Autor Tema: Seguridad y riesgo eléctrico por alto voltaje con corrientes muy bajas.  (Leído 2226 veces)

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Desconectado genisuvi

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Inicio el tema aquí porque no sé dónde ubicarlo.

Nunca he trabajado con estas magnitudes. Tampoco me formé en ello. Mi formación es en baja tensión, como ingeniera electrónica. Recientemente, la compañía para la que trabajo se ha metido en un proyecto que implica combinar alta tensión con baja tensión. Ya he dejado algún post con dudas al respecto del diseño de PCB en estas circunstancias.

Más allá del diseño, tengo la siguiente duda ahora sobre la manipulación directa que haré sobre el circuito durante el prototipado (raro es que funcione todo a la primera como se espera) haciendo pruebas, tomando medidas, metiendo mis manos con instrumentación de laboratorio, montando, conectando, desconectando, etc:

Debo preocuparme por riesgo de daño con una pcb (o circuito) con puntos a 6000V cuando la corriente máxima que proporcionará la fuente (una fuente comercial controlada con funciones extra en las que no hace falta que entre ahora) serán 10mA al circuito?

El riesgo de daño o muerte lo asocio siempre al nivel de intensidad que puede atravesar mi cuerpo en caso de shock eléctrico. Con lo cual yo pensaría que independientemente de la tensión que voy a tener, lo que verdaderamente importa es que la corriente no está alcanzando ese umbral (50mA) que separa la parada cardíaca de la supervivencia frente a una descarga eléctrica. No sé si estoy equivocada en mi creencia de que sólo el nivel de corriente es lo que provoca los daños.

Sin embargo mientras indagaba sobre el diseño de una PCB en alto voltaje parece que el peligro reside en el alto voltaje, aunque el nivel de corriente no sea mortal. Y es aquí donde ando confundida. De hecho el manual de la propia fuente que recientemente hemos adquirido tiene un capítulo entero a la prevención de daño por uso de la fuente y advierte del peligro de muerte en caso de tocar directamente con la mano el cable mientras esta fuente tiene la salida de 6000V activa. Salvo error de fábrica esta máquina no puede aportar más de 10mA en su salida.

Entonces, dejo aquí esta duda mía para ver si alguien puede aclararme esto de la peligrosidad de un voltaje así de alto con corrientes bajas no mortales (a mi entender).


Gracias a todos de antemano!
« Última modificación: 03 de Julio de 2019, 07:38:56 por genisuvi »

Desconectado KILLERJC

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Re:Seguridad y riesgo eléctrico por alto voltaje con corrientes muy bajas.
« Respuesta #1 en: 03 de Julio de 2019, 08:07:55 »
Citar
El riesgo de daño o muerte lo asocio siempre al nivel de intensidad que puede atravesar mi cuerpo en caso de shock eléctrico. Con lo cual yo pensaría que independientemente de la tensión que voy a tener, lo que verdaderamente importa es que la corriente no está alcanzando ese umbral (50mA) que separa la parada cardíaca de la supervivencia frente a una descarga eléctrica. No sé si estoy equivocada en mi creencia de que sólo el nivel de corriente es lo que provoca los daños.

Si es por la corriente, pero hay mas variables que influyen

La corriente por mm2 de piel. El tiempo de exposicion, hacen tengas distintos grados de peligro para el humano, antes de llegar a la fibrilacion.

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Sin embargo mientras indagaba sobre el diseño de una PCB en alto voltaje parece que el peligro reside en el alto voltaje, aunque el nivel de corriente no sea mortal. Y es aquí donde ando confundida. De hecho el manual de la propia fuente que recientemente hemos adquirido tiene un capítulo entero a la prevención de daño por uso de la fuente y advierte del peligro de muerte en caso de tocar directamente con la mano el cable mientras esta fuente tiene la salida de 6000V activa. Salvo error de fábrica esta máquina no puede aportar más de 10mA en su salida.

Lo que pasa es que tambien varia la impedancia de la piel con respecto a la tension (la frecuencia tambien), lo vas a poder ver el documento que deje al final...
Asi como la fuente tiene ese capitulo dedicado a seguridad, y todas las recomendaciones de seguridad, tu proyecto debería tener lo mismo.

Se que seguirian siendo 10mA, pero estamos suponiendo que es el maximo, y que la fuente no podria dar mas que eso. Pero... ¿que pasaría si por un muy breve instante la fuente puede hacerlo?


https://www.insst.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/301a400/ntp_400.pdf

Nuevamente, esto depende de la fuente, tu proyecto deberia cumplir lo minimo y citar que debe respetarse las normas de seguridad de la fuente, ademas de incluir todos los peligros por un potencial contacto ( o cercania de contacto debido al voltaje). Y... esto supuestamente deberia ser manejado por personal calificado.

Desconectado genisuvi

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Re:Seguridad y riesgo eléctrico por alto voltaje con corrientes muy bajas.
« Respuesta #2 en: 03 de Julio de 2019, 08:56:11 »
Muchas gracias, aprecio que hayas desglosado la información citando los diferentes parágrafos de mi post y el documento posterior que agregaste.

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Si es por la corriente, pero hay mas variables que influyen

La corriente por mm2 de piel. El tiempo de exposicion, hacen tengas distintos grados de peligro para el humano, antes de llegar a la fibrilacion.


Lo que pasa es que tambien varia la impedancia de la piel con respecto a la tension (la frecuencia tambien), lo vas a poder ver el documento que deje al final...]

Entiendo

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[Asi como la fuente tiene ese capitulo dedicado a seguridad, y todas las recomendaciones de seguridad, tu proyecto debería tener lo mismo.]

Está claro!

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[Se que seguirian siendo 10mA, pero estamos suponiendo que es el maximo, y que la fuente no podria dar mas que eso. Pero... ¿que pasaría si por un muy breve instante la fuente puede hacerlo?]

Entiendo que estamos hablando de que por el motivo X (ya sea un fallo mecánico o ves a saber qué otro factor) la fuente sea capaz de drenar más de 10mA hacia el circuito en cuestión.


Citar
...ademas de incluir todos los peligros por un potencial contacto ( o cercania de contacto debido al voltaje). Y... esto supuestamente deberia ser manejado por personal calificado.

También hablamos de que si la situación anterior se diera (derivación de corriente mayor), no importaría el nivel de tensión en los bornes de la fuente, no? o sí implicaría una diferencia sustancial?
Aquí me pregunto, la diferencia entre que el contacto tenga un voltaje de 6000V a tener uno de 12V -mismo circuito y misma corriente circulante-, podría ser que con un contacto a tan alto voltaje, la corriente tendría mayor facilidad para "saltar" (o conducirse) hacia un individuo que tratándose de 12V? o más bien, nada que ver.

Pues en la hoja que me has pasado sí parece obvio que por ley de Ohm la I al depender de R y de V, a más grande la V, mayor la I que puede recorrernos el cuerpo. Pero, claro, la cosa es? si la fuente no pudiese ofrecer toda la corriente que demanda el "cortocircuito" de mi cuerpo con esos bornes y tierra, no podría pasar toda esa corriente teórica hacia mí. No?

Estoy tratando de esclarecer lo que parece que significativo en seguridad eléctrica (tensión - corriente) y el hecho de que me transmite la sensación de parecer más peligroso tener contactos a 6000V que a 12V. En otras palabras, trato de averiguar si las medidas de seguridad o peligro serían las mismas aplicando alta tensión y baja tensión (en este caso con la misma corriente).

Muchas gracias por tu tiempo.

Un saludo cordial.
« Última modificación: 03 de Julio de 2019, 09:03:38 por genisuvi »

Desconectado KILLERJC

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Re:Seguridad y riesgo eléctrico por alto voltaje con corrientes muy bajas.
« Respuesta #3 en: 03 de Julio de 2019, 15:42:35 »
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También hablamos de que si la situación anterior se diera (derivación de corriente mayor), no importaría el nivel de tensión en los bornes de la fuente, no? o sí implicaría una diferencia sustancial?
Aquí me pregunto, la diferencia entre que el contacto tenga un voltaje de 6000V a tener uno de 12V -mismo circuito y misma corriente circulante-, podría ser que con un contacto a tan alto voltaje, la corriente tendría mayor facilidad para "saltar" (o conducirse) hacia un individuo que tratándose de 12V? o más bien, nada que ver.

Considero que es mejor analizarlo en que analizarlo en varios momentos.

- Antes del conduccion:  lo unico que separa de que inicie la conduccion es la rigidez dielectrica del aire... segun wikipedia puede variar de 0.4 a 3kV/mm segun la presion, pero seguramente la humedad sea un factor a tener en cuenta. Si suponemos el peor caso de 0.4, tendrias que puede saltar un arco hasta 15mm de distancia.
En cambio 12V, no tiene una capacidad para un arco, y con la impedancia de la piel por mas que puedas suministrar 80A no va a tener el efecto que uno espera, ya que la impedancia es quien va delimitar esa corriente.

Por eso mismo los conectores deben tener previsto que bajo ningún motivo la persona que use el conector este en peligro de que salte el arco.
Lamentablemente no estoy demasiado informado para continuar con el tema de aislamiento, esto es el limite que conozco hasta ahora.

- Inicio de la conduccion: Cualquier arco es malo. La generacion del arco produce una molestia incluso cuando no hay suficiente corriente como para afectar a la piel, es como el caso de la electrostática ( o estática cuando agarras algún objeto y te da una "patada"). Cualquier arco puede genera el calentamiento de la zona de contacto y del gas entre los "conductores" ademas de emitir de luz UV e IR, produciendo posiblemente o seguramente algun daño a la persona. Entonces la idea es EVITAR el ARCO ELECTRICO. El tiempo de reaccion de una persona es bastante grande... Por lo que no significa que puede durar poco el arco.

- Conduccion: Si no se logra evitar, estariamos en presencia de un arco electrico o conduccion total a traves del cuerpo. Si la tension es demasiado grande, muchas veces es la piel y no el corazon quien recibe el mayor de los daños, esto se puede ver en algunos accidentes como:

https://www.perfil.com/noticias/actualidad/murio-joven-recibio-descarga-electrica-tren-roca.phtml

Donde el camino de mayor facilidad hacia tierra es justamente la piel. En este caso es obvio que la corriente y el tiempo expuesto va a influir. Podriamos encontrar una analogia de una resistencia donde pasa corriente y se calienta por efecto Joule, quemando la piel. No importa que tenga 25KV la resistencia si solo pasa 1uA, y tambien difiere si pasa 1mA un segundo, o 1mA 1 minuto. El calor generado va a ser distinto.



En fin... seguimos redundando en lo mismo: evitar a toda costa cualquier problema.
Supongo que si la persona maneja la fuente de aislacion, deberia tener las mismas consideracion para el equipo que esten construyendo. Asi como tambien ustedes podrian observar la fuente y determinar cuales son las "consideraciones" que el fabricante tomo acerca de la alta tension, especialmente las que estan en contacto con el usuario ( conectores, gabinete, etc)

Desconectado genisuvi

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Re:Seguridad y riesgo eléctrico por alto voltaje con corrientes muy bajas.
« Respuesta #4 en: 04 de Julio de 2019, 03:38:59 »
Gracias @KillerJC porque te has currado una explicación muy elaborada.
Y a parte del arco también está el factor de cuánto podría derivar un punto de un circuito a 6000V por instantes muy breves, como tú decías. Me estoy imaginando un pico de corriente lo suficientemente grande como para aportar una I = 6000V/Rcuerpo. Ya que basta medio segundo a 100mA para causarte grandes estragos. Si la fuente por lo que fuese es capaz de ofrecerlo.. desgracia al canto!


En fin... seguimos redundando en lo mismo: evitar a toda costa cualquier problema.
Supongo que si la persona maneja la fuente de aislacion, deberia tener las mismas consideracion para el equipo que esten construyendo. Asi como tambien ustedes podrian observar la fuente y determinar cuales son las "consideraciones" que el fabricante tomo acerca de la alta tension, especialmente las que estan en contacto con el usuario ( conectores, gabinete, etc)

Esto es algo que pensé; mínimo aplicar las mismas precauciones, ya que tenemos una guía aprovecharla. Pero una cosa es aplicar un protocolo así sobre un producto acabado, testado, que ya está en mercado.. y la otra son las precauciones a tener durante el desarrollo del prototipo -alimentado por esa fuente-. El técnico, en este caso yo, probaré componentes aplicando esta tensión, haré pruebas o tomaría medidas con los componentes soldados, incluso una vez montada la PCB, las primeras pruebas con el montaje completo, tanto para anotar parámetros de funcionamiento como para resolver posibles comportamientos indeseados. Con estas tensiones diría yo que los instrumentos que solemos usar para baja tensión: téster, multímetro, osciloscopios, etc no van a ser muy recomendables, a parte de cuestión de escalas, pues está el tema de aislamiento que puedan soportar. Ya no te digo acercar las manos para aguantar una sonda o punta de prueba a pocos cm de un punto a 6000V sería acercarme demasiado también. Es decir, yo lo que veo es que si aplico a raja tabla una guía de seguridad como la de la fuente, no voy a poder tomar medidas ni manipular la PCB a menos que exista una instrumentación o forma de proceder que permita hacerlo sin riesgo. Es la sensación que me da siguiendo la lógica. Cosa que al final supongo que acabaré solicitando a un técnico de riesgos laborales.

He comentado más por debatir y hacer una reflexión que otra cosa. Tu explicación es más que completa.

Saludos, que tengas buena jornada.





 

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