جداکردن منبع تغذیه از زمین
اگر مدار از قسمت های اصلی (سیستم تغذیه)، ارت اجسام فلزی اطراف یا هر مدار دیگری کاملاً مجزا باشد، هیچ ولتاژی بین هادی های برقدار و ارت یا قسمت های فلزی به وجود نمی آید و امکان دریافت شوک الکتریکی را کاهش می دهد. البته چون همه سیستم ها تا حدودی به وسیله کوپلینگ خازنی یا سلفی یا نشت در محیط، با یکدیگر ارتباط دارند نمی توان به هادی های مدار سیستم های ایزوله (یا مجزا شده که دارای ولتاژ صفر نسبت به محیط هستند) اعتماد داشت؛ مگر این که سیستم مجزا شده خیلی کوچک و محلی باشد.
یک سیستم مجزا شده، سیستمی است که از سیم پیچی ثانویه یک ترانسفورماتور مجزا کننده یا سیم پیچی یک مولد که بین آن ها و منبع انرژی الکتریکی دیگر هیچ ارتباطی وجود ندارد تغذیه شود.
برای ایجاد حفاظت لازم باید از سیستم سیم کشی جدایی استفاده شود و کابل ها در تمامی مسیر قابل رؤیت باشد. به همین جهت اگر هیچ ارتباطی بین قسمتی از مدار و اتصال زمین (ارت) وجود نداشته باشد، برای شخصی که زمین و یک قسمت برقدار را لمس می کند، مدار کاملی به وجود نخواهد آمد و از ایجاد شوک الکتریکی نسبت به زمین جلوگیری خواهد شد.
باید توجه داشت که ترانسفورماتور حفاظتی یا کلید هوایی اشنایدر حتماً دارای دو سیم پیچی جدا از یکدیگر باشد تا در صورت اتصال بدنه در مصرف کننده، ولتاژ تماسی بین محل تماس و زمین وجود نداشته باشد. در شکل زیر یک دستگاه الکتریکی به وسیله ترانسفورماتور حفاظت گردیده نشان داده شده است. به ثانویه ترانسفورماتورهای حفاظتی تنها یک مصرف کننده می تواند وصل شود؛ زیرا با اتصال بیش از یک مصرف کننده به ثانویه آن، احتمال خطر برق گرفتگی در صورت اتصال بدنه همزمان در مصرف کننده وجود خواهد داشت.
ترانسفورماتور جدا کننده
هم چنین در صورت صدمه دیدن یکی از سیم های رابط و اتصال آن به زمین، اگر سیم رابط دیگر نیز به بدنه دستگاه اتصال پیدا کند، باعث عبور جریان از بدن شخص می شود. معمولاً به علت کمتر بودن مقاومت محل تماس دستگاه به زمین از مقاومت بدن شخص، جریان عبوری از بدن شخص کم است. اما اگر دستگاه توسط شخص از زمین جدا شود، جریان از بدن شخص عبور می کند که خطرناک است و برای پیشگیری از آن باید مراقبت های لازم انجام گیرد. برای مثال، باید سیستم های رابط دستگاه، یک تکه و کوتاه انتخاب شود تا به راحتی کنترل شود.
ترانسفورماتورهای حفاظتی معمولاً در اندازه ها و قدرت های مختلف حداکثر تا ۱۶ آمپر و برای مصرف کنندگان تک فاز تا ولتاژ ۱۱۰ یا ۲۲۰ ولت و برای مصرف کنندگان سه فاز تا ۳۸۰ ولت استاندارد و ساخته شده است.
از این نکات چنین استنباط می شود که این نوع حفاظت تنها برای شرایطی که به دقت تحت کنترل باشد، مناسب و کاربرد آن محدود است. برای مثال، مناسب روشی است که جهت آزمایش تلویزیون توسط اشخاص فنی با صلاحیت و تحت کنترل دقیق به کار می رود. اما در محیط های ساختمانی که تأسیسات نمی تواند به طور ثابت و جدا از زمین باقی بماند، این روش به تنهایی قابل استفاده نیست و باید همراه با روش کاهش ولتاژ به کار رود.
استفاده از ولتاژ خیلی پایین یکی از راه حل های ارائه شده در این راستاست که این نوع حفاظت در تأسیسات محیط هایی هم چون حمام، استخر و سونا و … استفاده می شود. سیستم استفاده از ولتاژ خیلی پایین شامل سه دسته SELV، PELV و FELV است.
در محل نگهداری حیوانات باید ولتاز لامپ ها یا وسایل متحرک حداکثر ۲۴ ولت باشد؛ زیرا احتمال این که سیم های رابط به وسیله حیوان جویده شده یا توسط سم یا پنجه حیوان، پاره یا زخمی و به این ترتیب امکان برق گرفتگی ایجادشود وجود دارد. از این نوع حفاظت می توان برای لامپ های دستی در محل های تنگ، در اتاقک های فلزی، برای اسباب بازی هائی که به وسیله موتورهای الکتریکی حرکت می کنند و موارد مشابه دیگر استفاده کرد. در شکل زیر این نوع حفاظت دیده می شود. دو شاخۀ دستگاه هائی که با ولتاژ کم کار می کنند باید با دو شاخه دستگاه های دیگر فرق داشته باشد تا نتوان آن را با ولتاژ بالا وصل کرد.
نکات مهم در جلوگیری از برق گرفتگی
۱- فلزکاری در مجاورت هادی های برقدار ممکن است به دلیل اثرات القایی الکترومغناطیسی و الکترواستاتیکی برقدار شود و باعث برق گرفتگی جدی یا کشنده و ایجاد آتش سوزی در مجاورت گازها و بخارات یا مایعات قابل اشتعال شود.
۲ – وقتی ترانسفورماتوری قطع و جدا می شود باید سیم پیچی آن به طور موقت اتصال زمین شود، زیرا پتانسیل بارهای الکتریکی خطرناک ممکن است بر اثر سست شدن دی الکتریک به آهستگی آزاد شود.
امکان دارد تخلیه الکتریکی سیم پیچ های جدا شده باعث مشتعل شدن بخار آزاد شده از روغن ترانسفورماتور شود. همچنین اثرات مشابه ممکن است از کابل های فشار قوی جدا شده نیز به وجود آید.
۳ – امکان دارد بر اثر نشت سطحی عایق بندی (یا ایزولاسیون) در ولتاژ فشار ضعیف، مثلاً ۲۴۰ ولت، شوک های شدیدی به وجود آید.
۴- محدودیت انرژی در دسترس، اساس طراحی مدارهای ذات ایمن برای استفاده در محیط های قابل اشتعال و نیز همچنین به عنوان راهی برای پیشگیری از ایجاد شوک های الکتریکی خطرناک می باشد.
قفل و برچسب گذاری مدار ها و تجهیزات
با قفل کردن و برچسب گذاری مدارها و ماشین ها (lock out and tag out)، محیط کاری ایمنی به وجود آورید. قبل از کار کردن با مدار، باید منبع تغذیه قطع شود و به محض اینکه مدار بسته و برق آنها نیز قطع شد، وسیله اتصال (کلید اهرمی) را به نحوی قفل کنید که ناخواسته به حالت قبل برنگردد. سپس، مدار را با علائم ساده و قابل خواندن یا اتیکت هایی که قابل فهم بوده و نشان دهنده این باشد که افراد بر روی مدار مشغول به کار هستند، برچسب بزنید (tag out).
در صورت کار بر روی ماشین آلات یا نزدیک به آن، برای جلوگیری از شروع به کار مجدد ماشین آلات باید آن ها را قفل کرده و برچسب آویزان کنید. قبل از شروع به کار، جهت اطمینان از اینکه برق قطع شده است، آن را تست کنید.
