Badanie prądów elektrycznych w strumieniach wody skierowanych
2. Badanie prądów elektrycznych w strumieniach wody skierowanych na urządzenia… Prąd elektryczny płynący w strumieniu wody stanowi zagrożenie dla
organi-zmu człowieka. Wartość tego prądu zależna jest od wartości napięcia gaszonego urządzenia elektrycznego oraz rezystancji strumienia gaśniczego. Przy ustaleniu górnej dopuszczalnej wartości prądu rażenia strażaka podczas akcji ratowni-czej założono, że strażacy podczas akcji nie mogą być narażeni na najmniejsze nawet odczuwalne oddziaływanie prądu elektrycznego, szczególnie gdy pracują w warunkach zwiększonego zagrożenia, np. na drabinach. Wartość prądu płyną-cego przez organizm człowieka, przy przepływie którego nie występują żadne reakcje patofizjologiczne i który zwykle nie będzie w ogóle odczuwalny, to 0,5 mA. Zgodnie z danymi raportu 479 IEC, dopiero wartość prądu powyżej 25 mA (przy częstotliwości 50 Hz) stanowi śmiertelne zagrożenie dla życia. Należy zauwa-żyć, że strażak porażony prądem podczas działań gaśniczych, na skutek skurczu mięśni ręki, odłączy prąd elektryczny (kierując strumień w inne miejsce), dzięki czemu czas działania porażenia będzie krótki.
2.4. Bezpieczna odległość od urządzenia pod napięciem
Bezpieczne odległości strażaka od gaszonego urządzenia elektrycznego znajdującego się pod napięciem wyznaczane są empirycznie. Na przestrzeni lat przeprowadzono wiele badań, w wyniku których opracowano liczne rekomenda-cje. Zalecane odległości od gaszonego urządzenia w tychże wytycznych na całym świecie są do siebie zbliżone. Naturalnie na poziom zagrożenia, oprócz przewod-ności strumienia wody, ciśnienia na prądownicy czy średnicy dyszy, decydujący wpływ ma wartość napięcia znamionowego gaszonego urządzenia. W tabeli 2.1 zestawiono wytyczne z ubiegłego wieku dla francuskiej straży pożarnej.
Tabela 2.1. Zależność odległości strażaka od urządzenia elektrycznego gaszonego
strumie-niem zwartym w zależności od wartości napięcia znamionowego i średnicy dyszy prądownicy
Napięcie gaszonego obiektu
[V]
Średnica pyszczka prądownicy [mm]
6 19 32 Bezpieczna odległość [m] 0,115 0,5 1 2 0,46 0,75 3 5 3 2 5 10 6 2,5 6 12 12 3 6,5 15
2.5. Badania rękawic i butów specjalnych pod kątem właściwości izolacyjnych Rozważając porażenie prądem elektrycznym w rozumieniu inżynierii bezpieczeństwa pracy, zawsze zwraca się uwagę na możliwość odizolowania człowieka od potencjału ziemi. W przypadku strażaka, można uznać tego rodzaju środki ochrony jako niemożliwe do zrealizowania. Wprawdzie na rynku dostępne są buty oraz rękawice specjalne, atestowane pod kątem dielektryczności, jednak badania te przeprowadza się w warunkach suchych. Obecność wody jest wpisana w zawód strażaka, dlatego zwiększona wilgotność odzieży specjalnej skutecznie odbierze wszelkie właściwości dielektryczne użytkowanym produktom.
2.5. Badania rękawic i butów specjalnych pod kątem
właściwości izolacyjnych
W 2011 roku w Stanach Zjednoczonych przeprowadzono zakrojone na szeroką skalę badania dotyczące przewodności rękawic i obuwia specjalnego. Mierzono maksymalne wartości prądu płynącego przez materiał danej części odzieży, oceniając tym samym poziom bezpieczeństwa strażaka. Użyto trzech typów rękawic (zamszowych, z tkaniny syntetycznej, skórzanych) dostępnych na tamtejszym rynku. Wytypowano następujące warunki badania: nieużywane; nieużywane, zwilżone od zewnątrz; nieużywane, zwilżone od zewnątrz i od wewnątrz; postarzane, zabrudzone sadzą. Co ciekawe, proces postarzania zakła-dał także namaczanie w słonej wodzie, co symuluje gromadzącą się w materiale rękawicy sól pochodzącą z potu. Mierzone poziomy napięcia to: 50, 300, 600 i 1000 V DC.
W warunkach suchych, nawet po zabrudzeniu sadzą, wszystkie typy ręka-wic okazały się niezawodnie chronić nawet przy napięciu dotykowym równym 1000 V DC. Zmoczenie od zewnątrz rękawic skórzanych i wykonanych z mate-riałów syntetycznych, przy pokryciu sadzą, w zasadzie powodowało przepływy prądu tuż powyżej granicy wyczuwalności. W pozostałych przypadkach, szcze-gólnie przy dwustronnym zamoczeniu, rękawice traciły wszelkie właściwości izolacyjne.
Druga część badań to testy nowych butów, a także nowych z powstałymi uszczerbkami. Buty zanurzano w wodzie i również mierzono zależność prądu od przyłożonego do elektrod pomiarowych napięcia. W pierwszym symulo-wanym uszkodzeniu usunięto połowę grubości materiału, którym powleczono wzmocnione noski, w drugim badaniu całkowicie odsłonięto metalowy element.
2.
Badanie prądów elektrycznych w strumieniach wody skierowanych na urządzenia… związek z tendencją skóry do namakania. Jedynie buty gumowe, bez jakichkol-wiek uszkodzeń, stanowiły dobry materiał izolacyjny.Uwagi związane z bezpieczeństwem podczas ćwiczenia:
1. Podczas realizacji ćwiczenia zabroniona jest zmiana położenia względem pyszczka prądownicy metalowej blaszki modelującej obiekt pod napięciem, gdy to napięcie jest podłączone. Przemieszczanie tej blaszki, gdy znajduje się pod napięciem, grozi porażeniem elektrycznym. Zmiana położenia tej blaszki może być realizowana tylko przy odłączonym stanowisku laborato-ryjnym od sieci elektrycznej.
2. Podczas pomiarów należy utrzymywać stałe ciśnienie pompy wody.
2.6. Pomiary laboratoryjne
W trakcie ćwiczenia wyznaczane będą zależności pomiędzy natężeniem prądu w strumieniu wodnym, w zależności od następujących parametrów:
a) napięcia elementu pod napięciem,
b) odległości pomiędzy modelem prądownicy a elementem pod napięciem, c) rodzaju strumienia gaśniczego (zwarty, rozproszony),
d) rezystywności wody gaśniczej.
2.7. Opracowanie wyników pomiarów
W celu opracowania protokołu z ćwiczeń laboratoryjnych należy:
a) wykreślić wyznaczone charakterystyki w zależności od badanych parame-trów w sposób umożliwiający ich prawidłową interpretację,
b) dokonać analizy wyników z punktu widzenia bezpieczeństwa działań ratow-niczych,
c) podać wnioski i obserwacje z ćwiczenia.
2.8. Zagadnienia i pytania kontrolne
2.8. Zagadnienia i pytania kontrolne c) Jaki minimalny prąd przepływający przez organizm strażaka jest bezpieczny
dla zdrowia i życia ratownika.
d) Podaj wartości bezpiecznej odległości dla wybranej średnicy dyszy prądow-nicy w zależności od napięcia znamionowego gaszonego urządzenia. e) Opisz wpływ wody na właściwości izolacyjne odzieży specjalnej strażaka.