2017-03-09

Praktyczne wskazówki bezpieczeństwa dla elektryka i elektronika

Elektryka prąd nie tyka, …a jak tyknie to elektryk fiknie. Nie, nie będę przynudzał o jakichś tam przepisach BHP. Wiem, że już samo hasło „BHP” często wywołuje lekki uśmieszek. Nie urwałem się z choinki, znam te sprawy ze strony praktycznej: elektroniką zacząłem się interesować pod koniec podstawówki. Swego czasu w szkołach zawodowych czy technikach był nawet przedmiot zwany BHP, który zresztą wszyscy totalnie olewali.

W całym swoim życiu w mniejszym czy większym stopniu mam do czynienia z elektryką i elektroniką. Teraz po latach, mając pewne doświadczenia, chciałbym Cię po prostu ostrzec przed realnym niebezpieczeństwem.

Na początek powiem, że parę razy „popieścił” mnie prąd z sieci 230V wtedy to było 220V – dobrze to pamiętam. Natomiast nie przypominam sobie, żebym miał jakieś przykre doświadczenia z obwodami wysokiego napięcia w odbiornikach telewizyjnych. Chociaż nie powiem zdarzyło mi się „rozładować” elektrolit przez dotknięcie. Wyczuliło to moją pamięć na rozładowywanie kondensatorów elektronicznych np.: żarówką.

Z prądem elektrycznym naprawdę nie ma żartów

Jest takie powiedzenie – prąd elektryczny, to dobry sługa, ale zły pan.

Moment nieuwagi może kosztować życie. Zachęcam do przeczytania tego materiału do końca i potem stosowania wszystkich możliwych środków ostrożności. Na początek może kilka ogólnych informacji na temat działania prądu elektrycznego na organizm i najczęstszych zagrożeń, a na koniec kilka praktycznych, życiowych rad. .

Zagrożenia związane z prądem

Myślę, że wiesz, iż przepływ przez ciało człowieka prądu elektrycznego o natężeniu kilku miliamperów wywołuje przykre wrażenia. Przepływ prądu o wartości kilkunastu…kilkudziesięciu miliamperów może zakończyć się śmiercią. Uczyłeś się chyba w szkole, że prąd płynie przez wodne roztwory soli i wiesz, co to jest elektroliza. Tymczasem każdy z nas, składa się z kilku wiader wody i pewnej ilości związków chemicznych.

Jeśli jeszcze nie próbowałeś, co to jest elektroliza w żywym organizmie, to dotknij językiem jednocześnie do obu biegunów małej bateryjki 9V.

No i co? Szczypie! Długo nie wytrzymasz! Prawda? Jeśli napięcie 9V wywołuje przykry efekt, to pomyśl, że w sieci energetycznej występuje napięcie ponad 200V! Gdybyś językiem dotknął dwóch przewodów pod takim napięciem, to z języka w ułamku sekundy zrobiłby się kawałek węgla.

Prawdę mówiąc, to nie wartość napięcia decyduje o efektach – kluczowe znaczenie ma rezystancja ciała. Dotykając językiem, dołączasz do baterii małą rezystancję, co powoduje przepływ znacznego prądu. Dotykając ręką do baterii 9V, nic nie poczujesz, bo rezystancja skóry ma sporą wartość.

Przepływ prądu przez serce

Wiesz zapewne, że najgroźniejszy jest przepływ prądu przez serce. Tym razem nie chodzi o elektrolizę, tylko o sterowanie pracą serca. Pod wpływem prądu, zaburzony zostaje proces sterowania mięśni serca i zaczyna ono pracować w sposób chaotyczny, szybki i nieskoordynowany. Nie pompuje krwi. Dłuższe pozostawanie pod działaniem prądu prowadzi w takiej sytuacji do śmierci.

Drugą poważną sprawą jest występowanie skurczu mięśni. Może doświadczyłeś już tego, lub słyszałeś, że podczas porażenia człowiek bywa z dużą siłą odrzucony kilka metrów do tyłu. To jest właśnie efekt niekontrolowanego skurczu mięśni. Taki szok i odrzucenie od miejsca porażenia może być szczęściem w nieszczęściu – bywa jednak gorzej.

Jeśli dotkniesz niebezpiecznego przewodu elektrycznego wnętrzem dłoni, to przepływ stosunkowo niewielkiego prądu może spowodować mimowolny skurcz mięśni dłoni… i nie potrafisz się sam uwolnić. Wtedy, jeśli Ci nikt nie pomoże, nawet względnie niewielki prąd zamęczy Cię w ciągu kilku minut.

Co prawda jest pewna różnica między reakcją na prąd stały, a reakcją na prąd zmienny (prąd zmienny wywołuje silniejszy efekt). Z kolei prąd zmienny o bardzo wysokiej częstotliwości płynie tylko w cienkiej warstwie blisko powierzchni przewodnika, więc może się okazać mniej niebezpieczny dla życia.

Ponadto, poszczególne osoby wykazują różną wrażliwość na przepływ prądu. W sumie jednak jest pewne, że napięcie o wartości ponad 100V jest naprawdę niebezpieczne i może być przyczyną śmierci. Powiem więcej: w międzynarodowych normach przyjęto, że napięciem absolutnie bezpiecznym w każdych warunkach jest napięcie zmienne nie większe niż 24V i stałe nie większe niż 48V.

Porażenie prądem z sieci energetycznej

Wiesz dobrze, że porażenie nie polega na samym dotknięciu przewodu znajdującego się pod napięciem. Dobrym przykładem są ptaki siadające na przewodach linii wysokiego napięcia. Choć napięcie wynosi wiele tysięcy woltów, ptaki nie ulegają porażeniu, bo… obwód prądu nie jest zamknięty.

Porażenie wystąpi tylko wtedy, jeśli jednocześnie dotkniesz dwóch punktów, między którymi występuje napięcie. Wynikałoby z tego, że bezkarnie możesz dotykać punktów o dowolnym napięciu, byle tylko obwód prądu nie był zamknięty. Jest to w zasadzie prawda.

Czy znasz zasadę jednej ręki?

Mówi ona, że wszelkie konieczne manipulacje w układach znajdujących się pod napięciem należy przeprowadzać jedną ręką. Dlaczego? Ponieważ wtedy, w razie nieuwagi czy błędu, prąd popłynie tylko przez palce ręki, a nie między rękami przez serce. Skończy się to bardzo nieprzyjemnym szokiem, może nawet skóra ręki zostanie poparzona czy zwęglona, najprawdopodobniej na dłuższy czas pojawi się uraz psychiczny (lęk przed prądem elektrycznym), ale nie nastąpi śmierć.

Nie znaczy to jednak, że zasada jednej ręki jest receptą na zapobieganie wszelkim poważnym nieszczęściom. Dziś, w dobie półprzewodników, układów scalonych i mikroprocesorów, napięcia zasilające rzadko przekraczają 20…30V. Są to napięcia bezpieczne.

Jednakże, w przypadku zasilaczy, nie zawsze udaje się zastosować w budowanym urządzeniu spełniający wszelkie normy bezpieczeństwa gotowy fabryczny zasilacz wtyczkowy. Często w takim urządzeniu trzeba zastosować transformator sieciowy. I wtedy w urządzeniu są punkty, których dotknięcie grozi śmiercią. Również naprawiając jakiś sprzęt elektroniczny też mamy do czynienia z punktami do których jest doprowadzone napięcie sieci. Jak by nie było, życie pokazuje, iż w naszej praktyce elektronicznej podstawowym źródłem zagrożenia są obwody sieci energetycznej.

Uziemienie

Czy wiesz, że jeden z przewodów dochodzących do gniazdka, to przewód zerowy? Uziemienie traktuje się zawsze jako punkt odniesienia, czyli jego napięcie (ściślej: potencjał) jest równe zeru. W każdym gniazdku sieciowym w Twoim domu występuje napięcie około 230V. Czy ma to jakiś związek z uziemieniem? Tak! Zauważ, że to groźne dla życia napięcie występuje także między ziemią a przewodem fazowym. Natomiast przewód zerowy w gniazdku w zasadzie jest bezpieczny, bo między nim a ziemią nie powinno występować żadne napięcie (w praktyce może tu występować napięcie rzędu kilku woltów wynikające ze spadku napięcia na tym przewodzie).

Czy masz w domu wkrętak z wbudowaną pomarańczową lampką neonową, służący do sprawdzania, który przewód jest przewodem fazowym, a który zerowym?

Czy zastanawiałeś się dlaczego lampka świeci przy dotknięciu do przewodu fazowego?

Przecież aby zaświecić lampkę, należy zamknąć obwód prądu. Właśnie – obwód zamyka się przez ciało człowieka do ziemi. Dlaczego nie ulegamy przy tym porażeniu? Do zaświecenia lampki wystarczy maleńki prąd o wartości rzędu mikroamperów, a na taki mały prąd nasz organizm nie reaguje. Zauważ jednak, że nawet, gdy nie jesteśmy w żaden oczywisty sposób połączeni z ziemią, jakiś maleńki prąd jednak występuje! Dzieje się to głównie na drodze pojemnościowej, ale jak by nie było, prąd płynie!

W domu, w pracowni czy warsztacie są punkty bezpośrednio połączone z ziemią. Na pewno wszelkie rury wodociągowe, a najprawdopodobniej także metalowe rury centralnego ogrzewania i gazowe są uziemione. Jeśli założysz dobre gumowe buty, gumowe rękawice, to nie musisz się obawiać nawet tych uziemionych rur. Ale w normalnych warunkach zwykłe obuwie męskie czy domowe pantofle nie dają żadnej gwarancji bezpieczeństwa, szczególnie w obecności jakichkolwiek śladów wilgoci.

Do czego służą wyłączniki różnicowoprądowe?

Dla zabezpieczenia przed zdradliwymi porażeniami na drodze przewód fazowy – ziemia, zgodnie z wprowadzonymi przepisami, we wszelkich domowych instalacjach elektrycznych należy obowiązkowo stosować tak zwane wyłączniki różnicowoprądowe. Jest to rodzaj czułych bezpieczników elektronicznych, reagujących nie na wartość prądu w dwóch przewodach, tylko na różnicę prądów. Jeśli ta różnica będzie większa od dopuszczalnej wartości granicznej (rzędu miliampera), zabezpieczenie zadziała i odłączy zasilanie. Jeśli więc część prądu z przewodu fazowego popłynie do ziemi inną drogą niż przez przewód zerowy, na przykład podczas porażenia człowieka, to zabezpieczenie odetnie dopływ prądu.

Oczywiście, zabezpieczenie nie zadziała, jeśli porażenie nastąpi na drodze przewód fazowy – przewód zerowy. W takiej sytuacji ratunkiem jest jedynie obecność osoby towarzyszącej, która w razie nieszczęścia odłączy prąd i podejmie akcję ratunkową.

W tym miejscu, po omówieniu istoty niebezpieczeństwa trzeba wspomnieć o oddzieleniu galwanicznym.
Zastosowanie transformatora sieciowego (separującego) skutecznie oddziela zasilany układ od obwodów sieci i nawet gdyby w układzie zasilanym przez ten transformator występowały wysokie napięcia, to zasada jednej ręki zapobiegnie porażeniu przez obwody uziemienia.

Praktyczne wskazówki dla elektryka i elektronika

Zainstaluj w swej pracowni zabezpieczenie różnicowoprądowe.
Nigdy nie dokonuj zmian w układzie (lutowanie, wylutowanie), gdy zasilanie jest włączone.
Jeśli musisz przeprowadzić regulacje urządzenia dołączonego do sieci, zawsze stosuj zasadę pracy jedną ręką.
Zawsze zadbaj, aby podczas pracy z niebezpiecznymi napięciami, w pomieszczeniu stale była obecna kompetentna osoba towarzysząca.
Do prac z niebezpiecznymi napięciami używaj izolowanych narzędzi posiadających odpowiednią wytrzymałość na przebicie.

Elektronika to fascynująca przygoda, szkoda byłoby przypłacić życiem jednej krótkiej chwili nieuwagi. Życzę Ci więc, abyś budując wiele ciekawych układów lub naprawiając sprzęt elektroniczny ani razu nie został porażony prądem.