6-2. Elektryczność statyczna i energia elektryczna

Występowanie zjawisk natury elektrycznej oraz korzystanie z urządzeń elektroenergetycznych niesie ze sobą różnego rodzaju zagrożenia zarówno dla człowieka , jak i jego środowiska. Są to przede wszystkim:

• zagrożenia od elektryczności statycznej,
• porażenia oraz oparzenia prądem i łukiem elektrycznym,
• zagrożenia pożarowe,
• zagrożenia wybuchem,
• zagrożenia o charakterze mechanicznym,
• inne zagrożenia, np. akustyczne, biologiczne, itd.

Nie do pominięcia są również zagrożenia o charakterze chemicznym - dla człowieka, dla obiektów technicznych (urządzeń, budynków, itd.) i dla środowiska naturalnego - wynikające przede wszystkim z występowania w urządzeniach niebezpiecznych substancji (np. metali ciężkich, olejów, elektrolitu, sześciofluorku siarki), bądź też możliwości wydostawania się ich w pewnych stanach, w jakich bywa urządzenie (jak w szczególności uszkodzenia), ale także i w przypadku spalania lub pirolizy różnych materiałów (np. tworzyw sztucznych), zwłaszcza wskutek wystąpienia pożaru.

Ponadto mogą mieć miejsce rozmaite sytuacje zagrożeniowe, powodowane np.:

• brakiem informacji lub ostrzeżeń dotyczących urządzenia i jego eksploatacji,
• zbyt niską jakością energii elektrycznej (zaniki i zapady napięcia zasilającego urządzenie, zbyt wysoka zawartość wyższych harmonicznych prądu/napięcia, itd.).

Zagrożeń tych nie można uniknąć, ale współczesny stan wiedzy technicznej wskazuje, że można i trzeba zmniejszać ryzyko z nimi związane. Analizy wypadkowości wykazują, że przyczyną 70÷85% wypadków elektrycznych jest niewłaściwe postępowanie człowieka, wynikające najczęściej z braku umiejętności lub lekkomyślności.

Projektując i wytwarzając/montując urządzenie należy brać pod uwagę aspekty bezpieczeństwa funkcjonalnego, niezawodności, pewności zasilania, a także błędy ludzkie i systemowe. Należy uwzględniać przy tym wszystkie etapy „życia technicz nego ” urządzenia – począwszy od wykonania/ zainstalowania/ montażu, poprzez obsługę przez użytkownika, konserwację i serwisowanie, badania stanu technicznego, aż po demontaż i złomowanie. Oprócz uwzględniania zagrożeń mogących wówczas normalnie występować, bierze się też po uwagę sytuacje zagrożeniowe powstałe przy możliwych do racjonalnego przewidzenia niewłaściwych zastosowaniach. Dzisiejszy stan wiedzy nakazuje ponadto, by urządzenie zapewniało odpowiedni poziom bezpieczeństwa nie tylko w warunkach normalnych (tzn. przy braku uszkodzeń, a zatem w warunkach poprawnego funkcjonowania), ale także i przy wystąpieniu pojedynczego uszkodzenia (np. istotnego elementu lub środka ochrony) [N.22], co najczęściej bywa zdarzeniem losowym. Podejście takie wynika z długoletnich obserwacji praktycznych i badania zdarzeń wypadkowych oraz opiera się na podstawach naukowych (patrz: np.: [N.55], [N.63], [N.78], [P.18], [P.30]). Zatem stosowane w technice współczesne metody projektowania i wytwarzania wyrobów, w tym urządzeń elektrycznych, wykorzystują algorytmy bazujące na różnych formach oceny ryzyka. Stosowne wymagania i wskazówki, zarówno producent/projektant/integrator (jako „twórca” urządzenia), jak i „użytkownik” (np. właściciel, przedsiębiorca/pracodawca, personel obsługi i nadzoru/utrzymania), mają podane w przepisach prawa i odpowiednich normach technicznych, a także w różnych publikacjach (np. [P.10], [P.19], [P.20], [P.26]).

W celu eliminacji zagrożeń i redukcji ryzyka z nimi związanego stosuje się techniczne i organizacyjne środki zapobiegawcze.

Techniczne środki redukcji ryzyka można podzielić na:

• zespoły rozwiązań technicznych zastosowanych w budowie urządzeń elektrycznych i obwodów zasilających te urządzenia (czyli tzw. grupowe środki ochrony), a gdzie ich stosowanie jest niemożliwe lub niecelowe - to
• środki ochrony indywidualnej, np. sprzęt ochronny izolacyjny i narzędzia izolowane - użytkowane zwykle przez elektryków wykonujących czynności eksploatacyjne przy urządzenia elektroenergetycznych.

Organizacyjne środki redukcji ryzyka to w szczególności:

• popularyzacja sposobów i zasad bezpiecznego użytkowania energii elektrycznej, szkolenie wstępne i okresowe wszystkich pracowników mających styczność z urządzeniami elektrycznymi (na podstawie przepisów Kodeksu pracy [A1.2]),
• wymagania kwalifikacyjne dla pracowników wykonujących czynności eksploatacyjne przy urządzeniach elektrycznych (na podstawie przepisów Kodeksu pracy [A1.2][A2.17] i Prawa energetycznego [A1.5][A2.6]),
• instrukcje dotyczące eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych [A2.17],
• tablice i znaki bezpieczeństwa [N.7][N.94][N.109] ,
• zasady i procedury wykonywania prac przez elektryków [A2.17][N.23],
• badania eksploatacyjne okresowe urządzeń elektrycznych i technicznych środków ochronnych [A1.4][A2.4][N.9][N.36][N.37][P.6][P.16][P.33],
• szkolenie w zakresie udzielania pierwszej pomocy przy porażeniach [P.2][P.5],
• egzekwowanie przestrzegania zasad i procedur bezpieczeństwa oraz zapewnienie nadzoru nad ich stosowaniem [A1.2][A2.1][A2.17][N.111][P.9].

Aktualny stan prawa w Polsce - odzwierciedlający współcześnie obowiązujące zasady europejskiej koncepcji zapewnienia bezpieczeństwa przy obiektach technicznych – wymaga, by przy budowaniu urządzeń elektrycznych i projektowaniu procesów technologicznych oraz przy organizowaniu procesów pracy, a także w trakcie eksploatacji tychże urządzeń uwzględniać poniższe wymogi [A1.17][P.21][P.35]:

 

Rys. 1. Zadania twórcy i użytkownika obiektu technicznego 

• „twórca” obiektu technicznego, tzn.:
  • producent - przy konstruowaniu i wytwarzaniu wyrobów przemysłu elektrotechnicznego, np. pojedynczych elementów, gotowych podzespołów, całych urządzeń (rozdzielnic, odbiorników, maszyn, itp.),
  • projektant/konstruktor/wykonawca - przy projektowaniu i wznoszeniu (montażu) obiektów budowlanych i ich wyposażenia elektrycznego (instalacji elektrycznych, urządzeń technologicznych, itp.),
  • integrator – przy zestawianiu z gotowych elementów (np. pojedynczych maszyn) urządzenia o wyższym stopniu złożoności (np. zautomatyzowanej linii produkcyjnej) - musi – na swoją wyłączną odpowiedzialność - zapewnić dziś spełnienie obligatoryjnych wymagań zasadniczych (obowiązujących dla wyrobów) i podstawowych (obowiązujących dla obiektów budowlanych i ich wyposażenia) dotyczących bezpieczeństwa, a zawartych w tzw. dyrektywach nowego/globalnego podejścia implementowanych do prawa krajowego.

Uszczegółowienie tych wymagań podane jest w odpowiednich normach technicznych (zasadniczo będących do dobrowolnego stosowania, jednak możliwych do powołania w prawie i wskutek tego często obligatoryjnych [A1.7]), przedstawiających zasady aktualnej wiedzy technicznej. Priorytetem jest osiągnięcie najwyższego możliwie poziomu bezpieczeństwa, co odbywa się w praktyce poprzez zastosowanie następującego toku postępowania:

• założenie konkretnych warunków eksploatacji urządzenia i zakresu jego poprawnych zastosowań, narzucenie ograniczeń (np. konstrukcyjnych) oraz określenie potencjalnych sytuacji anormalnych, jakie w racjonalny sposób można przewidzieć (w szczególności w kwestii wystąpienia pojedynczego uszkodzenia), a także zastosowań niewłaściwych/niedozwolonych i ewentualnych błędów ludzkich,
• zidentyfikowanie zagrożeń: jakie występują na pewno, jakie są prawdopodobne, których zaistnienie można racjonalnie wydedukować, bądź których zaistnienie można tylko domniemywać - przydatna przy tym jest wiedza zawarta w normach (odpowiednich do rodzaju urządzenia) oraz doświadczenie, a pożyteczne są badania i symulacje,
• przeprowadzenie i udokumentowanie procesu oceny ryzyka, a na podstawie jego wyników podjęcie działań praktycznych zmierzających do redukcji ryzyka związanego z każdym z zagrożeń, co przebiega w sekwencji zwanej „triadą bezpieczeństwa” – czyli przy zastosowaniu następujących kolejnych trzech kroków:

1. wyeliminowanie zagrożeń, czyli zbudowanie urządzenia „bezpiecznego w sobie”, a jeżeli to niewykonalne, to
2. zapewnienie redukcji ryzyka poprzez zastosowanie odpowiednich rozwiązań „wbudowanych w obiekt” (zachowując oczywiste pierwszeństwo rozwiązań technicznych nad organizacyjnymi i środków ochrony grupowej nad indywidualnymi), a jeżeli jeszcze pozostaje jednak pewne niewyeliminowane ryzyko, to
3. zapewnienie odpowiednio wyraźnego i zrozumiałego ostrzeżenia o pozostającym ryzyku resztkowym (w szczególności w dokumentacji dla użytkownika).

Treść dokumentacji towarzyszącej urządzeniu powinna być adekwatna do potrzeb jej adresatów (tzn. np. montera/wykonawcy, użytkownika, konserwatora/serwisanta, pomiarowca, a także organów nadzoru czy ew. jednostki notyfikowanej), a jej zakres ma obejmować wszystkie fazy „życia technicznego” urządzenia – od montażu i odbioru, przez użytkowanie (w tym regulacje, konserwację i remonty, okresowe badania stanu technicznego), po demontaż i złomowanie (patrz: np. [N.23], [N.88], [N.103]) . Oczywistym jest, że jej część przeznaczona dla użytkownika powinna zawierać wszelkie niezbędne informacje i wskazówki dot. konieczności zastosowania przezeń technicznych i organizacyjnych środków redukcji ryzyka, zastosowania środków ochrony indywidualnej oraz kwestii organizacyjnych, choćby takich, jak: kwalifikacje i szkolenie personelu. Dokumentacja ta stanowi podstawę do sporządzenia przez użytkownika instrukcji (eksploatacji, stanowiskowych, itd.) i opracowania procedur stosowanych w eksploatacji (np. wg [A1.2], [A2.1], [A2.17], [N.23]), a zatem powinna być wystarczająco szczegółowa, a jej treść wyczerpująca i zrozumiała.

W większości przypadków prawo wymaga przeprowadzenia procedury oceny zgodności (niekiedy z udziałem jednostki notyfikowanej), której zwieńczeniem jest wystawienie deklaracji zgodności, a ponadto także naniesienie oznakowania CE na wyrobie i w dokumentacji (np. wg [A2.8], [A2.13]). Bez tego nie jest dozwolone wprowadzenie wyrobu na rynek czy oddanie w użytkowanie. Wykazanie w deklaracji zgodności faktu odpowiedniego posługiwania się normami przy konstruowaniu wyrobu daje przywilej domniemania zgodności z wymaganiami zasadniczymi. Natomiast wytworzenie wyrobu (nawet na własne potrzeby) bez przeprowadzenia oceny zgodności, bądź niewystawienie deklaracji zgodności czy brak wymaganego oznakowania jest naruszeniem prawa i skutkuje dotkliwymi sankcjami karnymi. Wyrób niespełniający wymagań bezpieczeństwa lub wręcz jemu zagrażający może być zakwestionowany przez organy nadzoru rynku, a jego producent – oprócz zrekompensowania ewentualnych strat czy szkód – może być zobligowany do odkupienia egzemplarzy wprowadzonych na rynek i podlega sankcjom. Dla producenta mającego siedzibę poza europejskim obszarem gospodarczym, prawo przewiduje ustanowienie przedstawiciela mającego siedzibę w tym obszarze i podlegającego jurysdykcji wspólnotowej. W przypadku braku takiego, ewentualne roszczenia z tytułu szkód czy strat spowodowanych przez wyrób kieruje się kolejno do importera, dystrybutora lub sprzedawcy.

• „użytkownik” eksploatujący urządzenie, tzn.:
• • właściciel (np. przedsiębiorca/pracodawca, jego personel nadzoru czy utrzymania ruchu, itd.),
  • pracownik faktycznie je użytkujący,
  • ale także zwykły konsument - musi pamiętać, że jego postępowanie ma być zawsze zgodne z wytycznymi producenta/projektanta zawartymi w dokumentacji technicznej, w szczególności w kwestii bezwzględnego zastosowania podanych w niej rozwiązań technicznych i organizacyjnych dla redukcji ryzyka.

Dotyczy to także używania wskazanych środków ochrony indywidualnej. Na użytkowniku spoczywa ciężar utrzymania założonego konstrukcyjnie poziomu bezpieczeństwa urządzenia, co oznacza m.in. konieczność okresowego kontrolowania skuteczności wszystkich przewidzianych rozwiązań (zarówno w sferze technicznej, jak i organizacyjnej), a wytyczne do takich działań powinny wynikać z wym. dokumentacji. Ponadto pracodawca jest odpowiedzialny za spełnienie zadań jemu stawianych przez Kodeks pracy [A1.2] (w tym wynikających z ogólnych przepisów BHP [A2.1] i w branżowych przepisów szczegółowych), a także obowiązkowych minimalnych wymagań BHP (np. [A2.4]).

Rys. 2. Zasady budowy i eksploatacji urządzeń,

sieci i instalacji elektroenergetycznych

Należy zwrócić uwagę na fakt, iż wymagania zasadnicze - z zasady obowiązujące w odniesieniu do wyrobów „nowych” (czyli wszystkich dziś konstruowanych lub też starszych pojawiających się pierwszy raz na terenie unijnego rynku) – narzucają w praktyce wyższy poziom bezpieczeństwa, niż ten wynikający ze wspomnianych wymagań minimalnych [P.11]. Wymagania minimalne wynikają bowiem z tzw. dyrektyw socjalnych - mających zastosowanie w szeroko pojętych relacjach pomiędzy pracodawcą a pracownikami - i obowiązują w odniesieniu do wszystkich urządzeń pozostających w użytkowaniu przez pracownika (niezależnie od ich daty produkcji czy oddania do eksploatacji, czyli niezależnie od reprezentowanego w nich poziomu techniki). Przykładowo takimi urządzeniami są powierzane pracownikom maszyny, sprzęt roboczy i narzędzia, a także instalacje. Zatem wymagania minimalne dotyczą zarówno dzisiejszych urządzeń „nowych” (zazwyczaj spełniających znacznie ostrzejsze współczesne kryteria), jak i „starszych” - zbudowanych według zasad obowiązujących dawniej, a więc liberalniej traktujących kwestie bezpieczeństwa. Stąd więc nałożono na pracodawcę obowiązek dostosowania technicznego posiadanych urządzeń dla spełniania przez nie wymagań minimalnych i podano tego graniczny termin, a ponadto zobligowano jego do konkretnych działań organizacyjnych na rzecz bezpieczeństwa, szczególnie w kwestii kwalifikacji personelu, kontrolowania stanu technicznego urządzeń i jego dokumentowania oraz współpracy z pracownikami (patrz: [A2.4]).

Rys. 3. Przykłady norm stosowanych

do różnych urządzeń elektroenergetycznych

Zarówno twórca obiektu technicznego, jak i jego użytkownik, muszą ponadto mieć świadomość istnienia rygorystycznych wymagań w kwestiach racjonalnego użytkowania energii oraz ochrony środowiska (w szczególności wg postanowień art. 51 Prawa energetycznego [A1.5]). Oznacza to ograniczenia w stosowaniu pewnych substancji czy materiałów uznanych za niebezpieczne [A2.15] oraz narzucenie konkretnych zasad postępowania z wyeksploatowanymi elementami oraz złomowanymi urządzeniami [A1.11][A1.16], które powinny być skonstruowane tak, by umożliwić profesjonalny demontaż i recykling. Działania takie zmniejszają po części ryzyko związane z zagrożeniami chemicznymi.