Elektrik Çarpmalarına ve Elektrik Yangınlarına Karşı Koruma | Bölüm 1
- Hüseyin GÜZEL
- 1 day ago
- 6 min read
Elektrik Şoku | Çarpması Nedir?
Elektrik çarpması, bir elektrik akımının insan vücudundan geçen patofizyolojik etkisidir. Elektrik akımının geçişi esas olarak kas, dolaşım ve solunum fonksiyonlarını etkiler ve bazen ciddi yanıklara dahi neden olur. Akıma maruz kalan kurban kişi için tehlike derecesi, akımın büyüklüğünün, akımın geçtiği vücut bölümlerinin ve akımın süresinin bir fonksiyonudur.
Elektrik Yangınlarına Ne Neden Olur?
Elektrik yangınlarına aşırı yüklenmeler, kısa devreler ve toprak kaçak akımları neden olur, ayrıca kablo ve bağlantılardaki elektrik arkları da neden olur.
İÇİNDEKİLER TABLOSU:
Elektrik Çarpmasına Karşı Koruma Türleri
Canlı parçaların yalıtımı ile koruma
Bariyerler veya muhafazalar yoluyla koruma
Diğer koruma önlemleri
Elektrik Güvenliği: Elektrik Çarpması ve Yangın Tehlikelerine Karşı Koruma
2016'da güncellenen IEC 60479-1 standardı, her birinde patofizyolojik etkilerin açıklandığı dört akım-büyüklük / zaman-süre bölgesi tanımlar (bkz. Şekil F1'e).
AG kurulumlarında kişilerin elektrik çarpmasına karşı korunması, ilgili ulusal standartlara, yasal düzenlemelere, uygulama esaslarına, resmi kılavuzlara ve genelgelere vb. uygun olarak sağlanmalıdır.
İlgili IEC standartları şunları içerir: IEC 61140, IEC 60364, IEC 60479, IEC 61008, IEC 61009 ve IEC 60947 serisi.
Bir insan vücudunda kalbin yakınından 30 mili amperi aşan bir akım geçtiğinde, akımın çok kısa sürede kesilmemesi durumunda ilgili kişi ciddi tehlike altında demektir.
Şekil 1: AC akımın sol elden ayağa geçerken insan vücudu üzerindeki etkilerinin zaman/akım bölgeleri
Elektrik çarpmasına karşı korumanın temel kuralı, IEC 61140 stndardı tarafından sağlanmaktadır.
IEC 61140, "Elektrik çarpmasına karşı koruma - Tesisatlar ve teçhizat için ortak hususlar", hem elektrik tesisatlarını hem de elektrikli teçhizatı kapsar.
Tehlikeli-canlı-parçalara erişilebilir olmayacak ve erişilebilir iletken bölümler tehlikeli olmayacaktır.
Bu gereksinimin aşağıdakiler kapsamında uygulanması gerekir:
Normal koşullar ve
Tek bir arıza koşulu altında
Bu tehlikeye karşı korunmak için çeşitli önlemler alınır ve bunlar şunları içerir:
Bağlı elektrikli ekipmana giden güç kaynağının otomatik olarak kesilmesi
Aşağıdakiler gibi özel düzenlemeler:
İkinci Sınıf yalıtım malzemelerinin veya eşdeğer bir yalıtım seviyesinin kullanılması
İletken olmayan konum, kol erişimi dışında veya engellerin araya girmesi
Eş potansiyel bağlantı
İzolasyon trafoları aracılığıyla elektriksel ayırma
2.1| Canlı Parça ile Temas (Doğrudan Temas)
Bu, normal koşullarda canlı olan bir iletkenle temas eden bir kişiyi ifade eder (bkz. Şekil F2'ye).
Bu durumlarda uygulanacak korumaya "Temel Koruma" denir.
Şekil 2: Canlı parça ile temas (Doğrudan temas)
2.2| Arıza Durumlarında İletken Parçalarla Temas (Dolaylı Temas)
Bu, normalde canlı olmayan, ancak yanlışlıkla (yalıtım arızası veya başka bir nedenden dolayı) canlı hale gelen açıkta kalan bir iletken kısımla temas eden bir kişi anlamına gelir.
Arıza akımı, açıkta kalan iletken parçayı tehlikeli olabilecek bir gerilime yükseltir, çünkü bu açıkta kalan iletken parça ile temas eden bir kişi aracılığıyla bir temas akımı oluşturur (bkz. Şekil F3'e).
Bu durumlarda uygulanacak korumaya "Arıza Koruması" denir.
Şekil 3: Arıza durumlarında parçalarla temas (Dolaylı temas)
Amaç, tehlikeli-canlı bölümlerin erişilebilir olmamasını ve erişilebilir iletken bölümlerin de tehlikeli olmamasını sağlamaktır. Farklı koruyucu hükümler uygulanmalıdır.
Koruyucu önlemler, bunların uygun bir kombinasyonundan kaynaklanır. Farklı parametreler dikkate alınmalıdır: Ortam sıcaklığı, iklim koşulları, suyun varlığı, mekanik stresler, kişilerin kapasitesi ve kişilerin temas alanı.
3.1| Temel Koruma
Temel koruma, normal koşullar altında canlı bölümlerle teması önleyen bir veya daha fazla hüküm içerir. Özellikle de:
3.1.1| Canlı parçaların yalıtımı ile koruma
Bu koruma, ilgili standartlara uygun bir yalıtımdan oluşur (bkz. Şekil F4). Boyalar, cilalar ve vernikler yeterli koruma sağlamaz.
Şekil 4: Dış kılıflı 3 fazlı bir kablonun yalıtımıyla doğrudan temasa karşı doğal koruma
3.1.2| Bariyerler veya muhafazalar yoluyla koruma
Birçok bileşen ve malzeme dolaplara, tertibatlara, kontrol panellerine ve dağıtım panolarına monte edildiğinden bu önlem yaygın olarak kullanılmaktadır (bkz. Şekil F5).
Şekil 5: Muhafaza ile izolasyon örneği
Doğrudan temas tehlikelerine karşı etkin koruma sağladığının düşünülmesi için, bu ekipmanın en az IP 2X veya IP XXB'ye eşit bir koruma derecesine sahip olması gerekir.
Ayrıca, bir muhafazadaki bir açıklık (kapı, ön panel, çekmece vb.) yalnızca çıkarılabilir, açılabilir veya geri çekilebilir:
Bu amaç için sağlanan bir anahtar veya araç vasıtasıyla veya
Muhafazadaki canlı parçaların tamamen yalıtılmasından sonra veya
Başka bir ekranın otomatik araya girmesiyle, yalnızca bir anahtar veya aletle çıkarılabilir. Metal mahfaza ve tamamen metal çıkarılabilir ekran, kurulumun koruyucu topraklama iletkenine bağlanmalıdır.
3.1.3| Diğer koruma önlemleri
Engellerle veya kolun erişemeyeceği bir yere koyarak koruma: Bu koruma, yalnızca vasıflı veya eğitimli kişilerin erişebildiği yerlere ayrılmıştır. Bu koruyucu önlemin montajı IEC 60364-4-41'de ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Ekstra Düşük Voltaj (ELV) kullanımı veya deşarj enerjisinin sınırlandırılması yoluyla koruma: Bu önlemler yalnızca düşük güç devrelerinde ve özel koşullarda kullanılır.
3.2| Arıza Koruması
Ekipmanın açıkta kalan iletken kısımları uygun şekilde topraklanmışsa, beslemenin otomatik olarak kesilmesiyle arıza koruması sağlanabilir.
İki düzeyde koruyucu önlemler mevcuttur:
Kurulumda elektrikli ekipmanın açıkta kalan tüm iletken parçalarının topraklanması ve bir eş potansiyel kuşaklama ağının oluşturulması
Herhangi bir dokunma gerilimi Uc seviyesi için dokunma gerilimi/zaman güvenlik gereksinimlerine uyulacak şekilde ilgili tesisat bölümünün beslemesinin otomatik olarak kesilmesi (bkz. Şekil F6)
Şekil 6: Tehlikeli dokunma gerilimi Uc'nin çizimi
Uc değeri ne kadar yüksek olursa, koruma sağlamak için gereken besleme kesme hızı da o kadar yüksek olur (bkz. Şekil F7).
İnsanlar için tehlike oluşturmadan süresiz olarak tolere edilebilecek en yüksek Uc değeri 50 V AC'dir. DC'de tehlikesiz olarak süresiz olarak tolere edilebilecek en yüksek Uc değeri 120 V'dir.
Teorik bağlantı kesme süresi sınırlarının hatırlatılması (IEC 60364-4-41)
Şekil 7: Bir veya daha fazla prizli 63 A'yı geçmeyen ve yalnızca sabit bağlı akım kullanan ekipmanı besleyen 32 A'yı geçmeyen son devreler için maksimum bağlantı kesme süreleri (saniye cinsinden)
Önceki tüm koruyucu önlemler önleyicidir, ancak deneyimler göstermiştir ki, çeşitli nedenlerle bunlar hatasız olarak kabul edilememektedir.
Bu nedenler arasında şunlar sayılabilir:
Uygun bakım eksikliği
İhtiyatsızlık, dikkatsizlik
Normal (veya anormal) yalıtım aşınması ve yıpranması; örneğin bağlantı kablolarının bükülmesi ve aşınması
Kazara temas gerçekleşmesi
Suya daldırma vb. ile izolasyonun, yalıtımın artık etkili olmadığı durumlar.
Kullanıcıları bu gibi durumlarda korumak amacıyla, normal sağlıklı bir insanın yaralanmasını veya elektrik çarpması sonucu ölmesini önlemek amacıyla güç kaynağının otomatik olarak ve yeterli hızla bağlantısını kesmek için (bir insan veya hayvan üzerinden olabilir veya olmayabilir) toprağa giden artık akımların tespitine dayanan son derece hassas hızlı açma cihazları kullanılır (bkz. Şekil F8).
30 mA veya altında çalışan ve Yüksek Hassasiyetli RCD'ler olarak adlandırılan artık akım çalıştırma cihazının kullanılması, canlı parçalarla temas tehlikelerine karşı ek bir koruma önlemi sağlar.
Şekil 8: RCD tarafından ilave koruma
Bu cihazlar (RCD'ler), bir devreye giren akım ile devreden çıkan (topraklanmış bir kaynaktan beslenen bir sistemde) akım arasındaki herhangi bir farkın, hatalı yalıtım veya topraklanmış bir parçanın teması yoluyla toprağa aktığı artık akım ölçümü ilkesine göre çalışır. Örneğin canlı bir iletkene sahip bir kişi söz konusu ise.
RCD'ler olarak adlandırılan standartlaştırılmış artık akım cihazları, canlı parçalarla temasa karşı koruma için yeterince hassas olan 30 mA artık akım ile derecelendirilmiştir.
IEC 61008 ve 61009'da tanımlanan yanıt süresi, koruma sağlamaya yetecek kadar hızlıdır (Bkz. Şekil F9).
Şekil 9: Vücut hassasiyeti eğrileriyle karşılaştırıldığında Yüksek Hassasiyetli 30mA RCD'nin (mavi renkte) açma grafiği
IEC 60364-4-41'e göre, aşağıdakiler için yüksek hassasiyetli RCD'ler (I∆n ≤ 30 mA) aracılığıyla ek koruma sağlanmalıdır:
Anma akımı ≤ 32 A olan genel kullanım prizlerini besleyen devreler, sıradan kişiler tarafından da kullanılabilir,
Dış mekanlarda kullanım için nominal akımı ≤ 32 A olan mobil ekipmanı besleyen devreler için,
Konutlarda armatürleri besleyen AC son devreler.
Ayrıca, yüksek hassasiyetli bir RCD tarafından korunan prizlerin sayısının sınırlandırılması önerilir (örneğin, bir RCD için 10 priz).
Yüksek hassasiyetli RCD'ler her türlü topraklama sistemi için uygundur.
TT veya TN sistemleri için Şekil F10'a (a) ve IT sistemi için (b) bakınınız:
Şekil 10: TT, TN ve IT sistemlerde sağlayan prizler
Referans Kaynaklar:
Comments