Bezpieczeństwo obsługi urządzeń elektrycznych.

1. Wpływ prądu elektrycznego na organizm człowieka (dopuszczalne bezpieczne napięcia, niebezpieczne prądy i częstotliwości).

Prąd elektryczny jest nieodłącznym elementem dzisiejszego życia codziennego. Korzystamy z niego na każdym kroku i właściwie ciężko wyobrazić sobie bez niego życie. Już zwykła awaria i odcięcie zasilanie jest źródłem mnóstwa problemów. Ale czy w zwykłej zelektryzowanej codzienności ktokolwiek zastanawia się czym jest prąd elektryczny? Otóż, prąd elektryczny definiuje się jako uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Aby go uporządkować, do obwodu należy podłączyć źródło prądu, składające się z dwóch biegunów – dodatniego i ujemnego, które będą przyciągać ładunki różnoimienne, a odpychać te, o tym samym znaku. Wedle ustalonej umowy kierunek przepływu prądu jest zgodny z kierunkiem poruszania się ładunków dodatnich. Dlatego jeśli nośnikiem prądu są ładunki ujemne, to wedle tej reguły, kierunek przepływu prądu jest skierowany przeciwnie.

Z niewątpliwie wielu dobrodziejstw jakie niesie ze sobą prąd elektryczny, nie należy również zapominać o poważnych zagrożeniach, których może być przyczyną. Prąd to niebezpieczna i nieokiełznana siła, wobec której człowiek bywa bezradny. Porażenie prądem, czyli wszelkiego rodzaju zmiany i zakłócenia w pracy organizmu w kontakcie z prądem, to najgorsze, co może dotknąć człowieka w kontakcie z tym zjawiskiem.

Głównym czynnikiem decydującym o skutkach porażenia jest natężenie prądu, definiowane jako ilość ładunku elektrycznego przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika w jednostce czasu, wyrażane w jednostce układu SI: amperach. I=q/t [A]

Dolne granice odczuwania przepływu prądu przez ciało, a zarazem bezpieczne wartości różnią się w zależności od rodzaju prądu (stały i przemienny) oraz od płci.

Płeć	Prąd stały [mA]	Prąd 50-60 Hz [mA]
Mężczyzna	5,2	1,1
Kobieta	3,5	0,7

Napięcie prądu można uznać za bezpieczne jeśli nie przekracza granicy 30 V w urządzeniach przemienno prądowych oraz 60 V w urządzeniach stałoprądowych. Powyżej tych wartości prąd traci miano bezpiecznego.

Prąd elektryczny stały charakteryzuje się stałą wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu, w odróżnieniu od prądu zmiennego, który jest bardziej niebezpieczny, ze względu na mogące się pojawić skoki napięcia, które znacznie przekraczają bezpieczne dla człowieka wartości.

Intensywność działania prądu zależy od wspomnianego już rodzaju prądu, a także wysokości od napięcia (przy napięciu powyżej 100 V skóra nie stawia już oporu, gdy przy niższych wartościach rezystancja ta występuje), czasu działania prądu (jeżeli czas przepływu prądu przez ciało nie przekracza 0,1-0,5 s, następstwa porażenia zwykle są znacznie złagodzone), temperatury i wilgotności skóry - skóra wilgotna stawia znacznie mniejszy opór niż skóra sucha, ponieważ wilgoć jest dobrym przewodnikiem elektryczności. Prąd przepływa wtedy swobodnie przez ciało. Istotnym aspektem jest także indywidualny poziom elektrolitów w organizmie, którego wartość jest proporcjonalna do porażenia.

Do porażenia prądem może dojść w trakcie niewłaściwej obsługi urządzeń elektrycznych lub wystąpienia wad konstrukcyjnych urządzenia. Posługując się każdym urządzeniem elektrycznym należy zachować szczególne środki ostrożności, m.in.: nie dotykać przewodów mokrymi rękoma; urządzenia odłączać od źródła zasilania, poprzez wyjęcie wtyczki, a nie ciągnięcie za przewód; wymieniać żarówkę przy wyłączonym świetle; nie suszyć włosów suszarką podczas kąpieli; nie dotykać uszkodzonych przewodów. Zasady te są oczywiste, wpajane nawet dzieciom już od najmłodszych lat, jednak mimo wszystko często zapominane lub zwyczajnie ignorowane, dlatego najczęściej brak rozwagi i odpowiedzialności w postępowaniu skutkuje porażeniem prądem.

Efektem przepływu prądu przez organizm ludzki jest często utrata przytomności, której towarzyszy skurcz mięśni, uniemożliwiający osobie rażonej samodzielne uwolnienie się od źródła prądu. W miejscu kontaktu np. z dzierżonym w dłoni przewodem elektrycznym pojawia się oparzenie skóry.

Górne granice, przy których rażony jest jeszcze w stanie samodzielnie oderwać się od źródła prądu przedstawiają się następująco:

Płeć	Prąd stały [mA]	Prąd 50-60 Hz [mA]
Mężczyzna	72	16
Kobieta	51	10,5

Poza skurczem mięśni, działanie prądu może wywołać również niezwykle niebezpieczne zakłócenia w pracy serca, a mianowicie migotanie komór. Normalna praca serca, którą rejestruje elektrokardiogram przedstawiana jest jako krzywa z kilkoma charakterystycznymi załamaniami, powtarzająca się cyklicznie średnio co 0,8s. Pod wpływem nagłej dawki prądu o dużym napięciu prawidłowa praca serca w postaci około 72 uderzeń na minutę zwiększa się do nawet kilkuset impulsów, które nie odpowiadają normalnym uderzeniom i nie zapewniają tłoczenia krwi, przez co krążenie ustaje, następuje niedotlenienie komórek organizmu, a w efekcie zgon. Dodatkowo, jeśli prąd przepływa przez klatkę piersiową i razi mięśnie oddechowe, również może dojść do ich skurczu, co skutkuje zatrzymaniem oddychania. Ten sam efekt pojawi się w przypadku porażenia ośrodków nerwowych w mózgu odpowiedzialnych za proces oddychania. Ponadto, sam przepływ prądu przez mózg prowadzi do obrzęku, który również może spowodować śmierć.

Kolejnym skutkiem niekontrolowanego przepływu prądu są efekty cieplne – zwłaszcza przy wysokich częstotliwościach. Prądy te mają niewielką zdolność przenikania w głąb tkanek ciała, dlatego działają bardziej powierzchownie. Podczas przepływu, wewnątrz organizmu wydziela się ciepło, które może uszkodzić narządy wewnętrzne.

Bezpośrednio po doznanym porażeniu może wystąpić wstrząs elektryczny. Zjawisko to objawia się stanami przerażenia, apatii lub euforii, bladością skóry, drżeniem kończyn lub całego ciała, nadmierną potliwością. Skutki te ujawniają się bezpośrednio po kilku minutach od porażenia, do nawet kilku miesięcy.

2. Środki ochrony przeciwporażeniowej (ochrona podstawowa i dodatkowa).

Aby zapobiec porażeniom stosuje się środki ochrony przeciwporażeniowej, na które składają się ochrona podstawowa, dodatkowa i obostrzona ochrona dodatkowa

Na ochronę podstawową składa się izolacja elementów, będących pod napięciem np. przewodów, wszelkiego rodzaju osłony i zabezpieczenia. W tym celu stosuje się materiały nieprzewodzące prądu, czyli tzw. izolatory. Mogą to być materiały gumowe, włókniste, ceramiczne, czy azbest.

Ochrona dodatkowa i obostrzona ochrona dodatkowa charakteryzują się niedopuszczeniem do powstania niebezpiecznego napięcia dotykowego lub dostatecznie szybkim odłączeniem tej części obwodu, w której wystąpiło szkodliwe napięcie. W tym celu korzysta się ze środków takich jak:

Zerowanie, które polega na stosowaniu połączenia metalicznego, nie będącego przewodnikiem w miejscach, gdzie przepływ prądu wystąpić nie powinien, a możliwe jest uszkodzenie izolacji;

uziemienie ochronne, które polega na samoczynnym odłączeniu urządzenia od zasilenia, w momencie wystąpienia niebezpiecznego napięcia dotykowego;

sieć ochronną i izolację, które łączą galwanicznie wszystkie metalowe elementy, w których może wystąpić napięcie;

wyłączniki przeciwporażeniowe, których zadaniem jest odłączenie danego odbiornika, na którym wystąpiło niebezpieczne napięcie dotykowe na okres krótszy, niż 0,2 sekundy.

Napięcie dotykowe występuje między dwoma punktami, które nie należą do obwodu elektrycznego. Często elementy te mają uszkodzoną izolację, przez co zdarza się, że dochodzi do kontaktu obydwu rąk lub ręki i stopy.

Mimo licznych zabezpieczeń każdy użytkownik powinien przejść szkolenie, zostać pouczonym o możliwych zagrożeniach, oraz zachować ostrożność i zdrowy rozsądek wobec urządzeń pozornie zabezpieczonych, a mimo to czasem śmiertelnie niebezpiecznych.

2. Pierwsza pomoc przy porażeniu prądem elektrycznym

W przypadku wystąpienia porażenia konieczne jest szybkie i stanowcze działanie, które zwiększa szanse poszkodowanego na przeżycie i rychły powrót do zdrowia. Jeśli osoba zachowuje się podejrzanie, trzęsie się, bełkocze i jest prawdopodobieństwo, iż jest pod wpływem siły rażącej, należy bezzwłocznie odłączyć źródło zasilania. Nie wolno również zapominać o własnym bezpieczeństwie i należy postępować w myśl zasady - skuteczny ratownik, to żywy ratownik.

Kiedy wyłączenie zasilania jest niemożliwe lub dotarcie do wyłącznika trwałoby zbyt długo, trzeba uwolnić poszkodowanego spod siły rażenia. Można go odciągną lub odsunąć, wykorzystując do tego przedmioty, które nie przewodzą prądu jak np. suche drewniane bądź plastikowe elementy, folie, czy materiały, na których poszkodowanego można by przeciągnąć w bezpieczne miejsce.

Po uwolnieniu poszkodowanego, należy ocenić jego czynności życiowe. Jeśli jest przytomny, nawiązuje kontakt, reaguje na bodźce i pytania, należy wezwać pogotowie, poinformować dyspozytora o przebiegu wypadku i o stanie chorego, a następnie czuwać nad poszkodowanym do przyjazdu fachowych ratowników.

Jeśli nie jest przytomny, jednak oddycha samodzielnie, to oprócz czynności z poprzedniego przypadku koniecznym jest dodatkowo ułożyć chorego w pozycji bezpiecznej i kontrolować, czy nie traci przytomności lub się nie dusi.

Sytuacja przedstawia się znacznie gorzej, jeśli poszkodowany jest nieprzytomny i nie oddycha. Niezbędne w tym przypadku jest przeprowadzenie resuscytacji krążeniowo-oddechowej. Chorego układa się na twardym podłożu, udrażnia drogi oddechowe, warto również sprawdzić, czy nic nie znajduje się w jamie ustnej i nie tamuje przepływu powietrza. Następnie wykonuje się 2 wdechy ratownicze, które mogą ewentualnie udrożnić przewód oddechowy w przypadku niedrożności i kolejno 30 uciśnięć klatki piersiowej na wysokości mostka, aż do przywrócenia krążenia, bądź przyjazdu służb ratunkowych.

W przypadku wystąpienia wstrząsu i zaistnienia objawów takich jak bladość skóry, pot, drgawki konieczne jest ułożenie poszkodowanego w pozycji przeciwporażeniowej – na plecach, z uniesionymi nogami. Dodatkowo warto podłożyć pod głowę coś miękkiego, by zabezpieczyć ją przed stłuczeniem.

Każdy kontakt z prądem jest bardzo niebezpieczne, dlatego nie wolno tracić zdrowego rozsądku. Zawsze należy postępować zgodnie z zasadami BHP, a ćwiczenia laboratoryjne wykonywać zgodnie z instrukcją i pod bacznym okiem prowadzącego. W razie wystąpienia jakiegokolwiek niebezpieczeństwa, pierwszym działaniem ratowniczym powinno być odłączenie zasilania i dalsza pomoc poszkodowanym, celem zmniejszenia uszczerbku na zdrowiu lub ratowania życia.

Elektrotechnika ogólna. Ćwiczenia laboratoryjne - Mitkowski, Dąbrowski, Suliński

ratownictwojrg3.republika.pl

archiwum.ciop.pl - dr hab. inż. Włodzimierz Korniluk - Politechnika Białostocka

open.agh.edu.pl/