Gasilska zveza Vojnik-Dobrna ELEKTRIKA Tečaj za VODJO SKUPINE Dobrna 2012 Predavatelj: Drago Pungartnik, g.č. ELEKTRIKA 1. Osnovni pojmi elektrotehnike 2. Nevarnost električnega toka in napetosti 3. Zaščitni ukrepi pred električnim tokom 4. Varnostni ukrepi pri gašenju požarov 5. Gašenje bližini električnega omrežja 6. Varnostni ukrepi pri gašenju elektroenergetskih naprav in objektov 7. Reševanje ponesrečenca pri nesreči z električnim tokom 1. OSNOVNI POJMI V ELEKTROTEHNIKI • Električna napetost • Električni tok • Električna moč Električna napetost (U) Električna napetost je razlika dveh potencialov Enota za električno napetost je volt, označimo jo z veliko tiskano črko V. U (V) Električni tok (I) Usmerjeno gibanje nosilcev električnega naboja imenujemo električni tok. Ti se lahko gibljejo bodisi po praznem prostoru, bodisi po kovini ali drugem električnem prevodniku. Električni tok je definiran kot količina naboja, ki v danem časovnem intervalu preteče skozi dani presek električnega kroga iz enega do drugega napetostnega potenciala. • Možna je ponazoritev z vodo Tok označimo z veliko tiskano črko I. Enota za električni tok je amper, označimo ga z veliko tiskano črko A. I (A) Električna upornost (R) in Ohmov zakon Upornost je lastnost snovi, ki nam pove, kako sposobna se je upirati prehodu električnega toka. Upornost označimo z veliko tiskano črko R. Enota za električno upornost je ohm, kar označuje grška črka Omega (Ω). R (Ω) Ohmov zakon Velikost električnega toka je premo sorazmerna z električno napetostjo in obratno sorazmerna z električno upornostjo. Oziroma v obliki formule: I=U/R Električna moč (P) Ponovno lahko potegnemo vzporednice z vodo. Moč vodnega toka reke je odvisna od njenega padca in količine vode, moč električnega toka pa je odvisna od napetosti in toka (je njun zmnožek). Moč je delo, ki se opravi v določenem času. Označimo jo z veliko tiskano črko P, merska enota je wat (oznaka velika tiskana črka W) P (W) P=U.I Moč lahko izpeljemo iz Ohmovega zakona: P = U2 / R ali P = I2 . R Električno delo (A) Električno delo kot količina nam pove, koliko časa neka moč dejansko opravlja delo. A=P.t Osnovna enota za električno delo je watsekunda (oznaka Ws), iz vsakdanjega življenja pa najbolj poznamo večjo, bolj praktično enoto - kilowatura (oznaka kWh). Izmenični tok in napetost Električni tok teče samo od pozitivnega potenciala k negativnemu, kar imenujemo enosmerni tok. Poznamo pa tudi drugo vrsto, in sicer izmenični tok. Do njega pride, če se polariteta potencialov neprestano izmenjuje, saj se posledično izmenjuje tudi smer toka. Tok torej ne teče več le v eno smer, ampak v obe, zato odpadejo pozitivne in negativne oznake potencialov, spoznamo pa novo količino - frekvenco. Pri izmeničnem električnem toku izraz frekvenca pomeni število sprememb smeri toka v 1 sekundi. Enota za frekvenco je hertz, oznaka pa Hz. Električno vezje Električno vezje je sestavljeno iz najmanj enega vira električne energije, enega porabnika in vodnikov, ki povezujejo porabnik in vir. Če je vezje sklenjeno, v njem teče električni tok. Statična elektrika • • • • Vsaka še tako majhna stvar je sestavljena iz zelo majhnih, očem nevidnim delcev, ki jim pravimo atomi, ki pa navadno niso električno aktivni. Materiali se lahko naelektrijo z naboji (pozitivni in negativni). Merilo za el. polje je potencial ali el. napetost. Preskok el. Naboja je lahko nevaren v posebnih primerih lahko povzroči požar. Primer statične elektrike v naravi (strela) • Strele, ki med nevihtami preskakujejo med oblaki ali udarjajo ob zemeljsko površje, nastanejo zaradi statične elektrike. Ko se zaradi zračnih tokov in močnih vetrov vodne kapljice in koščki ledu v oblakih drgnejo med seboj, nastaja v oblakih električni naboj. Ko postane naboj dovolj močan, lahko tok elektronov preskoči na drug oblak ali na zemljino površino. Pretvorba električne energije • Električno energijo pridobivamo s pretvorbo energij drugih vrst. • Vrste elektrarn: Hidro, plinske, termo, jedrske, sončne, vetrne elektrarne, itd. Naprave za pretvorbo el. energije • • • Generatorji Transformatorji Elektromotorji Porabniki el. energije: • • • • Elektromotorji Svetila Elektronika Električni aparati itd. Prenos el. energije • Za prenos električne energije uporabljamo vodnike: - goli vodniki (uporaba pri nadzemnih vodih) - izolirani vodniki (uporaba pri podzemnih vodih ter pri električnih instalacijah). Najpogostejši material je baker in aluminij, ki sta dobra prevodnika. Da električni tok teče samo po vodnikih so le ti obdani z ustrezno izolacijsko snovjo iz umetne mase. Primer: Izolacijo izoliranih vodnikov označujemo z barvami, zaradi medsebojnega razpoznavanja žil in je določeno z mednarodnimi standardi. • • • Rumeno/zelena barva izolacije – zaščitni vodnik Modra barva izolacije - nevtralni vodnik Rjava ali črna barva izolacije - fazni vodnik 2. NEVARNOST ELEKTRIČNEGA TOKA IN NAPETOSTI Varna uporaba električne energije je določena s standardi in zakoni VPLIV ELKTRIČNEGA TOKA NA ČLOVEKA El. tok steče skozi telo če se dotaknemo delov pod napetostjo • • • • PRIMERI: Dveh vodnikov različnih faz Faznega in nevtralnega vodnika Dela pod napetostjo in drugega ozemljenega dela Dveh delov različnih potencialov Električni tok lahko povzroči pri prehodu skozi telo različne poškodbe: - opekline, ožganine - nepravilno delovanje srca - poškodovanje celic v različnih organih Vpliv el. toka na človeka je odvisen od - Jakosti toka - Časa trajanja - Poti toka po telesu - Psihofizično stanje človeka Pri pretoku električnega toka skozi telo lahko govorimo o treh mejnih vrednostih, ki so značilne: • Prag dražljaja (približno 1 mA) je velikost toka, ki jo še lahko zaznamo pri prehodu električnega toka skozi telo • Prag krčev (približno 10 mA) je velikost električnega toka, pri kateri lahko še izpustimo del, ki je pod napetostjo • Prag fibrilacije (okoli 50 mA) je velikost toka kjer že obstaja možnost fibrilacije srca Spodnja meja velikosti električnega toka,ki ga bo občutilo okoli 50 % ljudi je 0,6 do 1,5 mA izmenične napetosti ter do 7 mA enosmerne napetosti. Zelo pomemben faktor varnosti je tudi čas izpostavljenosti delovanju električnega toka. Navkljub našim željam pa človeška čutila in refleksi ne omogočajo, da bi iz tega kaj pridobili, saj doseganje časa izpostavljenosti 20 ms, toku 0,5 A ne moremo doseči z našimi refleksi. Jakost izmeničnega toka nad 15 mA povzroči krče, nad 30 mA pa lahko povzroči smrt Napetost koraka, napetost dotika • Ločimo dve karakteristični napetosti • Napetost koraka je enaka razliki napetosti tal v dveh točkah, ki sta v radialni smeri od ozemljila 1m narazen (1 korak) • Napetost dotika je razlika med napetostjo ozemljila in napetostjo tal na oddaljenosti 1m od ozemljenega kovinskega predmeta (razdalja iztegnjene roke) Napetost dotika je človeškemu organizmu nevarnejša od napetosti koraka, ker gre pri dotiku z rokami del toka tudi skozi srce. Delitev napetosti • • • • Nizka napetost – do 1000 V Srednja napetost- od 1000 V do 35 000 V Visoka napetost – nad 35 000 V izmenične napetosti Varnostna mala napetost - do 50 V izmenične napetosti - do 120 V enosmerne napetosti 3. ZAŠČITNI UKREPI PRED ELEKTRIČNIM TOKOM Poznamo več vrst zaščite pred udarom električnega toka - pravilno dimenzioniranje zaščitnih naprav - pravilno varovanje - Pravilna izbira vodnikov Za zaščito naprav in objektov uporabimo naprave: Naprave za nadtokovno zaščito - Talilne varovalke, avtomatske varovalke, instaliacijske odklopnike, stikala z vgrajenim nadtokovnimi sprožilniki s trenutnim delovanjem, odklopnike, kontaktorje z bimetalnimi releji - Naprave z diferenčno tokovno zaščito, FID stikala Zaščita objektov s strelovodi • Strelovod ščiti v primeru atmosferskih razelektritev (strela), preusmerja nakopičeno energijo v zemljo. 4. VARNOSTNI UKREPI PRI GAŠENJU POŽAROV V BLIŽINI ELEKTRIČNEGA OMREŽJA Poznamo 3 nevarnostna območja: I. Nevarnostno območje je območje prostega gibanja, v katerem niso potrebna posebna opozorila in niso izvedeni posebni varnostni ukrepi II. Nevarnostno območje je območje oskrbovanja in kontrole III. Je območje okoli delov pod napetostjo na razdalji, ki je manjša od varnostne razdalje. Pri gašenju v bližini el. naprav je na prvem mestu skrb za lastno varnost!!! Obvezna je uporaba zaščitne opreme, če je le možno se gašeni objekt loči (izklopi) iz električnega omrežja (kar stori pooblaščena oseba). Če so v bližini naprave, kjer je nevarnost stika z el. omrežjem to preprečimo s fizičnimi pregradami. 5. VARNOSTNI UKREPI PRI GAŠENJU ELEKTROENERGETSKIH NAPRAV IN OBJEKTOV Vzroki za nastanek požara z vidika elektrotehnike: • Kratek stik- oblok- pregrevanje, slabi kontakti • Preobremenitev – segrevanje vodnika • Staranje izolativnega materiala • Človeška malomarnost Gasilni aparat Električne naprave (elektroniko) gasimo z gasilnimi aparati: • na ogljikov dioksid • na prah • z vodo gasimo električne naprave samo če smo prej izključili električni tok Minimalne razdalje pri gašenju električnih naprav in omrežja izražene v metrih. monsun"ročnikom, ali z vodno meglo • Gašenje v bližini el. naprav zahteva veliko previdnost. • Izogibamo se gašenja s polnim curkom. • Uporablja se monsun ročnik, ali vodna megla. Nevarnost pri gašenju fotovoltaičnih modulov • Nevarnosti, ki ob požaru pretijo na gasilce, ki intervenirajo, so najpogosteje povezane s padanjem fotovoltaičnih modulov s streh – do tega lahko prihaja zaradi popuščanja nosilcev zaradi visoke temperature, ki se razvije ob požaru. Prihaja lahko tudi do sproščanja zdravju škodljivih produktov gorenja, posebno pozornost pa je potrebno nameniti dejstvu, da so fotovoltaični moduli in ostali sestavni elementi sončne elektrarne v svetlem delu dneva pod električno napetostjo, ki je zaradi povezanosti modulov v panele oziroma stringe lahko življenjsko nevarna. Če se fotovoltaični moduli v nočnem času osvetlijo z gasilsko razsvetljavo (katero gasilci potrebujejo za varno izvajanje gasilske intervencije) ni izključeno, da so deli elektrarne ponovno pod napetostjo. Zaradi dejstva, da so poškodovani moduli lahko pod življenjsko nevarno električno napetostjo se je pri gašenju potrebno izogibati polivanju poškodovanih modulov oziroma panelov ter vodnikov. Objekt, ki ga prizadene požar je potrebno izklopiti iz električnega omrežja, pri tem pa moramo biti pozorni, da so kabli od fotovoltaičnih modulov do razsmernika še vedno pod napetostjo. • Nevarnost poškodb z električnim tokom pri gašenju in reševanju je stalna. Osnovno poznavanje zakonitosti prehoda električnega toka je najboljše zagotovilo varnosti. Ob dvomu je bolje, da se izključi električno napajanje. Prav pri izključitvi električnega napajanja pa moramo biti zelo pazljivi, saj je to napajanje lahko dvostransko, dvojno itd. Do teh dilem ne prihaja v stanovanjskih objektih, ker je napajanje z električno energijo enostransko, razen v primeru rezervnega napajanja z električnimi agregati. Izklop električne energije na napravah in omrežju javne distribucije mora potrditi distributer, ki je tudi edino pristojen za tak poseg. Predpisana osebna zaščitna oprema gasilca tudi prispeva k večji varnosti med izvajanjem reševanja in gašenja. Prikazan je le delček potrebnih znanj za pravilno in varno delo ob prisotnosti električne napetosti. • Če smo dobili občutek, da je gašenje električnih naprav in omrežij ob prisotnosti električne napetosti enostavno, smo v življenjski zmoti. 6. REŠEVANJE PONESREČENCA PRI NESREČI Z ELEKTRIČNIM TOKOM • • • • Čim hitreje je potrebno odstraniti vpliv električnega toka (z neprevodnimi materiali) Pri odstranjevanju je potrebno paziti, da se ne izpostavljamo nevarnosti Ko smo poškodovanca osvobodili izpod vpliva električnega toka, mu takoj nudimo prvo pomoč (umetno dihanje, masaža srca) Pokličemo reševalce Literatura: • • • • Elektrika v gasilstvu PRIROČNIK ZA GASILCA (osnovni in nadaljevalni tečaj za pridobitev čina gasilec) GZS, Ljubljana 1998 www.gasilci.org www.wikipedia.org HVALA ZA POZORNOST