Ochrona od narażeń

Dodatkowy sprzęt ochrony osobistej zapewnia bezpieczeństwo w obszarach występowania łuku elektrycznego. 

Zagrożenia łukiem elektrycznym stały się szczególnie ważne w przypadku zastosowań niewielkich, zasilanych podwyższonym napięciem elementów umieszczanych wewnątrz ograniczonych przestrzeni. Niebezpieczny dla otoczenia łuk elektryczny, którego temperatura osiąga poziom do 19 500oC wynika z następstwa wadliwego działania instalacji elektroenergetycznej, polegającego na wystąpieniu zwarcia pomiędzy przewodami wiodącymi prąd. Dodatkowo towarzysząca łukowi elektrycznemu fala uderzeniowa może wprawiać w ruch do wysokich prędkości swobodne elementy otoczenia, powodując poważne zranienia lub śmierć. Wydzielana w czasie palenia łuku duża ilość ciepła jest przy tym wystarczająca do całkowitego spalenia niechronionego mienia i osób znajdujących się w polu rażenia wyładowania.

W praktyce korzysta się z kilku środków służących ochronie od obrażeń powstałych w wyniku łuku elektrycznego polegających na szkoleniu personelu na wypadek niebezpieczeństwa powstania wyładowania elektrycznego oraz wykorzystaniu osobistego wyposażenia ochronnego podczas dotykania części znajdujących się pod napięciem. Jednak nawet przy uwzględnieniu wymienionych środków ostrożności, wystarczająco silne i długotrwałe elektryczne wyładowanie łukowe może powodować poważne uszkodzenia ciała lub śmierć. Najlepszy sposób ochrony personelu i wyposażenia polega więc na zmniejszaniu ryzyka oddziaływania łuku tak, jak to tylko jest możliwe. Zmniejszenie to można uzyskać poprzez współdziałanie różnych czynników polegających na ograniczeniu ekspozycji personelu przez specjalnie zaprojektowane wyposażenie ochronne.

Obecnie kilka przedstawicielstw technicznych ustaliło zasady prawne mające na celu jednoznaczne określenie zasad ochrony osobistej w opisywanych wyżej warunkach. Zarówno Organizacja Zawodowego Bezpieczeństwa i Zdrowia (OSHA – Occupational Safety and Health Association) oraz Państwowa Organizacja Ochrony od Pożaru poprzez normę NFPA 70 E w celu ochrony osób obsługi wymaga podania obszarów ochrony przed łukiem. Zasadniczo OSHA wymaga wykonywania prac elektrycznych tylko na rozładowanym wyposażeniu elektrycznym (praca przy wyłączonym napięciu). Dostęp do potencjalnie naładowanego wyposażenia (praca pod napięciem), będącego w stanie wytworzyć wyładowanie łukowe, mogą mieć tylko wykwalifikowane osoby używające zewnętrznych środków ochrony osobistej – zawierających odporne na ogień ubranie i kaptur, jak również korzystające z izolowanych narzędzi – drążków, dywaników i płacht izolacyjnych itp. Zakłady, które korzystają z niezgodnych z przepisami procedur, zwiększają ryzyko poranienia wykonującego pracę i uszkodzenie wyposażenia, mogą być w związku z tym karane przez OSHA. Dodatkowo Krajowy Zbiór Przepisów Elektrycznych wymaga trwałego oznakowania przez producenta pulpitów sterowania, które mogą powodować wyładowanie łukowe. Oznakowania te jednoznacznie informują personel o potencjalnym poziomie ryzyka.

Metody te, mimo że znacząco wspierają poziom ochrony ludzi, mają również pewne niedociągnięcia. Wzmiankowane etykiety są ważne dla operatorów w określeniu oceny poziomu ryzyka wyładowania łukowego. Jednakże w czasie przeprowadzania procedury konserwacji i napraw poziom ten może ulec zmianie. Wskutek tego zewnętrzne ostrzeżenia mogą być dla personelu nieprecyzyjną informacją o mogącym wystąpić w miejscu pracy poziomie ryzyka.

Zasady używania środków ochrony osobistej

Zgodnie z normą NFPA 70 E wykonujący pracę muszą używać środków ochrony osobistej w czasie otwierania obudowy urządzeń elektrycznych zawierających wewnątrz napięcia wyższe niż 50 V napięcia przemiennego. Innymi słowy wszyscy wykonujący prace na wyposażeniu będącym w stanie wygenerować łuk elektryczny muszą być ubrani w sprzęt ochronny zawierający niepalne okrycie, rękawice, ochronę twarzy (przyłbica lub okulary) i inne wyposażenie ustalone przez normę.

Wiele elementów osobistego sprzętu ochronnego zabezpiecza użytkowników od wysokiej temperatury, ale nie od sił towarzyszących wyładowaniu łukowemu. Zgadzając się na powyższe metody personel może być informowany o występujących niebezpieczeństwach oraz o ochronie od ryzyka wyładowania łukowego przez różne metody ochrony wyposażenia. Dalsze zmniejszenie ryzyka zagrożeń wykonawcy zakłada, że stosowane urządzenie, w którym może powstawać wyładowanie łukowe, może być wyposażone w dodatkowe elementy zawierające: porty wymiany danych, skrzynki dokumentacyjne oraz dodatkowe izolowane obudowy. Elementy te zapewniają i dostarczają wykonawcy wielu cennych ciągłych informacji oraz wygodnego dostępu do zamkniętego wyposażenia – bez konieczności otwierania drzwiczek obudowy.

Ponieważ każda część składowa wyposażenia całkowicie nie eliminuje ryzyka łuku elektrycznego, więc elementy te stosowane razem mogą generować opłacalne, bezpieczne i łatwe do wprowadzenia rozwiązania utrzymujące zgodność z normą NFPA 70 E w czasie standardowych czynności konserwacyjnych. Porty wymiany danych montowane na obudowie udostępniają personelowi zewnętrzne złącza do kontroli stanu technicznego urządzeń umieszczonych wewnątrz. Dodatkowo prawidłowe zaprojektowanie i izolowanie pulpitów sterujących z oprzewodowaniem do zamkniętego wyposażenia daje operatorowi możliwość dostępu do programowania urządzeń wewnętrznych. W takiej sytuacji operator może zmieniać ustawienia i kontrolować pracę urządzenia bez otwierania drzwi obudowy, ograniczając stopień narażenia w kontakcie z wyposażeniem znajdującym się pod napięciem.

Inne rozwiązania bezpieczeństwa

Innym sposobem zmniejszania poziomu narażeń jest używanie skrzynek na dokumentację montowanych na zewnątrz obudowy. Są one np. używane do przechowywania instrukcji obsługi, arkuszy danych i jakichkolwiek innych dokumentów zawierających ważne informacje dla operatora.

Trzecim rozwiązaniem zabezpieczeń może być dodatkowa obudowa izolacyjna w małych rozdzielnicach, stosowana do izolowania rozłącznika bezpiecznikowego lub wyłącznika od strony zasilającego panelu sterującego. Tradycyjnie rozłącznik jest umieszczony wewnątrz głównej obudowy, gdzie napięcie jest doprowadzone na zaciski wejściowe i jest dostępne dla operatora – czyli występuje obawa ryzyka wypadku związanego z łukiem elektrycznym. Zamiast takiego rozwiązania stosuje się dodatkową obudowę izolacyjną zasilania, aby zabezpieczyć i wyizolować rozłącznik lub wyłącznik z obudowy głównej przy utrzymaniu połączenia elektrycznego przez listwę zaciskową zamontowaną na części ściany obudowy.

Kiedy rozłącznik znajduje się w pozycji wyłączonej następuje rozłączenie całego zasilania od miejsca jego wprowadzenia do głównej obudowy. W tym układzie rozłącznik lub wyłącznik jest izolowany i personel może pracować wewnątrz głównej obudowy bez potrzeby użycia środków ochrony osobistej (jeżeli sprawdzono, że obwody elektryczne są w stanie beznapięciowym).

Aby złagodzić ryzyko łuku elektrycznego w środowisku wysokonapięciowych elementów elektrycznych, stosuje się są wielorakie sposoby ochrony mające na celu skuteczną informację i ochronę personelu oraz ułatwienie czynności konserwacyjnych. Znaki ostrzegawcze oraz sprzęt ochrony osobistej są podstawowym sposobem zabezpieczenia się przed łukiem elektrycznym, natomiast dalsze redukowanie ryzyka oddziaływania łuku na zranienia zapewnia dodatkowe wyposażenie ochronne, takie jak porty wymiany danych, skrzynki dokumentacyjne, obudowy izolujące zasilanie, które mogą ułatwiać proste czynności konserwacyjne.

*******

Przegląd normy NFPA 70E

W celu zabezpieczenia oraz osłabienia ryzyka wystąpienia łuku elektrycznego zakłady muszą wypełnić podstawowe wymagania dwóch norm NEC – włącznie z umieszczaniem trwałych znaków ostrzegawczych w miejscach obsługi, gdzie może powstawać łuk elektryczny oraz normy NFPA 70E, którą OSHA wykorzystała jak akceptowany sposób zgodności. Normy te zawierają:

• wymagania bezpieczeństwa instalacji, które zajmują się projektowaniem i instalacją, oraz przewodów i wyposażenia,
• wymagania bezpiecznej praktyki pracy obejmujące czynności i procedury dla zatrudnionych pracujących z i w pobliżu części pod napięciem,
• wymagania bezpiecznego utrzymania, które ustalają zasady eksploatacji wyposażenia elektrycznego i instalacji w miejscach pracy,
• wymagania bezpieczeństwa dla wyposażenia specjalnego, zawierające zarówno wymagania dla instalacji i praktyki pracy, jak i procedury dla pracowników pracujących z lub w pobliżu sprzętu elektronicznego, np. akumulatorów.

Przestrzeganie tych wymagań, jak również wprowadzanie metod ochrony wyposażenia ma pomóc w zapewnieniu zakładom utrzymania bezpieczeństwa zatrudnionych i urządzeń elektrycznych.

*******

Artykuł pod redakcją Marka Olesza

******

Komentarz redakcji:

Z potencjalną możliwością powstania łuku elektrycznego mamy do czynienia w przypadku każdego źródła napięcia przemiennego wyższego niż 50 V. Ze względu na towarzyszącą łukowi elektrycznemu wysoką temperaturę, ciśnienie fali uderzeniowej, opary palących się elementów elektroizolacyjnych oraz emisję fal elektromagnetycznych występuje potencjalne niebezpieczeństwo oślepienia, oparzenia, zaburzenia słuchu i urazu osoby znajdującej się w polu jego rażenia. W celu ochrony personelu przed podanymi narażeniami należy jednoznacznie określić właściwą procedurę wykonywania czynności konserwacyjnych i eksploatacyjnych. W polskich przepisach o charakterze technicznym, jak np. w normie PN – EN 50110 – 1:2005 Eksploatacja urządzeń elektrycznych oraz w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych z 17 września 1999 r. (Dz. U. Rok 1999, Nr 80, poz. 912) nie ma konkretnych zapisów na temat rodzaju i sposobu ochrony pracowników przed działaniem łuku elektrycznego. Natomiast Kodeks Pracy (Dz. U. Rok 1998, Nr 21, poz. 94 z późniejszymi zmianami) jednoznacznie nakazuje pracodawcy ochronę pracownika przed zagrożeniami poprzez poinformowanie go o potencjalnych niebezpieczeństwach w miejscu pracy, przeprowadzenie szkolenia, dostarczenie odpowiedniego sprzętu do wykonania pracy i wyegzekwowania jego prawidłowego użycia oraz właściwego przeprowadzenia procedury pracy zgodnie z opracowanymi na te potrzeby instrukcjami.

Marek Olesz