Είναι γνωστό πως ένας από τους σημαντικότερους κινδύνους, ο οποίος αποτελεί και κύρια πηγή σοβαρών ηλεκτρικών ατυχημάτων, σχετίζεται με την εμφάνιση ηλεκτρικού τόξου στον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό.

Γράφουν οι
Δρ Γιώργος Σκρουμπέλος, Μηχανολόγος Μηχανικός Γενικός Διευθυντής RMS ΕΞΥΠΠ ΙΚΕ
Δημήτρης Σαγγιώτης, Διαχειριστής Μηχανολόγος Μηχανικός ΠΣΠΠ

Αναλυτικότερα, το ηλεκτρικό τόξο ενδέχεται να εμφανιστεί κατά την εκτέλεση εργασιών που απαιτούν διακοπή ή επαναφορά τάσης. Εμφανίζεται όταν δύο ηλεκτρόδια που βρίσκονται σε επαφή έτσι ώστε να αποτελούν μαζί με μια πηγή ρεύματος ένα κλειστό κύκλωμα που διαρρέεται από ρεύμα έντασης μερικών Αμπέρ απομακρυνθούν κατά μερικά χιλιοστά ή, αντίστροφα, όταν δύο αγωγοί υπό τάση πλησιάσουν σε κοντινή απόσταση το μέγεθος της οποίας εξαρτάται από την τάση υπό την οποία βρίσκονται. Εδώ να σημειώσουμε ότι, στις συνήθεις εφαρμογές, το μέσο που παρεμβάλλεται μεταξύ δύο αγωγών είναι ο αέρας που έχει υπό κανονικές συνθήκες μονωτικές ιδιότητες και δεν επιτρέπει τη διέλευση ηλεκτρικού φορτίου (δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος) μεταξύ των ακροδεκτών των αγωγών. Όμως η μονωτική ικανότητα των μονωτών (άρα και του αέρα) καλούμενη και διηλεκτρική αντοχή έχει όρια που εξαρτώνται από την τάση μεταξύ των ακροδεκτών, το πάχος του μονωτή (συνήθως την απόσταση μεταξύ των ακροδεκτών) και την ισχύ του κυκλώματος.

Επίσης, να σημειώσουμε ότι στην περίπτωση του αέρα η διηλεκτρική του αντοχή μειώνεται (αυξάνεται η αγωγιμότητά του) όταν αυξηθεί η σχετική του υγρασία. Σε περίπτωση που οι συνθήκες το επιτρέψουν, ήτοι για παράδειγμα επικρατήσει ένας συνδυασμός κοντινής απόστασης ακροδεκτών υπό τη συγκεκριμένη τάση, τότε διαρρηγνύεται η διηλεκτρική αντοχή του μονωτικού μέσου (π.χ. αέρα) και υπάρχει ροή ηλεκτρικού φορτίου (π.χ. ηλεκτρονίων) από τον ένα ακροδέκτη στον άλλο. Επειδή η αντίσταση μεταξύ αυτών των άκρων είναι πολύ μικρή, η ένταση του ρεύματος είναι υψηλή διότι στην ουσία είναι ρεύμα βραχυκυκλώσεως. Το φαινόμενο είναι σύντομο και μέρος της απελευθερούμενης ενέργειας μετατρέπεται και σε μηχανική, φωτεινή, θερμική και ακτινοβολία. Πιο απλά, σε αυτή την περίπτωση δημιουργείται ανάμεσα στα άκρα των αγωγών ένας σπινθήρας, ο οποίος, εφόσον στα άκρα των ηλεκτροδίων διατηρηθεί κατάλληλη τάση (45‐50 Volt), σταθεροποιείται με συνέπεια το αέριο που βρίσκεται ανάμεσά τους να λειτουργεί ως γέφυρα εξασφαλίζοντας τη συνέχιση της κυκλοφορίας του ηλεκτρικού ρεύματος (https://www.youtube.com/watch?v=P35HRYHFz7c).

Αναλόγως της έντασης του ηλεκτρικού τόξου, οι κίνδυνοι που μπορεί να εμφανιστούν είναι:

Ανάπτυξη θερμοκρασίας που μπορεί να φτάσει τους 1600οC, προκαλώντας την τήξη του συνόλου σχεδόν των υλικών που διαρρέει

  • Ωστικό κύμα υψηλής ταχύτητας (έκρηξη)
  • Πολύ ψηλά επίπεδα θορύβου
  • Πολύ έντονη λάμψη που περιλαμβάνει και UV
  • Έκλυση πλάσματος
  • Τοξικοί καπνοί και αναθυμιάσεις
  • Στερεά υπολείμματα κινούμενα με πολύ μεγάλη ταχύτητα

Οι επιπτώσεις στον εργαζόμενο από ένα τέτοιο φαινόμενο είναι πολλαπλές. Εγκαύματα, τύφλωση, απώλεια ακοής, ζημιά στον θώρακα (λόγω της διαδρομής που ακολουθεί το ρεύμα στο ανθρώπινο σώμα) και εκτεταμένα τραύματα τα οποία το σύνολο και η σοβαρότητά τους οδηγεί συνήθως στο θάνατο.

Καθίσταται λοιπόν αδήριτη η ανάγκη, για τη λήψη όλων εκείνων των μέτρων τόσο συλλογικών όσο και ατομικών για την αποτελεσματική εξάλειψη του κινδύνου εμφάνισης του φαινομένου του ηλεκτρικού τόξου. Ως προς τις μεθόδους αντιμετώπισης του, γεγονός το οποίο θα πρέπει να αποτελεί το τελευταίο επίπεδο στην ιεραρχία ενδογενούς ασφάλειας, είναι ιδιαίτερα σημαντική η επιλογή των κατάλληλων μέσων ατομικής προστασίας Μ.Α.Π (όπως προστατευτικός ρουχισμός, γάντια, προστατευτικό κεφαλής και μάσκα, υποδήματα κλπ), τα οποία δύναται να παρέχουν τις υψηλότερες συνθήκες ασφαλείας στους εργαζομένους κατά τις εργασίες χειρισμού και συντήρησης του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού.
Στα πλαίσια αυτά γίνεται αντιληπτό πως η προμήθεια των αντίστοιχων προϊόντων προστασίας θα πρέπει να συνοδεύεται από τα κατάλληλα διαπιστευτήρια, όπως μέσα ατομικής προστασίας πιστοποιημένα σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα και προδιαγραφές, φέροντας την αντίστοιχη σήμανση CEκαι τις οδηγίες ασφαλούς χρήσης των κατασκευαστών τους.

Ιδιαίτερα για την επιλογή του προστατευτικού ρουχισμού έναντι του φαινομένου του ηλεκτρικού τόξου, σημαντικός αρωγός αποτελεί η θέσπιση διεθνών και ευρωπαϊκών προτύπων κατά IECκαι ENαντίστοιχα, τα οποία καθορίζουν το σύνολο των προδιαγραφών και περιορισμών με στόχο τον προσδιορισμό, πιστοποίηση και τελικώς επιλογή των κατάλληλων ειδών ρουχισμού ασφαλείας (protectiveclothing), ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες εργασίας και χαρακτηριστικά του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού:

Το πρότυπο IEC 61482-1-2 και το αντίστοιχο ευρωπαϊκό ΕΝ 61482-1-2, το οποίο αντικαθιστά το πρότυπο κατά ENV 50354, χωρίζεται σε δύο μέρη, τα οποία εξετάζουν αναλυτικά τις μεθόδους ελέγχου των υλικών και των τελικών προϊόντων ρουχισμού προστασίας έναντι του φαινομένου του ηλεκτρικού τόξου.

Παράλληλα αξίζει να σημειωθεί πως το σύνολο των εκτελούμενων τεχνικών μελετών εκτίμησης κινδύνων αναφορικά με τα ηλεκτρικά ατυχήματα προβαίνουν κατά κύριο λόγο στον υπολογισμό και προσδιορισμό της έντασης ενέργειας του ηλεκτρικού τόξου ( incident energy – cal/cm2) σε διάφορες θέσεις εργασίας μπροστά από τον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό, συνδεόμενες με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας των εγκαταστάσεων. Ως εκ των προαναφερομένων καθίσταται επιτακτική λοιπόν η ανάγκη επιλογής κατάλληλου προστατευτικού ρουχισμού, ο οποίος πέραν των προδιαγραφών του προτύπου αναφορικά με τα αποτελέσματα των εφαρμοζόμενων μεθόδων ελέγχου, όπως περιγράφηκαν παραπάνω, να παρέχει υψηλό επίπεδο προστασίας έναντι της εμφανιζόμενης έντασης ενέργειας (incidentenergy),σύμφωνα με τα δεδομένα και τις διαπιστώσεις των τεχνικών μελετών εκτίμησης των ηλεκτρικών κινδύνων του ηλεκτρικού τόξου.

Τα συνηθέστερα εργαλεία για τον υπολογισμό των επιπέδων έντασης ενέργειας (incidentenergy) κατά την εμφάνιση του ηλεκτρικού τόξου, σε διάφορες θέσεις μπροστά από τον εργαζόμενο και για διάφορα είδη ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού αποτελούν τα πρότυπα IEEE 1584 και NFPA 70E, ενώ υπάρχουν και διαθέσιμα λογισμικά υπολογισμού των παραμέτρων και συνθηκών υπό τις οποίες μπορεί να εκδηλωθεί το φαινόμενο. Επιπρόσθετα πρότυπα υπολογισμού είναι τα ΙΕΕΕ 241 για τις προστατευτικές διατάξεις και ΙΕΕΕ 551 για τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυχυκλώσεως.