Siguranță electrică - Portal de instruire E-Gab
Riscuri
Putem distinge 2 tipuri de riscuri directe:
Fiecare dintre aceste riscuri poate fi legat de defecte specifice.
Riscurile pentru echipamente sunt defectele la scurtcircuit și suprasolicitările. Defecțiunea care prezintă un risc pentru oameni este defecțiunea izolației. Cu toate acestea, defecțiunile pot cauza în mod indirect pericole pentru echipamente și persoane. De exemplu, un scurtcircuit va începe prin distrugerea materialului, dar dacă nu este tratat poate provoca un incendiu.
Valori implicite
Prin urmare, ne putem confrunta cu 3 tipuri de defecte:
După cum am spus, fiecare dintre aceste defecte va provoca un risc direct fie pentru material, fie pentru oameni. În teorie, orice instalație electrică trebuie protejată împotriva acestor defecte, dar vom vedea că în anumite condiții mijloacele de protecție devin ineficiente.
Scurt circuit
Scurtcircuitul apare atunci când sarcina sau sistemul este ocolită. Concret, pe o rețea monofazată, aceasta înseamnă că la un moment dat faza și neutrul sunt direct în contact. În această configurație, singura sarcină din rețea este cablul în sine. Având în vedere că la ieșirea transformatorului tensiunea este strict 230V, indiferent dacă linia este de 10m sau 20m dus-întors cu o secțiune de cablu de 2,5mm², rezultatul este următorul:
s = 2,5mm² = 25 * 10 -7 m²
Putem deduce rezistența firului și, prin urmare, a sarcinii prin formula de mai jos:
Apoi, calculați pur și simplu curentul efectiv din tensiunea efectivă, presupunând că sarcina este o rezistență pură:
Dar cum este periculos un curent mare? Să calculăm puterea disipată de fir:
P = RI² = 388 971W
Ei bine, nu voi continua calculele, dar ceea ce putem vedea este că este de aproape 100 de ori mai mare decât puterea unui încălzitor electric. Rezultatul este încălzirea cablurilor, topirea izolatorilor sau chiar a cablurilor în sine și, prin urmare, riscul de incendii etc.
Scurtcircuitul poate apărea între fază și neutru, dar și între 2 faze diferite pe o rețea trifazată. În acest caz, tensiunea nu mai este de 230V, ci de 380V.
Protecţie
2 mijloace de protecție fac posibilă protejarea acestui tip de defecțiune:
Siguranța este formată din 2 poli conectați printr-un fir având proprietatea de a se topi în caz de prea mult curent. Acest fir este plasat într-un izolator și un sistem cu arc permite celor 2 bucăți de fir odată topite să se îndepărteze. Acestea sunt calibrate pentru un anumit curent de funcționare și au o capacitate de rupere. Capacitatea de rupere este tensiunea peste care siguranța nu mai este garantată. Dacă această tensiune este depășită, se poate crea un arc între polii siguranței. După utilizare, siguranța trebuie schimbată.
Întrerupătorul magnetic este un întrerupător echipat cu o bobină în care curge curentul. Această bobină va crea un câmp magnetic și va muta o parte metalică plasată în centrul său, care va deschide un contact. Odată ce contactul este deschis, un arc comută starea întrerupătorului. Întreruptoarele automate se caracterizează și prin curentul de funcționare și capacitatea de rupere. Dacă se depășește capacitatea de rupere, se poate forma și un arc, dar și stâlpii se pot suda împreună. După utilizare, întrerupătorul poate fi resetat de îndată ce eroarea a fost eliminată.
Suprasolicitare
Între funcționarea normală și scurtcircuitul există supraîncărcare. O suprasarcină înseamnă că sarcina consumă un curent mai mare decât cel pentru care a fost proiectată instalația. Poate apărea atunci când este necesară o putere prea mare de la o priză, atunci când se aplică o sarcină mecanică prea mare unui motor, când un motor vechi și lacul din jurul înfășurărilor încep să se retragă sau când apare o supratensiune (în caz de furtună, de exemplu). În același mod ca un scurtcircuit, dar într-o măsură mai mică fenomenul poate provoca încălzirea cablurilor și a echipamentelor. Dar este în principal un semn al unei defecțiuni a dispozitivului.
Protecţie
2 mijloace de protecție fac posibilă protejarea acestui tip de defecțiune:
Siguranța este aleasă în aceleași condiții ca și scurtcircuitul. Prin urmare, o siguranță protejează împotriva a 2 tipuri de defecțiuni: scurtcircuite și suprasarcini.
Întreruptorul termic este echipat cu lamele metalice prin care trece curentul. Când curentul este prea mare sub efectul căldurii eliberate de efectul Joule, acestea se vor deforma, vor deschide contactul și vor declanșa întrerupătorul. Aceste întrerupătoare de circuit sunt alese în același mod ca și cele precedente, dar au și o reglare a intensității pentru a rafina protecția. În practică, marea majoritate a întreruptoarelor găsite pe piață sunt întreruptoare termomagnetice și protejează împotriva celor două riscuri menționate anterior.
Defecțiune de izolație
Această defecțiune apare atunci când o piesă conductivă (un cablu dezbrăcat, un bloc terminal etc.) intră în contact cu o piesă metalică, o persoană sau orice altă parte cu risc.
Vom lua de exemplu o mașină de spălat (funcționează și cu un tăietor cu laser). Recent ați schimbat motorul. Când cablurile au fost trecute prin mașină, unii s-au trezit ciupiți între 2 foi de metal. La început totul funcționează normal, dar odată cu vibrațiile, cablul a fost devorat treptat la cupru. Fără protecție împotriva acestui tip de defecțiune, nu se întâmplă nimic. Cadrul metalic este izolat de restul echipamentelor electrice ale mașinii. Piesa metalică este izolată de sol, astfel încât curentul de scurgere este neglijabil.