Λύσεις — Κεφ.5 Προστασία από τις Τάσεις Επαφής (σελ. 224-230) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις των ασκήσεων του σχολικού βιβλίου (σελ. 224-230).

Ομάδα Α — σελ. 224-226

Άσκηση Α.1 — σελ. 224

Εκφώνηση. Η τάση επαφής υποδηλώνει τη διαφορά δυναμικού μεταξύ φάσης και γης. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ρώτα: η τάση επαφής υπάρχει πάντα ή μόνο όταν υπάρχει βλάβη;

Λύση.

• Η τάση φάσης–γης είναι η κανονική τάση του δικτύου (230 V) και υπάρχει μονίμως, σε κάθε υγιή εγκατάσταση.
• Η τάση επαφής είναι η τάση που εμφανίζεται ανάμεσα στα προσιτά μεταλλικά μέρη μιας συσκευής και τη γη — δηλαδή αυτή στην οποία εκτίθεται ο άνθρωπος που τα αγγίζει.
• Εμφανίζεται μόνο σε περίπτωση βλάβης (καταστροφή μόνωσης). Σε υγιή συσκευή η τάση επαφής είναι μηδέν.
• Άρα τα δύο μεγέθη είναι διαφορετικά.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Η διάκριση δεν είναι σχολαστικότητα: όλη η προστασία του κεφαλαίου στοχεύει στο να κρατά την τάση επαφής κάτω από 50 V, ενώ η τάση φάσης–γης παραμένει 230 V.
• Η τάση επαφής δεν είναι καν ίση με την τάση φάσης σε βλάβη — εξαρτάται από τον καταμερισμό ανάμεσα στην αντίσταση γείωσης και τις υπόλοιπες αντιστάσεις του βρόχου.

Άσκηση Α.2 — σελ. 224

Εκφώνηση. Η τάση επαφής είναι επικίνδυνη, όταν ξεπερνά τα 230V. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Το όριο κινδύνου είναι πολύ χαμηλότερο από την τάση του δικτύου — αλλιώς δεν θα χρειαζόταν καμία προστασία σε οικιακή εγκατάσταση.

Λύση.

• Το βιβλίο: «Το εναλλασσόμενο ρεύμα γίνεται επικίνδυνο πάνω από τα 50 V, ενώ το συνεχές ρεύμα γίνεται επικίνδυνο πάνω από τα 120 V».
• Επίσης, οι Κανονισμοί ορίζουν ότι τάση μεγαλύτερη των 50 V πρέπει να διακόπτεται μέσα σε 5 sec.
• Τα 230 V είναι η τάση του δικτύου — πολύ πάνω από το όριο κινδύνου.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Αν το όριο ήταν 230 V, τότε καμία οικιακή εγκατάσταση δεν θα χρειαζόταν προστασία. Η ίδια η ύπαρξη του κεφαλαίου το διαψεύδει.
• Θυμήσου και τη σχέση με την αντίσταση: στα 50 V η αντίσταση σώματος είναι 2000 Ω, άρα \(I = 50/2000 = 25\ \mathrm{mA}\) — ήδη επικίνδυνο ρεύμα για την καρδιά.
• Το εναλλασσόμενο είναι πιο επικίνδυνο από το συνεχές — γι' αυτό το όριό του είναι χαμηλότερο (50 έναντι 120 V).

Άσκηση Α.3 — σελ. 224

Εκφώνηση. Η τάση επαφής εμφανίζεται στα μεταλλικά μέρη μιας συσκευής, όταν καταστραφεί η μόνωση ενός ρευματοφόρου αγωγού. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Είναι ο μηχανισμός γένεσης της τάσης επαφής. Πώς αλλιώς θα έφτανε τάση στο περίβλημα;

Λύση.

• Σε υγιή συσκευή, το περίβλημα είναι ηλεκτρικά απομονωμένο από τους ρευματοφόρους αγωγούς μέσω της μόνωσης.
• Αν η μόνωση καταστραφεί και ο αγωγός φάσης ακουμπήσει στο μεταλλικό περίβλημα, το περίβλημα βρίσκεται υπό τάση.
• Τότε εμφανίζεται τάση επαφής ανάμεσα στο περίβλημα και τη γη — και όποιος το αγγίξει κινδυνεύει.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Αυτό ακριβώς περιγράφει και η άσκηση 1 της Ομάδας Γ (το ψυγείο με τα πλαστικά στηρίγματα).
• Η γείωση προστασίας υπάρχει ακριβώς γι' αυτό το ενδεχόμενο: δίνει στο ρεύμα σφάλματος διαδρομή προς τη γη, ώστε να πέσει η ασφάλεια πριν αγγίξει κανείς.

Άσκηση Α.4 — σελ. 224

Εκφώνηση. Η τάση επαφής εμφανίζεται μόνο σε μονοφασικές συσκευές. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Το φαινόμενο εξαρτάται από τη βλάβη της μόνωσης, όχι από τον αριθμό των φάσεων.

Λύση.

• Η τάση επαφής εμφανίζεται όποτε ένας ρευματοφόρος αγωγός έρθει σε επαφή με προσιτό μεταλλικό μέρος.
• Αυτό μπορεί να συμβεί εξίσου σε μονοφασική ή σε τριφασική συσκευή — και στην τριφασική είναι επικινδυνότερο, γιατί η πολική τάση είναι 400 V.
• Το ίδιο το βιβλίο πραγματεύεται την προστασία τριφασικών κινητήρων με άμεση γείωση (Σχήμα 5.3β) και αναφέρεται σε τετραπολικά ρελέ προστασίας για τριφασικά δίκτυα.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Η άσκηση 17 της ίδιας Ομάδας μιλά ρητά για «μεταλλικό περίβλημα ηλεκτρικού κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος, όπου σημειώνεται διαρροή» — απόδειξη ότι το φαινόμενο δεν περιορίζεται στα μονοφασικά.

Άσκηση Α.5 — σελ. 224

Εκφώνηση. Η γείωση λειτουργίας συνδέεται με τα μεταλλικά περιβλήματα των συσκευών. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Τρία είδη γειώσεων, τρεις διαφορετικοί σκοποί. Ποιο από τα τρία αφορά τα περιβλήματα;

Λύση.

• Γείωση λειτουργίας: γείωση τμήματος που ανήκει στο κύκλωμα λειτουργίας — π.χ. ο ουδέτερος των γεννητριών ή των μετασχηματιστών που συνδέονται σε αστέρα.
• Γείωση προστασίας: γείωση μεταλλικών τμημάτων που ΔΕΝ ανήκουν στο κύκλωμα λειτουργίας, «όπως τα μεταλλικά περιβλήματα των ηλεκτρικών συσκευών».
• Άρα τα περιβλήματα αφορούν τη γείωση προστασίας, όχι λειτουργίας.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Το διακριτικό κριτήριο είναι απλό: ανήκει ή δεν ανήκει στο κύκλωμα λειτουργίας; Ο ουδέτερος άγει ρεύμα κανονικά → λειτουργίας. Το περίβλημα δεν πρέπει ποτέ να άγει → προστασίας.
• Η τρίτη γείωση, η ασφαλείας, αφορά τους κεραυνούς (μεταλλικό πλαίσιο κτιρίου, πυλώνες).

Άσκηση Α.6 — σελ. 224

Εκφώνηση. Η γείωση προστασίας συνδέεται με τη γείωση ασφαλείας για μεγαλύτερη προστασία. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ακούγεται λογικό — «περισσότερη γείωση, περισσότερη ασφάλεια». Αλλά το βιβλίο έχει ρητή λίστα απαγορεύσεων. Έλεγξέ την.

Λύση.

• Το βιβλίο απαριθμεί τι απαγορεύεται να χρησιμοποιηθεί για γείωση προστασίας:
• 1. οι σωλήνες θέρμανσης και ζεστού νερού · 2. οι σωλήνες αεριόφωτος · 3. οι γραμμές γείωσης των κυκλωμάτων ασθενών ρευμάτων · 4. οι γραμμές γείωσης των αλεξικέραυνων.
• Οι γραμμές γείωσης των αλεξικέραυνων είναι ακριβώς η γείωση ασφαλείας (διοχέτευση ρευμάτων κεραυνού).
• Άρα η σύνδεση των δύο απαγορεύεται.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Ο λόγος είναι σοβαρός και αντι-διαισθητικός: κατά την πτώση κεραυνού, η γείωση ασφαλείας ανεβάζει στιγμιαία το δυναμικό της σε πολύ υψηλές τιμές. Αν ήταν συνδεδεμένη με τη γείωση προστασίας, αυτό το δυναμικό θα μεταφερόταν στα περιβλήματα όλων των συσκευών μέσα στο σπίτι.
• Δηλαδή η «επιπλέον προστασία» θα μετέτρεπε τον κεραυνό σε τάση επαφής σε κάθε πρίζα και συσκευή — ακριβώς το αντίθετο από το ζητούμενο.

Άσκηση Α.7 — σελ. 224

Εκφώνηση. Όταν αγγίζουμε ρευματοφόρο αγωγό με το αριστερό χέρι, είναι πιο επικίνδυνο από το αν τον αγγίζαμε με το δεξί χέρι. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Το κρίσιμο δεν είναι πού μπαίνει το ρεύμα, αλλά από πού περνά. Πού βρίσκεται η καρδιά;

Λύση.

• Η ηλεκτροπληξία είναι «η δίοδος ηλεκτρικού ρεύματος από το ανθρώπινο σώμα» και μπορεί να «διαταράξει τη λειτουργία του μυοκαρδίου» οδηγώντας σε καρδιακή ανακοπή.
• Η καρδιά βρίσκεται στην αριστερή πλευρά του θώρακα.
• Με επαφή στο αριστερό χέρι, η διαδρομή του ρεύματος προς τη γη (μέσω των ποδιών) περνά πολύ κοντά ή μέσα από την καρδιά.
• Με επαφή στο δεξί χέρι, η διαδρομή απομακρύνεται από την καρδιά.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Το ίδιο σκεπτικό λύνει και την άσκηση 17, όπου ζητείται η λιγότερο επικίνδυνη επαφή.
• Πρακτικός κανόνας των ηλεκτρολόγων: όταν εργάζεσαι κοντά σε ενεργά μέρη, κρατάς το αριστερό χέρι στην τσέπη — ώστε να μην κλείσει ποτέ διαδρομή χέρι-προς-χέρι μέσα από τον θώρακα.
• Το βιβλίο αναφέρει ότι οι τιμές αντίστασης του IEC αφορούν τις χειρότερες συνθήκες, «από χέρι σε χέρι ή από χέρι σε πόδι» — και οι δύο περνούν από τον κορμό.

Άσκηση Α.8 — σελ. 225

Εκφώνηση. Από το ηλεκτρικό ρεύμα κινδυνεύουμε περισσότερο, όσο μικρότερη είναι η αντίσταση του σώματός μας. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Καθαρή εφαρμογή του νόμου του Ohm. Γράψε τη σχέση και δες τι κάνει το \(R\) στον παρονομαστή.

Λύση.

• Το ρεύμα που περνά από το σώμα δίνεται από τη σχέση \(I = U / R\).
• Το \(R\) βρίσκεται στον παρονομαστή: όσο μικραίνει το \(R\), τόσο μεγαλώνει το \(I\).
• Ο κίνδυνος καθορίζεται από την ένταση του ρεύματος που διαπερνά το σώμα — «το μέγεθος του χτυπήματος εξαρτάται από την ένταση του ρεύματος που περνά από το σώμα».
• Άρα μικρότερη αντίσταση → μεγαλύτερο ρεύμα → μεγαλύτερος κίνδυνος.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Αριθμητικά, με τάση επαφής 50 V: με \(R = 2000\ \Omega\) → \(I = 25\ \mathrm{mA}\)· αν το δέρμα βραχεί και το \(R\) πέσει στα \(1000\ \Omega\) → \(I = 50\ \mathrm{mA}\). Διπλάσιο ρεύμα από την ίδια τάση.
• Γι' αυτό οι υγροί χώροι είναι τόσο επικίνδυνοι — και γι' αυτό απαιτούν στεγανά υλικά και ρελέ υψηλής ευαισθησίας.

Άσκηση Α.9 — σελ. 225

Εκφώνηση. Η αντίσταση του σώματός μας ελαττώνεται σε περίοδο καύσωνα. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Τι κάνει το σώμα σε καύσωνα, και πώς επηρεάζει αυτό το δέρμα;

Λύση.

• Η αντίσταση του σώματος εξαρτάται κυρίως από «την υγρασία του δέρματος» και «την ποιότητα του δέρματος».
• Σε καύσωνα το σώμα ιδρώνει έντονα, ώστε να ψυχθεί.
• Ο ιδρώτας κάνει το δέρμα υγρό και είναι αγώγιμος (περιέχει άλατα).
• Το βιβλίο: για στεγνό δέρμα οι αντιστάσεις «περίπου διπλασιάζονται», ενώ για βρεγμένο είναι «σημαντικά μικρότερες».
• Άρα σε καύσωνα η αντίσταση ελαττώνεται — και ο κίνδυνος αυξάνεται.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Συνδυάζεται άμεσα με την προηγούμενη άσκηση: μικρότερη αντίσταση → μεγαλύτερο ρεύμα → μεγαλύτερος κίνδυνος.
• Πρακτικά: οι εργασίες σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις υπό συνθήκες ζέστης και ιδρώτα απαιτούν αυξημένη προσοχή και στεγνά μονωτικά γάντια.
• Το βιβλίο δίνει και σχετικό παράδειγμα: «τα στεγνά χέρια ενός εργάτη παρουσιάζουν μεγαλύτερη αντίσταση από τα στεγνά χέρια ενός υπαλλήλου» — παίζει ρόλο και το πάχος του δέρματος.

Άσκηση Α.10 — σελ. 225

Εκφώνηση. Όσο πιο σφιχτά κρατάμε έναν αγωγό, τόσο μεγαλύτερη αντίσταση παρουσιάζουμε στη δίοδο του ηλεκτρικού ρεύματος. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Σκέψου την επιφάνεια επαφής. Τι της κάνει το σφιχτό κράτημα;

Λύση.

• Η αντίσταση επαφής εξαρτάται από την επιφάνεια και την πίεση της επαφής.
• Όσο πιο σφιχτά κρατάμε, τόσο μεγαλύτερη η επιφάνεια επαφής και τόσο μεγαλύτερη η πίεση — άρα τόσο μικρότερη η αντίσταση.
• Μικρότερη αντίσταση → μεγαλύτερο ρεύμα → μεγαλύτερος κίνδυνος.
• Η πρόταση ισχυρίζεται το αντίθετο, άρα είναι λάθος.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Υπάρχει και δεύτερος, σοβαρότερος λόγος: το εναλλασσόμενο ρεύμα προκαλεί τετανική σύσπαση των μυών. Το θύμα σφίγγει ακούσια τη γροθιά του γύρω από τον αγωγό και δεν μπορεί να τον αφήσει — που με τη σειρά του μειώνει κι άλλο την αντίσταση. Φαύλος κύκλος.
• Γι' αυτό η πρώτη ενέργεια σε ηλεκτροπληξία είναι να διακοπεί το ρεύμα (άσκηση 18) — το θύμα συχνά δεν μπορεί να απεμπλακεί μόνο του.
• Το ίδιο εξηγεί και την άσκηση 17: η επαφή με το εξωτερικό μέρος της παλάμης είναι ασφαλέστερη, γιατί η σύσπαση απομακρύνει το χέρι αντί να το γραπώνει.

Άσκηση Α.11 — σελ. 225

Εκφώνηση. Στην Αττική, ο αγωγός προστασίας συνδέεται στο κάτω μέρος του μετρητή της ΔΕΗ με τον ουδέτερο. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Η Αττική είναι η εξαίρεση του ελληνικού δικτύου. Ποια μέθοδο εφαρμόζει η ΔΕΗ εκεί;

Λύση.

• Ο κανόνας: «Η μέθοδος προστασίας της ουδετέρωσης εφαρμόζεται από τη ΔΕΗ σε όλη την Ελλάδα, εκτός από το Λεκανοπέδιο Αττικής. Στο Λεκανοπέδιο Αττικής εφαρμόζεται η μέθοδος της άμεσης γείωσης».
• Όπου ισχύει ουδετέρωση (δηλαδή παντού εκτός Αττικής), «ο αγωγός γείωσης συνδέεται στο κάτω μέρος του μετρητή με τον ουδέτερο του δικτύου».
• Αντίθετα: «Εάν στην περιοχή εφαρμόζεται η άμεση γείωση (Λεκανοπέδιο Αττικής), η σύνδεση με τον ουδέτερο ΔΕΝ πραγματοποιείται».
• Η πρόταση περιγράφει την Αττική με τον κανόνα της υπόλοιπης Ελλάδας.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Είναι κλασική παγίδα: η πρόταση είναι σωστή για όλη την Ελλάδα εκτός από τον τόπο που αναφέρει.
• Θυμήσου επίσης: «Άλλη σύνδεση του ουδέτερου με τον αγωγό γείωσης εντός της εγκατάστασης, εκτός από αυτή στην είσοδο της παροχέτευσης, απαγορεύεται».
• Στην Αττική, η άμεση γείωση είναι «η μόνη μέθοδος γενικής προστασίας» — γι' αυτό και η άσκηση 14 ρωτά πού χρειάζεται η μεγαλύτερη προσοχή στην κατασκευή της γείωσης.

Άσκηση Α.12 — σελ. 225

Εκφώνηση. Τα χαρακτηριστικά των μηχανισμών προστασίας μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης (αυτόματες ασφάλειες) επηρεάζουν την απαιτούμενη τιμή της αντίστασης γείωσης. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Γράψε τη σχέση υπολογισμού της αντίστασης γείωσης και δες ποιο μέγεθος εμφανίζεται μέσα της.

Λύση.

• Η απαιτούμενη αντίσταση γείωσης δίνεται από τη σχέση \(R = \dfrac{50}{I_S}\).
• Το \(I_S\) είναι «το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να περάσει για 5 δευτερόλεπτα το πολύ, χωρίς να διακόψει η ασφάλεια το κύκλωμα», και ισχύει \(I_S = 3 I_N\).
• Το \(I_N\) είναι το ονομαστικό ρεύμα της ασφάλειας — δηλαδή χαρακτηριστικό του μηχανισμού προστασίας.
• Άρα η απαιτούμενη \(R\) εξαρτάται άμεσα από την ασφάλεια που προστατεύει τη γραμμή.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Το παράδειγμα του βιβλίου: ασφάλεια 25 A → \(I_S = 75\ \mathrm{A}\) → \(R < 50/75 = 0{,}66\ \Omega\).
• Η σχέση είναι αντιστρόφως ανάλογη: μεγαλύτερη ασφάλεια απαιτεί μικρότερη αντίσταση γείωσης. Λογικό — μεγαλύτερη ασφάλεια χρειάζεται μεγαλύτερο ρεύμα σφάλματος για να πέσει, άρα καλύτερη διαδρομή προς τη γη.
• Γι' αυτό δεν αρκεί να πεις «η γείωση είναι καλή». Η ερώτηση είναι πάντα: καλή για ποια ασφάλεια;

Άσκηση Α.13 — σελ. 225

Εκφώνηση. Σε ένα δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, οι αγωγοί προστασίας έναντι των κεραυνών τοποθετούνται κάτω από τους αγωγούς των φάσεων. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ο προστατευτικός αγωγός πρέπει να δεχτεί ο ίδιος τον κεραυνό, ώστε να μην τον δεχτούν οι φάσεις. Πού πρέπει να βρίσκεται για να το πετύχει;

Λύση.

• Ο κεραυνός ακολουθεί «τον συντομότερο και τον πιο εύκολο δρόμο διαφυγής προς γη, μέσω κορυφών».
• Για να αναχαιτίσει τον κεραυνό, ο αγωγός προστασίας πρέπει να είναι το ψηλότερο σημείο — δηλαδή πάνω από τους αγωγούς των φάσεων.
• Την ίδια αρχή εφαρμόζει και το αλεξικέραυνο των κτιρίων: οι ακίδες του «πρέπει να προεξέχουν από το ψηλότερο σημείο της οικοδομής τουλάχιστον 30 cm».
• Αν οι αγωγοί προστασίας τοποθετούνταν κάτω από τις φάσεις, ο κεραυνός θα χτυπούσε πρώτα τις φάσεις — η προστασία θα ήταν άχρηστη.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Ο μηχανισμός λέγεται κώνος προστασίας: ο ψηλότερος γειωμένος αγωγός «σκιάζει» μια κωνική περιοχή κάτω από αυτόν, μέσα στην οποία προστατεύονται οι φάσεις.
• Το ίδιο σκεπτικό εξηγεί γιατί οι πυλώνες γραμμών μεταφοράς έχουν γείωση ασφαλείας (βλ. τα τρία είδη γειώσεων).

Άσκηση Α.14 — σελ. 225

Εκφώνηση. Ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης πρέπει να δίνει μεγαλύτερη προσοχή στην κατασκευή της γείωσης: α) στην Αθήνα β) στη Θεσσαλονίκη γ) στην Πάτρα δ) στο Ηράκλειο

Σκέψη. Δεν είναι ερώτηση γεωγραφίας — είναι ερώτηση μεθόδου προστασίας. Πού διαφέρει το σύστημα της ΔΕΗ;

Λύση.

• Η ουδετέρωση εφαρμόζεται σε όλη την Ελλάδα εκτός από το Λεκανοπέδιο Αττικής.
• Θεσσαλονίκη, Πάτρα και Ηράκλειο βρίσκονται εκτός Αττικής → εκεί ισχύει η ουδετέρωση, δηλαδή υπάρχει η επιπλέον διαδρομή προστασίας μέσω του ουδέτερου.
• Η Αθήνα ανήκει στο Λεκανοπέδιο Αττικής → εκεί επιβάλλεται η άμεση γείωση ως «η μόνη μέθοδος γενικής προστασίας».
• Όταν η γείωση είναι η μόνη προστασία, η ποιότητα κατασκευής της γίνεται κρίσιμη — δεν υπάρχει δεύτερο δίχτυ ασφαλείας.

Απάντηση. Σωστό το α) στην Αθήνα.

Πρόσεξε:

• Η φράση-κλειδί του βιβλίου είναι το «η μόνη μέθοδος γενικής προστασίας». Εκεί στηρίζεται όλη η απάντηση.
• Πρακτικά: στην Αττική, μια κακοκατασκευασμένη γείωση με υψηλή αντίσταση σημαίνει ότι σε βλάβη η ασφάλεια δεν θα πέσει και το περίβλημα θα μείνει υπό τάση. Με ουδετέρωση, ο ουδέτερος θα εξασφάλιζε ούτως ή άλλως το ρεύμα σφάλματος.
• Δευτερεύων παράγοντας που ενισχύει την απάντηση: το έδαφος της Αττικής είναι σε πολλές περιοχές βραχώδες, άρα δυσκολότερο για επίτευξη χαμηλής αντίστασης γείωσης.

Άσκηση Α.15 — σελ. 226

Εκφώνηση. Σε παλιά εγκατάσταση, όπου δεν υπάρχει αγωγός προστασίας στο καλώδιο τροφοδοσίας μιας συσκευής, θα συνδέσουμε μονωμένο χάλκινο αγωγό για προστασία με διατομή: α) 2,5 mm² β) 6 mm² γ) ίση με αυτή του αγωγού φάσης δ) μεγαλύτερη από αυτή του αγωγού φάσης

Σκέψη. Πρόσεξε δύο λέξεις-κλειδιά της εκφώνησης: μονωμένος και το ότι τοποθετείται ξεχωριστά από το καλώδιο τροφοδοσίας.

Λύση.

• Το βιβλίο (άρθρο 20 του Κανονισμού): «ο μονωμένος αγωγός γείωσης μπορεί να τοποθετείται ανεξάρτητα από τους αγωγούς τροφοδοσίας, η διατομή του όμως δεν μπορεί να είναι μικρότερη των 2,5 mm²».
• Εδώ ακριβώς περιγράφεται η κατάσταση: παλιό καλώδιο χωρίς αγωγό προστασίας, άρα ο αγωγός γείωσης θα τοποθετηθεί ανεξάρτητα.
• Άρα η ελάχιστη διατομή είναι 2,5 mm².

Απάντηση. Σωστό το α) 2,5 mm².

Πρόσεξε:

• Η επιλογή β) 6 mm² είναι η πιο επικίνδυνη παγίδα: τα 6 mm² υπάρχουν στον Κανονισμό, αλλά αφορούν τον ΓΥΜΝΟ χάλκινο αγωγό γείωσης («τότε αυτός πρέπει να έχει διατομή τουλάχιστον 6 mm² και να μην εκτίθεται σε μηχανικές βλάβες»). Η εκφώνηση λέει ρητά μονωμένο.
• Οι επιλογές γ και δ αφορούν τον κανόνα του Κεφ.5 για αγωγό μέσα στο ίδιο καλώδιο (ίδια διατομή μέχρι τα 16 mm²) — δεν ισχύουν για ανεξάρτητα τοποθετημένο αγωγό.
• Δηλαδή και οι τρεις λάθος επιλογές είναι σωστές τιμές σε άλλο πλαίσιο. Η ερώτηση ελέγχει αν διαβάζεις ποιο πλαίσιο ισχύει.

Άσκηση Α.16 — σελ. 226

Εκφώνηση. Η διατομή του αγωγού προστασίας ή γείωσης είναι ίση με τη διατομή του αγωγού φάσης μέχρι τα: α) 6 mm² β) 10 mm² γ) 16 mm² δ) 25 mm²

Σκέψη. Είναι σταθερό όριο του Κανονισμού. Πάνω από αυτό, ο αγωγός προστασίας επιτρέπεται να είναι λεπτότερος.

Λύση.

• Το βιβλίο: οι αγωγοί προστασίας «έχουν μέχρι τα 16 mm² τις ίδιες διατομές [με τον αγωγό φάσης] και από εκεί και πάνω μπορεί να είναι μικρότερη η διατομή του αγωγού προστασίας».

Απάντηση. Σωστό το γ) 16 mm².

Πρόσεξε:

• Η λογική του κανόνα: ο αγωγός προστασίας πρέπει να αντέχει το ρεύμα σφάλματος για τον χρόνο μέχρι να πέσει η ασφάλεια. Σε μικρές διατομές, η οικονομία από τη μείωση θα ήταν αμελητέα και το ρίσκο μεγάλο — γι' αυτό απαιτείται ίδια διατομή.
• Το 10 mm² (επιλογή β) εμφανίζεται όντως στο βιβλίο, αλλά ως η μεγαλύτερη διατομή σε συνηθισμένη οικιακή εγκατάσταση (μεταξύ γενικού πίνακα και μετρητή) — άλλο πράγμα.

Άσκηση Α.17 — σελ. 226

Εκφώνηση. Στο μεταλλικό περίβλημα ηλεκτρικού κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος, όπου σημειώνεται διαρροή ρεύματος, κινδυνεύουμε λιγότερο, αν αγγίξουμε: α) με το εσωτερικό μέρος της παλάμης του αριστερού χεριού β) με το εξωτερικό μέρος της παλάμης του αριστερού χεριού γ) με το εσωτερικό μέρος της παλάμης του δεξιού χεριού δ) με το εξωτερικό μέρος της παλάμης του δεξιού χεριού

Σκέψη. Δύο ανεξάρτητα κριτήρια, και τα δύο πρέπει να ικανοποιηθούν: ποιο χέρι (απόσταση από την καρδιά) και ποια πλευρά της παλάμης (τι κάνει η μυϊκή σύσπαση).

Λύση.

• Κριτήριο 1 — ποιο χέρι: η καρδιά βρίσκεται αριστερά. Επαφή με το δεξί χέρι δίνει διαδρομή ρεύματος μακρύτερα από την καρδιά → μικρότερος κίνδυνος καρδιακής ανακοπής. (Το επιβεβαιώνει η άσκηση 7.)
• Κριτήριο 2 — ποια πλευρά: το εναλλασσόμενο ρεύμα προκαλεί τετανική σύσπαση των μυών, δηλαδή κλείσιμο της παλάμης.
• • Με το εσωτερικό μέρος της παλάμης, η σύσπαση σφίγγει το χέρι πάνω στο περίβλημα — το θύμα δεν μπορεί να απεμπλακεί και η επιφάνεια επαφής μεγαλώνει (μικρότερη αντίσταση).
• • Με το εξωτερικό μέρος (ανάστροφη), η ίδια σύσπαση απομακρύνει το χέρι από την επιφάνεια.
• Συνδυάζοντας: δεξί χέρι + εξωτερικό μέρος παλάμης.

Απάντηση. Σωστό το δ) με το εξωτερικό μέρος της παλάμης του δεξιού χεριού.

Πρόσεξε:

• Είναι επαγγελματικός κανόνας, όχι θεωρητική άσκηση: οι ηλεκτρολόγοι ελέγχουν ύποπτες μεταλλικές επιφάνειες με την ανάστροφη του δεξιού χεριού — ακριβώς γι' αυτούς τους δύο λόγους.
• Πρόσεξε ότι η ερώτηση ζητά το λιγότερο επικίνδυνο, όχι το ασφαλές. Το πραγματικά ασφαλές είναι να μην αγγίξεις καθόλου και να ελέγξεις με όργανο.
• Η επιλογή α) (εσωτερικό, αριστερό) είναι η χειρότερη δυνατή — αποτυγχάνει και στα δύο κριτήρια.

Άσκηση Α.18 — σελ. 226

Εκφώνηση. Η πρώτη μας ενέργεια, μόλις δούμε συνάνθρωπό μας να παθαίνει ηλεκτροπληξία, είναι να: α) τηλεφωνήσουμε στο 166 β) του κάνουμε τεχνητή αναπνοή γ) τον τραβήξουμε από το σημείο ηλεκτροπληξίας δ) αναζητήσουμε το γενικό διακόπτη, για να τον κλείσουμε

Σκέψη. Ο πάσχων είναι ακόμη υπό τάση. Κάθε ενέργεια που σε φέρνει σε επαφή μαζί του σε κάνει δεύτερο θύμα.

Λύση.

• Το βιβλίο: «Αυτός που θα προστρέξει για βοήθεια, πριν πλησιάσει στον πάσχοντα, θα πρέπει να βεβαιωθεί πως κάθε παροχή ρεύματος είναι κλειστή».
• Και στη λίστα ενεργειών: «Να διακόπτεται αμέσως το ρεύμα» είναι το πρώτο βήμα.
• Το (γ) — να τον τραβήξουμε — είναι επικίνδυνο: αν είναι ακόμη υπό τάση, ηλεκτροπληττόμαστε κι εμείς. Το βιβλίο ζητά η απομάκρυνση να γίνεται «χωρίς να δημιουργείται κίνδυνος για όσους έρχονται σε επαφή μαζί του» — δηλαδή μετά τη διακοπή.
• Το (β) προϋποθέτει επίσης επαφή. Το (α) χάνει πολύτιμο χρόνο ενώ το ρεύμα συνεχίζει να διαπερνά το θύμα.

Απάντηση. Σωστό το δ) αναζητήσουμε το γενικό διακόπτη, για να τον κλείσουμε.

Πρόσεξε:

• Ο κίνδυνος δεν είναι μόνο η άμεση επαφή: «Το ρεύμα υψηλής τάσης μπορεί να μεταδοθεί μέσω του εδάφους, αρκετά μέτρα γύρω από το θύμα». Άρα ακόμη και η προσέγγιση είναι επικίνδυνη πριν διακοπεί το ρεύμα.
• Θυμήσου και την άσκηση 10: λόγω τετανικής σύσπασης το θύμα συχνά δεν μπορεί να αφήσει τον αγωγό μόνο του.
• Σύγκρινε αμέσως με την άσκηση 19, όπου το θύμα έχει ήδη πέσει — εκεί η σωστή πρώτη ενέργεια αλλάζει.

Άσκηση Α.19 — σελ. 226

Εκφώνηση. Η πρώτη μας ενέργεια, μόλις δούμε συνάνθρωπό μας να έχει πέσει από σκαλωσιά μετά από ηλεκτροπληξία, είναι να: α) τηλεφωνήσουμε στο 166 β) του κάνουμε τεχνητή αναπνοή γ) καλέσουμε το 100 δ) αναζητήσουμε το γενικό διακόπτη, για να τον κλείσουμε

Σκέψη. Σύγκρινε με την άσκηση 18: τι άλλαξε; Το θύμα έχει ήδη πέσει — άρα δεν είναι πλέον σε επαφή με το ρεύμα. Και έχει προστεθεί δεύτερος τραυματισμός.

Λύση.

• Τι δεν ισχύει πια: έχοντας πέσει από τη σκαλωσιά, το θύμα δεν βρίσκεται πλέον σε επαφή με τον ρευματοφόρο αγωγό. Ο κίνδυνος ηλεκτροπληξίας για τον διασώστη έχει εκλείψει, οπότε η επιλογή (δ) δεν είναι πλέον η προτεραιότητα.
• Τι προστέθηκε: στην ηλεκτροπληξία έχει προστεθεί τραύμα από πτώση — πιθανός τραυματισμός σπονδυλικής στήλης, κατάγματα, εσωτερική αιμορραγία. Το βιβλίο αναφέρει ότι στην ηλεκτροπληξία «μπορεί να προκληθούν και άλλες βλάβες λόγω τραυματισμού».
• Σε τραυματία πτώσης, η αυτοσχέδια μετακίνηση ή χειρισμός μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη. Απαιτείται εξειδικευμένη ιατρική βοήθεια.
• Το 166 είναι το ΕΚΑΒ (ασθενοφόρο), ενώ το 100 είναι η Αστυνομία — εδώ χρειάζεται ιατρική, όχι αστυνομική επέμβαση.

Απάντηση. Σωστό το α) τηλεφωνήσουμε στο 166.

Πρόσεξε:

• Οι ασκήσεις 18 και 19 είναι ζεύγος με σκοπό την αντιπαραβολή: ίδιο ατύχημα, διαφορετική φάση, διαφορετική προτεραιότητα.
• • Θύμα ακόμη υπό τάση → πρώτα διακοπή ρεύματος (18).
• • Θύμα ήδη αποσυνδεδεμένο, με τραύμα → πρώτα κλήση ΕΚΑΒ (19).
• Η τεχνητή αναπνοή (β) παραμένει αναγκαία αν έχει σταματήσει η αναπνοή, αλλά μετά την κλήση βοήθειας — και το βιβλίο τονίζει ότι συνεχίζεται «και κατά τη μεταφορά στο νοσοκομείο».
• Θυμήσου τέλος: ο παθών «ακόμα και αν φαίνεται καλά, πρέπει να υποβληθεί σε επισταμένη ιατρική εξέταση».

Ομάδα Β — σελ. 227-229

Άσκηση Β.1 — σελ. 227

Εκφώνηση. Ποιο τμήμα της εγκατάστασης καλύπτει ο διακόπτης διαφυγής έντασης;

Σκέψη. Ο διακόπτης «βλέπει» μόνο ό,τι περνά μέσα από αυτόν.

Λύση.

• Ο διακόπτης διαφυγής έντασης καλύπτει το τμήμα της εγκατάστασης που βρίσκεται προς την πλευρά του καταναλωτή.

Απάντηση. Το τμήμα προς την πλευρά του καταναλωτή — δηλαδή ό,τι βρίσκεται μετά τον διακόπτη.

Πρόσεξε:

• Συνέπεια: ό,τι βρίσκεται πριν από τον διακόπτη (πλευρά παροχής, μετρητής, γενική γραμμή) δεν προστατεύεται από αυτόν.
• Γι' αυτό ο διακόπτης τοποθετείται όσο πιο κοντά στην αρχή της εγκατάστασης, ώστε να καλύπτει το μεγαλύτερο δυνατό τμήμα της.

Άσκηση Β.2 — σελ. 227

Εκφώνηση. Πού πρέπει να γίνεται η εγκατάσταση των διακοπτών διαφυγής έντασης;

Σκέψη. Δύο απαιτήσεις: μία για τον έλεγχο και μία για το περιβάλλον.

Λύση.

• Η εγκατάσταση πρέπει να γίνεται σε προσιτές θέσεις, ώστε να είναι εύκολος ο έλεγχός τους.
• Και κατά τρόπο ανάλογο με την κατηγορία του χώρου στον οποίο τοποθετούνται.

Απάντηση. Σε προσιτές θέσεις, ώστε να είναι εύκολος ο έλεγχός τους, και ανάλογα με την κατηγορία του χώρου εγκατάστασης.

Πρόσεξε:

• Η απαίτηση «προσιτές θέσεις» συνδέεται άμεσα με την ερώτηση 3: αφού ο διακόπτης πρέπει να ελέγχεται κάθε μήνα, πρέπει να είναι εύκολα προσβάσιμος. Αλλιώς ο έλεγχος δεν θα γίνεται ποτέ.
• Πρόσθετος περιορισμός από την ερώτηση 5: όχι κοντά σε μετασχηματιστές, κουδούνια ή άλλες συσκευές με έντονα μαγνητικά πεδία.

Άσκηση Β.3 — σελ. 227

Εκφώνηση. Πότε και πώς πρέπει να ελέγχεται η καλή κατάσταση και η ετοιμότητα λειτουργίας των διακοπτών διαφυγής έντασης;

Σκέψη. Δύο χρονικά σημεία — ένα περιοδικό και ένα έκτακτο.

Λύση.

• Η ετοιμότητα λειτουργίας και η καλή κατάσταση πρέπει να ελέγχονται κατά διαστήματα, δηλαδή κάθε μήνα.
• Καθώς και έπειτα από κάθε καταιγίδα.
• Σε περίπτωση κακής λειτουργίας, πρέπει να αντικαθίστανται.

Απάντηση. Κάθε μήνα και έπειτα από κάθε καταιγίδα. Σε κακή λειτουργία, αντικαθίστανται.

Πρόσεξε:

• Ο έλεγχος γίνεται με το ενσωματωμένο πλήκτρο δοκιμής (TEST), που δημιουργεί τεχνητή διαρροή — αν το ρελέ είναι υγιές, πέφτει αμέσως.
• Γιατί μετά από καταιγίδα: οι υπερτάσεις από κεραυνούς μπορεί να έχουν καταστρέψει τα ηλεκτρονικά ή τον διαφορικό μετασχηματιστή του, χωρίς καμία εξωτερική ένδειξη.
• Η σημασία της περιοδικότητας: ένα ρελέ που δεν έχει λειτουργήσει για καιρό μπορεί να έχει «κολλήσει» μηχανικά.

Άσκηση Β.4 — σελ. 227

Εκφώνηση. Στην αναγκαία επέμβαση ενός διαφορικού διακόπτη, ποιο στοιχείο παίζει το σπουδαιότερο ρόλο;

Σκέψη. Ζητείται το χαρακτηριστικό γνώρισμα που διακρίνει τους διαφορικούς διακόπτες μεταξύ τους.

Λύση.

• Το σπουδαιότερο ρόλο παίζει η ευαισθησία του διακόπτη.
• Η ευαισθησία «αποτελεί χαρακτηριστικό γνώρισμα των διαφορικών διακοπτών και τους διακρίνει μεταξύ τους» σε:
• • διακόπτες υψηλής ευαισθησίας: \(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\)
• • διακόπτες χαμηλής ευαισθησίας: 0,1 – 0,3 – 0,5 – 1 A

Απάντηση. Η ευαισθησία — δηλαδή το ονομαστικό ρεύμα διαρροής στο οποίο επεμβαίνει. Υψηλή: \(\le 30\ \mathrm{mA}\)· χαμηλή: 0,1–0,3–0,5–1 A.

Πρόσεξε:

• Η διάκριση αυτή καθορίζει και την κατάταξη των μεθόδων (ερωτήσεις 6 και 7): μόνο τα ρελέ με \(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\) θεωρούνται η αποτελεσματικότερη μέθοδος προστασίας.
• Ο λόγος για το όριο των 30 mA: είναι κάτω από την τιμή που προκαλεί μαρμαρυγή των κοιλιών της καρδιάς — δηλαδή προστατεύει τη ζωή, όχι μόνο την εγκατάσταση.
• Τα ρελέ χαμηλής ευαισθησίας (0,3–1 A) προστατεύουν κυρίως από πυρκαγιά, όχι από ηλεκτροπληξία.

Άσκηση Β.5 — σελ. 228

Εκφώνηση. Ο διακόπτης διαφυγής έντασης πρέπει να τοποθετείται κοντά σε μετασχηματιστές, κουδούνια ή σε άλλες συσκευές με έντονα μαγνητικά πεδία;

Σκέψη. Θυμήσου τι μετράει το ρελέ και με τι το μετράει. Τι θα του χαλούσε τη μέτρηση;

Λύση.

• Όχι.
• Ο λόγος: «τα μαγνητικά πεδία των άλλων συσκευών επιδρούν αρνητικά στον διαφορικό μετασχηματιστή του διακόπτη».

Απάντηση. Όχι. Τα έντονα μαγνητικά πεδία επιδρούν αρνητικά στον διαφορικό μετασχηματιστή του διακόπτη.

Πρόσεξε:

• Συνδέεται άμεσα με την αρχή λειτουργίας: το ρελέ ανιχνεύει τη διαρροή μέσω της μαγνητικής ροής στον σιδηρομαγνητικό δακτύλιο. Ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο μπορεί να επάγει ψευδές σήμα ή, χειρότερα, να καλύψει το πραγματικό.
• Οι δύο πιθανές αστοχίες είναι και οι δύο κακές: ανεπιθύμητες πτώσεις (ενοχλητικές, οδηγούν τον χρήστη να το παρακάμψει) ή μη επέμβαση σε πραγματική διαρροή (θανατηφόρο).

Άσκηση Β.6 — σελ. 229

Εκφώνηση. Ποια μέθοδος προστασίας έναντι επικίνδυνων τάσεων επαφής είναι πιο αποτελεσματική; Ποια η κατάταξη των μεθόδων προστασίας ως προς την αποτελεσματικότητα;

Σκέψη. Η απάντηση ξεκινά με μια προειδοποίηση που δεν πρέπει να παραλείψεις.

Λύση.

• Καμία μέθοδος δεν παρέχει απόλυτη προστασία.
• Η πιο αποτελεσματική είναι η προστασία με διακόπτες διαφυγής έντασης \(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\).
• Η κατάταξη από την πιο στη λιγότερο αποτελεσματική:
• 1. Διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\)
• 2. Χαμηλή τάση \(U < 65\ \mathrm{V}\), Διπλή μόνωση
• 3. Διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta > 30\ \mathrm{mA}\)
• 4. Γαλβανικός διαχωρισμός
• 5. Άμεση γείωση, Ουδετέρωση, Διακόπτης διαφυγής τάσης
• Η άμεση γείωση και η ουδετέρωση, «αν και είναι αξιόπιστες από πλευράς λειτουργίας, εμφανίζονται από πλευράς προστασίας ως λιγότερο αποτελεσματικές, κυρίως λόγω των σχετικά μεγάλων χρόνων που απαιτούνται για τη λειτουργία τους».

Απάντηση. Η πιο αποτελεσματική είναι ο διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\). Κατάταξη: 1) ρελέ ≤30 mA · 2) χαμηλή τάση/διπλή μόνωση · 3) ρελέ >30 mA · 4) γαλβανικός διαχωρισμός · 5) άμεση γείωση, ουδετέρωση, διακόπτης διαφυγής τάσης. Καμία δεν παρέχει απόλυτη προστασία.

Πρόσεξε:

• Το κρίσιμο σημείο είναι γιατί η γείωση και η ουδετέρωση κατατάσσονται τελευταίες: όχι επειδή είναι αναξιόπιστες, αλλά επειδή είναι αργές. Βασίζονται στο να «πέσει» η ασφάλεια (έως 5 sec), ενώ το ρελέ επεμβαίνει σε 0,2 sec.
• Πρόσεξε ότι αυτή η κατάταξη είναι σχεδόν αντίστροφη από την κατάταξη ως προς τη δυνατότητα εφαρμογής (ερώτηση 7) — οι πιο αποτελεσματικές μέθοδοι είναι συχνά οι πιο δαπανηρές.
• Πηγή του πίνακα: Δ. Τσανάκας, Πανεπιστήμιο Πατρών.

Άσκηση Β.7 — σελ. 229

Εκφώνηση. Ποια μέθοδος προστασίας έναντι επικίνδυνων τάσεων επαφής έχει μεγαλύτερη δυνατότητα εφαρμογής, δηλαδή ικανοποιεί τις απαιτήσεις των κανονισμών χωρίς μεγάλες δαπάνες; Ποια η κατάταξη ως προς τη δυνατότητα εφαρμογής;

Σκέψη. Άλλο κριτήριο, άλλη σειρά. Εδώ μετράει το κόστος και η ευκολία, όχι η αποτελεσματικότητα.

Λύση.

• Τη μεγαλύτερη δυνατότητα εφαρμογής έχει ο διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta > 30\ \mathrm{mA}\).
• Η κατάταξη, από τη μεγαλύτερη προς τη μικρότερη δυνατότητα εφαρμογής:
• 1. Διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta > 30\ \mathrm{mA}\)
• 2. Διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\)
• 3. Ουδετέρωση
• 4. Διπλή μόνωση
• 5. Διακόπτης διαφυγής τάσης
• 6. Άμεση γείωση
• 7. Χαμηλή τάση \(U < 65\ \mathrm{V}\), Γαλβανικός διαχωρισμός

Απάντηση. Ο διακόπτης διαφυγής έντασης με \(I_\delta > 30\ \mathrm{mA}\). Κατάταξη: 1) ρελέ >30 mA · 2) ρελέ ≤30 mA · 3) ουδετέρωση · 4) διπλή μόνωση · 5) διακόπτης διαφυγής τάσης · 6) άμεση γείωση · 7) χαμηλή τάση / γαλβανικός διαχωρισμός.

Πρόσεξε:

• Σύγκρινε τις δύο κατατάξεις (ερωτήσεις 6 και 7) — είναι το πιο διδακτικό σημείο του κεφαλαίου:
• • Η χαμηλή τάση και ο γαλβανικός διαχωρισμός είναι 2οι/4οι σε αποτελεσματικότητα αλλά τελευταίοι σε εφαρμοσιμότητα — απαιτούν ξεχωριστούς μετασχηματιστές, δηλαδή μεγάλο κόστος.
• • Η άμεση γείωση είναι χαμηλά και στις δύο κατατάξεις — αργή και δύσκολη (απαιτεί κατάλληλο έδαφος και ηλεκτρόδιο).
• Το γενικό δίδαγμα: η επιλογή μεθόδου είναι πάντα συμβιβασμός ανάμεσα σε προστασία και κόστος. Γι' αυτό στην πράξη επικρατεί ο συνδυασμός ρελέ + γείωση.

Ομάδα Γ — σελ. 230

Άσκηση Γ.1 — σελ. 230

Εκφώνηση. Ένα ψυγείο στηρίζεται σε πλαστικά στηρίγματα. Η μόνωση του αγωγού φάσης έχει φθαρεί σε ένα σημείο και με μικρό τράνταγμα από το άνοιγμα της πόρτας ο αγωγός ακουμπά στο μεταλλικό περίβλημα. Αναπτύξτε πιθανά σενάρια για το τι θα συμβεί, όταν ένα άτομο ανοίξει την πόρτα.

Σκέψη. Κλειδί της άσκησης: τα πλαστικά στηρίγματα απομονώνουν το ψυγείο από τη γη. Άρα το ρεύμα σφάλματος δεν έχει διαδρομή — μέχρι να εμφανιστεί ο άνθρωπος. Εξέτασε χωριστά κάθε επίπεδο προστασίας.

Λύση.

• Η αρχική κατάσταση: ο αγωγός φάσης ακουμπά στο περίβλημα, άρα το περίβλημα βρίσκεται στα 230 V. Επειδή όμως το ψυγείο πατά σε πλαστικά (μονωτικά) στηρίγματα, δεν ρέει ρεύμα προς τη γη — η ασφάλεια δεν πέφτει και τίποτε δεν προδίδει τη βλάβη.
• Σενάριο 1 — Χωρίς γείωση προστασίας και χωρίς ρελέ (παλιά εγκατάσταση): μόλις το άτομο αγγίξει την πόρτα, γίνεται το ίδιο η διαδρομή προς τη γη. Ρεύμα περνά από το σώμα του. Με \(U = 230\ \mathrm{V}\) και αντίσταση σώματος \(\approx 1000\ \Omega\) προκύπτει \(I \approx 230\ \mathrm{mA}\) — πολλαπλάσιο του θανατηφόρου ορίου. Λόγω τετανικής σύσπασης δεν μπορεί να αφήσει την πόρτα. Πιθανή θανατηφόρος ηλεκτροπληξία.
• Σενάριο 2 — Με γείωση προστασίας: το ρεύμα σφάλματος βρίσκει διαδρομή μέσω του αγωγού γείωσης και όχι μέσω του ανθρώπου. Αν η αντίσταση γείωσης είναι αρκετά μικρή (\(R < 50/I_S\)), το ρεύμα είναι μεγάλο και η ασφάλεια πέφτει μέσα σε λιγότερο από 5 sec. Στην πράξη η βλάβη εκδηλώνεται πριν το άτομο αγγίξει την πόρτα.
• Σενάριο 3 — Με ρελέ διαρροής \(\le 30\ \mathrm{mA}\): μόλις εμφανιστεί ρεύμα διαρροής προς τη γη, τα ρεύματα φάσης και ουδέτερου παύουν να είναι ίσα. Το ρελέ επεμβαίνει σε 0,2 sec και διακόπτει την παροχή — πριν προλάβει να αναπτυχθεί επικίνδυνη επίδραση στον οργανισμό.
• Σενάριο 4 — Επιβαρυντικοί παράγοντες: αν το άτομο είναι ξυπόλυτο σε υγρό δάπεδο (κουζίνα), η αντίσταση πέφτει δραστικά και ο κίνδυνος πολλαπλασιάζεται. Αν αγγίξει ταυτόχρονα και γειωμένο νεροχύτη, η διαδρομή γίνεται χέρι σε χέρι μέσω της καρδιάς — η χειρότερη δυνατή.

Ενδεικτική απάντηση. Χωρίς προστασία, το άτομο γίνεται το ίδιο η διαδρομή προς τη γη και υφίσταται ηλεκτροπληξία (\(I \approx 230\ \mathrm{mA}\), πιθανώς θανατηφόρα, με αδυναμία απεμπλοκής λόγω μυϊκής σύσπασης). Με γείωση προστασίας το ρεύμα σφάλματος φεύγει προς τη γη και πέφτει η ασφάλεια (<5 sec). Με ρελέ ≤30 mA η παροχή διακόπτεται σε 0,2 sec. Τα πλαστικά στηρίγματα είναι που κρύβουν τη βλάβη μέχρι τη στιγμή της επαφής.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: πλήρης απάντηση πρέπει να εξηγεί γιατί τα πλαστικά στηρίγματα κάνουν τη βλάβη αόρατη και να διακρίνει τουλάχιστον το σενάριο χωρίς προστασία από αυτό με ρελέ.
• Το ουσιώδες δίδαγμα: μια λανθάνουσα βλάβη είναι επικινδυνότερη από μια φανερή. Χωρίς γείωση, τίποτε δεν ειδοποιεί — ούτε καν η ασφάλεια.
• Γι' αυτό οι σύγχρονες συσκευές κλάσης Ι έχουν υποχρεωτικά αγωγό γείωσης, ενώ οι κλάσης ΙΙ (διπλή μόνωση) δεν τον χρειάζονται.

Άσκηση Γ.2 — σελ. 230

Εκφώνηση. Εξηγήστε (με ηλεκτρολογική ορολογία) σε κάποιον που χρησιμοποιεί ηλεκτροσυγκόλληση χωρίς προστατευτική μάσκα από τι κινδυνεύει.

Σκέψη. Στην ηλεκτροσυγκόλληση δημιουργείται σκόπιμα ηλεκτρικό τόξο. Τι εκπέμπει ένα τόξο, πέρα από φως;

Λύση.

• Η ηλεκτροσυγκόλληση λειτουργεί με τη δημιουργία ηλεκτρικού τόξου ανάμεσα στο ηλεκτρόδιο και το μέταλλο — το ίδιο φαινόμενο που το βιβλίο αναφέρει ως αιτία των σοβαρών εγκαυμάτων: «συνθήκες βραχυκυκλώματος που αργότερα εξελίσσεται σε ηλεκτρικό τόξο».
• Κίνδυνος 1 — ακτινοβολία: το τόξο εκπέμπει έντονη υπεριώδη (UV) και υπέρυθρη (IR) ακτινοβολία. Η UV προκαλεί φωτοκερατίτιδα («τύφλωση του συγκολλητή») — επώδυνο έγκαυμα του κερατοειδούς που εκδηλώνεται ώρες μετά. Η IR μπορεί να προκαλέσει βλάβη του αμφιβληστροειδούς και καταρράκτη.
• Κίνδυνος 2 — εγκαύματα: το βιβλίο τονίζει ότι τα εγκαύματα από τόξο «είναι πολύ σοβαρά, γιατί ελευθερώνεται μεγάλο ποσό ενέργειας σε πολύ μικρή επιφάνεια». Το δέρμα του προσώπου υφίσταται έγκαυμα σαν από ηλιακή ακτινοβολία, αλλά πολύ εντονότερο.
• Κίνδυνος 3 — μόλυνση: «μπορεί να προκληθεί μόλυνση από εξαερισμένο μέταλλο» — μεταλλικά σωματίδια και αναθυμιάσεις που εισπνέονται ή εναποτίθενται στους οφθαλμούς.
• Κίνδυνος 4 — εκτινασσόμενα σωματίδια: πυρακτωμένες σταγόνες μετάλλου και σκουριάς μπορούν να προκαλέσουν μηχανικό τραυματισμό των οφθαλμών.

Ενδεικτική απάντηση. Κινδυνεύει κυρίως από την ακτινοβολία του ηλεκτρικού τόξου: η υπεριώδης προκαλεί φωτοκερατίτιδα (τύφλωση του συγκολλητή) και εγκαύματα δέρματος, η υπέρυθρη βλάβη του αμφιβληστροειδούς. Επιπλέον κινδυνεύει από εγκαύματα (μεγάλη ενέργεια σε μικρή επιφάνεια), μόλυνση από εξαερισμένο μέταλλο και εκτινασσόμενα πυρακτωμένα σωματίδια.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να ονομάζει το ηλεκτρικό τόξο ως πηγή και να ξεχωρίζει τουλάχιστον ακτινοβολία από εγκαύματα/σωματίδια.
• Ιδιαίτερα ύπουλο: τα συμπτώματα της φωτοκερατίτιδας εμφανίζονται 6–12 ώρες αργότερα. Ο συγκολλητής δεν αισθάνεται τίποτε τη στιγμή της έκθεσης, οπότε δεν προειδοποιείται να σταματήσει.
• Η μάσκα δεν είναι προαιρετικός εξοπλισμός άνεσης — είναι μέσο ατομικής προστασίας έναντι μη αναστρέψιμων βλαβών.

Άσκηση Γ.3 — σελ. 230

Εκφώνηση. Εξηγήστε (με ηλεκτρολογική ορολογία) τα εγκαύματα στην είσοδο και έξοδο του ρεύματος, σε περίπτωση ηλεκτροπληξίας.

Σκέψη. Εφάρμοσε το φαινόμενο Τζάουλ \(Q = I^2 R t\) — και σκέψου πού μέσα στη διαδρομή η πυκνότητα του ρεύματος είναι μεγαλύτερη.

Λύση.

• Κατά την ηλεκτροπληξία, το ρεύμα εισέρχεται από ένα σημείο επαφής και εξέρχεται από άλλο (συνήθως το σημείο επαφής με τη γη).
• Ο μηχανισμός: στα σημεία εισόδου και εξόδου η επιφάνεια επαφής είναι πολύ μικρή, ενώ μέσα στο σώμα το ρεύμα διαχέεται σε μεγάλη διατομή (μύες, αγγεία). Άρα στα δύο άκρα η πυκνότητα ρεύματος είναι πολύ μεγαλύτερη.
• Ταυτόχρονα, το δέρμα έχει πολύ μεγαλύτερη αντίσταση από τους εσωτερικούς ιστούς — το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι «ξηρό και παχύ δέρμα προβάλλει μεγαλύτερη αντίσταση».
• Από το φαινόμενο Τζάουλ, \(Q = I^2 R t\): εκεί όπου συμπίπτουν μεγάλη πυκνότητα ρεύματος και μεγάλη αντίσταση — δηλαδή ακριβώς στα σημεία εισόδου και εξόδου — αναπτύσσεται η μέγιστη θερμότητα.
• Αποτέλεσμα: βαθιά, χαρακτηριστικά εγκαύματα στα δύο άκρα της διαδρομής, ενώ ενδιάμεσα το δέρμα μπορεί να φαίνεται ανέπαφο.
• Κρίσιμη επισήμανση: η φαινομενικά μικρή έκταση των εξωτερικών εγκαυμάτων δεν αντικατοπτρίζει τη σοβαρότητα — οι εσωτερικές βλάβες σε μύες, νεύρα και καρδιά μπορεί να είναι εκτεταμένες. Γι' αυτό ο παθών «ακόμα και αν φαίνεται καλά, πρέπει να υποβληθεί σε επισταμένη ιατρική εξέταση».

Ενδεικτική απάντηση. Στα σημεία εισόδου και εξόδου η επιφάνεια επαφής είναι μικρή (μεγάλη πυκνότητα ρεύματος) και η αντίσταση του δέρματος μεγάλη. Από το φαινόμενο Τζάουλ \(Q = I^2 R t\), εκεί αναπτύσσεται η μέγιστη θερμότητα, προκαλώντας βαθιά τοπικά εγκαύματα — ενώ ενδιάμεσα το ρεύμα διαχέεται και η θερμότητα ανά μονάδα όγκου είναι μικρότερη. Τα μικρά εξωτερικά σημάδια δεν δηλώνουν μικρή βλάβη.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να επικαλείται ρητά το \(Q = I^2 R t\) και να εξηγεί τον ρόλο και της πυκνότητας ρεύματος και της αντίστασης του δέρματος.
• Ιατροδικαστική σημασία: τα σημάδια εισόδου/εξόδου επιτρέπουν την ανασύσταση της διαδρομής του ρεύματος — και άρα την εκτίμηση του αν πέρασε από την καρδιά.

Άσκηση Γ.4 — σελ. 230

Εκφώνηση. Σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση στην Αττική, η γραμμή τροφοδοσίας μιας ηλεκτρικής συσκευής προστατεύεται από ασφάλεια 25Α. Σε περίπτωση διαρροής, με ποιες προϋποθέσεις δε θα κινδυνεύσουν τα άτομα που ακουμπούν στο μεταλλικό περίβλημα της συσκευής;

Σκέψη. Είναι αριθμητική άσκηση με δεδομένη μέθοδο: στην Αττική ισχύει άμεση γείωση. Εφάρμοσε \(I_S = 3 I_N\) και \(R = 50 / I_S\).

Λύση.

• Βήμα 1 — η μέθοδος: η εγκατάσταση είναι στην Αττική, όπου η ΔΕΗ εφαρμόζει άμεση γείωση ως τη μόνη μέθοδο γενικής προστασίας. Άρα η προστασία στηρίζεται στο να πέσει η ασφάλεια μέσω του ρεύματος σφάλματος προς τη γη.
• Βήμα 2 — το ρεύμα \(I_S\): το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να περάσει για 5 sec χωρίς να διακόψει η ασφάλεια είναι \(I_S = 3 I_N\).
• \[ I_S = 3 \times 25 = 75\ \mathrm{A} \]
• Βήμα 3 — η απαιτούμενη αντίσταση γείωσης: η τάση επαφής δεν επιτρέπεται να ξεπεράσει τα 50 V, άρα
• \[ R = \frac{50}{I_S} = \frac{50}{75} = 0{,}66\ \Omega \]
• Βήμα 4 — έλεγχος: αν η τάση στο περίβλημα φτάσει τα 60 V, τότε \(I = 60/0{,}66 = 90{,}9\ \mathrm{A} > 75\ \mathrm{A}\) → η ασφάλεια πέφτει σε χρόνο μικρότερο από 5 sec. Αν φτάσει τα 230 V, τότε \(I = 230/0{,}66 = 348\ \mathrm{A}\) → πέφτει πολύ γρηγορότερα.
• Οι προϋποθέσεις συνολικά:
• 1. Το μεταλλικό περίβλημα να είναι γειωμένο με αγωγό γείωσης κατάλληλης διατομής.
• 2. Η αντίσταση γείωσης να είναι \(R \le 0{,}66\ \Omega\).
• 3. Η ασφάλεια να είναι σε καλή κατάσταση και σωστά επιλεγμένη (25 A).
• 4. Ο αγωγός γείωσης να είναι συνεχής και αδιάκοπος — καμία ασφάλεια ή διακόπτης πάνω του.

Απάντηση. Με άμεση γείωση του περιβλήματος και αντίσταση γείωσης \(R \le 0{,}66\ \Omega\). Υπολογισμός: \(I_S = 3 \times 25 = 75\ \mathrm{A}\), άρα \(R = 50/75 = 0{,}66\ \Omega\). Τότε η τάση επαφής δεν μπορεί να ξεπεράσει τα 50 V, γιατί η ασφάλεια διακόπτει το κύκλωμα σε λιγότερο από 5 sec.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: απαιτείται ο αριθμητικός υπολογισμός, όχι γενική αναφορά σε «καλή γείωση».
• Πρόσεξε ότι η τιμή 0,66 Ω είναι αυστηρότερη από τον γενικό κανόνα των 2 Ω που δίνει το βιβλίο. Ο γενικός κανόνας είναι ενδεικτικός· ο υπολογισμός με βάση τη συγκεκριμένη ασφάλεια είναι ο δεσμευτικός.
• Γενίκευση: όσο μεγαλύτερη η ασφάλεια, τόσο μικρότερη (δυσκολότερη) η απαιτούμενη αντίσταση γείωσης. Για ασφάλεια 16 A θα αρκούσε \(R = 50/48 \approx 1{,}04\ \Omega\).
• Γι' αυτό στην Αττική ο εγκαταστάτης πρέπει να δίνει τη μεγαλύτερη προσοχή στη γείωση (άσκηση 14) — είναι το μόνο δίχτυ ασφαλείας.

Άσκηση Γ.5 — σελ. 230

Εκφώνηση. Σε ποια περίπτωση δε μας προστατεύει ο διακόπτης διαφυγής έντασης και γιατί;

Σκέψη. Επίστρεψε στην αρχή λειτουργίας: το ρελέ συγκρίνει το ρεύμα φάσης με το ρεύμα ουδέτερου. Πότε αυτά παραμένουν ίσα παρότι κάποιος ηλεκτροπλήττεται;

Λύση.

• Η βασική περίπτωση — επαφή φάσης ΚΑΙ ουδέτερου ταυτόχρονα: αν κάποιος αγγίξει με το ένα χέρι τη φάση και με το άλλο τον ουδέτερο, το ρεύμα περνά από το σώμα του και επιστρέφει εξ ολοκλήρου από τον ουδέτερο.
• Δεν υπάρχει καμία διαρροή προς τη γη → τα ρεύματα φάσης και ουδέτερου παραμένουν ίσα → τα μαγνητικά πεδία αλληλοαναιρούνται → η επαγόμενη τάση στο πηνίο είναι μηδέν → το ρελέ δεν επεμβαίνει.
• Για τον μηχανισμό, το ανθρώπινο σώμα σε αυτή τη θέση είναι απλώς ένα ακόμη φορτίο συνδεδεμένο μεταξύ φάσης και ουδέτερου — όπως θα ήταν μια λάμπα.
• Δεύτερη περίπτωση — τμήμα εκτός κάλυψης: το ρελέ καλύπτει μόνο ό,τι βρίσκεται προς την πλευρά του καταναλωτή (Ομάδα Β, ερώτηση 1). Βλάβη πριν από αυτό (γενική γραμμή, μετρητής) δεν ανιχνεύεται.
• Τρίτη περίπτωση — ανεπαρκής ευαισθησία: ρελέ χαμηλής ευαισθησίας (0,3–1 A) προστατεύει από πυρκαγιά, όχι από ηλεκτροπληξία. Ρεύμα διαρροής 100 mA — θανατηφόρο για άνθρωπο — δεν θα το ενεργοποιήσει.
• Τέταρτη περίπτωση — βλάβη του ίδιου του ρελέ: γι' αυτό απαιτείται έλεγχος κάθε μήνα και μετά από κάθε καταιγίδα. Επίσης, τοποθέτηση κοντά σε έντονα μαγνητικά πεδία επιδρά αρνητικά στον διαφορικό μετασχηματιστή του.

Ενδεικτική απάντηση. Κυρίως όταν κάποιος αγγίξει ταυτόχρονα φάση και ουδέτερο: το ρεύμα επιστρέφει εξ ολοκλήρου από τον ουδέτερο, δεν υπάρχει διαρροή προς τη γη, τα ρεύματα παραμένουν ίσα και ο μηχανισμός δεν ανιχνεύει τίποτε. Επίσης δεν προστατεύει: σε βλάβη πριν από αυτόν, όταν έχει ανεπαρκή ευαισθησία (>30 mA), ή όταν είναι χαλασμένος.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η κύρια περίπτωση (φάση–ουδέτερος) πρέπει να αναφέρεται και να αιτιολογείται με την ισότητα των ρευμάτων.
• Είναι ακριβώς το ερώτημα Γ.4 του Κεφ.4 — δείχνει πόσο κεντρικό θεωρεί το βιβλίο αυτό το όριο.
• Το πρακτικό συμπέρασμα: ποτέ δεν εργαζόμαστε σε κύκλωμα υπό τάση επειδή «υπάρχει ρελέ». Και γι' αυτό το βιβλίο τονίζει ότι καμία μέθοδος δεν παρέχει απόλυτη προστασία και ότι το ρελέ χρησιμοποιείται μαζί με γείωση/ουδετέρωση.

Άσκηση Γ.6 — σελ. 230

Εκφώνηση. Δώστε τεχνική ερμηνεία στις υπογραμμισμένες λέξεις της ακόλουθης φράσης: «Συνήθως, οι ταχυθερμοσίφωνες συνεχούς ροής κατά τη διέλευση του ρεύματος παρουσιάζουν διαρροές, οι οποίες προκαλούν την αντίδραση του ρελέ».

Σκέψη. Τρεις όροι προς ερμηνεία: συνεχούς ροής, διαρροές, αντίδραση του ρελέ. Ο συνδετικός κρίκος είναι ότι το νερό είναι αγώγιμο.

Λύση.

• «Συνεχούς ροής»: ο ταχυθερμοσίφωνας δεν αποθηκεύει νερό σε δεξαμενή. Το νερό ρέει συνεχώς πάνω από την αντίσταση και θερμαίνεται τη στιγμή που το ζητάμε. Άρα η αντίσταση θέρμανσης βρίσκεται σε άμεση γειτνίαση με το ρέον νερό.
• «Διαρροές»: το νερό του δικτύου δεν είναι καθαρό — περιέχει διαλυμένα άλατα, που το καθιστούν ηλεκτρολύτη, δηλαδή αγώγιμο. Έτσι δημιουργείται αγώγιμη διαδρομή ανάμεσα στην αντίσταση και τα γειωμένα μεταλλικά μέρη (σωληνώσεις, περίβλημα). Ένα μικρό ρεύμα διαρροής προς τη γη ρέει μόνιμα, χωρίς να υπάρχει καν βλάβη μόνωσης.
• «Αντίδραση του ρελέ»: το ρεύμα διαρροής προκαλεί ανισότητα ανάμεσα στο ρεύμα της φάσης και του ουδέτερου. Ο διαφορικός μετασχηματιστής του ρελέ την ανιχνεύει, επάγεται τάση στο πηνίο και μέσω ηλεκτρομαγνήτη διακόπτεται η παροχή — το ρελέ «πέφτει».
• Γιατί «συνήθως»: αν το άθροισμα των φυσιολογικών διαρροών ξεπεράσει την ευαισθησία του ρελέ (π.χ. 30 mA), αυτό θα πέφτει επανειλημμένα χωρίς πραγματική βλάβη — «ανεπιθύμητη πτώση». Η διαρροή είναι εγγενής στη λειτουργία, όχι σφάλμα.
• Αντιμετώπιση: τροφοδοσία του ταχυθερμοσίφωνα από ξεχωριστό κύκλωμα με δικό του ρελέ, ή επιλογή ρελέ κατάλληλης ευαισθησίας — ποτέ κατάργηση του ρελέ.

Ενδεικτική απάντηση. «Συνεχούς ροής»: το νερό θερμαίνεται καθώς ρέει πάνω από την αντίσταση, χωρίς δεξαμενή. «Διαρροές»: το νερό περιέχει άλατα και είναι αγώγιμο, οπότε ρέει μικρό ρεύμα προς τη γη ακόμη και χωρίς βλάβη μόνωσης. «Αντίδραση του ρελέ»: αυτό το ρεύμα δημιουργεί ανισότητα φάσης–ουδέτερου, την οποία ανιχνεύει ο διαφορικός μετασχηματιστής και διακόπτει την παροχή.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να εξηγεί και τους τρεις όρους και να συνδέει την αγωγιμότητα του νερού με την αρχή λειτουργίας του ρελέ.
• Το σημαντικό δίδαγμα: η πτώση του ρελέ δεν σημαίνει πάντα βλάβη. Υπάρχουν φυσιολογικές διαρροές που αθροίζονται.
• Επικίνδυνη λανθασμένη αντιμετώπιση: πολλοί, όταν «πέφτει το ρελέ», το παρακάμπτουν ή το αντικαθιστούν με χαμηλότερης ευαισθησίας. Αυτό καταργεί την προστασία ζωής — και μάλιστα σε υγρό χώρο, όπου η αντίσταση του σώματος είναι η ελάχιστη δυνατή.

Άσκηση Γ.7 — σελ. 230

Εκφώνηση. Συζητήστε μέσα στην τάξη γιατί απαγορεύεται να συνδέεται η γείωση προστασίας με τις σωληνώσεις θέρμανσης και θερμού ύδατος, τις σωληνώσεις αεριόφωτος, τις γραμμές γείωσης των κυκλωμάτων ασθενών ρευμάτων και τις γραμμές γείωσης των αλεξικέραυνων.

Σκέψη. Εξέτασε κάθε μία από τις τέσσερις κατηγορίες χωριστά — ο λόγος απαγόρευσης είναι διαφορετικός σε κάθε περίπτωση.

Λύση.

• 1. Σωληνώσεις θέρμανσης και θερμού ύδατος: δεν εγγυώνται αγώγιμη συνέχεια — σύγχρονες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν πλαστικά τμήματα, μονωτικούς συνδέσμους και φλάντζες. Μια σωλήνωση που σήμερα άγει, αύριο μπορεί να αντικατασταθεί με πλαστική και η γείωση να καταργηθεί σιωπηλά. Επιπλέον, οι υψηλές θερμοκρασίες επιταχύνουν τη διάβρωση των επαφών.
• 2. Σωληνώσεις αεριόφωτος: εδώ ο λόγος είναι καταστροφικός. Αν περάσει ρεύμα σφάλματος από τη σωλήνωση αερίου, ένας σπινθήρας σε χαλαρή σύνδεση μπορεί να προκαλέσει έκρηξη. Επιπλέον, η ηλεκτρόλυση διαβρώνει τη σωλήνωση και οδηγεί σε διαρροή αερίου.
• 3. Γραμμές γείωσης ασθενών ρευμάτων: τα κυκλώματα ασθενών ρευμάτων (τηλέφωνο, δεδομένα, συναγερμός) έχουν δική τους γείωση αναφοράς για το σήμα. Αν συνδεθεί με τη γείωση προστασίας, ένα ρεύμα σφάλματος ισχυρών ρευμάτων θα περάσει από τα ευαίσθητα κυκλώματα, καταστρέφοντας τον εξοπλισμό και θέτοντας υπό τάση τηλεφωνικές συσκευές.
• 4. Γραμμές γείωσης αλεξικέραυνων: ο σοβαρότερος λόγος. Κατά την πτώση κεραυνού ρέουν δεκάδες kA και το δυναμικό της γείωσης του αλεξικέραυνου ανεβαίνει στιγμιαία σε πολύ υψηλές τιμές. Αν ήταν συνδεδεμένη με τη γείωση προστασίας, το δυναμικό αυτό θα μεταφερόταν στα περιβλήματα όλων των συσκευών — μετατρέποντας κάθε πρίζα και κάθε συσκευή σε θανάσιμη τάση επαφής.
• Ο κοινός παρονομαστής: η γείωση προστασίας πρέπει να είναι αποκλειστική, συνεχής και ελεγχόμενη. Κάθε «δανεική» διαδρομή είτε δεν εγγυάται τη συνέχειά της είτε εισάγει νέους κινδύνους.

Ενδεικτική απάντηση. Κάθε κατηγορία απαγορεύεται για διαφορετικό λόγο: οι σωληνώσεις θέρμανσης/ύδατος δεν εγγυώνται αγώγιμη συνέχεια (πλαστικά τμήματα, διάβρωση)· οι σωληνώσεις αερίου εγκυμονούν κίνδυνο σπινθήρα και έκρηξης· οι γειώσεις ασθενών ρευμάτων θα καταστρέφονταν από ρεύμα σφάλματος ισχυρών ρευμάτων· και οι γειώσεις αλεξικέραυνων θα μετέφεραν το τεράστιο δυναμικό του κεραυνού στα περιβλήματα όλων των συσκευών.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: πλήρης απάντηση δίνει ξεχωριστό λόγο για κάθε κατηγορία — όχι έναν γενικό για όλες.
• Το σημείο 4 συνδέεται άμεσα με την άσκηση 6 της Ομάδας Α, όπου η ίδια σύνδεση παρουσιάζεται παραπλανητικά ως «μεγαλύτερη προστασία».
• Προσοχή στη διάκριση: η ισοδυναμική σύνδεση (bonding) μεταλλικών μερών είναι επιτρεπτή και επιθυμητή σε σύγχρονες εγκαταστάσεις — αλλά δεν ταυτίζεται με τη χρήση τους ως αγωγό γείωσης προστασίας.

Άσκηση Γ.8 — σελ. 230

Εκφώνηση. Συζητήστε μέσα στην τάξη ποια κατηγορία από τις παρακάτω είναι πιο επικίνδυνη για ηλεκτροπληξία και γιατί: φορητά ηλεκτρικά εργαλεία / φορητές ηλεκτρικές συσκευές / σταθερές ηλεκτρικές συσκευές. Υποδείξτε τρόπους μείωσης των κινδύνων.

Σκέψη. Το βιβλίο δίνει ρητή απάντηση σε πλαίσιο. Βρες την και μετά αιτιολόγησέ την.

Λύση.

• Η απάντηση του βιβλίου: «Τα φορητά ηλεκτρικά εργαλεία αποτελούν την πιο συνηθισμένη αιτία πρόκλησης ηλεκτροπληξίας».
• Γιατί είναι τα επικινδυνότερα:
• • Μηχανική καταπόνηση του καλωδίου: συνεχής κάμψη, τράβηγμα, τσάκισμα → φθορά της μόνωσης.
• • Δυσμενές περιβάλλον: εργοτάξια, υπαίθριοι χώροι, υγρασία, σκόνη, μεταλλικές επιφάνειες — όλα μειώνουν την αντίσταση της διαδρομής προς τη γη.
• • Στενή επαφή με τον χρήστη: κρατιούνται σφιχτά με το χέρι, συχνά και με τα δύο χέρια → σε βλάβη η διαδρομή είναι χέρι σε χέρι μέσω της καρδιάς και η τετανική σύσπαση εμποδίζει την απεμπλοκή.
• • Ιδρώτας από τη σωματική προσπάθεια → μειωμένη αντίσταση σώματος.
• • Πρόχειρες συνδέσεις: μπαλαντέζες, πολύπριζα, πρόχειρη γείωση.
• Οι φορητές συσκευές έπονται (λιγότερη καταπόνηση, ηπιότερο περιβάλλον), ενώ οι σταθερές είναι οι ασφαλέστερες: σταθερή καλωδίωση, μόνιμη γείωση, ελεγμένη εγκατάσταση, σπάνια επαφή του χρήστη με το περίβλημα.
• Τρόποι μείωσης των κινδύνων:
• 1. Ρελέ διαρροής υψηλής ευαισθησίας (\(I_\delta \le 30\ \mathrm{mA}\)) στα κυκλώματα που τροφοδοτούν φορητά εργαλεία.
• 2. Εργαλεία διπλής μόνωσης (κλάση ΙΙ), που δεν χρειάζονται γείωση.
• 3. Οπτικός έλεγχος καλωδίου, φις και περιβλήματος πριν από κάθε χρήση.
• 4. Γείωση (τρίτος αγωγός) όπου απαιτείται — το βιβλίο το τονίζει ρητά: «σιγουρευτείτε ότι υπάρχει ένα τρίτο καλώδιο στην πρίζα, για γείωση σε περίπτωση διαρροής».
• 5. Χαμηλή τάση (\(U < 65\ \mathrm{V}\)) ή γαλβανικός διαχωρισμός σε ιδιαίτερα επικίνδυνους χώρους.
• 6. Μέσα ατομικής προστασίας: μονωτικά γάντια, υποδήματα, στεγνά χέρια.
• 7. Αποφυγή εργασίας σε υγρό περιβάλλον και χρήση υπερεύκαμπτων καλωδίων κατάλληλου μήκους (≤5 m).

Ενδεικτική απάντηση. Τα φορητά ηλεκτρικά εργαλεία — το βιβλίο τα χαρακτηρίζει ρητά «την πιο συνηθισμένη αιτία πρόκλησης ηλεκτροπληξίας». Λόγοι: μηχανική καταπόνηση του καλωδίου, δυσμενές περιβάλλον (υγρασία, εργοτάξιο), σφιχτό κράτημα με διαδρομή χέρι–χέρι μέσω καρδιάς, και ιδρώτας που μειώνει την αντίσταση. Μείωση κινδύνου: ρελέ ≤30 mA, εργαλεία διπλής μόνωσης, έλεγχος πριν από κάθε χρήση, γείωση, χαμηλή τάση και ΜΑΠ.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η κατάταξη πρέπει να στηρίζεται στη ρητή διατύπωση του βιβλίου και να αιτιολογείται με τουλάχιστον τρεις παράγοντες. Οι προτεινόμενοι τρόποι μείωσης πρέπει να είναι συγκεκριμένοι, όχι «να προσέχουμε».
• Συνδυάζεται με τις ασκήσεις 8, 9 και 10 της Ομάδας Α: όλες οι συνθήκες που μειώνουν την αντίσταση (ιδρώτας, σφιχτό κράτημα, υγρασία) συναντώνται μαζί στη χρήση φορητών εργαλείων.

Άσκηση Γ.9 — σελ. 230

Εκφώνηση. Συζητήστε μέσα στην τάξη γιατί η ΔΕΗ στην Αττική δε χρησιμοποιεί την ουδετέρωση.

Σκέψη. Η ουδετέρωση στηρίζεται εξ ολοκλήρου στον ουδέτερο του δικτύου. Ρώτα: τι θα συνέβαινε αν αυτός ο ουδέτερος δεν ήταν αξιόπιστος — και τι έχει η Αττική που δεν έχουν οι άλλες περιοχές;

Λύση.

• Πώς λειτουργεί η ουδετέρωση: τα μεταλλικά μέρη συνδέονται με τον ουδέτερο του δικτύου. Σε βλάβη, το ρεύμα σφάλματος επιστρέφει μέσω του ουδέτερου, γίνεται μεγάλο και πέφτει η ασφάλεια.
• Η εγγενής αδυναμία της: αν ο ουδέτερος διακοπεί κάπου στο δίκτυο, τότε όλα τα γειωμένα-μέσω-ουδέτερου περιβλήματα μπορεί να βρεθούν υπό τάση. Η μέθοδος μεταφέρει το ρίσκο σε ένα και μόνο σημείο αστοχίας — και μάλιστα σε στοιχείο του δικτύου, εκτός ελέγχου του καταναλωτή. Γι' αυτό και ο Κανονισμός απαγορεύει άλλη σύνδεση ουδέτερου–γείωσης εντός της εγκατάστασης.
• Γιατί ειδικά η Αττική:
• • Πυκνότητα και μέγεθος: το Λεκανοπέδιο συγκεντρώνει τεράστιο πλήθος καταναλωτών σε πυκνό αστικό δίκτυο. Μια αστοχία του ουδέτερου θα επηρέαζε πολύ μεγάλο αριθμό εγκαταστάσεων ταυτόχρονα.
• • Ιστορικοί/κατασκευαστικοί λόγοι: το δίκτυο της Αττικής αναπτύχθηκε με διαφορετική δομή από την υπόλοιπη χώρα.
• • Επιλογή αυξημένης ασφάλειας: η άμεση γείωση δίνει σε κάθε εγκατάσταση ξεχωριστά τη δική της, ανεξάρτητη διαδρομή προς τη γη — δεν εξαρτάται από την ακεραιότητα ενός κοινού αγωγού.
• Το τίμημα της επιλογής: στην Αττική η άμεση γείωση είναι «η μόνη μέθοδος γενικής προστασίας». Δεν υπάρχει εφεδρεία. Άρα:
• • η ποιότητα κατασκευής της γείωσης γίνεται κρίσιμη (άσκηση 14),
• • η αντίσταση γείωσης πρέπει να ικανοποιεί \(R \le 50/(3 I_N)\) (άσκηση Γ.4),
• • και το ρελέ διαρροής αποκτά ακόμη μεγαλύτερη σημασία ως συμπληρωματική προστασία.

Ενδεικτική απάντηση. Γιατί η ουδετέρωση εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την ακεραιότητα του ουδέτερου του δικτύου: αν αυτός διακοπεί, τα περιβλήματα των συσκευών μπορεί να βρεθούν υπό τάση. Στο πυκνό και εκτεταμένο δίκτυο του Λεκανοπεδίου μια τέτοια αστοχία θα επηρέαζε τεράστιο αριθμό καταναλωτών ταυτόχρονα. Η άμεση γείωση δίνει σε κάθε εγκατάσταση δική της, ανεξάρτητη διαδρομή προς τη γη. Το τίμημα: είναι η μόνη μέθοδος γενικής προστασίας εκεί, οπότε η ποιότητα της γείωσης γίνεται κρίσιμη.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να εντοπίζει την εξάρτηση από τον ουδέτερο ως τη βασική αδυναμία και να συνδέει την επιλογή με τις συνέπειες για τον εγκαταστάτη.
• Προσοχή στο εύρος του κανόνα: η ουδετέρωση ισχύει σε όλη την Ελλάδα ΕΚΤΟΣ από το Λεκανοπέδιο Αττικής — όχι «εκτός Αθήνας» γενικά ούτε «στα νησιά».
• Δευτερεύων παράγοντας που συχνά αναφέρεται: το βραχώδες έδαφος πολλών περιοχών της Αττικής δυσκολεύει την επίτευξη χαμηλής αντίστασης γείωσης — γεγονός που κάνει την προσεκτική κατασκευή ακόμη πιο απαραίτητη.