El og sikkerhed i skolen

El og sikkerhed i skolen Når der arbejdes med praktiske øvelser i skolen, gælder nogle specielle sikkerhedsregler, som skal overholdes. Hovedparten af reglerne er fastsat af Arbejdstilsynet. Andre offentlige myndigheder kan dog også fastsætte regler inden for særlige områder. Statens Institut for Strålehygiejne fastsætter reglerne for arbejdet med radioaktive stoffer og ioniserende stråling. Sikkerhedsstyrelsen fastsætter reglerne for gas- og elektriske installationer samt for arbejdet med elektricitet. De regler, Sikkerhedsstyrelsen fastsætter, gælder både for installationerne, lærernes uddannelse samt for, hvordan det praktiske arbejde foregår. Denne lille oversigt er til brug ved indretning af laboratorier og ved forsøg i skoler. El og sikkerhed i skolen er udarbejdet af seminarielektor Christian Petresch og Erland Andersen, konsulent for EVU, El- og Vvs-branchens Uddannelsessekretariat. Henning Bøllehuus og Jan Sarup fra Sikkerhedsstyrelsen - www.sik.dk/- har gennemlæst og kommenteret manuskriptet. Mere information Du er altid velkommen til at kontakte Sikkerhedsstyrelsen samt EVU, El- og Vvs-branchens Uddannelsessekretariat for TEKNIQ Installatørernes Organisation, Dansk El-Forbund og Blik- og Rørarbejderforbundet EVU Højnæsvej 71, 2610 Rødovre tlf.: 3672 6400 - fax: 3672 6433 mail@sekretariat.evu.nu - www.evu.nu E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 1

Indhold 1. Indledning 2. Lovbestemmelser. 3. Er elektricitet farligt? 4. Hvad er HPFI-afbrydere? 5. Hvad er sikringer? 6. Hvad er SELV- og PELV spændinger? 7. Hvad er et elektrisk betjeningsrum? 8. Hvem må udføre og/eller arbejde på elektriske installationer for stærkstrøm? 9. Hvilken uddannelse skal folkeskolens fysiklærere have? 10. Hvad må folkeskoleelever udføre? 11. Hvad må udføres i almindelige klasselokaler? 12. Og hvad der skal udføres i elektriske betjeningsrum (laboratorier)? 13. Hvilket materiel skal der bruges? 14. Instrumenter. 15. Hvis ulykken sker. 16. Van der Graaff E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 2

1. Indledning I en artikel som nedenstående med et delvist juridisk indhold er det nødvendigt nøje at præcisere, hvad de vigtigste ord og begreber betyder, idet en manglende forståelse kan medføre utilsigtede ulykker. Artiklen omhandler regler for brug af elektricitet, specielt brug af elektriske apparater. Her er begreberne elektrisk strøm og elektrisk spænding samt elektrisk effekt nøglebegreber. Ofte anvendes der desværre andre betegnelser for disse nøglebegreber: elektrisk falder tit bort, så elektrisk strøm bare betegnes med strøm. Dette kan være særdeles forvirrende, specielt for uerfarne læsere. I bilag 1 er der samlet en række af sådanne betegnelser. Ved den elektriske spænding et sted (i verden) forstås den beliggenheds-/potentielle energi pr. ladning, der er på stedet forårsaget af de elektriske kræfter, der befinder sig i verden omkring dette sted 1). Elektrisk spænding måles således i J/C ( joule pr. coulomb), der forkortes V (volt). En elektrisk ladet partikels beliggenheds-/potentielle energi et sted beregnes let ved at gange partiklens elektriske ladning med den elektriske spænding på stedet. Når man kan operere med beliggenheds-/potentiel energi, er det nødvendigt at fastsætte et sted (i verden), hvor beliggenhedsenergien/den potentielle energi er nul for at kunne beregne eller måle beliggenhedsenergien/den potentielle energi et andet sted i verden. Men valget af nulpunkt for beliggenhedsenergien/ den potentielle energi er frit. Eksempel: På et almindeligt 1,5 V brunstenselement kan man enten vælge +polen eller polen til at have den elektriske spænding 0 V. Hvis man vælger polen til at have den elektriske spænding 0 V, har +polen den elektriske spænding 1,5 V. Hvis man vælger +polen til at have den elektriske spænding 0 V, har polen den elektriske spænding 1,5 V. Eksempel: Man måler den elektriske spænding et sted, A, i et elektrisk kredsløb ved at: 1. Vælge det sted i kredsløbet, hvor den elektriske spænding er nul. Frit valg. 2. Forbinde voltmeterets COM-indgang til ovenstående nul-sted med en ledning. 3. Forbinde voltmeterets V-indgang med sted A i kredsløbet med en ledning. Den elektriske spænding på sted A kan så aflæses på voltmeteret. 1. Et elektrisk felt er konservativt, dvs. energibevarende - derfor kan feltegenskaber beskrives ved en potentiel energi. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 3

Forskellen i elektrisk spænding mellem to steder A og B kaldes den elektriske spændingsforskel eller oftere bare spændingsforskellen mellem A og B. Bogstavet U er i elektricitetslæren reserveret til at angive størrelsen af en elektrisk spænding eller en elektrisk spændingsforskel. Den elektriske spænding på stedet A kan f.eks. angives som U(A) eller U A, og den elektriske spændingsforskel mellem stederne A og B kan f.eks. angives som U AB = U A U B. Den elektriske spændingsforskel mellem stederne A og B er interessant, da der er en sammenhæng mellem U AB, den elektriske modstand RAB i kredsløbet mellem A og B og den elektriske strømstyrke I i kredsløbet mellem A og B udtrykt ved Ohm s lov: U AB = I x R AB I de elektriske installationer, der anvendes i samfundet, fx elektrisk energi leveret fra elværker (kraftværker), bruges spændingen på en metalstang, nedbanket i jorden, som nulpunkt. Metalstangen kaldes et jordspyd med symbolet. Mange apparater skal jordes, dvs. have en forbindelse til et jordspyd. I trefasesystemer (3 faser og nul leder) måles fasernes elektriske spændingsforskel i forhold Fase T til nul-lederen. Nul - lederen er jordet ved den transformatorstation, der leverer de 3 faser og nul-lederen. Fase S Den elektriske spænding i en faseledning varierer sinusformet mellem 325 V og -325 V 50 gange i sekundet, dvs. med en periodetid på Fase R 20 ms. De enkelte faser R, S og T er indbyrdes forskudt 20/3 ms, dvs. en tredjedel periodetid. En sinusformet vekselspændings egenskaber Nulleder kan bl.a. beskrives ved den såkaldte effektivværdi U eff. For en faselednings elektriske spænding varierende sinusformet mellem 325 V og -325 V er U eff = 325/ V = 230 V. Volt 325 V Tid - 325 V 20 ms E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 4

2. Lovbestemmelser Stærkstrømsloven Fastsætter bestemmelser for elforsyningsanlæg med alle tilsluttede installationer og brugsgenstande, hvor spændingen er så høj eller strømstyrken så stor, at der kan opstå fare (berørings- eller brandfare). Du kan se loven på adressen: https://www.retsinformation.dk/forms/r0710.aspx?id=26436. Stærkstrømsbekendtgørelsen Her er fastsat nærmere bestemmelser, specielt Stærkstrømsbekendtgørelsens kapitel 6 omfatter bestemmelser om elektriske installationer (strømkredse), der forsynes ved nominelle spændinger til og med 1000 V vekselspænding (AC) eller 1500 V jævnspænding (DC). Du kan se loven på adressen: www.retsinformation.dk/forms/r0710.aspx?id=25862 Spændinger over 1000 V AC og 1500 V DC er højspænding og henhører under andre afsnit af Stærkstrømsbekendelsen. Se mere på Sikkerhedsstyrelsens hjemmeside: www.sik.dk/professionelle/el-branchen/love_og_regler - administrerer lovgivningen. 3. Er elektricitet farligt? Ja, elektricitet er farlig, kan endda være livsfarlig. Ved berøring af to dele med forskellig spænding løber der en strøm gennem kroppen. Vekselstrøm kan forårsage forbrænding, hjerteflimmer og hjertestop og kan give krampe i musklerne, således at man ikke kan slippe det berørte. Jævnstrøm kan forårsage brandsår, og chokvirkningen kan give hjertestop. Det er den elektriske strøms virkninger, der kan være dræbende, hvis strømstyrken bliver for stor (30 ma) over længere tid. Specielt ændringer i blodets surhedsgrad på grund af elektrolyse kan forårsage meget alvorlige skader. Når der arbejdes praktisk med el, skal det sikres, at ingen ikke utilsigtet kommer til at berøre spændingsførende dele. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 5

4. Hvad er HPFI-afbrydere 2 og 3? Det er en Højfølsom Fejlstrømsafbryder, der ved fejl afbryder den elektriske strøm. HPFI-afbryderen måler den samlede elektriske strømstyrke, der løber ind gennem HPFI-afbryderen, og sammenligner denne med den samlede elektriske strømstyrke, der løber ud gennem HPFI- afbryderen. Er forskellen større end 30 ma, afbryder HPFI-afbryderen øjeblikkeligt kredsløbet og kan derfor være med til at redde liv. Hvis den elektriske strømstyrke ind og ud gennem HPFI-afbryderen ikke er den samme, må der være dannet et kredsløb uden om HPFI- afbryderen, og dette forårsager en såkaldt fejlstrøm. En fejlstrøm kan opstå hvis der dannes en strømvej fra en faseledning gennem en person til en radiator, der er forbundet til jord. HPFI-afbryderen fungerer både ved vekselstrøm og for pulserende jævnstrøm. HPFI-afbryderen virker ikke som personbeskyttelse, hvis der sker en samtidig berøring af både fasen og nul-lederen. HPFI-afbryderen opfatter det som en belastning, noget som indgår i kredsløbet i hjemmet, og udkobler derfor ikke! HPFI-afbryderen bør afprøves mindst én gang om året. Det gøres ved at trykke på den lille knap (prøveknappen) på HPFI-afbryderen. Når man trykker på knappen, sluttes et fejlstrømskredsløb, og HPFI-afbryderen afbryder (forhåbentligt) strømmen, og man ved, at afbryderen virker. Afbryder HPFI-afbryderen ikke strømmen, er HPFI-afbryderen defekt, og man skal tilkalde den autoriserede elinstallatør for at finde fejlen i husets installation og udskifte HPFI-afbryderen. Ældre installationer har måske ikke en HPFI-afbryder, men en HFI-afbryder. Forskellen mellem de to afbrydere er, at HPFI-afbryderen også fungerer som fejlstrømssikring ved pulserende jævnstrøm, hvad en HFI-afbryder ikke gør. Alle installationer der er ændret/udført efter 1994 skal sikres med en HFIeller en HPFI-afbryder. 2. http://www.sik.dk/global/publikationer_og_blanketter/undervisningsmateriale/er%20 du%20el-tjekket/er_du_el-tjekket 7.-9._klasse_/Hvad_er_en_HPFI-afbryder_.html 3. http://www.sik.dk/global/presse/pressemeddelelser/tvungen_hpfi_afrbydere.html E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 6

5. Hvad er sikringer? Sikringer anvendes i kredsløb for at beskytte ledningerne i kredsløbet mod at bliver for varme, og for at der derfor kan opstå brand i ledningerne og ledningernes omgivelser. Endvidere beskytter sikringer materialet ved kortslutning. Opvarmningen af ledningerne skyldes, at ledninger yder elektrisk modstand mod den elektriske strøm. Tynde ledninger har større modstand (pr. meter) end tykke ledninger. De sikringer, der anvendes i husinstallationer (230 V-AC) kan tåle enten 6 A, 10 A, 13 A eller 16 A. Denne strømstyrke kaldes sikringens mærkestrøm. Til højre ses en 16 A sikring selve sikringstråden af kobber eller sølv kan ses stikke ud under de to metalkapper foroven og forneden. Som omtalt ovenfor varmes sikringstråden op, når den elektriske strøm går gennem den. Temperaturen stiger, indtil varmetilførslen og afkølingen til omgivelserne er lige store. Bliver strømstyrken for stor, stiger temperaturen op over sikringstrådens smeltepunkt sikringstråden smelter på et sted. Vi siger, at sikringen er brændt over og afbryder den elektriske strøm i det kredsløb, sikringen skal beskytte. I husinstallationen afpasser den autoriserede elinstallatør sikringens mærkestrøm efter ledningstværsnittet, og det må ikke ændres. Dog er det muligt i nødstilfælde at isætte en sikring i sikringsholderen med mindre mærkestrøm end den oprindelige. Sikringsholderen og sikringerne er konstrueret, så det modsatte ikke er muligt. Brug aldrig uoriginale eller selvlavede sikringer faren for brand er stor. 6. Hvad er SELV- OG PELV spændinger 4? SELV: Safety Extra Low Voltage og PELV: Protective Extra Low Voltage er spændinger, der ikke overstiger 50 volt vekselspænding (AC) eller 120 volt jævnspænding (DC), og som derfor normalt ikke er berøringsfarlige. De kan fx komme fra en sikkerhedstransformer, der opfylder standarden EN 60 742. SELV- og PELV-spændinger over 25 volt AC og over 60 volt DC kan være berøringsfarlige og skal derfor være beskyttet mod direkte berøring, fx ved at ledningerne er isolerede, at stikkene er med fast kappe m.m. I hverken SELV- eller PELV-strømkredse må stikpropper kunne isættes i stikkontakter hørende til andre spændingssystemer. Det betyder, at såfremt der i SELV- og PELV- strømkredse anvendes ledninger med bananstik, må de ikke være med uisolerede 4 mm bananstik, der kan isættes 230 V stikkontakter. Under 25 volt AC og 60 volt DC skal der anvendes ledninger med 2 mm bananstik eller bedst ledninger med isolerede bananstik med fast kappe som den gule ledning på figuren til højre. 4. http://www.sik.dk/professionelle/andre/index. aspx?id=03e3c7bf-fa1e-4d03-9493-9cfafc52a467 E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 7

7. Hvad er et elektrisk betjeningsrum? Elektriske betjeningsrum er rum eller områder, der tjener til drift og betjening af elektrisk udstyr, som kun må betjenes af sagkyndige eller instruerede personer. Udstyr, der skal betjenes under normal drift, skal være anbragt således, at der under betjeningen eller udskiftningen ikke er fare for utilsigtet berøring af spændingsførende dele. Såfremt elektriske installationer og materiel ikke opfylder de almindelige installations- og konstruktionsbestemmelser og yder komplet beskyttelse mod direkte berøring (det gør fx prøveledninger med uisolerede bananstik ikke), må de kun anvendes i elektriske betjeningsrum. SELV- og PELV-strømkredse under 25 volt DC og 60 volt AC er dog undtaget fra denne bestemmelse. Laboratorier, prøvestande og lignende henhører under elektriske betjeningsrum. I elektriske betjeningsrum er der kun adgang for elever, når der er instruerede eller sagkyndige personer til stede. 8. Hvem må udføre og/eller arbejde på elektriske installationer for stærkstrøm? Jf. Elinstallatørloven er det kun autoriserede elinstallatører, der må udføre og/eller arbejde på elektriske installationer for stærkstrøm. 9. Hvad må private og elever? Private må foretage reparation af stikkontakttilsluttede elektriske maskiner, brugsgenstande og hjælpeapparater, når de er frakoblet installationen, medens reparationen foregår. Gode råd om hjemmets elinstallationer kan findes her: www.lk.dk/public/download/brochure/107617%20el%20sikkerhed.pdf Alle regler kan findes på Sikkerhedsstyrelsens hjemmeside: www.sik.dk/ For alt arbejde gælder det, at vedkommende, der udfører arbejdet, skal have fornødent kendskab til det. Herudover er der aldersbegrænsning, idet arbejde på eller nær ved elektriske installationer under spænding kun må udføres af fagfolk, der er fyldt 18 år. Betjening af prøvetavler i forbindelse med afprøvning af brugsgenstande under spænding kan udføres af personer, der er under uddannelse og er fyldt 16 år, når de er instrueret og under opsyn af en sagkyndig person. Elever i folkeskolen må ikke arbejde med prøvetavler eller elektriske installationer. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 8

10. Hvilken uddannelse skal folkeskolens fysik-/kemilærere have? De behøver ikke at være elektroteknikere (sagkyndige), men de skal have en uddannelse, både teoretisk og praktisk, så de er i stand til at forudse og undgå de farer, som brugen af elektricitet kan medføre. En person, fx en lærer, som har gennemgået et kursus i elsikkerhed, er en instrueret person. En linjefagsuddannelse i fysik/kemi er derfor ikke nok, med mindre der i linjefaget også indgår et elsikkerhedskursus. 11. Hvad må folkeskoleelever? Folkeskoleelever må kun udføre praktisk arbejde ved opstillinger/forsøg, hvor der optræder maksimum 25 volt vekselspænding (SELV og PELV) eller 60 volt jævnspænding. Der kan etableres 230 volt stikkontakter ved elevpladserne, hvis nedenstående regler følges nøje. Det er tilladt eleverne at sætte almindelige CE-mærkede apparater, fx elbokse, måleapparater mv. med stikprop til stikkontakter. Laboratoriets stikkontakter til 230 volt skal beskyttes med en højfølsom fejlstrømsafbryder ( HFI/HPFI ) Stikkontakterne skal være pillesikre. Netspænding 230 V-AC må ikke forekomme i åbne opstillinger. Det er IKKE tilladt at anvende 4 mm blanke/uisolerede bananstik. Bøsninger og 4 mm bananstik skal have en fast beskyttelseskrave. Generelt skal elinstallationerne opfylde kravene i stærkstrømsbekendtgørelsen. Det er de ansvarlige for skolen (kommunen/bestyrelsen eller lign.), der skal lave en risikovurdering af, hvordan man vil sikre sig mod de farer, der kan opstå under arbejdet med el. Denne risikovurdering kan bl.a. indeholde: - Skal der være nødstop, som afbryder 230 volt forsyningen til stikkontakterne? - Skal 230 volt forsyningen til stikkontakterne kun være tilsluttet, når nøglen sidder i hovedafbryderen? - Hvilke personer, der kan få udleveret nøglen til elforsyningens hovedafbryder? - Skal der være en advarselslampe, som kan ses overalt i lokalet, der indikerer, at 230 V forsyningen er tilsluttet stikkontakterne? - Om gamle instrumenter, indkøbt før standarden IEC 1010 blev indført, er sikre at anvende E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 9

Trefaset vekselspænding (400 V-AC ) er tilladt ved lærerarbejdspladserne. Normalt er 400 V-AC ikke tilladt ved elevarbejdspladserne, men det kan indgå i en risikovurdering. Generelt gælder det, at arbejdet skal tilrettelægges så hensigtsmæssigt og fornuftigt som muligt, så ulykker undgås. Derfor vil fx forlængerledninger ved praktisk laboratoriearbejde være uhensigtsmæssige og kan meget nemt udgøre en fare. I nyindrettede lokaler og ved ombygninger skal stikkontakten være forsynet med en beskyttelsesleder, jordledning. 12. Hvad må udføres i almindelige klasselokaler? I almindelige klasselokaler må der kun arbejdes med sikkerhedsspændinger (SELV- og PELV-spændinger). Hvis der skal arbejdes med el i almindelige klasselokaler, kan man anvende batterier eller godkendte strømforsyninger, der max. kan give 25 V-AC og 60 V-DC. Alt andet skal udføres i elektriske betjeningsrum (laboratorier). 13. Hvilket materiel skal der bruges? Folkeskoleelever må ikke have mulighed for at arbejde med, berøre eller komme i nærheden af forsøg eller opstillinger, som har spændingsførende dele på mere end 25 volt vekselspænding eller 60 volt jævnspænding. Til prøveledninger kan der fx anvendes 4 mm bananstik med beskyttende fast kappe. 14. Instrumenter Instrumenter indkøbt efter 2003 skal være udført i ht. standarden IEC 1010. 15. Hvis ulykken sker? - Stands om muligt ulykken. - Rør aldrig ved den tilskadekomne, før spændingen er afbrudt. - Tryk på nødstoppet. - Såfremt der ikke er nødstop (nødafbryder), så afbryd spændingen ved stikkontakten. - Giv førstehjælp. - Tilkald hjælp. - Ved alle ulykker med 230 volt AC skal den tilskadekomne på sygehus/hospital til undersøgelse. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 1 0

16. Van de Graaff Det er tilladt at oplade eleverne elektrisk med en Van de Graaff, hvis nedenstående nøje følges. - Van de Graaff generatoren må højest kunne afgive en elektrisk strøm på 10 mikroampere. - Eleverne må under ingen omstændigheder få et elektrisk stød. - Eleverne skal nøje instrueres om forløbet, og det er frivilligt for eleverne at deltage. - Eleven skal placeres isoleret fra gulvet, borde og andet. - Van de Graaff generatoren skal være afladt fra start. Når forsøget er færdigt, stoppes Van de Graaff generatoren. Når den er stoppet helt, skal eleven aflades på følgende måde: - Læreren og eleven holder i hver sin ende af en mindst 1 m lang trælineal eller lignende dårlig elektrisk leder. - Lærerens hånd flyttes nu langsomt hen mod elevens hånd, og når afstanden mellem elevens og lærerens hånd er mellem 5 og 10 cm, holdes hænderne stille, og læreren iagttager elevens hår. - Når håret er normalt, kan elevens og lærerens hånd røre ved hinanden uden fare for at trække en gnist, hvorefter eleven er afladt og kan træde ned på gulvet. Det er under ingen omstændigheder tilladt at give elever eller andre elektriske stød. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 1 1

Herunder er der en række eksempler på tilladt - og forbudt laboratorieudstyr til el Laboratorieledning med beskyttelseskappe er tilladt at anvende i et laboratorie. Japanerledninger er tilladte, når de sætttes ind i SELV eller PELV kredse hvis spændingen ikke overstiger 25 AC eller 60 V DC. Krokodillenæb skal være isolerede, hvis spændingen er over 25 V AC eller 60 V DC. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 1 2

Ledninger med almindelige bananstik må IKKE anvendes i et laboratorie Stikkene skal være enten være 2 mm eller udformet så de ikke kan sættes i en stikkontakt. Laboratorieledninger med beskyttelseskappe er tilladte. Bøsninger skal være udformet som sikkerhedsbøsninger. Man må ikke kunne berøre spændingsførende dele. E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 1 3

Orientering om ledningsfarver De ledningsfarver der anvendes ved elinstallationer har skiftet gennem tiderne. Tidligere var den sorte 0. I dag er det den lyseblå. Fra venstre mod højre er ledningsfarverne: Brun Sort Sort med hvid stribe Lyseblå Gul/grøn Fase Fase Fase 0 Beskyttelsesledning E L O G S I K K E R H E D I S K O L E N 1 4