ΕΚΡΗΞΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΤΟΞΟΥ

Ηλεκτρικό τόξο-Πρόκειται για διάσπαση του αέρα μεταξύ δύο σημείων σημείων υπό τάση.

•Το ηλεκτρικό τόξο δεν είναι βραχυκύκλωμα 

• Μπορεί όμως να εξελιχθεί σε βραχυκύκλωμα (και το αντίθετο) 

• Το ηλεκτρικό τόξο μπορεί να ξεκινήσει από μια απλή διαρροή λίγων mA (ιώδες φως/τσιτσίρισμα). 

• Για το λόγο αυτό δεν μπορεί να ανιχνευθεί  ως ρεύμα, αλλά ως φως και (υπερ)ήχος 

• Ερπυσμός: Όταν η ένταση του τόξου ξεπεράσει κάποιο όριο, τότε το τόξο αρχίζει  να «έρπει» είτε στον αέρα, είτε πάνω σε σκόνη, λάδι, υγρασία κλπ… 

• Η ταχύτητά του φτάνει τα 50 m/s = 180 km/h 

• Συνήθως μπορεί να ξεφύγει από το διάκενο της δημιουργίας του, χτυπώντας τον τυχόντα παρατηρητή σε απόσταση της τάξης των 60cm.

Εκρήξεις ηλεκτρικού (βολταϊκού) τόξου συμβαίνουν όταν ισχυρά ρεύματα πολλών αμπέρ δημιουργούν ηλεκτρικό τόξο μέσω του αέρα. Το ηλεκτρικό τόξο είναι μια φωτεινή ηλεκτρική εκκένωση που συμβαίνει όταν μεγάλες διαφορές δυναμικού δημιουργούνται στον κενό χώρο μεταξύ δύο αγωγών, οπότε ηλεκτρικό ρεύμα διαδίδεται μέσω του αέρα σε αυτό το χώρο. Η κατάσταση αυτή συμβαίνει συχνά σε αστοχία εξοπλισμού λόγω κακής χρήσης ή φθοράς. Οι θερμοκρασίες που αναπτύσσονται μπορούν να φτάσουν τους 19.000°C.

Υπάρχουν τρεις βασικοί κίνδυνοι που σχετίζονται με την έκρηξη ηλεκτρικού τόξου.

(1) Το ηλεκτρικό τόξο εκπέμπει υψηλή θερμότητα και έντονο φως, τα οποία μπορούν να προκαλέσουν εγκαύματα. Η έκταση των βλαβών εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως το χρώμα του δέρματος, την περιοχή του δέρματος που εκτέθηκε και το είδος του ρουχισμού. Μείωση του κινδύνου μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση κατάλληλου προστατευτικού ρουχισμού, την τήρηση αποστάσεων ασφαλείας και την προστασία από ρεύματα υπερφόρτωσης.

• Η ενέργεια που θα εκλυθεί από τόξο στα 20kV κυμαίνεται από 3 μέχρι 120 MWs. 

• Η αναπτυσσόμενη θερμοκρασία στον πυρήνα του τόξου (μέχρι 19.000 °C) φτάνει το τετραπλάσιο της επιφανειακής θερμοκρασίας του ήλιου. 

• Το 90% της θερμότητας που αναπτύσσεται μεταδίδεται μέσω ακτινοβολίας, δηλαδή με την ταχύτητα του φωτός… 

• Σε ρεύμα βραχυκύκλωσης της τάξης των 20kA έχουμε πιέσεις λόγω εξόρμησης θερμών αερίων της τάξης των 100t/m2 (~ 10at (~ 10at). 

• Η λάμψη θα είναι της τάξης των 1.000.000 lux (ο φωτισμός ενός γραφείου είναι της τάξης των 500 lux).

• Ο ήχος του τόξου είναι της τάξης των 180dB (με το όριο του πόνου στα 100dB και τον ήχο απογείωσης αεροπλάνου στην πηγή του στα 140dB).

(2) Ένα ηλεκτρικό τόξο υψηλής τάσης μπορεί να προκαλέσει μια αξιοσημείωτη έκρηξη ωστικού κύματος. Συγκεκριμένα, ένα άτομο σε απόσταση 60 εκατοστών από ένα τόξο 25.000Α δέχεται δύναμη περίπου180 κιλών. Η έκρηξη ωστικού κύματος μπορεί επίσης να προκαλέσει σοβαρό τραυματισμό στο αυτί και απώλεια μνήμης λόγω εγκεφαλικής διάσεισης.

Πολλές φορές το ωστικό κύμα μπορεί εκτινάξει το θύμα μακριά από το σημείο της έκρηξης, πράγμα που αν και το απομακρύνει από την περιοχή όπου μπορεί να εκτεθεί σε αυξημένη θερμότητα, μπορεί να προκαλέσει σοβαρό τραυματισμό. Το ωστικό κύμα μπορεί να εκτινάξει βαριά αντικείμενα σε μεγάλες αποστάσεις.

(3) Ένα ηλεκτρικό τόξο υψηλής τάσης μπορεί να προκαλέσει το λιώσιμο των χάλκινων και αλουμινένιων τμημάτων ενός κυκλώματος, τα οποία και εκτινάσσονται σε μεγάλες αποστάσεις λόγω του ωστικού κύματος. Τα τμήματα αυτά, αν και στερεοποιούνται καθώς ψύχονται γρήγορα, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά εγκαύματα και φωτιά σε ρουχισμό, ακόμα και σε απόσταση τριών μέτρων.

Η κρισιμότητα του χρόνου

Αν η διακοπή του φαινομένου γίνει μέσα σε: 

• 35ms: Το προσωπικό και ο εξοπλισμός έχουν υψηλές πιθανότητες μηδενικής φθοράς 

• 100ms: Το προσωπικό έχει αρκετές πιθανότητες μηδενικής φθοράς. Μόνο ο ευρισκόμενος  δίπλα στον πίνακα κινδυνεύει από σοβαρά εγκαύματα και ο χτυπημένος πίνακας από μερικές φθορές 

• 500ms: Μηδενικές πιθανότητες σωτηρίας  προσωπικού του υποσταθμού. Καταστροφή όλου του υποσταθμού.

Πιθανές Αιτίες ηλεκτρικού τόξου

• Είσοδος μικρών ζώων 

• Ξεχασμένα εργαλεία μετά από εργασίες 

• Παραγωγή όζοντος από μερικές εκφορτίσεις ή φαινόμενο Κορόνα 

• Φαινόμενο Κορόνα: Ελαφρύς ιονισμός  αερίων που περιβάλλουν ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα. 

• Σκόνη, ακαθαρσίες 

• Ατμοσφαιρικές υπερτάσεις 

• Υπερτάσεις διακοπής ή χειρισμών 

• Λανθασμένη εκούσια γείωση 

• Κακός γειωτής

Σε κάποιο περιστατικό πέντε τεχνικοί εκτελούσαν εργασίες συντήρησης στο ηλεκτρικό σύστημα ενός σιδηροδρόμου. Σε έναν από τους τεχνικούς ανατέθηκε ο καθαρισμός του κάτω τμήματος ενός ηλεκτρικού πίνακα με καθαριστικό υγρό σε μορφή σπρέι. Ο τεχνικός συνέχισε τον καθαρισμό και στο πάνω τμήμα, το οποίο όμως περιείχε ηλεκτρικό κύκλωμα υπό τάση. Όταν το υγρό καθαρισμού ήρθε σε επαφή με αυτό το ενεργό κύκλωμα, δημιούργησε μια αγώγιμη διαδρομή για το ηλεκτρικό ρεύμα. Το ρεύμα, δημιουργώντας μια ηχηρή έκρηξη, πέρασε μέσα από το χέρι και το στήθος του τεχνικού. Τα ρούχα του τυλίχτηκαν στις φλόγες. Οι συνάδελφοί του έσβησαν τη φωτιά με πυροσβεστήρα και τον τράβηξαν μακριά χρησιμοποιώντας το πλαστικό άκρο μιας ηλεκτρικής σκούπας. Το ιατρικό προσωπικό έφτασε σε 5 λεπτά. Το θύμα, αν και επέζησε από την ηλεκτροπληξία, πέθανε σε 24 ώρες από τα εγκαύματα.

Ο θάνατος αυτός θα μπορούσε να έχει αποφευχθεί αν είχαν τηρηθεί τα ακόλουθα προληπτικά μέτρα:

1. Πριν από οποιαδήποτε εργασία, απενεργοποίησε όλα τα κυκλώματα και τις συσκευές, κλείδωσέ και σημείωσέ τα με εμφανή πινακίδα και ποτέ μην ξεχνάς να τα ξαναελέγξεις για να βεβαιωθείς ότι όντως δεν βρίσκονται υπό τάση.

2. Οι επιχειρήσεις οφείλουν να εκπαιδεύουν τους εργαζομένους στην ασφαλή άσκηση των καθηκόντων τους.

3. Πρέπει πάντα να χρησιμοποιούνται τα κατάλληλα Μέσα Ατομικής Προστασίας (ΜΑΠ).

4. Ποτέ μην χρησιμοποιείς σπρέι κοντά σε ηλεκτροφόρες διατάξεις.

Δείτε πως δημιουργείται ένα ηλεκτρικό τόξο κατά το άνοιγμα διακόπτη υψηλής τάσης

Δείτε και ένα φοβερό ατύχημα εργαζόμενου από ηλεκτρικό τόξο σε πίνακα χαμηλής τάσης και όχι μέσης όπως πολλοί θα θεωρήσετε.

Δείτε και σε αργή κίνηση μια έκρηξη ηλεκτρικού τόξου

πηγή: Τα παραπάνω αποτελούν ένα μέρος  με μετάφραση και προσαρμογή στα ελληνικά δεδομένα του εγχειριδίου “Electrical Safety. Safety and Health for Electrical Trades. Students Manual” του Εθνικού Ιδρύματος Ασφάλειας και Υγείας (NIOSH) των Η.Π.Α. (Publication No 2002-123).
Το Κέντρο Υγιεινής και Ασφάλειας της Εργασίας (ΚΥΑΕ) ευχαριστεί το Εθνικό Ίδρυμα Ασφάλειας και Υγείας (NIOSH) των Η.Π.Α. για το χρήσιμο εκπαιδευτικό εγχειρίδιο που εξέδωσε και για την άδεια αντιγραφής ή αναδημοσίευσης που παρείχε.
ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΕΚΔΟΣΗΣ

Κέντρο Υγιεινής και Ασφάλειας της Εργασίας (ΚΥΑΕ)

Τμήμα Προσδιορισμού Φυσικών Παραγόντων

Για τη μετάφραση και προσαρμογή συνεργάστηκαν οι:

Α. ΑΧΤΥΠΗΣ

Γ. ΓΟΥΡΖΟΥΛΙΔΗΣ

Σ. ΠΙΣΙΜΙΣΗ

Εγώ το βρήκα από τον Κύριο Γιώργο Σαρρή (sarris.gr) κάνοντας κάποιες προσθήκες

πηγή:ΑΒΒ