Zagrożenia porażenia prądem elektrycznym
Powszechne stosowanie energii elektrycznej we wszystkich dziedzinach techniki w życiu codziennym niesie oprócz wielu korzyści również wiele zagrożeń, zarówno dla człowieka, jak i dla jego środowiska pracy i życia. Niewłaściwie eksploatowane urządzenia elektryczne mogą powodować porażenia, awarie, pożary i wybuchy. Jest to spowodowane m.in. niedoskonałością technicznych rozwiązań instalacji elektrycznych i urządzeń w milionach mieszkań, zabudowań gospodarskich i innych obiektów budowlanych. Przyczyną jest również niedostateczna wiedza o występowaniu zagrożenia i sposobach jego ograniczania
Działanie prądu elektrycznego na organizm człowieka może mieć charakter bezpośredni lub pośredni.
Działanie bezpośrednie (porażenie elektryczne) występuje wtedy, gdy przez ciało człowieka popłynie prąd elektryczny. Wywołuje on wiele zmian fizycznych, chemicznych i biologicznych w organizmie, zakłóca działanie układu nerwowego, co może objawiać się uczuciem bólu, kurczami mięśni, zatrzymaniem oddechu, zaburzeniami krążenia krwi, zaburzeniami wzroku, słuchu i równowagi, utratą przytomności czy migotaniem komór serca, a często kończy się nawet śmiercią. Główną przyczyną śmierci w wyniku porażenia prądem, często uważaną za jedyną, jest migotanie komór serca, lecz śmierć może nastąpić również w skutek uduszenia, lub blokady serca, przy czym należy pamiętać o tym że każdy organizm ludzki inaczej reaguje na przepływ prądu elektrycznego. Porażenie prądem może wystąpić po zetknięciu się ciała człowieka z częściami metalowymi, które normalnie nie są pod napięciem, czyli są oddzielone od obwodu elektrycznego izolacją roboczą, lub po zetknięciu z przedmiotami metalowymi nie stanowiącymi części urządzeń elektrycznych np. z instalacją wodociągową i grzewczą. Szczególne zagrożenie powoduje obsługa przyrządów ręcznych, których napięcie przekracza napięcie bezpieczne, więc najczęstszą przyczyną porażeń jest zetknięcie się z uszkodzonymi przyrządami takimi jak: wiertarki czy lampy przenośne.
Skutki porażenia prądem zależą od jego rodzaju, wartości, czasu oddziaływania oraz drogi przepływu przez ciało. Działanie pośrednie prądu elektrycznego powoduje różnego rodzaju urazy, powstające bez przepływu prądu przez organizm, np. oparzenia łukiem elektrycznym czy uszkodzenia wzroku wskutek dużej jaskrawości łuku elektrycznego.
Porażenia i oparzenia prądem elektrycznym mogą być spowodowane: wadliwą budową urządzeń, pojawieniem się napięcia na metalowych częściach urządzeń i konstrukcjach nie będących zwykle pod napięciem (np. w wyniku zwarć), a także nieprzestrzeganiem przepisów bezpieczeństwa pracy oraz instrukcji obsługi urządzeń, lekkomyślnością, czy brakiem odpowiedniej wiedzy o zagrożeniach. W określonych warunkach urządzenia elektryczne mogą także spowodować pożar i wybuch. Pożar powstaje zwykle na skutek niewłaściwego stanu technicznego urządzeń elektrycznych, np. nadmiernego nagrzewania się, iskrzenia połączeń lub nieprawidłowego ich użytkowania. Wybuch może być spowodowany nawet przez urządzenie w pełni sprawne technicznie, którego konstrukcja nie jest jednak przystosowana do wymagań danego środowiska pracy.
Skutki przepływu prądu przez ciało człowieka zależą od:
Rodzaju prądu (stały lub przemienny)
Natężenie prądu
Czasu przepływu prądu
Drogi przepływu prądu
Drogi przepływu prądu przez ciało
Wszystkie urządzenia elektryczne są zbudowane w sposób zapewniający bezpieczeństwo. Przy normalnej obsłudze zagrożenie porażenia prądem występuje w przypadku uszkodzenia izolacji przewodu elektrycznego, zerwania lub obluzowania uszkodzonego przewodu powodującego upływ prądu na masę urządzenia, połączenia masowego lub braku zerowania.
Przepisy BHP uznają za wielkość bezpieczną wartość tzw. napięcia bezpiecznego, które w warunkach normalnych wynosi dla napięcia zmiennego 50 V~ oraz dla napięcia stałego 120 V=.
Przeliczając te wielkości na prąd, który jest decydującym kryteriom bezpieczeństwa otrzymamy wielkość bezpieczną prądu przepływającego przez ludzkie ciało jako prąd do 10 mA.
Najbardziej szkodliwe jest bezpośrednie oddziaływanie prądu, gdy przepływa przez ludzkie ciało między dwiema kończynami. Najczęściej zdarza się to przy dotknięciu ręką źródła napięcia podczas stania na przewodzącym podłożu lub gdy przepływ następuje między rękami, np. przy dotknięciu jedną ręką źródła prądu podczas trzymania się drugą ręką elementów uziemionych.
Wartość bezpiecznego napięcia zależy od rezystancji ludzkiego ciała i można ją wyliczyć z prawa Ohma, znając bezpieczną wartość prądu.
Skutki przepływu zmiennego elektrycznego prądu przez ciało człowieka przy częstotliwości (50 - 60) Hz
Prąd ~ [mA] |
Skutki dla człowieka |
0,3 - 0,4 |
odczuwalny przepływ prądu w miejscu zetknięcia z elektrodą |
0,7 - 1,2 |
prąd wyraźnie daje się odczuć |
1,2 - 1,6 |
łaskotanie i swędzenie ręki |
1,6 - 2,2 |
cierpnięcie dłoni |
2,2 - 2,8 |
cierpnięcie przegubów |
2,8 - 3,5 |
lekkie usztywnienie rąk |
3,4 - 4,5 |
silne usztywnienie rąk, ból w przedramieniu aż do łokcia |
4,0 - 6,0 |
skurcze dłoni, przedramienia, ramion |
6,0 - 9,0 |
pomimo skurczu ramion i dłoni można się jeszcze uwolnić od elektrod |
10,0 - 25,0 |
uwolnienie się od elektrod na skutek skurczu bardzo trudne lub niemożliwe, prąd nie powoduje groźnych następstw, jeśli czas nie przekroczy 15-20 sec. |
25,0 - 60,0 |
silne i bardzo bolesne skurcze mięśni rąk i klatki piersiowej, możliwość arytmii serca |
60,0 - 100,0 |
prawdopodobieństwo nierównej pracy komór i przedsionków serca |
powyżej 300,0 |
zatrzymanie normalnej pracy serca ! |
PRĄD WYSOKONAPIĘCIOWY Kontakt z prądem wysokonapięciowym, występującym w liniach energetycznych i napowietrznych przewodach wysokonapięciowych, kończy się zazwyczaj tragicznie. Zawsze powoduje poważne oparzenia, a nagłe skurcze mięśni wywołane porażeniem mogą daleko odrzucić ofiarę, powodując dodatkowe obrażenia, na przykład złamania. Prąd wysokonapięciowy może przeskakiwać między punktami odległymi nawet o 18 m (łuk elektryczny). Nie chronią przed nim takie materiały, jak suche drewno czy tkaniny ubraniowe. Przed zbliżeniem się do poszkodowanego należy odciąć dopływ prądu i izolować przewody elektryczne. Jest to szczególnie ważne w przypadku uszkodzeń napowietrznych kolejowych linii energetycznych.
PRĄD NISKONAPIĘCIOWY Prąd elektryczny użytkowy, wykorzystywany w mieszkaniach, biurach, warsztatach i sklepach, może spowodować poważne obrażenia, a nawet śmierć. Przyczynami wielu wypadków są wadliwe przełączniki, przetarte przewody elektryczne, uszkodzenie urządzenia elektrycznego. Największe ryzyko grozi małym dzieciom. Musisz być świadom zagrożenia, jakie stwarza woda, będąca dobrym przewodnikiem elektryczności. Jeżeli obsługujesz urządzenie elektryczne (nawet sprawne) mając mokre ręce lub stojąc na mokrej podłodze, narażasz się na znaczne ryzyko porażenia prądem.
Środki ochrony przed porażeniem prądem.
Podzielić je można:
a. na organizacyjne:
- wymagania kwalifikacyjne pracowników,
- właściwa organizacja pracy i jej nadzór,
- właściwe przygotowanie i sprawdzenie stanowiska pracy,
- stosowanie właściwego sprzętu ochronnego
b. techniczne:
- zastosowanie napięć bezpiecznych,
- zerowanie,
- uziemienie ochronne,
- izolacja ochronna,
- wyłączniki przeciwporażeniowe,
- separacja,
- izolowanie stanowiska pracy.
Urządzenia i odbiorniki prądu elektrycznego muszą być tak budowane i konstruowane, aby w normalnej eksploatacji nie występowało zagrożenie porażenia prądem, a w przypadku powstania uszkodzenia nie wystąpiło zagrożenie powstania przebicia elektrycznego.
Dla zapewnienia bezpiecznych warunków pracy i obsługi urządzeń elektrycznych należy przede wszystkim:
- szkolić pracowników obsługujących maszyny i urządzenia w zakresie ich bezpiecznej eksploatacji,
- zapewnić okresowe przeglądy, konserwacje oraz pomiary i badania sprawności.
Podstawowym środkiem zapewnienia bezpieczeństwa pracownika przed porażeniem prądem jest izolacja robocza. Obowiązuje okresowe kontrolowanie i wykonywanie pomiarów oporności izolacji przewodów i uzwojeń np. silników elektrycznych. Wartość oporności izolacji przewodów przyjmowanych do eksploatacji nie może być niższa niż 1000 Q, natomiast dla instalacji eksploatowanych nie niższa niż 500 Q na 1 wolt napięcia pracy danego urządzenia.
Ochrona dodatkowa to zapewnienie zerowania, uziemienia ochronnego, ochronnego obniżenia napięcia, izolowanie stanowiska pracy lub obsługi.
Szczególnie pożądane jest wyposażanie obwodów elektrycznych maszyn i urządzeń niebezpiecznych w wyłączniki różnicowo-prądowe.
Bezpieczeństwo pracy zależy od przestrzegania i przyswojenia sobie pewnych zasad, które powinny stać się częściowo odruchem bezwarunkowym w czasie wykonywania pracy.
Jednym z czynników powodujących duże zagrożenie zdrowia lub życia jest prąd elektryczny.
PIERWSZA POMOC OSOBIE PORAŻONEJ PRĄDEM
Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki ma działanie:
- miejscowe, w postaci oparzenia,
- ogólne, w postaci zaburzeń rytmu serca, włącznie z zatrzymaniem akcji serca.
Należy natychmiast uwolnić porażonego spod działania prądu elektrycznego poprzez:
a. wyłączenie napięcia właściwego obwodu elektrycznego,
b. odsunięcie porażonego ze strefy niebezpiecznej,
c. udzielenie pierwszej pomocy poszkodowanemu.
Ad. a. Wyłączenie napięcia wykonane może być przez przełączenie dźwigni wyłącznika głównego w rozdzielni energetycznej lub wykręcenie wkładek bezpiecznikowych. Przy wykonywaniu tych czynności należy zwrócić uwagę na zachowanie własnego bezpieczeństwa, szczególnie przy wyjmowaniu wkładek typu Bm lub Bu, które można wyjmować tylko przy pomocy uchwytu izolacyjnego.
Ad. b. Porażonego odciąga się od urządzenia znajdującego się pod napięciem tylko w przypadku niemożności wyłączenia właściwego obwodu elektrycznego (np. wykręcenie bezpiecznika jest związane z niebezpieczeństwem dla ratownika). Ratujący może uwolnić porażonego spod działania prądu elektrycznego przez izolowanie. Przy przepływie prądu przez ciało porażonego od ręki do nóg przy równoczesnym zaciśnięciu dłoni na urządzeniu pod napięciem, należy odizolować porażonego przez podsunięcie materiału izolacyjnego pod nogi porażonego. Przy przepływie prądu z jednej ręki do drugiej, odizolowanie polega na podkładaniu materiału izolacyjnego pod kolejne palce poszkodowanego.
Przy uwalnianiu porażonego prądem do 1 kV jako podstawowy materiał izolacyjny wykorzystujemy sprzęt zasadniczy i dodatkowy jak: gumowe rękawice, półbuty gumowe, dywaniki, drążki itp. Można stosować suche materiały tekstylne.
W przypadku porażenia na wysokości, natychmiastowe wyłączenie dopływu prądu może spowodować upadek poszkodowanego. W takiej sytuacji należy zabezpieczyć go przed upadkiem. Tu ratujący musi dokonać oceny sytuacji i wybrać metodę sam.
Prawdopodobieństwo powstania poważnych uszkodzeń organizmu człowieka zwiększa się wraz z upływem czasu działania prądu im jest on dłuższy tym istnieje większe niebezpieczeństwo porażenia ze skutkiem śmiertelnym.
Ad. c W zależności od stanu porażonego należy zastosować odpowiednią akcję ratowniczą:
- przy zatrzymaniu oddechu-sztuczne oddychania,
- przy zatrzymaniu czynności serca-masaż serca,
- przy oparzeniach, krwotokach należy postępować tak, jak w takich przypadkach jest konieczne.
Przekazać chorego do lekarza.
Skutki porażenia prądem są tym groźniejsze, im większą powierzchnię ciała objęło porażenie. Gdy już dojdzie do porażenia prądem, szansę na uratowanie życia ludzkiego zależą od sprawności i szybkości osoby ratującej. Pierwszą czynnością jest natychmiastowe wyłączenie prądu i jak najszybsze przystąpienie do ratowania, ponieważ w pierwszej minucie istnieje 98% szansy na to, że człowiek zostanie uratowany, gdy już po 8 minutach szansa ta maleje do 5%. Następnie, jeżeli jest możliwość, trzeba usunąć porażonego spod działania prądu, zabezpieczając go równocześnie przed ewentualnym upadkiem, cały czas pamiętając o tym, że ratujący musi być dobrze odizolowany w takim samym stopniu od ziemi co od porażonego. Należy zachować szczególną ostrożność przy dotykaniu gołych części przyrządów, oraz ciała porażonego. Jeśli porażony stracił przytomność natychmiast powinno zastosować się sztuczne oddychanie. Ważne jest też to, aby nie wlewać mu nic do ust , lecz okryć go ciepło i skierować go do szpitala.
Zagrożenie pożarowe.
Przyczyną pożarów w urządzeniach elektrycznych mogą być:
-przepływ prądów roboczych i zwarciowych
- łuk elektryczny
-zwiększenie rezystancji styków i złączy
- przepięcia łączeniowe
- przepięcia atmosferyczne
Najbardziej niebezpieczne są prądy zwarciowe.
Zwarcia mogą być spowodowane przez następujące zjawiska:
- elektryczne: przepięcia atmosferyczne, przepięcia łączeniowe, długotrwale przeciążenia powodujące osłabnięcie izolacji
- nieelektryczne: zawilgocenie izolacji, zabrudzenie izolacji, uszkodzenia mechaniczne słupów, kabli, części izolacyjnych aparatów elektrycznych
Środkami ograniczającymi możliwość powstania zwarcia są:
-ochrona linii, instalacji i urządzeń od wyładowań atmosferycznych
- staranna konserwacja urządzeń
- fachowa obsługa
- kontrola obciążeń roboczych
Nadmierne nagrzewanie się przewodów może spowodować przyśpieszenie starzenia się izolacji, spalanie izolacji, stopnienie przewodów, w następstwie czego powstaje pożar.
Najczęściej spotykanymi przyczynami pożarów wywołanych przez urządzenia elektryczne są:
- przeciążenia urządzeń elektrycznych
- wykonywanie instalacji niezgodnie z normami i przepisami
- brak prawidłowej konserwacji urządzeń
- nieprawidłowe zabezpieczenia urządzeń
- nieprawidłowe usytuowanie urządzeń grzewczych
Bibliografia
Orlik W., Egzamin kwalifikacyjny elektryka w pytaniach i odpowiedziach, Krosno 2001.
Źródła internetowe:
pe.fuw.edu.pl/pliki/BHP.doc
8