المخاطر والإجراءات الوقائية بالمنشآت الكهربائية

تُظهر المكونات العديدة التي تتكون منها التركيبات الكهربائية درجات متفاوتة من المتانة. بغض النظر عن هشاشتها المتأصلة ، يجب أن تعمل جميعًا بشكل موثوق في ظل ظروف صارمة. لسوء الحظ ، حتى في أفضل الظروف ، تتعرض المعدات الكهربائية لأعطال قد تؤدي إلى إصابات بشرية أو أضرار مادية.

إن التشغيل الآمن للتركيبات الكهربائية هو نتيجة التصميم الأولي الجيد ، وليس مجرد تعديل أنظمة السلامة. هذه نتيجة طبيعية لحقيقة أنه بينما يتدفق التيار بسرعة الضوء ، فإن جميع الأنظمة الكهروميكانيكية والإلكترونية تظهر اختفاء رد الفعل ، والذي ينتج بشكل أساسي عن القصور الذاتي الحراري والقصور الذاتي الميكانيكي وظروف الصيانة. هذه الأزمنة ، مهما كانت أصولها ، طويلة بما يكفي للسماح للبشر بالإصابة وتلف المعدات (Lee، Capelli-Schellpfeffer and Kelly 1994؛ Lee، Cravalho and Burke 1992؛ Kane and Sternheim 1978).

من الضروري أن يتم تركيب المعدات وصيانتها بواسطة موظفين مؤهلين. يجب التأكيد على أن التدابير التقنية ضرورية لضمان التشغيل الآمن للمنشآت ولحماية البشر والمعدات.

مقدمة في المخاطر الكهربائية

يتطلب التشغيل السليم للتركيبات الكهربائية حماية الآلات والمعدات والدوائر والخطوط الكهربائية من الأخطار الناجمة عن العوامل الداخلية (أي الناشئة داخل التركيب) والعوامل الخارجية (Andreoni and Castagna 1983).

تشمل الأسباب الداخلية:

• مدى الجهد

• دوائر قصيرة

• تعديل شكل موجة التيار

• الحث

• تدخل

• التيارات الزائدة

• التآكل ، مما يؤدي إلى تسرب التيار الكهربائي إلى الأرض

• تسخين المواد الموصلة والعازلة ، مما قد يؤدي إلى حروق المشغل ، وانبعاثات الغازات السامة ، وحرائق المكونات ، وفي الأجواء القابلة للاشتعال ، والانفجارات

• تسرب السوائل العازلة مثل الزيت

• توليد الهيدروجين أو الغازات الأخرى التي قد تؤدي إلى تكوين مخاليط متفجرة.

تتطلب كل مجموعة من المعدات والمخاطر تدابير وقائية محددة ، بعضها يفرضه القانون أو اللوائح الفنية الداخلية. تقع على عاتق الشركات المصنعة مسؤولية إدراك الاستراتيجيات التقنية المحددة القادرة على تقليل المخاطر.

تشمل الأسباب الخارجية ما يلي:

• العوامل الميكانيكية (السقوط ، المطبات ، الاهتزاز)

• العوامل الفيزيائية والكيميائية (الإشعاع الطبيعي أو الاصطناعي ، درجات الحرارة القصوى ، الزيوت ، السوائل المسببة للتآكل ، الرطوبة)

• الرياح والجليد والبرق

• الغطاء النباتي (الأشجار والجذور ، الجافة والرطبة)

• الحيوانات (في كل من المناطق الحضرية والريفية) ؛ قد يؤدي ذلك إلى إتلاف عزل خط الطاقة ، وبالتالي يتسبب في حدوث دوائر قصر أو جهات اتصال خاطئة

وأخيرا وليس آخرا،

• البالغون والأطفال المتهورون أو المتهورون أو الجهلون بالمخاطر وإجراءات التشغيل.

تشمل الأسباب الخارجية الأخرى التداخل الكهرومغناطيسي من مصادر مثل خطوط الجهد العالي وأجهزة الاستقبال اللاسلكية وآلات اللحام (القادرة على توليد جهد زائد عابر) والملفات اللولبية.

تنشأ الأسباب الأكثر شيوعًا للمشكلات من خلل أو غير قياسي:

• معدات الحماية الميكانيكية أو الحرارية أو الكيميائية
• أنظمة التهوية أو أنظمة تبريد الماكينات أو المعدات أو الخطوط أو الدوائر
• تنسيق العوازل المستخدمة في أجزاء مختلفة من المصنع
• تنسيق الصمامات والقواطع الآلية.

المصهر الفردي أو قاطع الدائرة الأوتوماتيكي غير قادر على توفير الحماية الكافية ضد زيادة التيار في دائرتين مختلفتين. يمكن أن توفر الصمامات أو قواطع الدائرة الأوتوماتيكية الحماية ضد حالات فشل الطور المحايد ، لكن الحماية ضد حالات فشل الطور الأرضي تتطلب قواطع دارة أوتوماتيكية للتيار المتبقي.

• استخدام مرحلات ومفرزات الجهد لتنسيق أنظمة الحماية
• أجهزة الاستشعار والمكونات الميكانيكية أو الكهربائية في أنظمة الحماية الخاصة بالمنشأة
• فصل الدوائر عند الفولتية المختلفة (يجب الحفاظ على فجوات هواء كافية بين الموصلات ؛ يجب عزل الوصلات ؛ يجب أن تكون المحولات مزودة بدروع مؤرضة وحماية مناسبة ضد الجهد الزائد ، ولها ملفات أولية وثانوية منفصلة تمامًا)
• رموز الألوان أو غيرها من الأحكام المناسبة لتجنب الخطأ في تعريف الأسلاك
• يؤدي الخلط بين المرحلة النشطة والموصل المحايد إلى كهربة المكونات المعدنية الخارجية للمعدات
• معدات الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي.

هذه مهمة بشكل خاص للأجهزة والخطوط المستخدمة لنقل البيانات أو تبادل الحماية و / أو إشارات التحكم. يجب الحفاظ على فجوات كافية بين الخطوط ، أو استخدام المرشحات والدروع. تستخدم كابلات الألياف الضوئية أحيانًا في الحالات الأكثر خطورة.

تزداد المخاطر المرتبطة بالتركيبات الكهربائية عندما يتعرض الجهاز لظروف تشغيل قاسية ، وغالبًا ما يكون ذلك نتيجة للمخاطر الكهربائية في البيئات الرطبة أو الرطبة.

الطبقات الرقيقة الموصلة للسائل التي تتشكل على الأسطح المعدنية والعازلة في البيئات الرطبة أو الرطبة تخلق مسارات تيار جديدة وغير منتظمة وخطيرة. يقلل تسرب المياه من كفاءة العزل ، وفي حالة اختراق الماء للعزل ، فقد يتسبب ذلك في حدوث تسرب للتيار وقصر الدائرة. هذه الآثار لا تلحق الضرر بالتركيبات الكهربائية فحسب ، بل تزيد بشكل كبير من المخاطر البشرية. هذه الحقيقة تبرر الحاجة إلى معايير خاصة للعمل في البيئات القاسية مثل المواقع المكشوفة والمنشآت الزراعية ومواقع البناء والحمامات والمناجم والأقبية وبعض الأماكن الصناعية.

تتوفر المعدات التي توفر الحماية من المطر أو الرذاذ الجانبي أو الغمر الكامل. من الناحية المثالية ، يجب أن تكون المعدات مغلقة ومعزولة ومقاومة للتآكل. يجب تأريض العبوات المعدنية. آلية الفشل في هذه البيئات الرطبة هي نفسها التي لوحظت في الأجواء الرطبة ، لكن الآثار قد تكون أكثر حدة.

الأخطار الكهربائية في الأجواء المتربة

تسبب الأتربة الدقيقة التي تدخل الآلات والمعدات الكهربائية تآكلًا ، خاصةً الأجزاء المتحركة. قد يتسبب توصيل الغبار أيضًا في حدوث دوائر قصيرة ، بينما قد يؤدي عزل الغبار إلى مقاطعة تدفق التيار وزيادة مقاومة التلامس. تراكمات الغبار الناعم أو الخشن حول صناديق المعدات هي رطوبة محتملة وخزانات مياه. الغبار الجاف هو عازل حراري ، يقلل من تشتت الحرارة ويزيد درجة الحرارة المحلية ؛ فقد يؤدي ذلك إلى إتلاف الدوائر الكهربائية والتسبب في حرائق أو انفجارات.

يجب تركيب أنظمة مقاومة الماء والانفجار في المواقع الصناعية أو الزراعية حيث تتم العمليات المتربة.

المخاطر الكهربائية في الأجواء القابلة للانفجار أو في المواقع التي تحتوي على مواد متفجرة

يمكن أن تحدث الانفجارات ، بما في ذلك تلك التي تحدث في الأجواء التي تحتوي على غازات وغبار متفجر ، عن طريق فتح وإغلاق الدوائر الكهربائية الحية ، أو عن طريق أي عملية عابرة أخرى قادرة على توليد شرارات من الطاقة الكافية.

هذا الخطر موجود في مواقع مثل:

• المناجم والمواقع تحت الأرض حيث قد تتراكم الغازات ، وخاصة الميثان
• الصناعات الكيميائية
• غرف تخزين بطاريات الرصاص ، حيث قد يتراكم الهيدروجين
• صناعة الأغذية ، حيث يمكن إنتاج مساحيق عضوية طبيعية
• صناعة المواد الاصطناعية
• علم المعادن ، وخاصة تلك التي تشمل الألمنيوم والمغنيسيوم.

في حالة وجود هذا الخطر ، يجب تقليل عدد الدوائر الكهربائية والمعدات - على سبيل المثال ، عن طريق إزالة المحركات والمحولات الكهربائية أو استبدالها بمعدات تعمل بالهواء المضغوط. يجب إحاطة المعدات الكهربائية التي لا يمكن إزالتها ، لتجنب أي تلامس للغازات والأتربة القابلة للاشتعال بالشرر ، والحفاظ على جو غاز خامل بضغط إيجابي داخل العلبة. يجب استخدام العبوات المقاومة للانفجار والكابلات الكهربائية المقاومة للحريق حيث يوجد احتمال حدوث انفجار. تم تطوير مجموعة كاملة من المعدات المقاومة للانفجار لبعض الصناعات عالية الخطورة (مثل صناعات النفط والصناعات الكيماوية).

بسبب التكلفة العالية للمعدات المقاومة للانفجار ، تنقسم المصانع عادة إلى مناطق خطر كهربائي. في هذا النهج ، يتم استخدام معدات خاصة في المناطق عالية الخطورة ، بينما يتم قبول قدر معين من المخاطر في مناطق أخرى. تم تطوير معايير وحلول تقنية مختلفة خاصة بالصناعة ؛ هذه عادة ما تنطوي على مزيج من التأريض وفصل المكونات وتركيب حواجز تقسيم المناطق.

الترابط متساوي الجهد

إذا كانت جميع الموصلات ، بما في ذلك الأرض ، التي يمكن لمسها في وقت واحد بنفس الإمكانات ، فلن يكون هناك خطر على البشر. أنظمة الترابط متساوية الجهد هي محاولة لتحقيق هذا الشرط المثالي (Andreoni and Castagna 1983 ؛ Lee و Cravalho و Burke 1992).

في الترابط متساوي الجهد ، يتم توصيل كل موصل مكشوف للمعدات الكهربائية غير الناقلة وكل موصل خارجي يمكن الوصول إليه في نفس الموقع بموصل مؤرض وقائي. وتجدر الإشارة إلى أنه في حين أن نواقل المعدات غير الناقلة قد ماتت أثناء التشغيل العادي ، فقد تصبح حية بعد فشل العزل. من خلال تقليل جهد التلامس ، يمنع الترابط متساوي الجهد المكونات المعدنية من الوصول إلى الفولتية التي تشكل خطورة على كل من البشر والمعدات.

من الناحية العملية ، قد يكون من الضروري توصيل نفس الآلة بشبكة الترابط متساوية الجهد في أكثر من نقطة واحدة. يجب تحديد مناطق الاتصال الضعيف ، بسبب وجود عوازل مثل مواد التشحيم والطلاء ، على سبيل المثال. وبالمثل ، من الممارسات الجيدة توصيل جميع أنابيب الخدمة المحلية والخارجية (مثل المياه والغاز والتدفئة) بشبكة الربط متساوية الجهد.

أساس

في معظم الحالات ، من الضروري تقليل انخفاض الجهد بين موصلات التركيب والأرض. يتم تحقيق ذلك عن طريق توصيل الموصلات بموصل وقائي مؤرض.

هناك نوعان من التوصيلات الأرضية:

• أسس وظيفية - على سبيل المثال ، تأريض الموصل المحايد لنظام ثلاثي الطور ، أو نقطة المنتصف لملف محول ثانوي
• أسباب وقائية - على سبيل المثال ، تأريض كل موصل على قطعة من المعدات. الهدف من هذا النوع من التأريض هو تقليل جهد الموصل عن طريق إنشاء مسار تفضيلي لتيارات الأعطال ، خاصة تلك التيارات التي من المحتمل أن تؤثر على البشر.

في ظل ظروف التشغيل العادية ، لا يتدفق التيار عبر التوصيلات الأرضية. ومع ذلك ، في حالة التنشيط العرضي للدائرة ، يكون تدفق التيار عبر وصلة التأريض منخفضة المقاومة مرتفعًا بما يكفي لإذابة المصهر أو الموصلات غير المؤرضة.

الحد الأقصى لجهد الخطأ في الشبكات المتوازنة المسموح به في معظم المعايير هو 50 فولت للبيئات الجافة ، و 25 فولتًا للبيئات الرطبة أو الرطبة ، و 12 فولتًا للمختبرات الطبية والبيئات الأخرى عالية الخطورة. على الرغم من أن هذه القيم هي مجرد مبادئ توجيهية ، يجب التأكيد على ضرورة ضمان أسس مناسبة في أماكن العمل والأماكن العامة وخاصة المساكن.

تعتمد كفاءة التأريض بشكل أساسي على وجود تيارات تسرب أرضية عالية ومستقرة ، ولكن أيضًا على اقتران كلفاني مناسب للشبكة متساوية الجهد ، وقطر الموصلات المؤدية إلى الشبكة. نظرا لأهمية التسرب الأرضي ، يجب تقييمه بدقة كبيرة.

يجب أن تكون الوصلات الأرضية موثوقة مثل الشبكات متساوية الجهد ، ويجب التحقق من تشغيلها بشكل صحيح على أساس منتظم.

مع زيادة مقاومة الأرض ، تقترب إمكانات كل من موصل التأريض والأرض حول الموصل من الدائرة الكهربائية ؛ في حالة الأرض حول الموصل ، تتناسب الإمكانات المتولدة عكسيًا مع المسافة من الموصل. من أجل تجنب الجهد الكهربي الخطير ، يجب حماية الموصلات الأرضية بشكل صحيح وتثبيتها في الأرض على أعماق مناسبة.

كبديل لتأريض المعدات ، تسمح المعايير باستخدام معدات مزدوجة العزل. هذه المعدات ، الموصى باستخدامها في البيئات السكنية ، تقلل من فرصة فشل العزل من خلال توفير نظامي عزل منفصلين. لا يمكن الاعتماد على المعدات ذات العزل المزدوج لتوفير الحماية الكافية ضد أعطال الواجهة مثل تلك المرتبطة بالمقابس المفكوكة ولكن الحية ، نظرًا لأن معايير التوصيل ومقبس الحائط في بعض البلدان لا تتناول استخدام مثل هذه المقابس.

القواطع

تتمثل الطريقة الأضمن لتقليل المخاطر الكهربائية على البشر والمعدات في تقليل مدة زيادة تيار العطل والجهد ، بشكل مثالي قبل أن تبدأ الطاقة الكهربائية في الزيادة. عادةً ما تشتمل أنظمة الحماية في المعدات الكهربائية على ثلاث مرحلات: مرحل تيار متبقي للحماية من الفشل نحو الأرض ، ومرحل مغناطيسي ومرحل حراري للحماية من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة.

في قواطع التيار المتبقي ، يتم لف الموصلات في الدائرة حول حلقة تكتشف مجموع المتجهات للتيارات التي تدخل وتخرج من المعدات المراد حمايتها. مجموع المتجه يساوي صفر أثناء التشغيل العادي ، ولكنه يساوي تيار التسرب في حالات الفشل. عندما يصل تيار التسرب إلى عتبة القاطع ، يتم تعثر القاطع. يمكن أن تتعطل قواطع التيار المتبقي بواسطة تيارات منخفضة تصل إلى 30 مللي أمبير ، مع زمن انتقال منخفض يصل إلى 30 مللي أمبير.

الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يحمله الموصل بأمان هو وظيفة من منطقة المقطع العرضي ، والعزل والتركيب. سينتج عن ارتفاع درجة الحرارة إذا تم تجاوز الحد الأقصى للحمل الآمن أو إذا كان تبديد الحرارة محدودًا. تعمل الأجهزة ذات التيار الزائد مثل الصمامات وقواطع الدائرة المغناطيسية الحرارية على كسر الدائرة تلقائيًا في حالة حدوث تدفق تيار مفرط أو حدوث أعطال أرضية أو حمل زائد أو دائرة قصر. يجب أن تقطع أجهزة التيار الزائد التدفق الحالي عندما يتجاوز قدرة الموصل.

يعد اختيار معدات الحماية القادرة على حماية كل من الأفراد والمعدات أحد أهم القضايا في إدارة التركيبات الكهربائية ويجب أن يأخذ في الاعتبار ليس فقط قدرة الحمل الحالية للموصلات ولكن أيضًا خصائص الدوائر والأجهزة المتصلة هم.

يجب استخدام الصمامات الخاصة عالية السعة أو قواطع الدائرة في الدوائر التي تحمل أحمال تيار عالية جدًا.

فيوزات

تتوفر عدة أنواع من الصمامات ، كل منها مصمم لتطبيق معين. قد يؤدي استخدام النوع الخاطئ من الصمامات أو الصمامات ذات السعة الخاطئة إلى إصابة الجهاز وتلفه. ينتج عن الإفراط في الصهر في كثير من الأحيان ارتفاع درجة حرارة الأسلاك أو المعدات ، مما قد يؤدي بدوره إلى نشوب حرائق.

قبل استبدال الصمامات ، قم بإغلاق الدائرة ووضع علامة عليها واختبارها للتحقق من أن الدائرة قد ماتت. يمكن أن ينقذ الاختبار الأرواح. بعد ذلك ، حدد سبب أي دائرة قصر أو أحمال زائدة ، واستبدل الصمامات المنفوخة بصمامات من نفس النوع والسعة. لا تقم أبدًا بإدخال الصمامات في دائرة كهربائية حية.

القواطع

على الرغم من استخدام قواطع الدائرة منذ فترة طويلة في الدوائر عالية الجهد ذات السعات الحالية الكبيرة ، إلا أنها تستخدم بشكل متزايد في العديد من أنواع الدوائر الأخرى. تتوفر العديد من الأنواع ، مما يوفر خيار التشغيل الفوري والمتأخر والتشغيل اليدوي أو التلقائي.

تنقسم القواطع الكهربائية إلى فئتين عامتين: حرارية ومغناطيسية.

تتفاعل قواطع الدائرة الحرارية فقط مع ارتفاع درجة الحرارة. لذلك ستؤثر الاختلافات في درجة الحرارة المحيطة بالمفتاح على النقطة التي يتعثر عندها القاطع.

من ناحية أخرى ، تتفاعل قواطع الدائرة المغناطيسية فقط مع كمية التيار التي تمر عبر الدائرة. يُفضل استخدام هذا النوع من القواطع حيث تتطلب التقلبات الواسعة في درجات الحرارة المبالغة في تقدير قاطع الدائرة ، أو حيث يتم تعثر القاطع بشكل متكرر.

في حالة التلامس مع الخطوط التي تحمل أحمالًا عالية التيار ، لا يمكن للدوائر الواقية أن تمنع الإصابة الشخصية أو تلف المعدات ، لأنها مصممة فقط لحماية خطوط الطاقة والأنظمة من التدفق الزائد للتيار الناتج عن الأعطال.

بسبب مقاومة التلامس مع الأرض ، فإن التيار الذي يمر عبر جسم ما يتلامس مع الخط في نفس الوقت والأرض عادة ما يكون أقل من تيار التعثر. قد يتم تقليل تيارات الصدع التي تتدفق عبر البشر بشكل أكبر من خلال مقاومة الجسم إلى النقطة التي لا تتعثر فيها القاطع ، وبالتالي فهي خطيرة للغاية. يكاد يكون من المستحيل تصميم نظام طاقة من شأنه أن يمنع إصابة أو تلف أي جسم يعطل خطوط الطاقة بينما يظل نظامًا مفيدًا لنقل الطاقة ، حيث أن عتبات الرحلة لأجهزة حماية الدائرة ذات الصلة أعلى بكثير من مستوى الخطر البشري.

المعايير واللوائح

يتم توضيح إطار المعايير واللوائح الدولية في الشكل 1 (Winckler 1994). تتوافق الصفوف مع النطاق الجغرافي للمعايير ، إما عالميًا (دوليًا) أو قاريًا (إقليميًا) أو وطنيًا ، بينما تتوافق الأعمدة مع مجالات تطبيق المعايير. تشترك كل من اللجنة الكهروتقنية الدولية والمنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) في هيكل شامل ، وهو مجموعة تنسيق الرؤساء المشتركين (JPCG) ؛ المكافئ الأوروبي هو مجموعة الرؤساء المشتركة (JPG).

الشكل 1. إطار المعايير واللوائح الدولية

تعقد كل هيئة تقييس اجتماعات دولية منتظمة. يعكس تكوين الهيئات المختلفة تطور التقييس.

• اللجنة الأوروبية للتطبيع الكهربائي تم إنشاء (CENELEC) من قبل لجان الهندسة الكهربائية في الدول الموقعة على معاهدة روما لعام 1957 التي أنشأت المجموعة الاقتصادية الأوروبية. انضم الأعضاء المؤسسون الستة لاحقًا إلى أعضاء الرابطة الأوروبية للتجارة الحرة (EFTA) ، وتواريخ CENELEC في شكلها الحالي من 13 فبراير 1972.

على عكس اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) ، تركز CENELEC على تنفيذ المعايير الدولية في الدول الأعضاء بدلاً من إنشاء معايير جديدة. من المهم بشكل خاص أن نتذكر أنه في حين أن اعتماد معايير IEC من قبل الدول الأعضاء أمر طوعي ، فإن اعتماد معايير ولوائح CENELEC إلزامي في الاتحاد الأوروبي. أكثر من 90٪ من معايير CENELEC مستمدة من معايير IEC ، وأكثر من 70٪ منها متطابقة. اجتذب تأثير CENELEC أيضًا اهتمام دول أوروبا الشرقية ، والتي أصبح معظمها أعضاء منتسبين في عام 1991.

تأسست الرابطة الدولية للاختبارات والمواد ، التي سبقت ISO ، كما تُعرف اليوم ، في عام 1886 وكانت نشطة حتى الحرب العالمية الأولى ، وبعد ذلك توقفت عن العمل كجمعية دولية. نجت بعض المنظمات الوطنية ، مثل الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM). في عام 1926 ، تأسست الرابطة الدولية للمعايير (ISA) في نيويورك وكانت نشطة حتى الحرب العالمية الثانية. تم استبدال ISA في عام 1946 بـ ISO ، المسؤولة عن جميع المجالات باستثناء الهندسة الكهربائية والاتصالات السلكية واللاسلكية. ال اللجنة الأوروبية للتطبيع (CEN) هي المكافئ الأوروبي لـ ISO ولها نفس الوظيفة مثل CENELEC ، على الرغم من أن 40 ٪ فقط من معايير CEN مشتقة من معايير ISO.

تخلق الموجة الحالية من الاندماج الاقتصادي الدولي حاجة إلى قواعد بيانات فنية مشتركة في مجال التوحيد القياسي. هذه العملية جارية حاليًا في أجزاء عديدة من العالم ، ومن المحتمل أن تتطور هيئات توحيد جديدة خارج أوروبا. CANENA هي هيئة التقييس الإقليمية التي أنشأتها بلدان اتفاقية التجارة الحرة لأمريكا الشمالية (NAFTA) (كندا والمكسيك والولايات المتحدة). يخضع توصيل الأسلاك في أماكن العمل في الولايات المتحدة للقانون الوطني للكهرباء ، ANSI / NFPA 70-1996. هذا الرمز مستخدم أيضًا في العديد من البلدان الأخرى في أمريكا الشمالية والجنوبية. يوفر متطلبات التثبيت لتركيبات أسلاك المباني التي تتجاوز نقطة الاتصال بنظام المرافق الكهربائية. ويغطي تركيب الموصلات والمعدات الكهربائية داخل المباني العامة والخاصة أو فوقها ، بما في ذلك المنازل المتنقلة ، والمركبات الترفيهية ، والمباني العائمة ، وساحات التخزين ، والكرنفالات ، ومواقف السيارات وغيرها من الأماكن ، والمحطات الفرعية الصناعية. لا يغطي التركيبات في السفن أو المراكب المائية بخلاف المباني العائمة - محطات توقف السكك الحديدية أو الطائرات أو مركبات السيارات. لا ينطبق القانون الوطني للكهرباء أيضًا على المجالات الأخرى التي ينظمها عادةً قانون السلامة الكهربائية الوطنية ، مثل تركيبات معدات مرافق الاتصالات ومنشآت المرافق الكهربائية.

المعايير الأوروبية والأمريكية لتشغيل التركيبات الكهربائية

المعيار الأوروبي EN 50110-1 ، تشغيل التمديدات الكهربائية (1994a) التي أعدتها CENELEC Task Force 63-3 ، هي الوثيقة الأساسية التي تنطبق على تشغيل وأنشطة العمل في التركيبات الكهربائية أو بالقرب منها. يحدد المعيار الحد الأدنى من المتطلبات لجميع بلدان CENELEC ؛ يتم وصف المعايير الوطنية الإضافية في أجزاء فرعية منفصلة من المعيار (EN 50110-2).

ينطبق المعيار على التركيبات المصممة لتوليد ونقل وتحويل وتوزيع واستخدام الطاقة الكهربائية ، والتشغيل عند مستويات الجهد الشائعة. على الرغم من أن التركيبات النموذجية تعمل بجهد منخفض ، إلا أن المعيار ينطبق أيضًا على التركيبات ذات الجهد المنخفض للغاية والعالي. قد تكون التركيبات إما دائمة وثابتة (على سبيل المثال ، منشآت التوزيع في المصانع أو مجمعات المكاتب) أو متحركة.

يتم تحديد إجراءات التشغيل والصيانة الآمنة للعمل في التركيبات الكهربائية أو بالقرب منها في المعيار. تشمل أنشطة العمل القابلة للتطبيق الأعمال غير الكهربائية مثل الإنشاءات بالقرب من الخطوط العلوية أو الكابلات الأرضية ، بالإضافة إلى جميع أنواع الأعمال الكهربائية. بعض التركيبات الكهربائية ، مثل تلك الموجودة على متن الطائرات والسفن ، لا تخضع لهذا المعيار.

المعيار المكافئ في الولايات المتحدة هو رمز الأمان الكهربائي الوطني (NESC) ، المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (1990). تطبق NESC على مرافق ووظائف المرافق من نقطة توليد الكهرباء وإشارات الاتصالات ، من خلال شبكة النقل ، إلى نقطة التسليم إلى مرافق العميل. لا تخضع بعض المنشآت ، بما في ذلك تلك الموجودة في المناجم والسفن ، لـ NESC. تم تصميم إرشادات NESC لضمان سلامة العمال المشاركين في تركيب أو تشغيل أو صيانة خطوط الكهرباء والاتصالات والمعدات المرتبطة بها. تشكل هذه المبادئ التوجيهية الحد الأدنى المقبول من المعايير للسلامة المهنية والعامة في ظل الظروف المحددة. لا يُقصد بالكود أن يكون مواصفة تصميم أو دليل إرشادي. رسميًا ، يجب اعتبار NESC بمثابة رمز أمان وطني ينطبق على الولايات المتحدة.

توفر القواعد الشاملة للمعايير الأوروبية والأمريكية أداءً آمنًا للعمل في التركيبات الكهربائية.

المعيار الأوروبي (1994 أ)

التعريفات

يوفر المعيار تعريفات للمصطلحات الأكثر شيوعًا فقط ؛ يتوفر مزيد من المعلومات في اللجنة الكهرتقنية الدولية (1979). لأغراض هذه المواصفة القياسية ، يشير مصطلح التركيبات الكهربائية إلى جميع المعدات المشاركة في توليد ونقل وتحويل وتوزيع واستخدام الطاقة الكهربائية. يشمل ذلك جميع مصادر الطاقة ، بما في ذلك البطاريات والمكثفات (ENEL 1994 ؛ EDF-GDF 1991).

المبادئ الأساسية

عملية آمنة: المبدأ الأساسي للعمل الآمن في التركيبات الكهربائية أو بالقرب منها هو الحاجة إلى تقييم المخاطر الكهربائية قبل بدء العمل.

الموظفين: أفضل قواعد وإجراءات العمل في التركيبات الكهربائية أو بالقرب منها لا قيمة لها إذا لم يكن العمال على دراية تامة بها ولا يمتثلون لها بدقة. يجب إرشاد جميع الموظفين المشاركين في العمل في التركيبات الكهربائية أو بالقرب منها في متطلبات السلامة وقواعد السلامة وسياسات الشركة المطبقة على عملهم. إذا كان العمل طويلًا أو معقدًا ، فيجب تكرار هذه التعليمات. يجب أن يلتزم العمال بهذه المتطلبات والقواعد والتعليمات.

التنظيم وجدولة المواعيد: يجب وضع كل تركيب كهربائي تحت مسؤولية الشخص المعين الذي يتحكم في التركيبات الكهربائية. في حالات التعهدات التي تنطوي على أكثر من منشأة ، من الضروري أن يتعاون الأشخاص المعينون الذين يتحكمون في كل منشأة مع بعضهم البعض.

يجب أن يكون كل نشاط عمل من مسؤولية الشخص المعين المسؤول عن العمل. عندما يشتمل العمل على مهام فرعية ، سيتم تعيين الأشخاص المسؤولين عن سلامة كل مهمة فرعية ، كل منهم يقدم تقاريره إلى المنسق. يمكن لنفس الشخص أن يتصرف بصفته الشخص المعين الذي يتحكم في العمل والشخص المعين الذي يتحكم في التركيبات الكهربائية.

الإتصال والتواصل الفعال: وهذا يشمل جميع وسائل نقل المعلومات بين الأشخاص ، أي الكلمات المنطوقة (بما في ذلك الهواتف والراديو والكلام) والكتابة (بما في ذلك الفاكس) والوسائل المرئية (بما في ذلك لوحات الأدوات والفيديو والإشارات والأضواء).

يجب تقديم إخطار رسمي بجميع المعلومات اللازمة للتشغيل الآمن للتركيبات الكهربائية ، على سبيل المثال ، ترتيبات الشبكة وحالة المفاتيح الكهربائية وموضع أجهزة السلامة.

موقع العمل: يجب توفير مساحة عمل مناسبة وإمكانية الوصول والإضاءة في التركيبات الكهربائية في أي عمل أو بالقرب منه أو بالقرب منه.

الأدوات والمعدات والإجراءات: يجب أن تتوافق الأدوات والمعدات والإجراءات مع متطلبات المعايير الأوروبية والوطنية والدولية ذات الصلة ، إن وجدت.

الرسومات والتقارير: يجب أن تكون الرسومات والتقارير الخاصة بالتثبيت محدثة ومتاحة بسهولة.

لافتات: يجب عرض اللافتات الملائمة التي تلفت الانتباه إلى مخاطر معينة حسب الحاجة عند تشغيل التركيب وأثناء أي عمل.

إجراءات التشغيل القياسية

أنشطة التشغيل: تم تصميم أنشطة التشغيل لتغيير الحالة الكهربائية للتركيبات الكهربائية. هناك نوعان:

• العمليات التي تهدف إلى تعديل الحالة الكهربائية للتركيبات الكهربائية ، على سبيل المثال ، من أجل استخدام المعدات أو توصيل أو فصل أو بدء أو إيقاف التثبيت أو قسم من التثبيت لتنفيذ العمل. يمكن تنفيذ هذه الأنشطة محليًا أو عن طريق التحكم عن بعد.
• قطع الاتصال قبل أو إعادة الاتصال بعد توقف العمل ، ليتم تنفيذها بواسطة عمال مؤهلين أو مدربين.

الفحوصات الوظيفية: وهذا يشمل إجراءات القياس والاختبار والتفتيش.

يتم تعريف القياس على أنه النطاق الكامل للأنشطة المستخدمة لجمع البيانات المادية في التركيبات الكهربائية. يجب أن يتم القياس بواسطة متخصصين مؤهلين.

يشمل الاختبار جميع الأنشطة المصممة للتحقق من التشغيل أو الحالة الكهربائية أو الميكانيكية أو الحرارية للتركيبات الكهربائية. يجب أن يتم الاختبار بواسطة عمال مؤهلين.

الفحص هو التحقق من أن التركيبات الكهربائية تتوافق مع اللوائح الفنية وأنظمة السلامة المحددة المعمول بها.

إجراءات العمل

العام: يجب على الشخص المعين الذي يتحكم في التركيبات الكهربائية والشخص المعين المسؤول عن العمل ضمان تلقي العمال لتعليمات محددة ومفصلة قبل بدء العمل وعند اكتماله.

قبل بدء العمل ، يجب على الشخص المعين المسؤول عن العمل إخطار الشخص المعين المسؤول عن التركيبات الكهربائية بطبيعة وموقع وعواقب التركيبات الكهربائية للعمل المقصود. يفضل أن يكون هذا الإخطار كتابيًا ، خاصةً عندما يكون العمل معقدًا.

يمكن تقسيم أنشطة العمل إلى ثلاث فئات: العمل الميت والعمل الحي والعمل بالقرب من المنشآت الحية. تم تطوير تدابير للحماية من الصدمات الكهربائية والدوائر القصيرة والانحناء لكل نوع من أنواع العمل.

الحث: يجب اتخاذ الاحتياطات التالية عند العمل على خطوط كهربائية تخضع لتحريض التيار:

• التأريض على فترات مناسبة ؛ هذا يقلل من الإمكانات بين الموصلات والأرض إلى مستوى آمن
• الترابط المتساوي في موقع العمل ؛ هذا يمنع العمال من إدخال أنفسهم في حلقة الحث.

احوال الطقس: عند رؤية البرق أو سماع الرعد ، لا يجوز بدء أو استمرار أي عمل في التركيبات الخارجية أو على التركيبات الداخلية المتصلة مباشرة بالخطوط العلوية.

العمل الميت

ستضمن ممارسات العمل الأساسية التالية بقاء التركيبات الكهربائية في موقع العمل ميتة طوال مدة العمل. ما لم تكن هناك موانع واضحة ، يجب تطبيق الممارسات بالترتيب المذكور.

فصل كامل: يجب عزل قسم التركيب الذي سيتم تنفيذ العمل فيه عن جميع مصادر التوريد الحالي وتأمينه ضد إعادة التوصيل.

تأمين ضد إعادة الاتصال: يجب أن تغلق جميع أجهزة كسر الدائرة المستخدمة لعزل التركيبات الكهربائية للعمل ويفضل أن يكون ذلك بقفل آلية التشغيل.

التحقق من أن التثبيت قد توقف: يجب التحقق من عدم وجود تيار في جميع أعمدة التركيبات الكهربائية في موقع العمل أو بالقرب منه قدر الإمكان.

التأريض والدائرة القصيرة: في جميع مواقع العمل ذات الجهد العالي والمنخفض ، يجب تأريض جميع الأجزاء المراد العمل عليها وتقصير الدائرة بعد فصلها. يجب توصيل أنظمة التأريض والدائرة القصيرة بالأرض أولاً ؛ يجب توصيل المكونات التي سيتم تأريضها بالنظام فقط بعد تأريضها. بقدر ما هو عملي ، يجب أن تكون أنظمة التأريض والدائرة القصيرة مرئية من موقع العمل. للمنشآت ذات الجهد المنخفض والعالي متطلباتها الخاصة. في هذه الأنواع من التثبيت ، يجب تأريض جميع جوانب مواقع العمل وجميع الموصلات التي تدخل الموقع ودائرة قصيرة.

الحماية من الأجزاء الحية المجاورة: من الضروري اتخاذ تدابير وقائية إضافية في حالة تعذر موت أجزاء من التركيبات الكهربائية الموجودة بالقرب من موقع العمل. لا يجوز للعمال الشروع في العمل قبل الحصول على إذن للقيام بذلك من الشخص المعين الذي يتحكم في العمل ، والذي بدوره يجب أن يحصل على إذن من الشخص المعين الذي يتحكم في التركيبات الكهربائية. بمجرد الانتهاء من العمل ، يجب على العمال مغادرة موقع العمل ، ويجب تخزين الأدوات والمعدات ، وإزالة أنظمة التأريض والقصور. يجب على الشخص المعين الذي يتحكم في العمل بعد ذلك إخطار الشخص المعين الذي يتحكم في التركيبات الكهربائية بأن التركيب متاح لإعادة التوصيل.

العمل الحي

العام: العمل الحي هو عمل يتم تنفيذه داخل منطقة يوجد بها تدفق حالي. يمكن العثور على إرشادات لأبعاد منطقة العمل المباشر في المعيار EN 50179. يجب تطبيق تدابير الحماية المصممة لمنع الصدمات الكهربائية ، والقوس الكهربائي والدوائر القصيرة.

التدريب والتأهيل: يجب إنشاء برامج تدريبية محددة لتطوير قدرة العمال المؤهلين أو المدربين على أداء العمل المباشر والحفاظ عليها. بعد الانتهاء من البرنامج ، سيحصل العمال على تصنيف تأهيل وتفويض لأداء عمل مباشر محدد بجهد معين.

الحفاظ على المؤهلات: يجب الحفاظ على القدرة على تنفيذ العمل الحي من خلال الممارسة أو التدريب الجديد.

تقنيات العمل: يوجد حاليًا ثلاث تقنيات معترف بها ، وتتميز بإمكانية تطبيقها على أنواع مختلفة من الأجزاء الحية والمعدات اللازمة لمنع الصدمات الكهربائية ، والانحناء ، والدوائر القصيرة:

• عمل العصا الساخنة
• عمل القفازات العازلة
• العمل اليدوي.

تتطلب كل تقنية إعدادًا ومعدات وأدوات مختلفة ، وسيعتمد اختيار الأسلوب الأنسب على خصائص العمل المعني.

الادوات و المعدات: يجب تحديد خصائص وتخزين وصيانة ونقل وفحص الأدوات والمعدات والأنظمة.

احوال الطقس: تنطبق القيود على العمل الذي يعيش في ظروف مناخية معاكسة ، حيث يتم تقليل خصائص العزل وإمكانية الرؤية وتنقل العمال.

تنظيم العمل: يجب أن يتم إعداد العمل بشكل مناسب ؛ يجب تقديم التحضير الكتابي مقدمًا للعمل المعقد. يجب الحفاظ على التركيب بشكل عام ، والقسم الذي سيتم تنفيذ العمل فيه بشكل خاص ، في حالة تتوافق مع الإعداد المطلوب. يجب على الشخص المعين المسؤول عن العمل إبلاغ الشخص المعين المسؤول عن التركيبات الكهربائية بطبيعة العمل ، والموقع في التركيب الذي سيتم تنفيذ العمل فيه ، والمدة التقديرية للعمل. قبل الشروع في العمل ، يجب على العمال شرح طبيعة العمل وتدابير السلامة ذات الصلة ودور كل عامل والأدوات والمعدات التي سيتم استخدامها.

توجد ممارسات محددة للتركيبات ذات الجهد المنخفض للغاية ، والجهد المنخفض ، والجهد العالي.

العمل بالقرب من الأجزاء الحية

العام: يجب تنفيذ العمل بالقرب من الأجزاء الحية ذات الفولتية الاسمية التي تزيد عن 50 فولت تيار متردد أو 120 فولت تيار مستمر فقط عند تطبيق تدابير السلامة لضمان عدم لمس الأجزاء الحية أو عدم إمكانية دخول المنطقة الحية. يمكن استخدام الشاشات أو الحواجز أو العبوات أو الأغطية العازلة لهذا الغرض.

قبل بدء العمل ، يجب على الشخص المعين المسؤول عن العمل توجيه العمال ، وخاصة أولئك الذين ليسوا على دراية بالعمل بالقرب من الأجزاء الحية ، على مسافات الأمان التي يجب مراعاتها في موقع العمل ، وممارسات السلامة الرئيسية التي يجب اتباعها ، و الحاجة إلى سلوك يضمن سلامة طاقم العمل بأكمله. يجب تحديد حدود موقع العمل بدقة ووضع علامات عليها ولفت الانتباه إلى ظروف العمل غير العادية. يجب تكرار هذه المعلومات حسب الحاجة ، خاصة بعد التغييرات في ظروف العمل.

يجب على العمال التأكد من عدم دخول أي جزء من أجسادهم أو أي شيء إلى المنطقة الحية. يجب توخي الحذر بشكل خاص عند التعامل مع الأشياء الطويلة ، على سبيل المثال ، الأدوات ونهايات الكابلات والأنابيب والسلالم.

الحماية بواسطة الشاشات أو الحواجز أو العبوات أو الأغطية العازلة: يجب أن يضمن اختيار وتركيب هذه الأجهزة الواقية الحماية الكافية ضد الضغوط الكهربائية والميكانيكية التي يمكن التنبؤ بها. يجب صيانة المعدات بشكل مناسب والحفاظ عليها مؤمنة أثناء العمل.

الصيانة

العام: الغرض من الصيانة هو الحفاظ على التركيبات الكهربائية في الحالة المطلوبة. قد تكون الصيانة وقائية (على سبيل المثال ، يتم إجراؤها على أساس منتظم لمنع الأعطال والحفاظ على المعدات في حالة عمل) أو تصحيحية (أي يتم إجراؤها لاستبدال الأجزاء التالفة).

يمكن تقسيم أعمال الصيانة إلى فئتين من المخاطر:

• العمل الذي ينطوي على خطر التعرض لصدمة كهربائية ، حيث يجب اتباع الإجراءات المطبقة على العمل الحي والعمل بالقرب من الأجزاء الحية
• العمل حيث يسمح تصميم المعدات بإجراء بعض أعمال الصيانة في غياب إجراءات التشغيل المباشر الكاملة

الموظفين: يجب أن يكون الموظفون الذين سينفذون العمل مؤهلين أو مدربين بشكل كافٍ ويجب أن يتم تزويدهم بأدوات وأجهزة قياس واختبار مناسبة.

أعمال الترميم: تتكون أعمال الإصلاح من الخطوات التالية: موقع الخطأ ؛ تصحيح الخطأ و / أو استبدال المكونات ؛ إعادة تشغيل القسم الذي تم إصلاحه من التثبيت. قد تتطلب كل خطوة من هذه الخطوات إجراءات محددة.

عمل الاستبدال: بشكل عام ، يجب أن يتم استبدال الصمامات في تركيبات الجهد العالي كأعمال ميتة. يجب أن يتم استبدال الصمامات بواسطة عمال مؤهلين باتباع إجراءات العمل المناسبة. يجب أن يتم استبدال المصابيح والأجزاء القابلة للإزالة مثل المشغلات كأعمال ميتة. في التركيبات عالية الجهد ، يجب أيضًا تطبيق إجراءات الإصلاح على أعمال الاستبدال.

تدريب العاملين على المخاطر الكهربائية

يعد تنظيم العمل الفعال والتدريب على السلامة عنصرًا أساسيًا في كل منظمة ناجحة وبرنامج وقائي وبرنامج للصحة والسلامة المهنية. يجب أن يحصل العمال على تدريب مناسب للقيام بوظائفهم بأمان وكفاءة.

تقع مسؤولية تنفيذ تدريب الموظفين على عاتق الإدارة. يجب أن تدرك الإدارة أن الموظفين يجب أن يعملوا عند مستوى معين قبل أن تتمكن المنظمة من تحقيق أهدافها. من أجل تحقيق هذه المستويات ، يجب وضع سياسات تدريب العمال ، وبالتالي ، يجب وضع برامج تدريب ملموسة. يجب أن تتضمن البرامج مراحل التدريب والتأهيل.

يجب أن تتضمن برامج العمل المباشر العناصر التالية:

تدريب: في بعض البلدان ، يجب أن تتم الموافقة رسميًا على البرامج والمرافق التدريبية من قبل لجنة العمل المباشر أو هيئة مماثلة. تعتمد البرامج في المقام الأول على الخبرة العملية ، تكملها التعليمات الفنية. يأخذ التدريب شكل العمل العملي على تركيبات نموذجية داخلية أو خارجية مماثلة لتلك التي يتم تنفيذ العمل الفعلي عليها.

المؤهلات: إجراءات العمل المباشر متطلبة للغاية ، ومن الضروري استخدام الشخص المناسب في المكان المناسب. يتم تحقيق ذلك بسهولة أكبر إذا توفر موظفون مؤهلون بمستويات مهارات مختلفة. يجب أن يكون الشخص المعين الذي يتحكم في العمل عاملاً مؤهلاً. عندما يكون الإشراف ضروريًا ، يجب أن يقوم به أيضًا شخص مؤهل. يجب أن يعمل العمال فقط في المنشآت التي يتوافق جهدها وتعقيدها مع مستوى تأهيلهم أو تدريبهم. في بعض البلدان ، يتم تنظيم المؤهلات وفقًا للمعايير الوطنية.

أخيرًا ، يجب تعليم العمال وتدريبهم على تقنيات إنقاذ الحياة الأساسية. تتم إحالة القارئ إلى الفصل الخاص بالإسعافات الأولية للحصول على مزيد من المعلومات.

الرجوع