Elektriohutus

Elektri kasutamine on seotud kahe riskiga: elektrilöögid ja tulekahjud. Seetõttu on välja töötatud ettevaatusabinõud, mis on suunatud elu ja tervise säilitamiseks. Selle teemaga tegeleb elektriohutus.

Elektriohutus on reguleeritud õigusaktide ja tehniliste dokumentidega. Elektriturvalisuse alased teadmised on vajalikud kõigile inimestele, eriti neile, kes teostavad elektrilist hooldust.

Kaitsmise viisid[muuda | muuda lähteteksti]

Kaitsmise meetodid on tegevuste kogum, mis vähendab elektritraumade ja avariiliste olukordade esinemise tõenäosust elektrivarustuse kustumisel.

Projekteerimine[muuda | muuda lähteteksti]

Projekteerimisega tohib tegeleda ainult vastava pädevusega isik või kvalifitseeritud isik pädeva isiku järelevalve all. Projekteerija peab kaaluma kõiki riske 100% tõenäosusega (oletama kõige mustemat stsenaariumi) ning sellest tulenevalt rakendama ohtude vältimise meetmed.

Tulekahjud[muuda | muuda lähteteksti]

Pikemalt artiklis Sulavkaitse

Kuna elektriliinil on elektriline takistus, siis elektrivoolu läbimisel tekib soojus. Kui liini juhtmel on ebapiisav ristlõikepindala, siis liigvoolu puhul hakkab juhe üle kuumenema. Eriti ohtlik on see pikaajalise koormuse korral, sest temperatuur tõuseb üle isolatsioonile maksimaalselt lubatava temperatuuri ning juhe rikneb ja võib isegi süttida.

Ohu ennetamiseks tuleb arvutada lühisvoolu arvväärtus ja vabanev soojusenergia ning kasutada õige nimivoolu ja tunnusjoonega sulavkaitsmeid või elektriseadmeid nagu automaatkaitselülitid, mis on valitud juhtmele maksimaalselt lubatava elektrivoolu järgi. Õigesti projekteeritud elektrivarustuse süsteemil hajub kogu vabanev soojusenergia ülekuumenemiseta keskkonda.

Juhtmestik puithoonetes[muuda | muuda lähteteksti]

Puithoones on suur tulekahju risk ja seega on juhtmestiku paigaldamine lubatud ainult metallkanalites ning kõik harukarbid ja teised osad peavad olema tehtud metallist ning täielikult isoleeritud ümbritsevast keskkonnast, et takistada tulekahju korral hapniku ning teiste leeki toetava gaaside sissepääsu. Puitmajas on lubatud paigaldada ainult isekustuva isolatsiooniga kaableid ja juhtmeid. Lisaks isekustuvale isolatsioonile peab isolatsioon olema ka ülekuumenemise korral suitsuvaba. Juhtmestiku paigaldamine pinnale, mis võib põleda, on puitmajas rangelt keelatud – selleks peab olema tehtud mittesüttiv sälk kipsist või muust mittesüttivast materjalist ning kihi paksus peab olema vähemalt 3 millimeetrit. Kuna see on kallis, siis on üks odavam variant kaabliteede rajamine tulekindlatest kipsplaatidest, kuid selline variant võtab palju ruumi ja vähendab tuntavalt elamu ruumala.

Impulsspinge[muuda | muuda lähteteksti]

Hiinas toodetud ülepingekaitse on kahtlase kvaliteediga

Äike, võimas induktiivkoormus lülitamise ajal ja lühised kõrval liinidel tekitavad elektrivõrgus lühikesi liigpingeid – impulsi ülepinget. Impulsspinge kujutab ennast lühikese ajavahemikuga, aga kõrge amplituudiga pingetõususid, mis ületavad maksimaalse isolatsiooni pinge ning rikuvad isolatsiooni. Isolatsiooni rikkumise korral impulsspinge võib ioniseerida õhuvahemiku juhtmete vahel ning tekitada sädemeid, mis suurendavad tulekahju tõenäosust. Kuna impulsspinget ei saa 100% kõrvaldada, siis elektrivõrgus kasutatakse erinevaid liigpingepiirikud. Liigpingepiirikuid peavad moodustama terve kaitsesüsteemi elektrivõrgus, mis koosneb mitmetest astmetest:

Esimene aste vähendab pinge kõva tasendis – nii äike korral pinge väheneb ohutu isolatsiooni ülekandmise väärtuseni.
Teine aste vähendab pinge tuleohutuse tasendis – nii töötav keevitusaparaat naabril või võimsa veepumba lülitamine ei riku ega süüta teie juhtmete isolatsiooni.
Kolmas aste vähendab pinget kodumasinate ja kodutehnika normaalsete töörežiimide toetamiseks – see kaitseaste on majanduslikult liiga kallis (nt kõige odavam ülepingekaitse 16 A pistikupesade grupile maksab umbes 600 €) ning hind ületab kodutehnika hindu, tihti seda astet ei kasuta üldse või seda asemel kasutatakse Aasias toodetud pikendusjuhtmed varistoriga või kondensaatoriga, mis tegelikult ei kaitse kodutehnikat. Venemaal kolmanda astme asemel on levinud ülepingejuhtreleede УЗМ-50 ja УЗМ-51 kasutamine, kuna nende reageerimiskiirus ei ühti liigpinge amplituudiga ja lülitamised võivad ise põhjustada impulsspinget.

Kaarekaitselüliti[muuda | muuda lähteteksti]

On kilbiseade, mis lülitab kaitsva elektriahela välja, kui selle liinil tekib kaar. Selle seadme areng algas 1990. aastatel Ameerikas, sest seal olid aktuaalseks probleemiks elektrikaarest põhjustatud tulekahjud (~40 000 igal aastal). Seadme tööpõhimõtteks on voolu-pinge tunnusjoone võrdlus – kui voolu-pinge tunnusjoon on sarnane algava kaarega, siis protsessor annab lahtilülituse käsu täiturmehhanismile, mis avab kontaktid ja katkestab elektriahela toite. Tavaline automaatkaitselüliti ega rikkevoolukaitse seda ei märka. Kaarekaitselüliti kasutamine on kohustuslik ainult Ameerika Ühendriikides (sest paljud eluhooned on tehtud seal süttivatest materjalidest), kuna Euroopas ja Aasias selle seadme kasutamine on vabatahtlik. Üks suur puudus selle seadme kasutamisel on kommutaatormootorid, sest tavatööajal sarnaneb nende tunnusjoon kaarega. Kaarekaitselüliti kaitseb ainult elektrikaare eest, seetõttu peab kaarekaitselüliti olema ühendatud teiste vajalike seadmetega – automaatkaitselülitite või kaitsmetega. Euroopas kasutatav moodulteostus võimaldab kasutada diferentsiaallülitit, milles on ühendatud rikkevoolukaitselüliti ja automaatkaitselüliti (näiteks Siemens 5SM6).

Elektrilöögid[muuda | muuda lähteteksti]

Kuna pinged üle 48 V võivad inimest läbides põhjustada eluohtliku elektrivoolu, mis võib keha läbimisel rikkuda südamerütmi, rakendatakse puutepinge vähendamiseks mitmesuguseid kaitsemeetmeid. Need on järgmised:

madalpinge, vajadusel ka väikepinge
elektriline isolatsioon, mida kontrollitakse
eraldustrafoga eraldatud elektrivõrgud
puutekaitse
maandamine
isikukaitsevahendeid
elektritöödeks sobivad töö- ja mõõteriistad.

Maandamine[muuda | muuda lähteteksti]

Pikemalt artiklis Maandamine

Maandamisel peetakse sihilikuline avatud metallosade elektriline kontakt maandusseadmega. Vähem tehismaanduse takistus väheneb ka puutepinget isolatsiooni riknemise korral. Projekteerija peab kindlasti vähendada puutepinget metallosade vahel ohutu väärtuseni inimese ja loomade jaoks.

Kaitsejuhid ja maandusjuhid[muuda | muuda lähteteksti]

Väikepinge[muuda | muuda lähteteksti]

Väikepinge on pinge alla 48 V, mida kasutatakse, et vähendada elektrilöögi ohtu. Suurim turvalisus saavutatakse pingega 12 V. Ettevõtete võrkudes kasutatakse pingeid 12 V ja 36 V, milleks rakendatakse trafosid. Kõik seadmed pingega alla 48 V viiakse III ohutusklassi (kõige madala riskiastmega oht).

Pingestatud osade kättesaamatus[muuda | muuda lähteteksti]

Pikemalt artiklis IP-kood

Vältimaks otsest elektrilööki, on kõik pingestatud metallosad (tööjuhend) kaetud kättesaamatu ümbrisega ning juurdepääs neile peaks olema vaid kvalifitseeritud elektrikel. Ümbrise kaitseaste peab rangelt vastama kasutuskeskkonnale: näiteks tänavavalgustite elektrivarustus peab olema kaitstud atmosfäärinähtuste mõju eest.

Niiskeruumid[muuda | muuda lähteteksti]

Elektrotehnika seisukohalt jagatakse vannitoad ja muud niiskeruumid järgmisteks piirkondadeks:

0 – otsene veeväljund (näiteks vann või valamu)
1 – piirkond üle vanni 225 cm kõrgusel
2 – piirkond 60 cm piirkondade 0 ja 1 küljel ja 225 cm kõrgusel
3 – ohutu piirkond muudest nimetatud piirkondadest väljaspool

Rikkevoolukaitse[muuda | muuda lähteteksti]

Pikemalt artiklis Rikkevoolukaitselüliti

Rikkevoolukaitse on elektrisüsteemi lisakaitseseade, mis on ette nähtud inimeste ja muude elusorganismide kaitseks elektrilöögi eest, elektriseadmete kaitse (lühise ja ülekoormuse eest on liigvoolukaitse jt lahenduste ülesanne) Õigeaegseks väljalülitamiseks elektrilöögi korral kasutatakse rikkevoolukaitselülitit, mis rakendub, kui kontrollitava ahela faasijuhi ja neutraalijuhi hetkevoolud erinevad rohkem kui etteantud voolu erinevuse väärtus, ehk 30 mA rikkevoolukaitsega ühendatud ahela faasivool erineb neutraaljuhi voolust rohkem kui lubatud 30 mA (lubatud hälve vahemikus 15–30 mA). Suurem kasu rikkevoolukaitselülitist saavutatakse pistikupesade ahelatel (kus on võimalik ühendama rikutud isolatsiooniga kaasaskantavad elektrilist seadet). Seetõttu on paljudes riikides pistikupesade ahelate kaitsmine rikkevoolu eest sätestatud seadusega. Peamiselt tuleohutuse eesmärgil toodetakse ja on Eestis saadaval ka 300 mA ja 500 mA rakendusega rikkevoolukaitsmed.

Niisketes ruumides[muuda | muuda lähteteksti]

Niiskeruumides kõik elektriahelad pingega >48 V peavad olema kaitstud rikkevoolukaitselülitiga. Erandiks võiks pidada õhuliinid kättesaamatu kõrgusel, arvestades sellega, et atmosfääri sademed ei kujuta ennast tugevat veejuga. Aga kõik välisreklaamisildid, välisküttekaablid ja elektriseadmed vannitoas ja n.e. (kus on võimalik >50 V (110 V, 230 V ja enam) pingealuse osa otsene kontakt inimese kehaga) peavad kindlasti olema kaitstud rikkevoolu eest.

Kuivades ruumides[muuda | muuda lähteteksti]

Paljudes riikides seadusandlus nõuab rikkevoolukaitselüliti olemasolu kuivades ruumides ainult pistikupesade ahelates, kuhu on võimalik ühendada rikutud isolatsiooniga kaasaskantavat elektrilist seadet. Nõuded rikkevoolukaitselüliti olemasolule võivad erineda regiooniti: rikkevoolukaitselüliti on kohustuslik kuni 20 A pistikuga või muul viisil lahutatava maandusega ahelatele, kuid Suurbritannias rikkevoolukaitselüliti on kohustuslik kõikidele <5 cm seina süvistatud ahelatele.

Piiranguid[muuda | muuda lähteteksti]

Rikkevoolukaitselüliti nõuetekohene toimimine-rakendumine on piiratud ja seega ei lubata kasutada järgmistes oludes:

ahelas puudub PE-juht (vanad elektrivarustuse TN-C süsteemid) kus rikkevoolu määramine on küsitav kuna neutraal ja maandus on ühinenud PEN-juhtmesse)

eeltoodud juhul õigesti rikkevoolukaitse rakendub kuid rikkevool võib läbida kaitse rakendumisel ainult inimese keha

tulekahju- ja muud signalisatsioonid jt süsteemid, kus elektritoite katkestus võib ohustada inimesi (paljud signalisatsioonid kasutavad ohutuse eesmärgil pingeid alla 50 volti)

Väärrakendumised[muuda | muuda lähteteksti]

Tavaliselt rikkevoolukaitse rakendub kui kaitstavas ahelas: a*N (sinine) ja PE (kollane & roheline) juhid on ahelas kokku ühendatud (kaitse faasijuhti läbinud voolust jaguneb ühenduspunktis osa neutraaljuhile osa maandusele, faasivool ei ole vastavuses neutraali voolule b*on isolatsioonirike, mille kaudu on tekkinud (reeglina maaühendus, erijuhul faasidevaheline), mille voolud on liigvoolust palju väiksemad. c*on ühendatud kondensaatoreid, mille laadimise vool faasijuhi kaudu ja erineb neutraalijuhi voolust, (on neutraalvoolust väiksem).aja

C toodud olud tekivad enamus toiteplokke sisaldavate elektriseadmete ahelates ja väärrakendumiste probleemi korral tuleb otsida sobivat tüüpi rikkevoolukaitse mille rakendumisel on piiratud elektritoites alaliskomponendi võimalike mõjudega.

Operatiivse pingeeemaldamise võimalus[muuda | muuda lähteteksti]

Ohtlikes olukordades alati peab olema võimalus kiiresti eemaldada pinge ning vabastama sattunud elektrilöögi alla inimesi. Sellel eesmärgil toitekaabel kilbis varustatakse koormuselülitiga, mis ohu korral lülitab kõik seotud elektriahelad välja – nii inimeste päästmine elektrilöögist toimub kiirem, kui ahela kaitsme otsimine, suurendades märgatavalt kannatanute pääsemisvõimalusi. Selleks, et vältida sulamist, pealüliti peab sobima läbiva voolule: pealüliti nimivool peab olema vähemalt 1,6-kordse varuga liini alguse kaitsme nimivooluga. Mõnedel juhtudel, kilbi sisendis võiks kohtuda automaatkaitselülitit pealüliti asemel: kuna automaatkaitselüliti on lühisvooluga või ülekoormusvooluga juhitav kilbiseade, siis ta ei pea alluma füüsilise manipuleerimisele inimese poolest. Kuna manipuleerimisorgani ja vabasti vahel automaatkaitselülitis on liiga palju mehhanisme (mis kaitsevad juhusliku sisselülitamise eest, kui avarii pole veel kõrvaldatud), siis ohu korral automaatkaitselüliti võib jätta ohtliku pinget. Veel üks põhjus on moodulautomaatide väike töökindlus (Lääne-Euroopas kasutatakse neid harva, isegi uuetes kilpides eelistatakse sulavkaitsmeid) – kuna kontaktid võivad keevitada kokku, siis juhthoob läheb alla isegi siis, kui kontaktid ei ole avatud.

Elektrivõrkude eraldamine[muuda | muuda lähteteksti]

Pikk hargnenud elektrivõrk omistab suure mahutavusega ja madala faas-maandus takistusega. Sel juhul on isegi ühe faasi puudutamine väga ohtlik. Kui võrk jaguneb hulga väikeste võrkude sama pinge, vigastuste oht väheneb märgatavalt. Tavaliselt eraldamine võrguga ühendamise tehakse läbi eraldustrafod. Võrkude kaitseeraldamine on lubatud võrkudes kuni 1000 V. Võrkude eraldamine laieli kasutatakse haiglates.

Isolatsioon[muuda | muuda lähteteksti]

Isolatsioon on dielektriline kiht, mis hõlmab pinna voolu elemendid või ehitamiseks mittejuhtivast materjalist, mille kaudu voolu osad on eraldatud teistest osadest elektriseadmeid.

Eristatakse järgmist liiki isolatsiooni:

tööisolatsioon – elektripaigaldiste pingestatud osade isolatsioon, mis annab tavakäitusel kaitse elektrilöögi eest
lisaisolatsioon – isolatsioon, mis lisatakse tööisolatsioonile kaitseks elektrilöögi eest puhuks, kui tööisolatsioon on vigastatud
topeltisolatsioon – isolatsioon, mis koosneb tööisolatsioonist ning lisaisolatsioonist
tugevdatud – tööisolatsioon, mis oma mahaanilise tugevusest seesama, nagu topeltisolatsioon
- Isolatsioonitakistus peab ületama 0,8 MΩ.

Kaitsmine juhusliku kontaktist pingestatud osadega[muuda | muuda lähteteksti]

Kokkupuude pingestatud osadega ohu vähendamiseks elektriseadmete vaja tagada ligipääsmatust. Seda saavutatakse pingestatud osi asukohamine kättesaamatutes kõrguses või ligipääsmatus kohas. Kaitsmiseks kohaldatakse tahke või 25 mm võrgusilma. Kaitsed ja katted kasutatakse elektriseadmetes kuni 1000 V.

Elektritööd[muuda | muuda lähteteksti]

Elektritöödel peetakse ligipääsmatus pingestatud osadele elektritrauma riskide minimeerimiseks. Elektritööde vastutus jagatakse järgmisel viisil:

Elektritööde projektijuht – isik, kellel on vastav pädevustunnistus; kes garanteerib ohutu ja korraliku elektritöö tegemist.
Elektritööde teostaja – isik, kes täidab projektijuhi ülesandeid; elektritööde teostajal peab olema vastav ohutuskaart või instrueerimine projektijuhilt.

Elektritöid on lubatud teostada ainult isoleeritud käepidemega tööriistadega pingevabas seisundis. Enne elektritöödega alustamist kontrollitakse pinge puudumist 2-pooluselise indikaatoriga (indikaatori töökõlblikkus kontrollitakse kohas, kus pinge on kindlasti olemas). Juhul, kui elektritöö toimub kilbi väljaspool (nt pistikupesadega või valgustitega), siis võetakse seotud liinil kaitseseadmest lahti faasijuhtmed, et juhuslik sisselülitamine ei pane elektritööde tegija elu ohtu.