Если возможно, перед работой с цепью отключите её от питания. Чтобы с системой можно было безопасно работать, вам необходимо будет перевести в безопасный режим все источники опасной энергии. В промышленности приведение цепи, устройства или системы в этот режим называется приведением его в «состояние нулевой энергии». В нашем случае, разумеется, имеется в виду электрическая безопасность. Но многие из принципов, о которых будет рассказано ниже, также касаются и неэлектрических систем.
Состояние нулевой энергии: как избавить систему от опасной энергии
Приведение системы в состояние нулевой энергии означает избавить её от любой потенциальной или сохранённой энергии. Сюда, помимо прочего, входят:
Опасное напряжение;
Усилие пружины;
Гидравлическое (жидкостное) давление;
Пневматическое (воздушное) давление;
Подвесные грузы;
Химическая энергия (легковоспламеняющиеся и другие реактивные вещества);
Ядерная энергия (радиоактивные или расщепляющиеся вещества);
Напряжение – это, по своей сути, воплощение потенциальной энергии. В первом разделе «Основные концепты электричества» я даже использовал аналогию с поднимающейся водой, чтобы объяснить суть потенциальной энергии: у нас может быть некая накопленная энергия, которая может высвободиться, но мы можем не знать этого, пока при каких-то условиях не сформируется «дорожка» для высвобождения этой энергии или если ток не преодолеет пороговое значение сопротивления. Два провода, находящиеся под напряжением, могут выглядеть/звучать безопасно, но при этом между ними может быть достаточно потенциальной энергии, чтобы по вашему телу прошёл электрический ток смертельной силы. Хотя само напряжение, по сути, ничего не делает, оно хранит в себе опасный электрический потенциал и до безопасного физического контакта с этими проводами этот потенциал необходимо устранить.
У всех правильно сконструированных цепей есть «выключатели», позволяющие убрать напряжение из цепи. Иногда эти «выключатели» служат ещё и для того, чтобы автоматически размыкаться при определённых состояниях цепи, и в таком случае их называют «автоматическими выключателями» (АВ). В прежние времена эти выключатели управлялись исключительно вручную и не имели автоматической функции. Другими словами, они нужны для вашей защиты и использовать их нужно надлежащим образом. Имейте в виду, что этот выключатель должен быть расположен отдельно от обычного переключателя, используемого для включения/выключения устройства. Это защитный выключатель, необходимый исключительно для того, чтобы перевести систему в состояние нулевой энергии.
Если этот выключатель находится в разомкнутом состоянии, как показано на картинке выше (т.е. в цепи присутствует разрыв), то и цепь тоже считается разомкнутой, и это значит, что ток по ней идти не будет. Полное напряжение цепи теперь будет проявляться на концах выключателя, а на концах нагрузки будет нулевое напряжение. Обратите внимание, что к нижнему проводу цепи выключатель подсоединять не нужно. Эта часть цепи заземлена (то есть она и земля – электрически общие друг другу объекты), и лучше её в таком состоянии и оставить. Для максимальной безопасности сотрудников, работающих с нагрузкой в этой цепи, часть цепи сверху нагрузки тоже лучше временно заземлить, чтобы на противоположных концах нагрузки точно не было никакого напряжения:
Теперь, когда к цепи подключено ещё и временное заземление, у нас заземлены оба конца нагрузки, а это значит, что нагрузка находится в состоянии нулевой энергии.
Поскольку заземление обоих концов нагрузки электрически эквивалентно т.н. «закорачиванию» обеих сторон нагрузки, его тоже можно использовать для решения этой задачи:
Оба способа позволяют сделать оба конца нагрузки электрически общими земле. То есть благодаря этому напряжения не будет ни на концах нагрузки, ни на земле, на которой стоят люди. Этот метод временного заземления проводников в обесточенных системах электроснабжения очень популярен при выполнении техобслуживания на высоковольтных системах распределения электроэнергии.
Еще один плюс этого метода состоит в том, что он позволяет защититься, если выключатель по какой-то причине замкнётся (перейдёт в состояние «вкл», из-за чего по цепи снова пойдёт ток) в то время, когда люди всё ещё будут контактировать с нагрузкой. Если такое произойдёт, провод, временно подключенный между обеими концами нагрузки, создаст короткое замыкание, из-за чего в цепи тут же сработают защитные устройства (предохранители) и цепь снова станет обесточенной. В таком случае весь ущерб придётся на выключатель, но люди, работающие с нагрузкой, останутся в целости и сохранности.
На этом месте следует добавить, что предохранители не предназначены для защиты от электрического удара. Они существуют исключительно для того, чтобы защитить проводники от перегрева при увеличении силы тока до некоторого порогового значения. То есть, если выключатель вдруг замкнётся, то описанное выше временное закорачивание лишь вызовет срабатывание предохранителей, но эти устройства не созданы для того, чтобы защищать людей от электрического удара. Их главная функция – защищать работника в ситуации, когда цепь заземлена при помощи закорачивающего провода.
Системы обеспечения безопасности: блокировка и опломбирование
Итак, для безопасной работы с электрической цепью необходимо, чтобы все её выключатели оставались в разомкнутом («выкл») состоянии, а когда таких выключателей много, в ход идут целые системы обеспечения электробезопасности. В частности, в промышленности для этого используется процедура «блокировки и опломбирования».
Она работает следующим образом: у всех сотрудников, работающих с цепью, есть висячий или кодовый замок, который они вешают на рычажок автоматического выключателя перед тем, как работать с системой. Кроме того, они должны заполнить и подписать бирку, которую они вешают на своём замке – в ней должна содержаться информация о типе и продолжительности работ, которые они планируют выполнить с электрической цепью. Если работнику необходимо заблокировать несколько выключателей (для источников и электрической, и механической энергии и т.д.), он должен воспользоваться всеми своими замками, чтобы обезопасить систему до того, как работать с ней. Таким образом, система будет находиться в состоянии нулевой энергии, пока со всех выключателей не будут убраны замки, т.е. работник, снимая свои замки, даёт согласие на возобновление работы системы. Если систему было решено снова запустить, а чей-то замок или замки по-прежнему висят, хотя все остальные свои замки уже сняли, по биркам будет ясно, кто этот работник и что именно он делает. Но даже при наличии слаженной системы блокировки и опломбирования, работникам всё равно следует проявлять внимательность и придерживаться здравого смысла. Особенно это важно в промышленных условиях, когда над устройством или системой одновременно могут работать несколько людей. Некоторые из них могут попросту не знать как следует о правилах процедуры блокировки и опломбирования или же просто беззаботно ими пренебречь. Поэтому не думайте, что люди будут следовать правилам безопасности, просто потому что они есть.
После того, как вы заблокировали систему и опломбировали её своим личным замком, как следует проверьте, действительно ли её напряжение переведено в состояние нулевой энергии. Один из способов проверить, работает ли машина (или любая другая система, с которой вы работаете) – это нажать на кнопку её пуска. Если машина запустится, то это значит, что на машину по-прежнему подаётся электроэнергия. Кроме того, перед тем как трогать элементы, пропускающие электрический ток, необходимо всегда проверять, присутствует ли на них опасное напряжение. При этом в целях максимальной безопасности следуйте процедуре ниже:
Сначала проверьте свой измеряющий прибор (это может быть, к примеру, мультиметр) на надёжном источнике энергии (т.е. на источнике энергии, в правильной работе которого вы уверены на сто процентов)
Проверьте этим прибором заблокированную систему на предмет опасного напряжения
Снова проверьте свой измеряющий прибор на надёжном источнике энергии, чтобы удостовериться, что он по-прежнему работает как следует
Вам эти меры предосторожности могут показаться избыточными или даже параноидальными, но это уже зарекомендовавшая себя процедура защиты от электрических ударов. Однажды, когда я проверял, «мертва» цепь или нет, мой вольтметр просто не показал никакого напряжения. Если бы я не воспользовался другим прибором, чтобы проверить напряжение, я бы, возможно, не писал бы сейчас эти строки, потому что был бы мёртв. Всегда есть вероятность того, что вы будете проверять опасное напряжение с помощью неисправного вольтметра. Поэтому благодаря мерам предосторожности выше вы никогда не попадёте в опасную ситуацию лишь из-за того, что ваш вольтметр сломан.
Наконец, работнику нужно будет коснуться обесточенного проводника. Учтите, что даже после всех этих мер предосторожности есть (хоть и очень маленькая) вероятность того, что в цепи по-прежнему присутствует опасное напряжение. Поэтому в качестве самой последней проверки советуем на долю секунды коснуться проводника обратной стороной пальца перед тем, как браться за него или металлические элементы, которые с ним контактируют. Зачем? Если по какой-то причине между заземлением и проводником по-прежнему есть напряжение, движение пальца, вызванное электрическим ударом (он начнёт сжиматься в кулак), разорвёт контакт с проводником. Но помните, что это самая последняя мера предосторожности, которую электрик должен принять перед тем, как начинать работать с электрической системой, и её никогда не следует использовать в качестве альтернативного метода проверки опасного напряжения. Если вы не доверяете своему измерительному прибору, лучше воспользуйтесь вторым прибором, чтобы получить «стороннее мнение» по этому жизненно важному вопросу.
Итого
Состояние нулевой энергии – это когда цепь, устройство или система приведены в безопасное состояние, т.е. в них нет энергии, способной причинить вред людям, которые с ними работают.
«Уважающие себя» электрические системы должны быть оснащены специальными выключателями, чтобы эти системы было удобнее переводить в состояние нулевой энергии.
Чтобы дополнительно защитить от электрического удара персонал, работающий с нагрузкой, её можно временно заземлить или подключить к обоим её концам закорачивающий провод.
Процедура блокировки и опломбирования работает следующим образом: перед тем как начать работать с системой, находящейся в состоянии нулевой энергии, работник ставит висячий или кодовый замок на каждый выключатель, имеющий отношение к задаче, которую он будет выполнять на этой системе. Кроме того, вместе с каждым замком работник должен повесить бирку, описывающую тип и продолжительность работ, которые будут проводиться с системой, а также то, кто их выполняет.
«Заблокировав» цепь, всегда проверяйте, находится ли система в состоянии нулевой энергии при помощи измерительных приборов. Кроме того, до и после измерения напряжения в цепи обязательно проверьте, правильные ли показания даёт ваш прибор.
Когда придёт время, наконец, коснуться самого проводника, предположительно полностью обесточенного, сначала коснитесь его задней стороной пальца, чтобы, если вас всё же ударит током, мышцы пальца сократились таким образом, чтобы он отпрянул от проводника.
