mare prin corpul omenesc. Arsurile electrice au consecinte grave, fund mai periculoase decat celelalte arsuri.

2. INSTALATII DE LEGARE LA PÃMANT

(Parte diferentiata)

Instalatia de legare la pamant este ansamblul de conductoare si electrozi prin care se realizeaza legatura unor elemente dintr-o instalatie cu solul.

La exploatarea echipamentelor electrice pot sa apara defecte care sa determine aparitia unor tensiuni periculoase pe diferite parti metalice care in mod normal nu sunt sub tensiune. Pentru protectia echipamentelor si a personalului de deservire se folosesc instalatiile de legare ia pamant.

Protectia prin instalatii de legare la pamant se foloseste impotriva electrocutarilor prin atingere indirecta in instalatiile electrice cu tensiuni sub 1000V.

In cazul in care legarea la pamant de protectie reprezinta mijlocul principal de protectie impotriva electrocutarilor prin atingere indirecta, se vor lega la instalatiile de legare'la pamant de protectie toate elementele conductoare care nu sunt sub tensiune dar care in mod accidental pot fi puse sub tensiune, cum sunt:

carcasele echipamentelor electrice;

elementele de sustinere, metalice sau din beton armat ale instalatiilor de echipamentelor electrice;

partile metalice ale tablourilor si pupitrelor electrice;

ingradirile de protectie, fixe sau mobile, daca nu au o legatura sigura in exploatare cu alte elemente legate la pamant;

invelisurile si armaturile metalice ale cablurilor .

Nu este obligatoriu sa se lege la instalatia de protectie urmatoarele elemente:

carcasele aparatelor de masura, ale releelor si ale altor aparate montate pe tablouri daca au o legatura sigura conductoare cu elementele lor de sustinere;

constructiile metalice care sustin cabluri electrice, daca aceste cabluri au invelisurile metalice legate ia capete la pamant;

elementele metalice nedemontabile sau care se pot deschide daca sunt in legatura printr-o rezistenta neglijabila cu constructiile metalice legate la pamant

Daca mai multe construct, hale, ateliere, sunt alimentate cu energie electrica de la aceeasi sursa instalatiile de leg-are la pamant de protectie vor fi legate intre ele.

Se admite legarea directa la priza de pamant de protectie a instalatiei de paratraznet, cu conditia ca rezistenta de dispersie sa fie mai 'mica de iQ iar sectiunile conductoarelor si electroz'ilor sa fie cele indicate in tabelul 6.

La folosirea in comun a unei prize de pamant, conductoarele de legatura la pamant a instalatiei de paratraznet vor fi separate fata de celelalte categorii de instalatii pana la priza de pamant.

Tabelul 6

Valoarea curentului care trece prin corpul omenesc, la atingerea unui element sub tensiune, depinde de tipul retelei la care este racordat elementul respectiv. La calculul curentului trebuie sa se tina seama ca o electrocutare poate avea loc numai la atingerea simultana a doua'elemente bune conductoare de electricitate intre care exista o diferenta de potential de exemplu : atingerea a doua elemente care fac parte din circuitele'curentilor de lucru (doua conductoare neizolate, doua borne ale unui tablou).

Pot exista situatii, cand omul atinge numai un element al retelei si pamantul. In acest caz determinarea curentului se face tinand seama nu numai'de rezistenta omului ci si de rezistenta de scurgere la pamant care se poate considera aproximativ 257Q.

La retelele de curent continuu nu intervine capacitatea retelei. Curentii capacitivi din retelele de curent alternativ sunt atat de mari incat practic ei determina curentul prin corpul omenesc.

2.1 Retele izolate fata de pamant

In figura 3 se prezinta atingerea unui element conductor al unei retele monofazata izolata fata de pamant. Omul atinge concomitent un element conductor si pamant. Curentul de defect se scurge la pamant prin rezistenta legaturii la pamant, Riz, si rezistenta omului, Rh.

Fig. 3

In cazul retelelor izolate fata de pamant se poate obtine o protectie foarte buna impotnva electrocutarilor prin atingere directa, folosind instalatnle de legare la pamant, numai daca sunt indeplinite simultan urmatoarele conditii:

>      rezistentele instalatiilor de legare la pamant sa fie suficient de mici pentru a asigura protectia in cazul punerilor la pamant simple ;

>      sa existe un control permanent al rezistentei de izolatie fata de pamant ;

>      sa existe o legatura electrica cu o rezistenta suficient de'mica intre carcasele echipamentelor electrice ;

>      sa se asigure deconectarea rapida a sectorului defect in cazul unei duble puneri la pamant.

La aceste retele punctul neutru al sursei va fi mentinut izolat fata de pamant si nu va fi folosit pentru circuitele de alimentare ale utilajelor si echipamentelor monofazate.

Carcasele metalice ale utilajelor si echipamentelor se vor lega atat la o retea generala de protectie cat si la o instalatie de legare la pamant locala.

Diversele elemente metalice aflate In aproprierea utilajelor si echipa-mentelor electrice (conducte de apa, construct metalice etc.) vor fi legate la instalatiile de legare la pamant locale pentru egalizarea potentialelor.

Rezistenta de trecere la pamant a retelei generale de protectie va fi mai mica sau eel mult egal cu 2 Q pentru instalatiile din subteran si mai mica,'sau eel mult egal cu 4 Q pentru restul instalatiilor si echipamentelor.

2.2 Retele legate la pamant

Retelele trifazate legate la pamant au punctul neutru al sursei de alimentare legat la pamant printr-o instalatie de legare la pamant de exploatare, cu rezistenta de trecere, Ro.

In cazul unui defect al izolatiei fata de carcasa se stabileste un curent prin urmatorul traseu: rezistenta r_cl al fazei defects, prin rezistenta legaturii la pamant de protectie, Rh si rezistenta legaturii la pamant de exploatare, Ro si se inchide la sursa'de alimentare a retelei. (Fig. 4).

Curentul de defect se calculeaza cu relatia:

U

Isc=--------

r_c,+R₀+(R_p»R_h)/(R_p+R_h)

Tinand seama ca Rp este mult mai mica decat Rh iar r_ci decat RO, Rp aceste valori se pot neglija astfel incat curentul prin instalatia de protectie va avea valoarea:

Ip

U

R₀+R_h)

La acest tip de retele se poate inlatura pericolul de electrocutare daca intre legarea la pamant de exploatare si legarea la pamant de protectie este o legatura electrica cu rezistenta mica.

In cazul retelelor legate la pamant rezistenta de dispersie a instalatiei de legare la pamant nu va depasi 4 Q.

Instalatia de legare la pamant trebuie astfel realizata incat sa ne se depaseasca valori admise ale tensiunii de pas si tensiunii de atingere. Daca nu pot fi indeplinite aceste conditii atunci se va aplica protectia prin legare la conductorul de nul.

Se pot considera urmatoarele valori pentru curentul prin instalatia de protectie:

I_P = 1,25 Id

daca se foloseste intreruptor automat cu protectie diferentiala

I_P = K Id daca protectia maximala se realizeaza numai cu sigurante

K = 3,5, daca Isig^anta < 50A K = 2, daca Isigumnta > 63A.

2.3 Realizarea instalatiilor de legare la pamant

Instalatiile de legare la pamant de protectie se realizeaza in scopul dirijarii in pamant, in conditii de siguranta a curentilor de'defect datorita deteriorarii izolatiei sau curentilor proveniti din descarcanle electnce.

Instalatia de legare la pamant se compune din:

>      priza de pamant ;

>      piesele de separatie ;

>      conductoarele de legatura.

2.3.1 Prizele de pamant naturale

Prizele de pamant naturale sunt constituite din elementele conductoare ale unor constructii care se folosesc in alte scopuri, dar care indeplinesc si conditia de a fi folosite ca electrozi avand un contact bun si pe o suprafata mare cu pamantul.

Pot fi folosite ca prize de pamant naturale:

elementele metalice ale constructiilor in contact cu pamantul, direct sau prin fundatii de beton, ca: stalpi' si alte elemente metalice imbinate prin sudura sau suruburi, armaturi metalice ale constructiilor din beton armat aflate in contact cu pamantul.

coloanele de adancime ale sondelor .

conducte metalice ingropate in pamant pentru apa sau alte fluide necombustibile, cu conditia ca elementele izolate sa fie suntate cu legaturi conductoare din Cu avand sectiunea de eel putin 6 mm² sau OL de eel putin 100mm². Acestea se pot folosi drept prize de pamant naturale cu conditia respectarii urmatoarelor:

prezinta continuitate electrica perfecta ;

asigurSin exploatare rezistenta la solicitSri mecanice si chimice ;

satisfac conditii de stabilitate termicS;

indeplinesc conditii de grosime si sectiune din tabelul 7 asigurS legarea la pSmant si in cazul defectSrii unei portiuni sunt usor accesibile.

Este interzisS folosirea drept priza de pamant naturala a conductelor tehnologice care transporta materiale combustibile.

In cazul in care valoarea prizei de pamant naturale nu corespunde cu valoarea impusa aceasta se completeaza cu o priza de pamant artificials. Avantajele prizelor de pSmant naturale:

permit trecerea unor curenti mari de defect ;

au o duratS de functionare lungS (practic egalS cu a constructiei) ;

au o rezistentS mare la coroziune ;

rezistentS mecanicS mare si sigurantS in exploatare ;

materiale si manoperS putine ;

S realizeazS o egalizare a potentialelor intre toate pSrtile metalice.

2.3.2 Prize de pamant artificiale

Prizele de pamant artificiale sunt construite din elemente metalice ingropate in pamant numai pentru a realiza legatura cu pamantul. Sunt formate din electrozi metalici (din teava sau profil din otel zincat), montati in pamant in pozitie verticals sau onzontala si conductoare metalice din otel care unesc acesti electrozi. Pot fi prize orizontale, daca electrozii se monteaza in pozitie orizontala si pana la lm adancime si prize verticale cand electrozii se monteaza vertical la adancimi de 1 - 5m.

La realizarea prizelor este bine sa se respecte urmatoarele:

Este interzisa folosirea electrozilor din aluminiu, funie de otel sau a celor asamblati prin legaturi neconductoare sau care au acoperiri izolante.

Electrozii nu trebuie sa fie acoperiti cu vopsea, gudron etc.

Electrozii se vor monta in stratul de pamant eel mai bun conductor, fara pietre, batandu-se cu grija pamantul dupa ingroparea electrodului.

Distanta dintre electrozi trebuie sa fie mai mare de 5m pentru electrozi orizontali si mai mare decat dublul lungimii pentru electrozii verticali.

In solurile agresive sau cu rezistivitate mare se recomanda imbracarea electrozilor intr-un strat gros de bentonita.

In jurul cladirilor electrozii se vor ingropa la eel putin 2m de pereti.

Distanta de la partea superioara a electrodului pana la suprafata solului va fi de minim 0,5m

Conductoarele de legatura intre electrozi se monteaza fie ingropat, cand pot fi considerate ca si electrozi orizontali, fie aparent.

Conductoarele principale vor trece prin toate incaperile cu echipament de protejat, pe cat posibil in circuit inchis si se vor lega la priza de pamant prin conductoare protejate mecanic pe o portiune aparenta pana la 1,5m deasupra solului.

Conductoarele de ramificatie vor fega fiecare echipament in parte la conductorul principal.

Legaturile intre elementele instalatiei se fac preferabil prin sudura. Daca se fac prin suruburi acestea se asigura cu piulite si se cositoresc suprafetele de contact.

La realizarea prizelor de pamant se parcurg urmatoarele etape:

Electrozii utilizati la realizarea prizelor de pamant se pregatesc in atelierele de specialitate. Ei se ascut la un capat iar la celalalt capat, dupa caz, se va fixa o bucata de platbanda.

Se traseaza conturul pe care se va realiza priza de pamant.

Se sapa santul in care se va plasa priza de pamant. Acesta, din motive de inghet va trebui sa aiba o adancime de minim 0,8m. Latimea se recomanda sa fie de 0,5m pentru usurinta montajului.

Se bat electrozii. Aceasta operatiune se poate face manual dar si mecanic cu ciocane electrice, pneumatice sau mecanice.

Conectarea electrozilor se face cu conductoare metalice, platbanda, prin sudura. Pentru usurinta sudurii banda lata din otel se aseaza in pozitie verticala.

Dupk terminarea operatiunilor de conectare dintre conductoarele de legatura si electrozi sau intre conductoare si echipamentele care se leaga la pamant, se intocmeste schita reala a modului cum s-a realizat priza si se intocmeste procesul-verbal de lucrari ascunse.

Se astupa santul cu pamant acordandu-se atentie tasarii pamantului. Aceasta operatie este importanta atat pentru rezistivitatea solului cat si pentru evitarea aerarii solului.

Se masoara priza de pamant cu aparatul pentru masurarea prizei de pamant. Daca valoarea este mai mare decat valoarea normata, priza se va completa cu electrozi pana la obtinerea valorii normate.

Utilizarea electrozilor din placi se va evita pe cat posibil.

Conductorul principal de legare la pamant al echipamentelor va fi legat la priza de pamant prin eel putin doua legaturi distincte. Sectiu-nile minime pentruconductoarele principale sunt date in tabelul 8, iar pentru conductoarele de ramificatie in tabelul 9. Tabelul 8

Tabelul 9

2.3.3 Calculul prizelor de pamant

La dimensionarea prizelor de pamant trebuie sa se tina seama de mai multi factori, cum ar fi: rezistivitatea solului, tipul si caracterul solului, materialul si forma din care sunt confectionati electrozii si elementele metalice ale prizelor etc.

In continuare vom prezenta formulele de calcul pentru cateva tipuri de prize. In practica, prizele se determina prin calcul si apoi, dupa realizarea practica, se masoara facandu-se o corelare intre cele doua valori.

2.3.3.1 Prize orizontale

Teava asezata orizontal la nivelul suprafetei solului.

r_P = 0,732p/l.log21/d

Teava asezata orizontal la adancimea q fata de suprafata solului.

r_P = 0,366. p/l.logl²/q.d, care se poate aproxima

r_P = 2: p/1, pentru 1= 1025m §i d * 0,016m

Placa asezata pe suprafata solului

r_P= 0,44. p/V^

unde:

rp- rezistenta de dispersie a prizei simple, in Q

q - rezistivitatea de calcul a solului, in Qm, din tabele

d - diametrul electrodului, in m

I - lungimea electrodului, in m

S - suprafata placii, in m²

q - adancimea de ingropare, in m

2.3.3.2 Prize verticale

Teava cu partea superioara la nivelul suprafetei solului si diametrul tevii mult mai mic decat lungimea

Rp = 0,366. p/l.log(41/d)

Rp = 0,9.p/l, formula simplificata pentru 1 = 1 6m Teva ingropata la adancimea h = q+ 1/2

Rp = 0,366. Bara cu sectiune dreptunghiulara la nivelul suprafetei solului

Rp = 0,366.p/l.log(81/b), Placa patrata ingropata la adancimea h = q + 1/2

Rp = 0,25 p/a

unde:

p, rezistivitatea de calcul a solului, in Qm

, lungimea electrodului, in m

b, latimea bazei, in m

d, diametrul exterior al tevii, in m

q, distanta de la partea superioara a electrodului la suprafata solului

S, aria unei suprafete a placii, in mm²

a, latura placii patrate, in m

r_p, rezistenta de dispersie a prizei simple, in Q

Am prezentat in acest capitol calculul catorva tipuri de prize pentru a avea o imagine generala. Oricum la realizarea practica a prizelor de pamant, la cladirile existente sau la cladirile noi exista proiecte de executie cat si normativele specializate in vigoare. Important este pentru executant sa respecte aceste proiecte si normative si sa posede cunostinte tehnice de un anumit nivel.

Pentru dimensionarea rapida a prizelor de pamant se pot folosi graficele din figurile ce urmeaza, considerand p = 1.10⁴ Qcm

2.3.3.3 Prize multiple

Calculul prizelor multiple verticale sau orizontale se face cu relatia:

r_P = R_P / u.n, unde:

R_p - rezistenta de dispersie a unei prize simple, verticala sau orizontala u - coeficient de utilizare, din tabele n - numarul de electrozi

2.3.3.4 Masurarea rezistentei electrice a prizelor de pamant

Pentru masurarea rezistentei electrice a prizelor de pamant, acestea se separa de restul instalatiei de legare la pamant. In acest scop se deconecteaza legaturile prizei de pamant de la conductorul principal de legare la pamant sau de la utilaj, prin desfacerea pieselor de separatie. Inainte de separarea unei prize de pamant pentru masurare, se verifica daca instalatia sau echipamentele legate la prjza de pamant care se masoara sunt scoase de sub tensiune. Masurarea prizei de pamant se face numai in curent altemativ.

Practic masurarea rezistentei prizelor de pamant se face cu un aparat pentru masurarea prizelor de pamant. Acest aparat foloseste principiul metoda voltmetrului si ampermetrului, si consta in masurarea tensiunii U_p a prizei care se verifica si a curentului electric, Ip care trece prin ea Cunoscandu-se tensiunea si curentul se determina rezistenta prizei.

Rp = Up/ R_P

Constructiv aparatul functioneaza pe principiul logometric iar sursa de curent este asigurata de un inductor cu actionare manuala sau inductor electronic. Aparatul este dotat cu patru borne, 1, 2, 3, 4, (PI, P2, S, PPA), si doi electrozi care se leaga la aparat cu conductoare izolate. Acesti electrozi se ingroapa in pamat formand, unul o priza de pamant auxiliara (de curent), PA. iar celalalt, o priza sonda (de potential), S. Electrozii si priza de masurat pot forma un triunghi sau se pot afla pe linie dreapta. Intotdeauna trebuie sa se pastreze distantele minime specificate in figura8.

Ordinea operatiilor pentru efectuarea masuratorilor este:

se realizeaza priza auxiliara si sonda de potential se pregateste priza care se masoara

se executa schema din figura 9. Dupa executarea montajului, acul aparatului deviaza de la pozitia initiala, indicand prezenta in pamant a unui curent parazit. Acest curent nu influenteaza rezultatele masuratorilor. se efectueaza compensarea rezistentelor exterioare din circuitul de potential. Pentru aceasta, comutatorul domeniului de masura se pune pe domeniul de reglaj si se roteste manivela aparatului astfel incat acul indicator ajunge in dreptul unei indicatii marcate pe scala aparatujui se masoara rezistenta prizei de pamant. Dupa ce s-a fixat domeniul de masura se roteste manivela inductorului cu o viteza de 120 - 135 rot/min si se citeste indicatia de pe scala aparatului.

3. PROTECTIA

ELECTROCUTARILOR PRIN

INSTALATII DE LEGARE LA NUL

Protectia impotriva electrocutarilor prin legare la nul se foloseste pentru evitarea unor tensiuni de atingere si de pas periculoase in retelele cu nulul legat direct la pamant si cu tensiuni nominale de pana la 250V. Aceasta protectie consta in legarea tuturor partilor metalice ale echipamentelor si aparatelor, care pot fi puse accidental sub tensiune, la conductorul de nul de protectie. Ea constituie mijlocul principal de protectie si devine obligatorie daca nu este posibil sa se realizeze protectia prin legare la pamant (fig.lO).

In cazul producerii unui defect de izolatie a unei faze, conductorul de nul de protectie si faza defecta sunt puse in legatura galvanica prin intermediul carcasei metalice a motorului, formanduse astfel un scurtcircuit intre faza respectiva si conductorul de nul.

Curentul de defect este:

Id = Uf/ (Zf + Zn), unde :

Uf - tensiunea de faza, in V

ZI - impedanta conductorului fazei defecte de la sursa pana la locul defectului, in ohmi.

Zn - impedanta conductorului de nul, in ohm.

Protectia impotriva electrocutarilor prin legare la nul consta, deci, in dirijarea curentului de defect pe o cale de curent impusa, in scopul actionarii dispozitivul protectiei maximale de curent. Prin aceasta se urmareste izolarea prin deconectare a sectorului defect intr-un timp mai scurt de 3 secunde. Daca acest lucru nu este posibil este obligatoriu prevederea altor masuri de protectie, cum ar fi: legarea carcaselor echipamentelor la       pamant, egalizarea potentialelor prin legaturi suplimentare intre toate carcasele metalice, izolarea amplasamentului. Pentru a evita pericolul datorat intreruperii conductorului de legare la nul de protectie, acesta se va lega la pamant.

De la ultimul tablou de distributie, la care nulul este legat direct la o instalatie de legare la pamant si pana la carcasele echipamentelor alimentate de la acest tablou, conductorul de nul de lucru va fi separat de conductorul de nul de protectie.

Pana la ultimul tablou de distributie la care nulul este legat direct la o instalatie de legare la pamant, conductorul de nul de lucru se poate folosi si drept conductor'de protectie cu conditia ca el sa fie izolat si inaccesibil unei atingeri accidentale.

Se interzice: '

Legarea la o borna comuna a nulului de lucru si a nulului de protectie; fiecare conductor de nul se va lega la o borna separata.

Montarea de sigurante fuzibile sau intreruptoare pe conductorul de nul de lucru daca acesta este folosit si drept conductor de nul de protectie.

Sa se foloseasca pentru instalatiile alimentate de la aceeasi sursa la unele din utilaje legarea la nul iar la celelalte legarea la pamant.

Rezistenta prizei de pamant deserveste instalatia de legare la nul trebuie sa fie mai mica de 4 ohmi.

3.1 Dimensionarea instalatiilor de legare la nul

Sectiunile conductoarelor de nul intre sursa de alimentare si receptor, trebuie astfel dimensionate incat intensitatea curentului de defect, Idef, sa satisfaca urmatoarele relatii:

Idef S? K Isig, pentru sigurante

Idef S? Kir, pentru intreruptoare automate

Unde :

Isig - curentul nominal al sigurantei, in A

Ir - curentul de reglaj al inreruptorului, in A

K = 3,5 pentru Isig <50A (pentru sigurante cu filet)

K = 3,5 pentru Isig <50A (pentru sigurante MPR)

K = 3,5 pentru Isig <50A (pentru intreruptoare automate

1000A). Daca conductorul de nul este din acelasi material cu conductoare de faza, sectiunile conductoarelor de nul vor avea valorile din tabelul 10.

Barele de nul din otel ale tablourilor electrice generale vor avea o sectiune minima de 150 mm ² .

3.2 Executarea instalatiilor de protectie prin legare la nul

In figura 11 se prezinta schema unei instalatii de legare la nul pentru utilajele unei hale industriale. Se observa ca fiecare utilaj are o legatura de ramificatie la conductorul principal de legare la pamant si la conductorul de legare la nul de protectie.

Figura 11 Schema instalatiei de legare la nul de potectie

Prin racordarea suplimentara a carcaselor echipamentelor electrice la pamant, se evita defecte importante ce pot aparea daca se aplica numai legarea la nul de protectie, si anume:

S inversarea rolului conductorului

S stabilirea accidentals a unui contact intre nul si faza

S intreruperea legaturii conductorului de nul la carcasa echipamentului

S neconectarea intr-un timp foarte scurt a echipamentului

Conductoarele principale de nul vor fi din cupru sau otel cu sectiunile mai mari decat cele din tabelulll.

Tabelul 11

Conductoarele de nul de protectie izolate vor avea culoarea galben si verde alternativ. Conductoarele de nul neizolate vor fi vopsite in culoare neagra cu dungi albe, late de 10 mm, la intervale de 100mm.

Constructiile cladirilor, sau alte construct tehnologice din elemente conductoare fixe, pot fi folosite ca si conductoare de nul'de protectie daca indeplinesc conditiile stabilite anterior.

Conductorul de nul de protectie se va lega direct la carcasele metalice ale echipamentelor care trebuie legate la nulul de protectie.

Pentru executarea legaturilor de protectie este necesar ca fiecare utilaj, inclusiv corpurile de iluminat, sa fie prevazute cu doua borne de legatura. O borna va fi in interiorul cutiei de borne pentru conductoarele de alimentare, iar cealalta borna va fi in exterior, pe carcasa.

4. MASURI SUPLIMENTARE DE PROTECTIE

4.1 Egalizarea potentialelor in zona de manipularea a'^ulul

Instalatia de egalizare a potentialelor se realizeaza:

o in interior, cu ajutorul unor legaturi metalice, racordate la instalatia de legare la pamant de protectie din Incaperea respectiva.

o in exterior, cu ajutorul unor prize de pamant orizontale ingropate i

o in stratul superficial al solului si legate la instalatia de legare la pamant.

Pentru micsorarea tensiunilor la conductele lungi ingropate in pamant, este necesara cresterea rezistentei longitudinale a acesteia prin intercalarea unor elemente izolante. In dreptul acestor elemente este necesar ca trecerea curentului sa se faca prin pamant sau apa pentru a ajunje la portiunea urmatoare de conducts.

4.2 Izolarea de protectie a amplasamentului utilaielor

Se pot folosi ca materiale suplimentare cauciuc dielectric, lemnul uscat, materialul plastic sau alte materiale similare care pot asigura o izolare corespunzatoare precum si rezistenta la solicitarile mecanice.

Rezistenta izolarii amplasamentului, Ra trebuie sa respects conditia:

Ra>(U/Ik) - Ih, in care:

U - tensiunea totala posibila fata de pamant la locul atingerii, in V Ik - curentul considerat nepericulos, in A Rh - rezistenta corpului omenesc, in Q

Tensiunea Uh la care este supus omul cand exista o izolare intre ele si elementele legate la pamant, este data de relatia :

Uh = IhRh => Ra > Rh (U/Uk - 1)

Considered. U = 220V U_k = 40V, valoare maxima pentru utilaje fixe si 24V pentru portative Rh 3000Q

Se determina valoare minima a rezistentei de izolare a amplasamentului:

pentru utilaje fixe: Ra 2 Rh ( U/U_k - 1) = 13.500Q

pentru utilaje portative: Ra 2 Rh ( U/U_k - 1) = 24.500Q

4.3. Alimentarea cu tensiune redusa

Acesta metoda de protectie consta in limitarea tensiunilor de alimentare la maximum 42Vc.a sau 40Vc.c. Se folososte ca mijloc principal de protectie in cazul utilajelor portabile utilizate in locuri periculoase si foarte periculoase.

La instalatiile alimentate cu tensiune redusa trebuie indeplinite urmatoarele conditii:

carcasele echipamentelor nu se leaga la conductorul de protectie

circuitul cu tensiune redusa sa nu fie cu nulul legat la pamant'

carcasele metalice ale transformatoarelor, T, sa fie legate la conductorul de protectie

transformatoarele sa fie prevazute cu intreruptor si cu sigurante de protectie pe circuitul primar, (el), cat si pe circuitul secundar, (e2)

prizele si .fisele pentru tensiuni-reduse sa fie de constructie, (format si culoare) diferite fata de cele pentru tensiune normala

5 PROTECTIA CATODICA

Am inclus protectia catodica la acest capitol pentru ca are legatura cu prizele de pamant. De asemenea am constatat ca nu sunt cunoscute nici chiar notiunile minimale despre protectia catodica

Protectia catodica este tehnica, procedeul, care impiedica coroziunea metalelor intr-un electrolit (lichid sau solid)

Exemple:

Racordurile intre conductele metalice ingropate si realizate din metale diferite

Rezervoare metalice ingropate

Canalizari supuse unor curenti vagabonzi

5.1 Coroziunea

Consideram un racord de gaz pentru un consumator la care exista o jonctiune otel cupru realizataln sol.

Conform figurii 13 la imbinarea celor doua piese de natura diferita apare o diferenta de potential, deci ele se comporta ca o pila electrica unde cele doua conducte sunt electrozii iar solul este electrolitul. Daca in locul milivoltmetrului se introduce un miliampermetru se constata ca intre cele doua conducte exista o circulate de curent. Placa din care iese curentul, numita anod, se corodeaza iar cealata numita catod ramane neschimbata. Experimental se poate demonstra ca unele metale se corodeaza mai mult iar altele mai putin. Ordinea de coroziune a unor metale este: Cu, Pb, Fonta,Fe, Zn, AI, Mg.

Mijloace de protectie impotriva coroziunii: evitarea contactului dintre conducte si electrolit (sol) prin izolatie legatura dintre metale diferite sa se faca prin materiale electroizolante S protectie activa

5.2 Protectia activa

Daca toata canalizarea ar fi catod nu s-ar coroda. Pentru a realiza acest lucru se introduce un anod de sacrificiu din material mai economic. Deci pentru a proteja conductele se introduc electrozi suplimentari numiti anozi solubili, practic se realizeaza o priza de pamant in apropierea unor asemenea jonctiuni care va fi anodul de sacrificiu iar conductele de protejat vor fi catod, necorodandu-se.

5.3 Coroziunea datorata curentilor vagabonzi

In figura 14 se prezinta o situatie tipica cand apar curenti vagabonzi prin sol.

Alimentarea vehiculului electric se face din cele doua statii SI si S2 prin linia de contact si sina metalica. Apar astfel curenti vagabonzi care intersecteaza conducta metalica ingropata in apropierea sinei de rulare.

Acesti curenti afecteaza aceasta conducta astfel:

>      sina este + fata de sol, deci anod

>      curentii vagabonzi se deplaseaza dinspre sina spre conducta

>      conducta este fata de sol, deci catod

>      sina se corodeaz'a iar conducta nu se corodeaza

Pentru a evita aceste coroziunii prima metoda este izolarea de protectie a conductei, se numeste protectie pasiva. O alta metoda cu rezultate mai bune este legarea conductei la sina de rulare prin legaturi electrice. Aceste legaturi se numesc drenaje si se executa cu conductor din OLZn dimensionate in fuctie de curentii din instalatie.